《物联网智能信息处理》课件第五章异构物联网的频谱共享与效率提升第一节-修正.pptx
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1、目录123低碳与绿色通信技术低碳与绿色通信技术0 电磁环境的频谱分析电磁环境的频谱分析基于认知无线电的频谱共享技术基于认知无线电的频谱共享技术5.1基于基于认知无知无线电的的频谱共享技共享技术5.1.1无线资源管理1.频谱管理概述定义:电磁频谱管理电磁频谱管理是国家通过专门机关,运用法律、行政、技术和经济等手段,以实现公平合理、经济有效利用电磁频谱和卫星轨道资源的行为和活动。电磁频谱管理是国家行为。对象是研究、开发、使用频谱资源和卫星轨道资源的各种行为。最终目的是维护其有序使用,保证频谱资源利用的有效性。电磁频谱管理需要综合运用法律、行政、技术、经济手段。电电磁磁频频谱谱管管理理特特点点1.2
2、.3.4.15.1.1无线资源管理2.频谱管理主要内容1.频率频率规划、规划、划分、分配、划分、分配、指指配配。2.无线电无线电监测监测3.无线电无线电检测检测4.方针政策方针政策、技、技术标准以及行政术标准以及行政法规的制定法规的制定。5.非无线电设非无线电设备的电磁辐射备的电磁辐射管理。管理。6.双边以及多双边以及多边国际电磁频边国际电磁频谱管理活动。谱管理活动。3.频谱管理的目的为什么需要进行频谱管理为什么需要进行频谱管理易易受受污污染染性性有有限限性性非非消消耗耗性性多多维维性性共共享享性性频谱资源的频谱资源的五个属性五个属性25.1.1无线资源管理4.物联网中的频谱需求与规划(a)物
3、联网的频谱需求第一阶段:第一阶段:机器互联阶段机器互联阶段第三阶段:第三阶段:广广域感知阶段域感知阶段第二阶段:第二阶段:局局域感知阶段域感知阶段(b)物联网无线传输技术频谱划分现状电磁频谱划分图35.1.1无线资源管理lRFID的频谱规划与使用国家国家RFID业务频率范围(业务频率范围(MHz)美国及加拿大美国及加拿大902928欧洲欧洲865868澳大利亚澳大利亚918926日本日本950960韩国韩国908.5914新加坡新加坡866869,923925香港香港865868,920925lZigBee频谱使用情况物理层标准物理层标准2.4GHz物理层868/915MHz物理层带宽:0.6
4、MHz带宽:3MHz传输速率:250kb/s传输速率:20kb/s40kb/s适用范围:全球适用范围:欧洲美国900MHz频段RFID业务的频率规划表45.1.1无线资源管理由人脑的物理化学过程反映出来,人脑是有机物,它是智能的物质基础。非生物的、人造的,常用符号表示,AI的来源是人的知识精华和传感器数据。8021.11各类标准情况汇总lWiFi频谱使用情况标准号标准号工作频段工作频段传输速率传输速率说明说明802.112.4GHz2Mbps原始标准802.11a5GHz54Mbps物理层补充802.11b2.4GHz11Mbps物理层补充802.11c-符合802.1d的MAC桥接标准802
5、.11d-根据各国无线电规定所做的调整802.11e-对服务等级QoS的支持802.11f-基站的互连性802.11g2.4GHz54Mbps物理层补充802.11h-与欧洲的HiperLAN2相协调的修订标准802.11i-安全和鉴权方面的补充802.11j-为适应日本在5GHz以上应用不同而定制的标准802.11k-无线局域网信道选择、漫游服务和功率控制标准802.11m-对802.11家族规范进行维护802.11n-预计达到540Mbps-新的802.11标准引入MIMO技术802.11o针对VoiceoverWLAN而制订802.11p5.9GHz6Mbps/1000英尺针对汽车通信的
6、特殊环境而出炉的标准802.11q-支持VLAN机制802.11r-着眼于减少漫游时认证所需的时间,802.11s-制订与实现目前最先进的MESH网路802.11t-提供提高无线电广播链路特征评估和衡量标准的一致性方法标准802.11u-与其他网络的交互性802.11v-无线网络管理802.11b+2.4GHz22Mbps非公开标准,德州仪器的一项产权私有的技术55.1.1无线资源管理lLTE频谱使用情况Band 33上行上行1900MHz 1920MHz下行下行1900MHz 1920MHzTDD342010MHz2025MHz2010MHz2025MHzTDD351850MHz-1910M
7、Hz1850MHz-1910MHzTDD361930MHz-1990MHz1930MHz-1990MHzTDD371910MHz-1930MHz1910MHz-1930MHzTDD382570MHz-2620MHz2570MHz-2620MHzTDD391880MHz-1920MHz1880MHz-1920MHzTDD402300MHz-2400MHz2300MHz-2400MHzTDDTD-LTE的频率规划表lWiMAX频谱使用情况IEEE802.16系列宽频无线标准802.16a802.16a2G-11GHz固定接入802.16e802.16e2G-6GHz移动接入802.16d802.1
8、6d2G-66GHz固定接入65.1.1无线资源管理5.物联网中频谱划分面临的问题及解决方法频谱资源供需频谱资源供需矛盾矛盾日益日益突出突出提高频谱利用率挖掘有限频谱资源的承载能力。寻求有效的频谱利用方式,打破现有的固定频谱分配方式。多种无线传输技术共多种无线传输技术共存带来的兼容性问题存带来的兼容性问题空闲信道评估(ClearChannelAssessment,CCA)技术动态信道选择技术选择信道算法技术75.1.2传统频谱效率提升技术1.多址接入技术同一个基站同时对多个用户提供服务时对基站内不同用户的和基站自身发出的信号加以区别,使用户能识别自己的信号,基站能区分不同用户的信号,的方法称为
9、多址技术。频分多址(FDMA)时分多址(TDMA)码分多址(CDMA)85.1.2传统频谱效率提升技术空分多址(SDMA)正交频分多址(OFDMA)信道编码/交织/加扰QAM调制(QPSK/16QAM/64QAM)串/并变换子载波映射IFFT加CP频域时域OFDM调制1.多址接入技术OFDMA系统下行多址方式95.1.2传统频谱效率提升技术2.调制与编码技术(a)调制与解调模拟调制模拟调制幅度调制:AM、DSB、SSB、VSB频率调制:FM相位调制:PM数字调制数字调制振幅键控:ASK;频率键控:FSK;相位键控:PSK;正交振幅调制:QAM。调制就是对消息源信息进行编码的过程,其目的就是使携
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