蜂窝移动通信系统的演变历程

从蜂窝移动通信系统开始商用到现在，只不过短短30多年的时间，其技术发展突飞猛进，已经使得蜂窝移动通信方式融入了人们的生活。第一代蜂窝移动通信系统采用频分多址的通信方式，并且是模拟通信系统，直接将语音信号调制到相应的频点后发送。第一代蜂窝移动通信系统最大的贡献就是摆脱了电话线的束缚，使得用户第一次能够在移动状态下无线接收和拨打电话。

理论教育 2023-06-22

运营商WLAN网络优化方案

WLAN作为一种低廉的无线宽带接入技术，近年被广泛应用于移动运营商系统中，应用于机场、酒店、娱乐和休闲公共场所、会议展厅等人群密集流动性高的热点区域。WLAN作为一种有效、经济和普及的移动宽带技术，将对有线宽带和无线宽带融合发展起到非常重要的促进和补充作用，其既有与固定宽带相媲美的带宽和成本优势，又有无线技术的移动方便性，是融合固定宽带和无线移动的重要桥梁技术。

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IEEE802系列标准介绍

IEEE 802委员会成立于1980年2月，它的任务是制定局域网的国际标准，IEEE 802委员会目前有12个分委员会。从图3-2可以看出IEEE 802家族成员间的关系以及它们在OSI模型中的角色位置。IEEE 802系列中的个别规范是由点号后的一位数定义的。例如，IEEE 802.3是载波监听多路访问/冲突检测规范，与以太网有关，IEEE 802.5则是令牌环网规范。此外IEEE 802协议堆栈还包括其他成员。IEEE 802网络的管理功能规范于IEEE 802.1。而IEEE 802.1的范围覆盖桥接以及虚拟局域网。

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宽带无线接入系统的发展历程

此后，于1999年9月提出了IEEE 802.11b协议作为补充。用户还可以配置与IEEE 802.11a、IEEE 802.11b以及IEEE 802.11g均相互兼容的多方式无线局域网，有利于促进无线网络市场的发展。IEEE 802.11n的标准到2009年才被IEEE正式批准发布，其标准化进程已经落后于产品的开发。IEEE 802.16标准于2002年4月3日正式颁布。

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无线通信网络演进的驱动力

无线通信系统的演进，并非是仅仅依靠技术的发展，用户的业务需求在网络演进过程中也扮演了重要的角色。业务需求推动无线通信网络的演进。在无线通信网络发展之初，其承载的业务主要是语音业务和无线电报业务。特别是各种无线接入技术蓬勃发展的今天，无线通信系统将不再以单一的无线接入技术的演进为标志，而是一个能够包容多无线接入系统共存，并包容不同网络采取不同演进路线的高度异构性网络。

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无线通信网络发展趋势概述

由于无线通信突破了固定有线通信对收发端地理位置的束缚，大大拓展了人们通信和活动的范围。根据所采取的通信设备、通信内容及通信方式的不同，无线通信网络又能够细分为多种无线通信系统，包括蜂窝移动通信系统、集群调度移动通信系统、卫星移动通信系统、无线电寻呼系统、宽带无线接入系统等。因此，本节将着重介绍蜂窝移动通信系统和无线宽带接入系统的发展历程。

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国内运营商加速发展WLAN网络

移动互联网时代的到来，国内三大运营商均加大了对WLAN的投资部署。中国移动推出了“百万热点计划”，将WLAN打造成第四张移动网，积极推动WLAN与移动网的融合试点。同样地，中国联通亦于2011年、2012年加紧了对WLAN热点的部署。运营WLAN系统目前大都采用的是集中控制型AP系统，即AC+瘦AP组网模式，将管理、策略、移动性、转发等功能集中到AC上，瘦AP仅负责射频覆盖和IEEE 802.11帧交换功能，AC实现对瘦AP的集中控制管理。

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LTE-Advanced：未来演进之LTE系统架构

LTE系统虽然已具有了移动宽带通信系统的特征，然而，与ITU在2008年7月确定的被称为4G的IMT-Advanced系统最小需求相比，LTE系统在最大带宽和上行峰值速率两方面还略有差距，其他指标均满足此最小需求。在此背景下，3GPP针对ITU提出的IMT-Advanced系统最小技术需求指标，开始了对LTE系统的演进工作，称为LTE-Advanced系统，简称为LTE-A系统，并提出了高于IMT-Advanced系统最小需求的技术指标，具有明显的优势。

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无线通信网络架构及演进：本书内容概述

本书共分9章，重点介绍无线通信网络架构，其中，第1章介绍了移动通信系统及宽带无线接入系统的发展历程，并简要阐述了业务需求对于网络演进的驱动。第3章重点介绍宽带无线接入网络及其演进，包括IEEE 802.11系列网络及IEEE 802.16系列网络协议结构及网络演进。第5章和第6章介绍的内容均是在无线网络演进过程中由于技术演进及业务需求的双重驱动下出现的新型无线网络架构。最后，第9章对全书进行了总结。

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中国联通WLAN测试情况分析

本次对13家主流厂商的IEEE 802.11n设备进行了测试，除Trapeze不支持2.4GHz频段上的40MHz频宽外，其余厂商均支持所有IEEE802.11n功能。性能项性能测试中，包括的测试内容有吞吐量测试、室内覆盖测试和容量测试，其中AP100mW共有测试项26项，AP500mW共有测试项18项。

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IEEE802.11网络演进的发展史

IEEE802.11标准依靠修正案进行更新。1991年5月，IEEE 802.11工作组成立。1997年6月26日，IEEE 802.11标准制定完成，1997年11月26日正式发布。由于与IEEE 802.11b工作频段不同，所以IEEE 802.11a不能兼容原有的IEEE 802.11b的产品。IEEE 802.11n全面改进了IEEE 802.11标准，不仅涉及物理层标准，同时采用新的高性能无线传输技术提升MAC层性能，提高网络的吞吐量。IEEE 802.11c工作组于2003年完成了这一标准的制定，且该标准被归入有关局域网桥的IEEE802.11d标准中。10）IEEE 802.11i：IEEE 802.11i定义了MAC层的安全和认证机制。

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宽带无线接入网络的发展需求

图3-1 无线接入系统分类5）具有良好的可扩容性。宽带无线接入可根据用户需求进行系统设计或动态分配系统资源，而不会造成资金或设备的浪费，且在发展方面极具灵活性。目前用于宽带无线网络接入的主要技术有第三代移动通信技术、无线局域网、无线城域网。

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IEEE802.11系列网络系统架构优化

WiFi中的无线介质由无线局域网物理层标准定义。在IEEE 802.11中，组成WLAN的基本单位称为基本服务集，由一系列互相通信的节点组成，这些节点所能覆盖到的通信区域称为基本服务区。自组织网络由少数节点构成，没有网络中心，所有节点处于对等的地位。图3-5 IEEE 802.11自组织网络拓扑图3-6 IEEE 802.11架构式网络拓扑单个接入点的覆盖范围有限，为了获得更大的网络覆盖，可以通过有线网络将多个接入点进行连接，构建扩展服务集。

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IEEE802.16系列网络的特点与应用分析

它积极推广的是IEEE 802.16系列标准及其相关的规范。通常认为，IEEE 802.16工作组是WiMAX空中接口规范的制定者，而WiMAX论坛是技术和产业链的推动者。IEEE 802.16工作组主要开发应用于城域网的无线系统空中接口的物理层和媒体接入控制层规范。IEEE 802.16标准系列到目前为止主要包括IEEE 802.16、IEEE802.16a、IEEE 802.16c、IEEE 802.16—2004、IEEE 802.16e—2005、IEEE 802.16f和IEEE 802.16g共7个标准。IEEE 802.16a标准颁布于2003年1月，是对之前发布的IEEE802.16标准的扩展。此外，IEEE 802.16a增加了QoS保障机制，可以支持语音、视频等实时性业务。

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IEEE802.11 MAC层协议简介

表8-12节理裂隙岩体不同方向的波速图3-7 IEEE 802.11扩展服务集网络拓扑IEEE 802.11系列的MAC层协议支持架构式网络和自组织网络两种类型的无线局域网，它有两种接入方式，即分布协调功能和点协调功能。DCF是IEEE 802.11系列最基本的MAC层方法，其核心是CSMA/CA机制。为了尽量避免帧冲突，IEEE 802.11系列的MAC层协议规定，所有节点在完成发送后，必须在等待一段很短的时间才能发送下一帧。IEEE 802.11DCF有两种工作方式，一种是基本工作模式，即CSMA/CA方式；另一种是RTS/CTS模式。

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IEEE 802.16 网络演进：全面梳理

1999年，IEEE成立了IEEE 802.16工作组来专门研究宽带固定无线接入技术规范，目标就是建立一个全球统一的宽带无线接入标准。IEEE 802.16又称为IEEE Wireless MAN空中接口标准，是适用于2～66GHz的空中接口规范。IEEE 802.16系列标准到目前为止包括IEEE 802.16、IEEE802.16a、IEEE 802.16c、IEEE 802.16d、IEEE 802.16e、IEEE 802.16f和IEEE 802.16g七个标准，各标准相对应的技术领域如下：IEEE 802.16：10～66GHz固定宽带无线接入系统空中接口。IEEE 802.16f：固定宽带无线接入系统空中接口管理信息库要求。

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