《无线技术学习笔记》课件

无线技术学习笔记本笔记旨在记录无线技术学习过程中的知识点，涵盖无线通信基础、常见无线标准、无线网络设计等方面课程介绍课程目标课程内容学习无线技术的原理、应用和发展趋势涵盖无线电磁波基础、无线电调制解调技掌握无线通信系统的基本知识和技能为术、无线网络拓扑结构、无线网络接入技从事无线通信相关领域工作打下坚实基础术、网络架构等4G/5G为什么学习无线技术普遍应用未来发展

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2.12无线技术无处不在，从智能手机到物联网，无线技术改变着我们无线通信技术不断发展，、等新一代通信技术将带来更快5G6G的生活方式，学习无线技术可以帮助我们更好地理解和应用这些的速度、更低的延迟和更大的容量，学习无线技术可以为未来发技术展做好准备就业前景科研创新

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4.34无线通信领域人才需求量大，学习无线技术可以提升竞争力，获无线技术领域充满挑战，学习无线技术可以参与到科研创新中，得更多职业发展机会推动无线技术发展无线通信发展历程无线电报1世纪末，无线电报诞生，标志着无线通信时代的开启19模拟无线电2世纪初，模拟无线电技术发展，电话、广播等应用出现20数字无线通信3世纪年代，数字无线通信技术兴起，移动电话、移动互联网等应用出现2070现代无线通信4现代无线通信技术以、为代表，高速率、低延迟、大容量4G5G无线电磁波基础电磁波的本质无线电磁波的频率无线电磁波的传输无线电磁波是电场和磁场相互耦合形成的能无线电磁波的频率范围非常广泛，从低频的无线电磁波可以通过天线发射和接收天线量波动它是电磁辐射的一种形式，可以在无线电波到高频的伽马射线每个频率范围的设计和尺寸取决于所使用的频率范围真空中以光速传播都有不同的应用无线电调制解调技术调制将数字信号转换为无线电波传输解调接收信号还原为数字信号频谱分析频谱分析技术在无线电调制解调技术中起着重要作用无线电频谱分配无线电频谱是有限的资源，需要合理分配和管理无线网络拓扑结构无线网络拓扑结构描述无线设备之间的连接方式，影响着网络性能、可靠性和扩展性常见的无线网络拓扑结构包括星型、总线型、网状型和混合型星型拓扑结构中所有设备连接到一个中央节点，如接入点，简单易管理，但中央节点故障会影响整个网络总线型拓扑结构中所有设备共享一条通信信道，成本低，但扩展性较差，信号干扰严重网状型拓扑结构中设备之间互相连接，形成多个路径，提高了网络容错能力和数据传输效率混合型拓扑结构结合了多种拓扑结构的优点，可根据实际需求灵活设计无线链路层协议数据帧格式流量控制链路层协议定义数据帧格式，包防止接收方过载，通过控制数据含源地址、目标地址、数据和校传输速率，避免网络拥塞验码等信息确保数据在网络中正确传输错误检测与纠正介质访问控制使用校验和、循环冗余校验等机管理无线网络中共享介质的使用制，保证数据传输可靠性，避免多个设备同时发送数据造成冲突无线网络接入技术无线路由器蜂窝网络卫星网络无线宽带接入无线路由器通过无线信号连接蜂窝网络通过基站和手机之间卫星网络利用卫星在太空中的无线宽带接入技术使用无线网多个设备，实现网络共享它的无线信号建立连接，提供语信号中继，为偏远地区提供无络连接互联网，例如和WiMAX们通常采用协议标准音通话和数据服务线通信服务

802.11LTE的工作原理WLAN无线接入点AP1连接无线设备无线网络接口卡NIC2连接无线设备无线电波3传输数据数据包4传输数据使用无线电波进行数据传输无线设备通过无线网络接口卡与无线接入点通信将无线信号转换为有线信号，并连接到WLAN NICAP AP网络无线设备通过与网络上的其他设备通信AP蓝牙通信基础蓝牙技术原理蓝牙应用场景蓝牙技术是一种短距离无线通信技术，采用频段，支持蓝牙技术广泛应用于各种无线设备，如智能手机、耳机、音箱、

2.4GHz低功耗、低成本、低延迟的无线数据传输键盘、鼠标、打印机等蓝牙使用跳频扩频技术来减少干扰，提高抗干扰能力蓝牙可用于连接不同类型的设备，实现数据传输、语音通话、文件共享等功能蓝牙网络拓扑蓝牙网络拓扑结构决定了蓝牙设备之间的连接方式和数据传输路径常见的蓝牙网络拓扑结构包括星型、点对点、网状网络等星型拓扑结构以一个主设备为中心，其他设备连接到主设备，适用于简单的设备连接场景点对点拓扑结构是指两个设备直接连接，适用于简单的设备配对和数据传输网状网络拓扑结构是指多个设备相互连接形成网络，适用于复杂的设备互联场景蓝牙协议栈蓝牙协议栈概述协议栈层级蓝牙协议栈分为多个层次，各层相互协作，完成•应用层蓝牙设备间的通信•蓝牙核心协议层•链路管理层•主机控制器接口层•物理层协议栈功能数据传输与控制蓝牙协议栈负责数据传输、设备连接、安全认证蓝牙协议栈支持多种数据传输模式，提供可靠的等关键功能连接和数据传输保障蓝牙设备配对流程设备发现蓝牙设备开始搜索彼此这可以通过打开设备上的蓝牙功能来实现配对请求一个设备向另一个设备发送配对请求这将提示接收设备接受或拒绝配对请求输入码PIN如果配对请求被接受，两个设备可能需要输入一个码来确认配对PIN配对成功一旦码验证完成，两个设备就会配对成功它们现在可以互相通信PIN网络架构4G/5G网络架构是移动通信网络的核心基础，它定义了无线网络和核心网之间4G/5G的交互方式，并提供了一种灵活、可扩展的框架来支持各种无线通信服务网络架构主要由无线接入网、核心网和用户设备4G/5G RANCN UE三部分组成无线接入网负责将用户设备连接到核心网，核心网负责提供各种通信服务，用户设备是用户使用的终端接入网技术4G/5G演进型基站多天线技术系统使用演进型基站，技术，通过多个天线同时4G/5G MIMO提供更高数据速率、更低延迟和传输数据，提高系统容量和频谱更强覆盖能力效率载波聚合技术新型接入技术聚合多个载波，增加带宽，满足和等技术，支4G LTE5G NR高数据速率需求持高速数据传输、低延迟和高可靠性核心网技术4G/5G核心网概述核心网4G12核心网负责控制和管理移动通传统的核心网采用架4G EPC信网络，提供各种核心服务，构，包含多个功能实体，如例如用户认证、呼叫控制、计、、等MME S-GW P-GW费等核心网演进与发展5G34核心网采用基于云的核心网相比核心网更加5G5GC5G4G架构，简化了网络结构，并支灵活、高效，并具备更强的扩持多种新兴技术，例如网络切展性，以满足未来网络需求片、边缘计算等密码学安全4G/5G数据加密身份验证网络使用先进加密算法，例如，保护用户数据在传输用户身份验证机制，例如和，确保只有授权设备和用户4G/5G AESEAP TLS过程中的安全性才能访问网络网络完整性安全协议通过数据包完整性校验，确保数据在传输过程中没有被篡改使用标准安全协议，例如和，保护网络通信的安全HTTPS DTLS软件定义无线电灵活性和可重构性成本效益软件定义无线电通过软件定义无线电平台实现灵活的无线电功能软件定义无线电可以通过软件升级实现新功能，降低硬件成本，，可通过软件重构实现多种无线通信模式提高成本效益毫米波通信技术高频段优势覆盖范围局限性12毫米波频率较高，带宽更大，毫米波信号传播距离较短，易可提供更高的数据速率受障碍物影响，需要密集部署基站高容量接入应用场景34毫米波可支持大量用户同时接主要用于室内密集区域，例如入，满足未来海量移动数据流大型体育场馆、会议中心和高量需求层建筑无线通信信号检测信号特征滤波器无线通信信号检测的关键在于从噪声滤波器用于去除干扰和噪声，增强信和干扰中提取出有用信号特征号强度检测算法频率估计匹配滤波、最大似然估计等算法用于通过分析信号的频率特性，可以识别判断信号的存在和类型信号来源和类型无线通信系统建模系统参数1建模需要定义系统参数，包括发射功率、天线增益、噪声功率等信道模型2使用信道模型模拟无线信道特性，如衰落、多径效应和干扰等性能指标3定义评估模型性能的指标，例如误码率、吞吐量和时延等无线电波传播模型直线传播绕射反射折射无线电波在自由空间中以直线无线电波遇到障碍物时，会绕无线电波遇到导体表面时，会无线电波穿过不同介质时，传传播，不受障碍物阻挡过障碍物继续传播，但信号强发生反射，反射方向取决于入播方向会发生改变，称为折射度会减弱射角和反射角，折射角取决于入射角和两种介质的折射率无线信号调制解调算法数字调制模拟调制12数字调制将数字信号转换为适模拟调制将模拟信号转换为适合无线传输的模拟信号合无线传输的模拟信号解调算法种类34解调将无线传输接收到的模拟常见的无线信号调制解调算法信号转换为原始的数字或模拟包括ASK,FSK,PSK,信号等QAM无线网络性能评估指标无线网络性能评估指标用于衡量无线网络的质量和效率这些指标可以帮助我们了解网络的性能，并识别需要改进的地方100%10ms数据吞吐量延迟网络每秒传输数据的数量数据从源到目的地的时间

99.99%1000可靠性容量数据传输成功率网络能够同时支持的用户数量无线电波干扰分析来源分析影响分析抑制方法干扰信号来源众多，包括自然干扰信号会影响无线通信系统常用的干扰抑制方法包括频率现象、人为干扰和同频干扰的性能，例如降低信噪比、增规划、空间隔离、信号处理等自然现象包括雷电、太阳耀斑加误码率、降低数据传输速率频率规划是指选择合适的频等，人为干扰包括工业设备、等干扰严重时甚至会造成通率进行通信，空间隔离是指将家用电器等，同频干扰则来自信中断发射机和接收机分离一定距离其他无线通信系统，信号处理是指通过滤波、编码等手段来抑制干扰信号无线通信发展趋势卫星通信5G+持续提升带宽和速率，满足未来高带宽应用需拓展无线通信覆盖范围，为偏远地区提供网络求服务物联网人工智能无线通信技术为物联网的连接和数据传输提供智能化网络优化，提高网络效率和用户体验基础课程总结与展望技术发展趋势应用领域扩展无线通信技术不断发展，技术无线通信应用领域不断扩展，包5G成熟应用，技术正在探索括物联网、智能制造、车联网等6G未来挑战无线通信面临更高带宽、更低延迟、更高安全性、更低功耗等挑战问答环节欢迎大家提出问题，积极交流探讨希望通过这次课程学习，大家能够对无线技术有一个更深入的了解一起探讨无线技术的未来发展方向。