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软考中级【网络工程师】第6版教材第4章无线通信网 (上)

news 2025/8/29 15:27:27

考点分析：

重要程度：⭐⭐⭐

选择题考查1 ~ 3分，案例分析可能考查填空和简答

高频考点：802.11信道与频段、CSMA/CA、无线网络优化、无线认证、无线配置步骤

新教材变化：新增4G/5G、删除无线城域网

本章将详述蜂窝移动通信系统、无线局域网以及无线个人网的体系结构和实用技术。

第1节移动通信与4G/5G技术

1.1 移动通信

1.1.1 蜂窝移动通信系统的背景

蜂窝移动通信系统是一种基于无线电技术的通信系统，采用一定的频谱资源，通过将服务区域划分为一系列覆盖范围相互不重叠的“蜂窝”单元来提供无线通信服务。

蜂窝移动通信系统的基本构成包括：移动台、基站子系统、交换中心三部分。

移动台：用户的移动设备
基站子系统：基站、信道编码解码器、信道交换机，用于接收移动台的信号、解码、编码和转发
交换中心：负责管理基站子系统之间的通信和用户之间的通信

在蜂窝移动通信系统中，每个基站覆盖一个“蜂窝”区域，多个蜂窝组成一个蜂窝群，多个蜂窝群则构成整个通信服务区域。移动台在不断移动中会自动地切换到相邻基站的服务覆盖范围内，从而实现无缝的通信服务。

蜂窝移动通信的特点：

频道重复使用率高，可提高频谱资源的利用率

高可靠性、高保密性、低干扰

广泛用于现代移动通信领域，如2G、3G、4G、5G等

1.1.2 移动通信制式

TD-LTE-Advanced是我国自主知识产权的4G标准。

1.1.3 移动通信技术标准

WiMAX II属于4G标准。3G和4G最大的区别是，3G标准骨干网是基于传统时分复用的语音网络，而4G骨干网是基于IP的分组交换网络。

1.2 4G

第4代移动通信技术（4G）是基于全球范围内的无线通信标准LTE（Long Term Evolution）而发展起来的。

1.2.1 4G标准

最初候选的4G标准有3个，即UMB（Ultra Mobile Broadband）、LTE（Long Term Evolution）、WiMAX II（IEEE 802.16m）。

UMB（超级移动宽带）是高通公司为首的3GPP2组织推出的CDMA-2000的升级版EV-DO REV.C。UMB的最高下载速率可达到288Mb/s，最高上传速率可达到75Mb/s，支持的终端移动速率超过300km/h。
LTE（长期演进）是沿着GSM $\rightarrow$ W-CDMA $\rightarrow$ HSPA $\rightarrow$ 4G路线发展的技术，是以欧洲电信为首的3GPP组织启动的新技术研发项目。LTE同UMB一样，采用了OFDM/OFDMA作为物理层的核心技术。
802.16m是向IMT-Advanced迈进的研究项目。为了达到4G的技术要求，IEEE 802.16m的下行峰值速率在低速移动、热点覆盖条件下可以达到1Gb/s，在高速移动、广域覆盖条件下可以达到100Mb/s。

2013年底，工信部正式向三大运营商发放了4G牌照，中国移动、中国电信和中国联通均获得TD-LTE牌照，中国移动获得了130MHz的频谱资源，远高于中国电信和中国联通的40MHz。

各家运营商得到的商用频段划分如下：

（1）中国移动：1880 ~ 1900MHz、2320 ~ 2370MHz、2575 ~ 2635MHz

（2）中国联通：2300 ~ 2320MHz、2555 ~ 2575HHz

（3）中国电信：2370 ~ 2390MHz、2635 ~ 2655MHz

1.2.2 4G关键技术

4G的关键技术包括：OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）、MIMO（Multiple Input Multiple Output）、软件无线电（Software Defined Radio，SDR）技术、VoIP（Voice over Internet Protocol）技术等。

OFDMA技术：OFDMA技术是4G中的一种多址技术，通过将无线信道分成多个子信道来实现多用户之间的并行传输，提高了频谱利用率和数据传输率。
MIMO技术：MIMO技术是4G中的一种天线技术，通过使用多个天线来发送和接收数据，可以显著提高无线信道的容量和数据传输速率。
码本分集技术：码本分集技术是4G中的一种编码技术，通过在发送数据时添加纠错码来提高数据的可靠性，减少误码率，从而提高数据传输速率和通信质量。
软件无线电技术：软件无线电技术是4G中的一种基础技术，通过软件定义无线电设备的信号处理、调制解调、信道估计等功能，可以实现高度灵活的无线通信系统，提高了系统的可扩展性和适应性。
VoIP技术：VoIP技术是4G中的一种语音通信技术，通过将语音数据转换成数字信号进行传输，实现了语音和数据在同一网络上的传输，提高了通信效率和资源利用率。
安全加密技术：4G中的安全加密技术主要包括身份认证、数据加密、安全传输等，通过使用密码学算法等技术保障数据的安全性和用户的隐私。