《移动通信网G》课件

移动通信网概述移动通信网是现代社会重要的信息传输基础设施之一它以无线电波为载体,采用先进的多址接入技术,为用户提供个人化的移动通信服务这种技术的迅速发展改变了人们的生活方式,为社会发展提供了强大的信息支撑课程介绍课程内容本课程全面介绍移动通信网络发展历程及各代标准特点,从1G到5G系统的网络架构和关键技术进行详细解读学习目标通过本课程,学生将掌握移动通信发展脉络,理解各代标准的演进逻辑,为5G时代的应用和部署做好准备适用人群本课程适合移动通信技术相关从业人员,以及对5G技术感兴趣的计算机、电子等专业学生移动通信历史发展时代1G1980s最早的模拟蜂窝网络,提供基本的语音通信功能时代2G1990s开始使用数字技术,提供语音和数据服务,覆盖范围和容量大幅提升时代3G2000s引入移动多媒体服务,支持高速移动上网和视频通话时代4G2010s全面向IP网络过渡,大幅提升移动宽带速度,支持丰富的应用时代5G2020s超高速、低延时、高可靠,为万物互联提供支撑,开启智慧城市新纪元系统特点1G模拟通信技术有限覆盖范围缺乏漫游功能1G系统基于模拟信号传输技术,采用FDMA1G手机体积庞大,功耗高,覆盖范围有限,主1G网络缺乏漫游功能,用户只能在原有网络频分多址接入,通过模拟调制实现语音通信要局限于城市和高速公路等区域覆盖区域内使用,无法在不同地区之间切换系统网络架构1G1G系统采用模拟传输技术,采用模拟方式对语音信号进行编码和传输网络结构主要由蜂窝结构组成,包括移动台、基站和移动交换中心基站负责与移动台进行无线通信,移动交换中心负责与公交换电话网的连接、用户管理和位置跟踪等功能1G系统具有移动性、漫游性和可靠性等特点,但频谱利用率低、系统容量小、通信质量差等缺点,无法满足不断增长的数据业务需求系统特点2G数字传输增强型业务更高效率低成本2G系统采用数字信号技术,相2G系统支持语音通话、短信2G系统采用时分多址接入技2G系统设备和终端成本相比比1G模拟传输有更高的信号息服务、传真等增强型业务,术,可以更有效地利用频谱资1G有大幅下降,有利于普及推质量和抗干扰能力为用户提供更丰富的功能源和提高系统容量广系统网络架构2G2G移动通信系统采用数字化技术,网络架构包括移动交换中心MSC、基站控制器BSC和基站BTSMSC负责用户呼叫接入和切换,BSC负责管理基站,BTS提供无线接入数字化使网络容量和信号质量得到提升系统特点3G数据传输速率提升业务种类丰富3G系统相比2G系统大幅提升了数除了语音通话,3G系统还支持视频据传输速率,最高可达几百kbps,通话、移动多媒体、无线上网等满足了更多的业务需求更多的业务应用网络能力增强标准化程度高3G系统采用码分多址技术,提高了3G系统标准化程度更高,全球通用频谱利用率和抗干扰能力,网络容性强,为用户提供了更好的漫游服量和覆盖范围得到改善务系统网络架构3G分布式网络架构无线接入网核心网智能终端IP3G系统采用分布式的网络架构,3G采用WCDMA或CDMA20003G系统核心网采用全IP化设计,3G时代的手机终端功能更加强包括核心网、RAN和终端设备,等技术,通过大量部署的基站提支持语音、数据和多媒体业务,大,集成了更多的多媒体和计算使系统具有更强的可扩展性和供无线接入,实现蜂窝式覆盖具有更高的可靠性和灵活性能力,满足用户更多需求适应性系统特点4G更高的数据速率更低的时延124G系统的下行数据速率可达4G系统的端到端时延大幅降低100Mbps，大幅提升了移动，满足了对实时通信的需求宽带上网体验更广的网络覆盖更智能的终端34通过新的蜂窝网络技术，4G系4G终端设备功能更加强大，拥统扩大了网络覆盖范围和增加有更好的计算和存储能力了容量系统网络架构4G4G系统采用全IP网络架构,集成语音、数据和多媒体等多种业务类型于一体其网络主要由LTE无线接入网和EPC核心网组成,采用分离控制和承载的架构设计LTE无线接入网采用基于OFDMA技术的全新无线接入技术,提供高速的移动宽带接入,最高可达1Gbps的峰值速率EPC核心网则负责控制、订阅管理、计费等核心功能,采用软交换技术实现全IP化系统特点5G超高速超大连接5G网络数据传输速度可达5G网络支持每平方公里100万设10Gbps,是4G网络的100倍,为用备的连接,满足海量物联网终端的户带来更快的上网体验高密度连接需求超低时延高可靠性5G网络时延低至1毫秒,为需要实5G网络具有极高的可靠性和抗干时响应的应用如远程驾驶、远程扰能力,可满足关键任务领域的网手术等提供有力支撑络要求系统网络架构5G5G系统采用全新的网络架构,具有高灵活性、高可靠性和低时延特点它基于云原生的核心网和分布式的边缘计算网络,可根据不同应用场景进行动态配置和编排5G网络架构主要包括移动终端、无线接入网、传输网、核心网和网络管理等部分这种灵活的网络架构使5G能够支持各种新兴应用,满足不同行业的差异化需求技术关键指标5G201M峰值速率连接密度最高可达20Gbps,相比4G提升20倍网络支持每平方公里1百万个连接设备1ms$10时延能效网络时延低至1毫秒,比4G降低20倍业务单位功耗比4G降低10倍应用场景5G智能制造远程医疗基于5G的高速、超低时延和海5G支持实时视频、高清图像传量连接,可以实现智能工厂中的输,可以实现远程会诊、远程手精准控制、自动化生产和远程监术等应用,提高医疗服务效率和控等应用可及性自动驾驶AR/VR超低时延和高可靠性的5G网络5G的高带宽和低时延特性能够能够支持车载系统实时交互,实为沉浸式AR/VR应用提供流畅的现智能交通管理和安全驾驶体验,如虚拟现场直播和在线游戏等网络部署挑战5G网络覆盖频谱资源5G网络需要大量的基站部署,覆盖城乡5G需要更多的频谱资源,特别是高频毫各地,在山区、海岛等偏远地区建设基米波频段,政府需要合理分配和协调利站是巨大挑战用网络安全投资成本5G网络复杂性增加,更需要加强网络安5G网络部署需要大规模投资,运营商需全防护,确保用户隐私和数据安全要合理规划网络建设以降低投资风险网络部署方案5G规划部署1充分了解5G网络要求及行业应用场景基站建设2部署5G核心网、接入网、传输网等网络优化3动态调整网络参数以提升性能安全维护4建立完善的安全管理体系5G网络部署是一个复杂的系统工程,需要从网络规划、基站建设、网络优化、安全维护等多个角度来全面推进通过科学的部署方案,可以充分发挥5G网络的极致性能,为各行业用户提供创新应用和优质服务网络发展趋势5G网络支持多样化应用技术持续演进升级网络部署更加灵活安全性持续提升5G网络将支持海量设备互联5G技术将不断更新迭代,提高5G采用云化、软件化、网络5G将采用更加先进的安全技、高速数据传输、低延时响应系统性能、扩展应用范围、提切片等新技术,网络部署和运术,保护用户隐私、抗击网络等多样化应用场景,满足未来升用户体验,持续满足用户需维更加灵活便捷,可快速适应攻击,为各类应用提供更加安数字化社会的多样化需求求不同应用需求全的网络环境移动通信网发展总结从到的演进技术指标不断提升1G5G12移动通信从模拟时代的1G,到每代移动通信技术都有显著的数字时代的2G、3G和4G,再到性能提升,从覆盖范围、通信速现今的5G,经历了近40年的技率到连接密度等指标不断提高术发展历程应用场景日益丰富网络架构不断优化34从最初的语音通话,到后来的移从集中式到分布式,从硬件到软动互联网应用,再到5G时代的件定义,移动通信网络架构不断物联网、工业互联网等广泛应演化以满足不同应用需求用场景未来移动通信发展方向技术创新应用拓展5G技术是移动通信网发展的基础,未来移动通信将深入融合各行业,应用范围将持续推进6G技术、三维网络、量子将拓展至工业制造、医疗健康、智慧通信等创新城市等领域基础设施网络架构移动通信网络将持续升级,加大投资建网络架构将向软件化、虚拟化、网络设覆盖广泛、容量丰富、成本合理的切片发展,实现灵活配置和按需调度5G及6G网络实验室设备介绍我们的5G实验室配备有最先进的测试设备,包括5G基站仿真器、手机模拟器以及性能分析仪等这些设备可以全面模拟5G网络的各项功能和性能,为学生们提供亲身体验5G技术的机会通过使用这些设备,学生们不仅能够深入了解5G网络的架构和关键技术,还可以自行搭建和测试5G网络,为未来从事5G相关工作做好充分的准备实验一对接网络:5G4G搭建和网络5G4G1设置5G基站和4G基站,确保它们能够顺利互联互通测试到的切换5G4G2检测用户设备能否在5G和4G之间流畅切换,确保无缝体验测试业务连续性3验证在5G和4G之间切换时,语音通话、视频通话等业务能否持续切片功能实验5G网络切片创建1根据不同应用需求灵活创建网络切片切片资源分配2合理分配带宽、延迟等网络资源切片隔离与保护3确保不同切片之间互不干扰本实验将演示如何在5G网络中创建和管理不同功能的网络切片通过灵活分配网络资源、隔离切片性能,满足各类5G应用的差异化服务需求实验三毫米波通信:5G频带特点15G毫米波频段采用24-47GHz范围,相比之前移动通信频段有了大幅提升,可以提供超高峰值速率和超大容量支撑传播特性2毫米波信号具有较强的直线传播特性,但同时也容易受到障碍物和环境因素的影响,对部署和覆盖提出了更高要求技术挑战35G毫米波通信需要解决天线设计、信号发生、功率放大等一系列技术难点,以支持高速率和大容量的传输实验四边缘计算:5G数据就近处理1将计算任务部署在网络边缘,减少中心服务器压力低时延响应2提升用户体验,支持实时应用需求隐私保护3减少敏感数据传输,提高安全性网络优化4降低网络带宽需求,提升网络利用率5G边缘计算是将数据处理和存储推到网络边缘,靠近终端设备,以提高响应速度和减轻中心服务器压力它不仅可以显著降低时延,还可以保护用户隐私,优化网络资源利用这为新兴应用如AR/VR、工业自动化等提供了有力支撑公众网部署5G规划设计1根据用户需求和网络容量进行科学规划基站建设2选择合适位置部署5G基站和天线核心网升级3优化传输网络及核心网设备更新优化测试4全面测试网络性能并持续优化5G公众网部署需要从整体网络规划、基站建设、核心网升级和性能优化等多个环节入手首先要根据覆盖范围、用户密度等因素进行周密规划设计然后部署立足于用户需求的5G基站和天线系统同时升级传输网络及核心网设备最后通过全面测试和持续优化确保网络稳定可靠实验六私有网部署:5G确定部署需求明确企业内部的应用场景和业务需求,以确定5G私有网的部署目标和系统能力要求选择合适的频段根据场景和需求,选择合适的5G频段,如低频、中频或毫米波频段规划网络架构设计灵活的5G私有网络架构,涵盖核心网、无线接入网、边缘计算等关键组件部署网络设备在企业场地内部署5G基站、交换机、路由器等网络硬件设备调试和优化对网络设备进行联调测试,对性能和覆盖进行优化,确保5G私有网满足企业需求实验七网络维护:5G网络监测1实时监测网络状态和关键指标故障排查2快速定位并修复各类网络故障性能优化3根据监测数据调整网络参数配置管理4保证网络设备配置的一致性5G网络的维护涉及多方面内容,包括实时监测网络健康状态、快速定位并修复故障、根据数据优化网络性能、规范管理设备配置等通过系统化的网络维护流程,可以确保5G网络的高可用性和稳定性,为用户提供优质的服务体验课程总结及QA我们在这次课程中全面系统地学习了从1G到5G的移动通信网络发展历程从各代网络的特点、网络架构到关键技术指标和应用场景,都有详细了解现在让我们一起回顾本次课程的重点内容,并开放问答环节希望大家在学习过程中有所收获,对移动通信技术有了更深入的认知如果还有任何问题,欢迎随时提出,我们一起探讨交流同时,欢迎大家关注我们未来的课程安排,精彩内容还在持续更新中谢谢聆听感谢各位参加本次《移动通信网G》课程的学习希望通过本课程的内容介绍，让大家全面了解移动通信技术的发展历程,掌握5G网络的关键技术和应用特点未来我们将继续深入探索移动互联网领域的新动向,共同进步。