《现代移动通信》课件

现代移动通信移动通信技术正在快速发展,带来了全新的生活方式和工作方式本课程将深入探讨移动通信的最新进展及应用,帮助您全面了解这一前沿领域课程介绍课程概述本课程将深入探讨移动通信技术的发展历程及其演进,带领学生全面了解从1G到5G的技术特点课程目标掌握移动通信系统的基本架构、网络技术、信号传输等核心原理,并展望移动通信的未来发展趋势教学方式采用理论讲授、案例分析、实践操作等多种教学方式,融合经典课堂教学与在线自主学习移动通信的历史发展时代1G11979年，日本推出了世界上第一个模拟蜂窝移动电话网络，标志着移动通信时代的开启这种技术以语音为主，覆盖面时代积有限2G21990年代初，数字移动通信技术迅速发展，出现了GSM、CDMA等2G标准覆盖范围更广、语音质量更好、支持短信时代3G等新业务32000年后，3G技术推出，为移动设备带来高速上网、视频通话等新功能WCDMA、CDMA2000等3G标准逐步成熟时代4G42010年左右，4G技术正式商用LTE网络带来了更高的带宽和更完善的多媒体业务支持移动通信迈入全面智能化时时代5G代52019年后，5G商用化部署相比前代技术，5G在速度、延迟、连接数等方面均有大幅提升，为未来物联网等应用奠定基础到技术演进1G5G1G1模拟蜂窝网络2G2数字传输,语音业务3G3多媒体业务,数据传输4G4高速移动宽带接入5G5万物互联,海量数据移动通信技术从1G模拟系统发展到如今的5G,经历了数字化、多媒体业务、高速移动宽带等阶段5G时代将实现万物互联,支持海量的设备连接和海量数据传输,为未来智能社会提供技术支撑蜂窝网络的基本架构蜂窝网络采用将覆盖区域划分为多个小型微波电池站的方式,每个电池站称为一个蜂窝用户通过与最近的蜂窝基站进行无线通信来实现移动通信移动设备在不同蜂窝之间切换时,网络会自动完成切换,使用户实现连续的移动通信这种分层式的网络架构具有高频谱利用率、高容量和良好的覆盖效果频率资源分配300M2G网络300MHz2G移动通信所使用的常见频段主要使用800-900MHz频段

3.5G5G网络网络

3.5G5G主要使用2100MHz频段主要使用

2.2-6GHz频段移动通信系统需要大量的频谱资源来传输语音和数据不同的移动通信技术标准会被分配到特定的频段,如2G使用800-900MHz,5G使用

2.2-6GHz等频谱资源的合理分配对于移动通信网络的性能和容量至关重要空中接口标准无线电空中接口国际标准化组织12空中接口指手机与基站之移动通信空中接口标准由间通过无线电波进行数据3GPP等国际标准化组织制传输的标准协议定和统一规范主要标准标准演进34从1G到5G,空中接口标准不新一代标准提升了数据速断演进,如GSM、WCDMA、率、频谱效率和网络容量LTE、5G NR等等关键指标调制解调技术调制技术解调技术码元与载波调制是将数字信号转换为可传输解调是接收端将接收到的调制信在数字调制中,数字信号被转换为的模拟信号的过程,常见的调制方号还原为原始数字信号的过程,与码元,再调制到高频载波信号上进式有幅度调制AM、频率调制FM调制过程相反常见的解调方式行传输这种技术提高了传输效和相位调制PM有同步检波、相干检波等率和信号质量信道编码信道编码基础常用编码技术信道解码信道编码是提高通信系统抗噪声能力常见的编码方式包括卷积编码、循环通过Viterbi、BCJR等解码算法可以有的关键技术它通过添加冗余比特来码、turbo码和LDPC码等它们在抗效从接收信号中恢复出原始数据解增强数据传输的可靠性和鲁棒性噪性、复杂度和编码效率等方面各有码算法的性能和复杂度是重要考虑因特点素多址接入技术时分多址接入码分多址接入正交频分多址接入时频复合多址接入TDMA CDMAOFDMA采用时间分割的方式,将信利用不同用户的专属编码综合利用时分和频分技术将整个频谱划分为多个正道划分为多个时隙,不同用对信号进行扩频,实现多个的优势,有效提高频谱利用户轮流使用同一频道进行用户共享同一频道具有交的子载波,用户可灵活分率和系统容量,是4G和5G通信可以有效提高频谱良好的抗干扰能力和高频配子载波资源,实现高效的中常用的多址接入方式频谱利用特别适用于高利用率谱利用率速移动通信场景移动电话系统设计系统架构设计1基于蜂窝网络的分布式结构核心技术实现2包括信号调制、编码、多址接入等业务特性支持3实现语音通话、短信、移动上网等功能移动电话系统的设计需要考虑网络架构、核心技术和业务支持等多方面因素系统采用分布式的蜂窝网络结构,通过信号调制解调、信道编码、多址接入等关键技术实现语音、短信、移动上网等业务功能系统设计的灵活性和可扩展性是移动通信快速发展的关键所在基站站址规划调研与选址通过实地考察和仿真分析,选择能够覆盖目标区域且具有最佳覆盖效果的站址可视化规划利用专业的GIS系统进行站址可视化规划,确保网络布局优化和资源利用最大化频率协调根据监管部门的频谱分配方案,合理安排站址使用的射频频率,避免干扰电磁辐射控制评估基站辐射水平,采取有效措施确保辐射指标符合安全标准手机终端技术高清显示屏强大相机功能高性能处理器大容量电池手机采用高分辨率OLED或手机集成高像素摄像头,配备手机采用功能强大的处理器手机电池容量不断提升,续航LCD显示屏,呈现色彩丰富、先进的图像处理算法,拍摄照和图形处理单元,可流畅运行能力大幅增强同时支持快对比度高的视觉体验触控片和视频画质优秀部分机各种应用程序,满足用户对游充技术,可快速为手机充电技术也不断提升,支持多点触型还支持AI智能场景识别戏、视频等高性能需求控和手势控制和美颜等创新功能信号传输机理移动通信网络中，信号在无线电波的传播过程中会受到各种因素的影响和干扰了解信号传输的基本机理是设计和优化移动通信系统的关键包括电磁波传播特性、衰落模型、路径损耗、多径效应等掌握这些基础知识有助于提高网络覆盖、容量和质量移动性管理漫游功能网络切换机制位置管理移动设备在不同网络之间无缝切换,保根据信号强度和网络负载情况,手机能记录和跟踪移动设备的位置信息,用于持连接服务的能力,是移动性管理的核够自动感知并切换到最佳网络,确保服提供基于位置的服务和应用心要求务质量业务质量保证信号覆盖网络容量保证信号在全网覆盖,提供连续稳合理分配和利用频谱资源,确保网定的服务络拥堵率低客户体验网络安全通过优化用户感知,提高通话质量采取有效的加密和防护措施,确保和数据速度通信安全移动数据网络高速网络全覆盖移动数据网络如4G和5G技术网络基础设施的不断完善,使提供了更快的网络速度和更移动数据网络可以实现全方高的带宽,满足了用户对大容位、全天候的信号覆盖,用户量、高速传输的需求无处不在都能享受到优质的数据服务智能终端智能手机、平板电脑等移动终端设备的普及,为用户带来了无限可能,各类移动应用尽情发挥移动互联网应用移动互联网开启新时代移动支付无处不在12随着智能手机的普及和5G手机支付已经成为日常生技术的发展,移动互联网应活中必不可少的工具,方便用正在颠覆传统行业,推动快捷,已经成为新的生活方社会变革式移动社交引领潮流移动视频蓬勃发展34社交App不仅改变人们的在线视频已成为移动互联交流方式,还带来全新的社网的重要入口,为用户带来交体验和商业模式丰富的内容和娱乐体验物联网通信技术海量连接设备低功耗高效传输广泛应用场景物联网通信技术支持海量终端设备的物联网通信技术采用低功耗传输协议,物联网通信技术被广泛应用于智能家互联互通,将各种日常生活中的设备连能够在有限的电力供给下提供长期稳居、工业自动化、城市管理等众多领接起来,实现全方位的信息交换定的连接,满足广泛分布的物联网设备域,为人类生活和生产带来了极大的便需求利的关键技术5G大带宽高速率低时延高可靠性5G采用了新的调制解调和信5G具有毫秒级的端到端时延,道编码技术,能够支持更高的可以满足实时互动、远程控峰值数据率,最高可达制和工业自动化等对低时延20Gbps这为未来更多带宽要求很高的应用场景密集应用奠定了基础大规模连接能效提升5G网络能够支持每平方公里5G通过射频功率控制、深度高达100万的连接设备数量,睡眠等技术大幅提高了系统为物联网时代的海量终端连能效,减少了能耗,为可持续发接提供了技术支撑展贡献力量部署应用场景5G智能制造1高带宽、低延迟的5G网络将推动智能工厂的发展,实现远程控制、自动化生产和分布式协作智慧城市25G通信将支持城市管理、交通、医疗等各个方面的智能化应用,提高城市运行效率和市民生活质量远程医疗34K/8K超高清视频传输和实时交互的5G网络为远程医疗诊断和手术提供了强大技术支撑移动通信安全数据加密身份认证隐私保护网络安全防护移动通信采用先进的加密移动通信网络采用用户身移动通信技术注重用户隐移动通信网络部署了完善技术来保护用户数据的机份认证机制,确保只有经过私保护,通过匿名化处理和的防火墙、入侵检测和病密性,防止信息泄露和窃听授权的用户才能访问和使权限控制等手段,确保用户毒防护等安全机制,全面提这包括在传输过程中对信用网络服务,防止身份冒用的通信记录、位置信息等升整个网络的安全防护能息进行加密处理,确保即使和未经授权的访问隐私数据不被滥用或泄露力,降低被攻击和入侵的风被截获也无法解读险行业发展趋势商用加速物联网全面展开5G125G网络正在全球范围内快速部署,带来触感互联、远程医海量智能设备连接,以及大数据和人工智能的应用,正推动疗、自动驾驶等新兴应用的蓬勃发展物联网在各行各业的深入应用行业数字化转型移动支付普及345G、物联网、云计算等技术的发展,正在推动传统行业向手机支付已经成为日常生活中不可或缺的支付方式,促进数字化、智能化方向转型了移动互联网和实体经济的深度融合国内外市场分析产业链生态分析产业链构建移动通信产业链涵盖芯片、设备制造、网络运营、服务应用等多个环节，各环节企业需密切协作生态系统移动通信产业涉及多家不同类型企业，需要建立良好的产业生态系统，促进各方共赢发展合作创新产业链各环节企业应加强技术交流和资源整合，共同推动行业的技术创新和业务创新行业标准化进展标准制定物联网标准化产业生态标准国际标准化合作5G移动通信行业紧密跟随5G物联网领域涌现了多个标通信行业积极推进垂直行我国参与并主导了多项国标准的制定进程3GPP准化组织，如3GPP、业与通信技术的融合，制际标准制定，提升了中国组织制定了5G无线接口、IEEE、OMA、ETSI等它定适用于医疗、交通、制企业在全球标准制定中的网络架构等核心标准，为们主导制定物联网连接技造等行业的标准，打造互话语权，推动了行业健康全球5G商用部署提供支术、数据编码、网关等方联互通的产业生态有序发展撑面的标准规范监管政策解读监管政策物联网监管政策移动支付监管政策5G政府部门制定了一系列鼓励5G发展的针对物联网领域,监管部门出台了行业为促进移动支付健康有序发展,监管部政策法规,包括频谱资源分配、基站建标准、数据安全、隐私保护等方面的门出台了一系列规范性文件,从支付安设审批、投资补贴等,为5G产业发展提政策,为物联网应用提供了明确的法规全、反洗钱、消费者权益保护等角度供了有力支持遵循指引进行全面监管未来发展展望物联网5G+15G网络与物联网技术深度融合智慧城市2推动城市交通、能源、环境等智能化垂直行业应用35G赋能各行业数字化转型随着5G技术的不断发展和普及,未来移动通信将进一步融合物联网、人工智能等前沿技术,推动智慧城市建设和各行业的数字化转型5G网络将为未来提供更高速、更可靠的连接,为各行业应用提供强大的基础支撑课程小结理解移动通信历史发展掌握关键技术原理从1G到5G的技术演进,了解移动通信的发展历程及其演化趋势涉及频率资源调配、空中接口标准、调制解调、信道编码等移动通信核心技术了解行业发展态势展望未来发展方向分析国内外市场格局,把握行业标准化进展和政策法规动向5G时代来临,物联网应用广泛,移动通信技术前景广阔答疑互动在课程结束时,我们将为同学们开放讨论环节,邀请大家踊跃提出问题我们希望能够通过互动交流,加深同学们对移动通信技术的理解和认识老师将耐心解答各种疑问,并鼓励同学们积极参与、畅所欲言同时,我们也期待从同学们的问题中获取宝贵的反馈,以完善课程内容,更好地满足大家的需求让我们一起探讨移动通信的前沿发展,共同开启通往5G时代的新篇章。