《移动通信技术简介》课件

移动通信技术简介移动通信技术是现代社会不可或缺的一部分它使人们能够随时随地进行通信，并改变了人们的生活方式课程目标了解移动通信技术基础掌握移动通信系统架构掌握移动通信的基本概念、发展历程和关键技术深入理解移动通信网络的架构、协议和关键组件移动通信发展历程第一代移动通信1G11980年代初期，模拟信号技术，主要用于语音通话，覆盖范围有限，通话质量不稳定第二代移动通信2G21990年代，数字信号技术，如GSM，提供语音通话和短信服务，提高了通话质量和网络容量第三代移动通信3G32000年代，宽带数据传输技术，如UMTS，提供高速数据服务，支持语音通话、短信、移动互联网等多种应用第四代移动通信4G42010年代，高速移动宽带技术，如LTE，提供超高速数据服务，支持高清视频通话、在线游戏、流媒体等第五代移动通信5G52020年代，超高速、低延迟、高可靠性技术，支持物联网、自动驾驶、远程医疗等新兴应用场景移动通信网络架构移动通信网络架构主要分为核心网、无线接入网、终端设备三部分核心网负责提供各种移动通信业务和功能，如呼叫控制、短信处理、数据传输等无线接入网负责将移动终端接入到核心网，提供无线信号传输服务终端设备是指用户使用的移动电话、智能手机、平板电脑等蜂窝通信系统原理蜂窝结构信号传输频率复用切换蜂窝通信系统将覆盖区域划分用户与基站之间通过无线电波为了提高频谱利用率，蜂窝通当用户移动到另一个蜂窝小区为多个六边形蜂窝小区，每个进行信号传输，基站之间通过信系统采用频率复用技术，使时，系统会自动切换到该小区小区拥有一个基站，负责与小有线或无线链路连接，形成通相邻蜂窝小区使用不同的频率的基站，保证通信的连续性区内用户通信信网络信道，避免干扰频谱分配与复用技术频谱分配与复用技术在移动通信系统中至关重要频谱分配频谱复用将可用频谱分配给不同用户或服务在同一频段内让多个用户共享频谱资源频谱分配保证不同用户间的信号不会相互干扰，频谱复用提高了频谱利用效率信号编码调制技术编码将数字信息转换为适合传输的信号形式，例如，将数据转换为适合无线传输的数字信号调制将数字信号调制到载波上，以便在无线信道中进行传输频谱分配根据不同的频率范围分配给不同的通信服务，例如，分配给移动通信、广播等多址接入技术频分多址时分多址

1.FDMA

2.TDMA12FDMA将分配给用户的频谱划TDMA将时间划分为多个时隙分为多个非重叠的频带，每个，每个用户分配到一个特定时用户使用一个独立的频带进行隙，在该时隙内独占信道通信码分多址空分多址

3.CDMA

4.SDMA34CDMA使用不同的编码方案来SDMA利用天线技术，将空间区分不同的用户，每个用户可分为多个扇区，每个用户分配以使用相同的频率和时间段进到一个特定的扇区行通信终端设备与用户界面移动通信终端设备种类繁多，包括手机、平板电脑、笔记本电脑等，它们通过无线网络连接到移动通信网络用户界面是用户与移动设备交互的窗口，它包括各种应用程序、操作系统、输入法、用户体验等用户界面设计需要考虑用户体验，例如易用性、可访问性、美观度、安全性等同时，还要考虑不同设备的屏幕尺寸、分辨率、操作系统等因素，确保界面适配各种设备移动通信系统分类按代际划分按网络架构划分移动通信系统发展至今，已经历移动通信网络架构主要分为蜂窝经了1G、2G、3G、4G和5G五式网络、卫星网络、地面无线网个世代络等每个世代的移动通信系统在技术蜂窝网络是目前应用最广泛的移、性能和应用方面都具有显著的动通信网络架构，它将覆盖区域差异划分为多个蜂窝状单元，每个单元由一个基站负责按技术标准划分不同移动通信系统都遵循不同的技术标准，如GSM、CDMA、TD-SCDMA、LTE和5G等每个标准都定义了具体的通信协议、频段、传输速率等技术指标系统概述2G GSM标准网络架构频谱利用GSMGSM标准是全球移动通信系统GSM的核GSM网络由基站、交换中心和移动管理中GSM系统采用频分多址技术，将频谱划分心，定义了无线接口、网络架构和系统协议心组成，支持用户之间通话、短信和数据传为多个信道，实现多个用户同时使用网络输系统概述3G UMTS第三代移动通信技术宽带数据传输UMTS是第三代移动通信技术的核心标准，UMTS支持高达2Mbps的下行速率，满足提供高速数据传输和语音服务用户对移动互联网接入的需求语音服务增强全球漫游UMTS提供了更高的语音质量和更清晰的音UMTS支持全球漫游，为用户提供更加便捷质，提升用户体验的通信服务系统概述4G LTE高速率低延迟LTE支持高达100Mbps的下行速率和LTE的延迟时间较低，通常在几十毫秒左50Mbps的上行速率右能够满足用户对高速数据传输的需求，例能够提供更加流畅的移动互联网体验，例如观看高清视频、玩大型网络游戏等如实时视频通话、在线游戏等系统概述5G NR新无线电高频段5G NR是第五代移动通信系统的无线5G NR支持更高频段，例如毫米波频接入技术段网络架构高速率5G NR采用新的网络架构，支持更灵5G NR提供更高的数据传输速率，能活的部署和运营够满足未来各种应用需求移动数据业务数据流量业务种类移动数据业务的核心是数据流量移动数据业务包含多种类型，例，用户通过移动网络访问互联网如网页浏览、视频播放、音乐下或其他数据服务载、游戏、社交等数据套餐流量计费运营商提供各种数据套餐，用户移动数据业务的流量计费方式多根据自身需求选择合适的流量包种多样，例如按流量计费、按时长计费、按套餐计费等移动多媒体业务移动多媒体业务发展移动多媒体业务类型移动通信技术快速发展，推动多包括移动视频、移动音乐、移动媒体业务的普及，带来全新的用游戏等，丰富用户生活，满足多户体验样化需求移动多媒体业务特点移动多媒体业务趋势移动性、交互性、个性化、内容5G技术的应用将进一步推动移动丰富，带来全新的用户体验多媒体业务的创新发展移动定位服务基于卫星定位基于蜂窝网络基于定位基于蓝牙定位WIFI全球定位系统GPS利用卫星利用移动基站信号强度和时间利用无线局域网WIFI网络信利用蓝牙信号强度和位置信息网络提供精确的地理位置信息差进行定位，适用于室内和室号强度和位置信息进行定位，进行定位，适用于室内场景，外场景适用于室内场景可以实现室内导航移动通信网络安全安全威胁安全保障措施移动通信网络面临各种安全威胁，例如窃听、欺骗、拒绝服务攻移动通信网络安全措施包括身份验证、访问控制、数据加密、安击、恶意软件和数据泄露全协议、入侵检测和防范等近年来，随着物联网和5G技术的快速发展，移动通信网络安全问运营商和设备制造商需要加强安全研究和开发，不断完善安全机题变得更加复杂，需要加强安全防护措施制，提高网络安全水平移动通信网络演进趋势6G1万物互联，融合感知，智慧应用5G2超高速率，超低时延，海量连接4G3高速移动互联网，多媒体应用3G4移动互联网，数据业务2G5语音通话，短信服务移动通信技术不断发展，从最初的语音通话到如今的多媒体、物联网应用，未来将朝着更高速度、更低延迟、更广连接的方向演进网络虚拟化与软件化虚拟化软件化云化网络功能虚拟化将硬件资源抽象化，实现资源将网络功能软件化，实现网络基于云计算平台，提供可扩展将网络设备的功能虚拟化，实池化，提升资源利用率功能的灵活部署和快速升级的网络服务，提升网络服务效现灵活的部署和管理率云计算与移动边缘计算移动边缘计算低延迟将计算、存储、网络等资源部署到移动网络边缘，靠近用户减少数据传输距离，降低时延，满足实时性要求，优化用户和数据源体验增强网络能力应用场景将云计算服务扩展到网络边缘，提供更多灵活性和扩展性AR/VR、智能家居、工业物联网、车联网等需要低时延和高带宽的场景物联网与融合应用5G高速率低延迟大连接能力5G提供高速率和低延迟连接，5G支持海量物联网设备连接，支持物联网设备的实时数据传输为智能城市、智慧农业等应用场和控制，例如智能制造和自动驾景提供基础驶网络切片5G网络切片技术可为不同物联网应用提供定制化的网络服务，满足不同场景的差异化需求人工智能与移动通信网络优化人工智能技术能够分析海量数据，预测网络流量，优化网络资源分配，提高网络效率智能客服智能客服可以自动识别用户问题，提供快速便捷的解决方案，提升用户体验安全保障人工智能可以检测网络攻击，识别欺诈行为，增强网络安全移动通信发展机遇与挑战技术的应用网络安全5G5G技术的应用为移动通信提供了新的发展机遇，例如物联网、云游随着移动通信网络规模的扩大和技术复杂度的提升，网络安全问题戏、自动驾驶等日益突出，需要加强网络安全防护措施频谱资源紧张运营商竞争激烈频谱资源是移动通信发展的基础，随着移动通信业务的快速发展，移动通信市场竞争激烈，运营商需要不断提升服务质量和创新业务频谱资源日益紧张，需要加强频谱资源管理和分配模式，才能在竞争中立于不败之地运营商业务模式创新个性化数据套餐云游戏与内容服务工业互联网应用智慧城市建设提供更多灵活的数据套餐选择依托5G高速率和低延迟优势，积极参与工业互联网建设，为与政府合作，利用5G技术打造，满足不同用户的个性化需求运营商可以提供云游戏、直播制造业提供5G网络、数据分析智慧城市，提供交通、安防等等内容服务等服务服务产业链协同创新关键技术应用场景芯片设计、网络设备制造、终端设备生产等关键技术领域促进5G、物联网、云计算、大数据等领域促进产业链协同，打造开产业链上下游协同，推动技术研发与应用，提升产业核心竞争力放式创新生态系统，共同拓展新兴应用场景，释放产业发展新动能国际标准化进程标准制定标准测试

1.

2.12标准化组织，如3GPP，制定移设备厂商根据标准进行产品研动通信技术标准标准定义技发，并通过测试确保产品符合术规范和接口标准标准发布标准演进

3.

4.34标准发布后，各运营商和设备随着技术发展，标准会不断更厂商可以根据标准进行网络建新迭代，以满足新的需求设和设备部署政策法规与监管法律法规监管机构移动通信行业受法律法规严格监管，保障网络安全和用户权益国家和地方政府设立专门机构负责监管移动通信行业，制定政策相关法律法规涉及频谱管理、网络安全、用户隐私、网络信息安法规，监督运营商和设备制造商的合规性，维护行业秩序全等方面人才培养与职业发展专业技能实践经验移动通信行业需要具备扎实的专业知识和技能，包括无线通信原理通过实习、项目参与等方式积累实践经验，熟悉实际工程应用场景、网络架构、数据传输协议等，提升解决实际问题的能力创新能力沟通能力鼓励学生进行科研创新，参与学术交流，提升独立思考和解决问题良好的沟通能力是团队协作和项目管理的关键，需要具备良好的表的能力达能力、团队合作精神和领导能力课程总结与未来展望移动通信技术不断发展，未来将朝着更高速率、更低延迟、更广覆盖、更低成本的方向发展移动通信技术将与人工智能、物联网、云计算等新兴技术深度融合，催生更多创新应用场景。