《移动通信网络基础》课件

移动通信网络基础了解移动通信网络的架构、协议和关键技术移动通信网络发展历程第一代移动通信1G1G主要采用模拟信号技术，以模拟蜂窝网络为主，主要用于语音通话，通话质量较差，容量有限代表技术有AMPS、TACS等第二代移动通信2G2G采用数字信号技术，主要以GSM、CDMA、TDMA等技术为主，大大提升了通话质量和容量，并支持短信等数据业务代表技术有GSM、CDMA1x、TDMA等第三代移动通信3G3G开始支持高速数据业务，支持语音通话、短信、上网等多种业务代表技术有WCDMA、CDMA

2000、TD-SCDMA等第四代移动通信4G4G以LTE技术为代表，显著提高了数据传输速率，并支持高清视频通话、在线游戏等高带宽应用代表技术有LTE、LTE-Advanced等第五代移动通信5G5G进一步提升了数据传输速率，并支持低延迟、高可靠性等新特性，为物联网、自动驾驶等新应用提供了技术基础技术演进1G/2G/3G/4G/5G1G:模拟蜂窝1语音通信，容量有限2G:数字蜂窝2数据业务，短信普及3G:宽带移动3高速数据，多媒体应用4G:移动互联网4高带宽，低延迟，万物互联5G:超高速率5极低延迟，海量连接，万物智联网络结构和核心功能组件基站核心网移动终端基站是移动通信网络中最基础的设施，负核心网负责提供移动通信网络的各种服务移动终端是用户与移动通信网络交互的入责与移动终端进行无线信号的收发，包括语音通话、数据传输、短信等口，包括手机、平板电脑、笔记本电脑等接入层网络技术介绍基站无线资源管理12提供无线信号覆盖，连接用户分配无线资源，例如频率和时终端和核心网络隙，优化网络性能小区无线链路34基站覆盖的区域，每个小区都用户终端和基站之间的无线连有唯一的标识接蜂窝网络的基本原理蜂窝网络利用无线电波覆盖区域，将区域划分为多个六边形小区，每个小区由一个基站进行管理基站负责接收和发送用户信号，并与相邻基站进行协调，以确保移动用户在移动过程中始终保持连接编码调制与信道分配将数字信号转换为模拟信号，提高传将频谱资源分配给不同的用户，提高输效率频谱利用率将时间资源分配给不同的用户，提高时间利用率频谱资源与覆盖规划频谱资源覆盖规划无线电频谱是宝贵的资源规划蜂窝网络覆盖范围合理分配频段以优化信号质量确保信号强度和覆盖范围信道复TDMA/FDMA/CDMA用技术时分多址频分多址TDMA FDMA将时间轴划分为多个时隙，每个将整个频谱划分为多个频段，每用户在分配的时隙内独占信道个用户分配一个独立的频段码分多址CDMA利用不同的码序列区分不同的用户，每个用户使用相同的频谱资源移动性管理与信令交互位置更新1手机移动到新的区域时通知网络呼叫转移2将呼叫转发到另一个号码漫游管理3用户在其他运营商网络中使用服务移动性管理是移动通信网络中的核心功能，它允许用户在移动过程中保持通信畅通信令交互是移动性管理的关键，它涉及用户设备和网络之间的一系列信息交换，以实现各种移动通信功能多媒体业务支撑技术丰富内容技术挑战关键技术移动通信网络支持各种多媒体业务，包需要高效的传输机制，以确保高质量的包括压缩编码、流媒体、IP多播、QoS括视频通话、音乐流、视频流、游戏和多媒体体验，同时满足带宽和延迟的要管理、安全机制等社交媒体等求移动通信网络安全特点复杂性脆弱性重要性移动网络的开放性和动态性，使得安全威无线信道易受窃听、干扰等攻击，需要加移动网络承载着重要的信息和数据，安全胁更加复杂强安全防护问题不容忽视认证与加密技术分析认证技术加密技术确保用户身份的真实性，防止伪造和冒充，保障用户和网络的安保护用户数据和通信内容，防止泄露和篡改，保障用户隐私和数全据安全•密码认证•对称加密•短信验证码•非对称加密•生物识别认证•哈希算法网络优化与性能评估覆盖优化1通过基站布局、天线调整等手段，提升网络覆盖范围，减少信号盲区容量优化2优化基站配置，提高网络承载能力，减少用户拥塞现象性能评估3通过指标监测和数据分析，评估网络质量，发现潜在问题，指导优化工作移动网络数据传输技术分组数据无线链路网络协议数据被分割成分组进行传输，可以提数据通过无线链路传输，需要克服无数据传输遵循网络协议，确保数据的高效率并减少延迟线信道的不稳定性正确性和可靠性网络体系结构解析GSM移动台（）基站子系统（）1MS2BSS用户使用的手机或移动终端，负责无线接入，包括基站控制负责无线通信器（BSC）和基站收发信机（BTS）网络子系统（）3NSS负责核心网络功能，包括移动交换中心（MSC）、鉴权中心（AUC）、归属位置寄存器（HLR）等技术特点GPRS/EDGEGPRS/EDGE技术支持更高的数据传采用分组数据传输方式，提高网络效输速率，为移动用户提供更快的网络率，降低用户使用成本连接扩展了GSM网络的应用范围，支持各种移动数据业务，例如网页浏览、电子邮件和移动游戏等网络架构UMTS/HSPA核心网无线接入网技术123HSPAUMTS核心网为用户提供各种服务无线接入网负责连接用户设备和核HSPA技术提高了UMTS网络的传，包括语音、数据和多媒体服务心网，提供无线数据传输服务输速率，为用户提供更快的移动数据体验网络演进CDMA2000CDMAOne1CDMA2000的第一个版本，提供语音和数据服务1xEV-DO2引入了高速数据传输，支持更快的互联网接入EV-DV3增强了视频传输能力，支持更流畅的视频通话CDMA20001x Advanced4进一步提高了数据速率和网络容量LTE5CDMA2000的最终演进版本，支持更高数据速率和更低延迟技术特征LTE/LTE-A高速数据传输低延迟频谱效率LTE和LTE-A支持更高的数据速率，为用与之前的技术相比，LTE/LTE-A的延迟LTE/LTE-A在有限的频谱资源上提供了户提供更快的网络体验更低，为实时应用提供了更好的支持更高的数据吞吐量，提高了网络的整体效率新空口技术分析5G高速率低时延5G新空口技术旨在提供更高速率的5G新空口技术通过优化网络架构和数据传输能力，满足用户对高带宽和协议，实现更低的时延，为实时应用低延迟的需求和物联网提供可靠的连接大连接5G新空口技术支持海量设备连接，为物联网和智能城市应用提供基础移动互联网业务应用移动支付社交媒体基于移动网络的支付，例如微信社交媒体平台，如微信、微博、支付和支付宝，方便快捷，已成抖音等，已成为人们社交、娱乐为人们日常生活的重要组成部分和信息获取的重要途径在线购物在线视频移动网络促进了电子商务的快速移动网络为在线视频服务提供了发展，人们可以通过手机随时随强大的支持，如爱奇艺、腾讯视地进行购物频等平台，为用户提供丰富的内容移动支付与位置服务便捷支付位置追踪数字生活移动支付提供无缝的支付体验，消除了现位置服务为用户提供了基于地理位置的应移动支付和位置服务在日常生活、金融、金和卡的需要，简化了交易流程用，例如导航、路线规划和附近地点搜索零售和娱乐领域扮演着越来越重要的角色，为用户提供了一种更便捷、更智能的体验物联网与车联网技术物联网车联网物联网将各种物理设备连接到互车联网将车辆与基础设施、其他联网，实现数据收集和分析，并车辆和互联网连接，实现智能交通过网络进行控制和管理通管理、安全驾驶和便捷服务边缘计算与软件定义边缘计算软件定义网络将计算、存储和网络资源从集中式数据中心迁移到更靠近用户和通过软件定义网络，移动网络运营商可以实现网络功能的自动化数据的网络边缘，以实现低延迟、高带宽和低功耗、编排和管理，提高网络灵活性和可扩展性移动网络能耗优化节能技术智能休眠12采用低功耗芯片，优化网络协根据用户流量和信号强度，自议，减少不必要的传输，降低动调整基站功率，在低流量区基站功耗域休眠基站，降低能耗绿色基站3采用太阳能、风能等可再生能源，减少对传统能源的依赖，实现绿色节能网络功能虚拟化硬件解耦软件定义云化部署将网络功能从专用硬件设备中分离出来，通过软件定义的方式来实现网络功能，提将网络功能部署到云平台上，实现资源共运行在通用服务器或虚拟机上高网络的灵活性、可扩展性和可管理性享、按需分配和弹性扩展网络切片与网络即服务将网络资源虚拟化成可定制的切片，将网络功能作为服务提供，按需配置为不同业务提供差异化服务和使用，提高网络灵活性满足不同垂直行业的个性化需求，例如工业物联网、智慧城市等移动通信发展趋势网络切片5G+更高速度、更低延迟、更大容量提供更灵活的网络服务，满足不，支持更多终端和应用同应用需求，例如工业互联网和自动驾驶边缘计算人工智能将计算资源和数据存储移至网络优化网络性能、提高用户体验，边缘，提高响应速度和数据隐私例如智能路由和资源分配性结语与展望移动通信技术不断发展，未来将更加智能、便捷、高效。