《无线广域网》课件：深入了解无线网络技术

无线广域网技术深入了解覆盖全球的无线网络高速数据传输，随时随地连接从到技术演进与应用1G5G课程大纲基础概念与历史掌握无线广域网基本理论标准与协议了解全球无线通信规范网络架构探索复杂通信系统构建关键技术掌握先进通信技术原理未来展望预见无线通信发展方向无线广域网定义广域覆盖区域规模覆盖范围超过公里覆盖城市、区域或全球10移动支持网络类型满足用户移动场景需求区别于和WLAN WPAN无线广域网发展历程1G1980s模拟蜂窝网络2G1990s数字技术GSM/CDMA3G2000s多媒体数据服务4G2010s高速数据网络IP5G2020s超高速、低延迟网络无线广域网关键特性广泛覆盖移动性支持速率多变大范围地理区域网络连接用户漫游无缝切换适应不同场景的传输能力业务多样复杂管理支持语音、视频、数据服务精细的资源调度机制无线通信基础原理电磁波传播信息通过空间电磁波传输调制解调信息与载波合成分离编码技术数据转换与纠错保护多址接入多用户共享资源方法频谱效率有限资源利用最大化电磁波频谱资源低频段中频段次，覆盖广，穿透力强，覆盖与容量平衡GHz1-6GHz频谱分配高频段各国管理策略存在差异毫米波，大带宽24-100GHz无线传播特性路径损耗距离增加信号衰减阴影效应地形地物造成遮挡多径效应信号反射散射叠加多普勒效应移动产生频率偏移信号调制技术幅度调制频率调制相位调制正交调制改变载波振幅传递信息改变载波频率传递信息改变载波相位传递信息与复合技QAM OFDM术多址接入技术蜂窝网络架构蜂窝结构网络组成关键参数六边形小区频率复用基站提供无线覆盖小区半径决定覆盖相邻小区使用不同频率控制器管理多个基站频率复用因子影响容量复用距离确保干扰最小化核心网处理业务与数据切换参数保障移动性移动通信系统2G12系统技术GSM CDMA欧洲主导全球标准北美高效数字技术34系统特点核心业务数字化语音数据语音通话与短信服务,

9.6kbps移动通信系统3GWCDMA CDMA2000欧洲主导宽带技术北美演进路线技术CDMA数据业务TD-SCDMA传输速率中国自主知识产权标准384kbps-2Mbps技术4G LTE100Mbps下行峰值速率高速移动场景下的理论值50Mbps上行峰值速率终端到网络传输能力20MHz最大带宽单载波频谱资源5ms系统延迟单向传输时延指标网络架构4G LTE扁平化网络架构，减少网元层级，优化数据传输路径技术5G NR新空口设计灵活帧结构，高频通信毫米波技术利用超宽带资源24-100GHz大规模天线数十至数百天线单元阵列波束成形高方向性信号传输技术超密集组网小型基站高密度部署网络架构5G服务化架构基于微服务的网络功能网络切片逻辑隔离的虚拟网络控制用户分离信令与数据平面独立边缘计算网络边缘部署计算资源应用场景5G增强移动宽带低延迟高可靠海量机器通信峰值速率端到端延迟每平方公里百万连接20Gbps1ms无线广域网协议栈物理层调制解调与信道编码MAC层2介质访问控制协议RRC层3无线资源控制管理PDCP层分组数据压缩处理网络传输层数据包路由与传递IP无线信道编码技术卷积码涡轮码码码LDPC Polar连续编码与译码并行级联卷积码低密度校验矩阵基于信道极化原理Viterbi系统主要使用接近极限迭代译码高性能控制信道编码3G Shannon5G编码增益系统主要采用高通量应用场景复杂度与性能平衡3-6dB4G多天线技术MIMO空间分集多路径提高可靠性空间复用并行传输提高吞吐量波束成形定向传输增强信号强度多用户MIMO空间维度资源复用毫米波通信技术频率特性波束特点传播挑战超高频段高方向性窄波束传输大气吸收与雨衰严重24-100GHz波束管理网络部署快速跟踪与切换技术高密度小基站覆盖异构网络与小区分层宏基站层1大功率广覆盖微基站层中等覆盖补充容量小基站层室内覆盖与热点区域补充覆盖层无线回传与特殊场景移动性管理无线资源管理频谱规划功率控制调度算法基于业务需求合理分配频率资源动态调整发射功率减少干扰按优先级分配资源确保服务质量边缘计算与MEC架构集成MEC5G网络边缘部署计算资源边缘计算与网络功能融合2应用场景计算卸载、自动驾驶终端任务动态分配AR/VR网络切片技术切片设计基于业务需求定义实例化资源分配与部署运行管理监控与资源调整终止释放资源回收与终止与技术NFV SDN核心理念核心架构协同应用NFV SDN网络功能软件化控制平面集中化云原生网络实现通用硬件部署数据平面简化动态业务编排弹性伸缩能力北向与南向接口自动化部署运维降低网络建设成本可编程网络控制网络功能即服务无线广域网安全技术空口加密身份认证卡技术SIM无线传输数据保护合法用户接入控制物理与虚拟身份凭证隐私保护防止用户信息泄露物联网广域网技术NB-IoT eMTC1蜂窝窄带物联网技术增强型机器通信Sigfox LoRaWAN43超窄带物联网方案低功耗广域网技术技术详解NB-IoT180kHz带宽窄带传输高效利用频谱+20dB覆盖增益比传统蜂窝网络增强年10电池寿命超低功耗设计万5连接密度每小区支持连接数与LoRa LoRaWAN物理层LoRa扩频调制高灵敏度2网络架构星型拓扑双向通信扩频因子灵活调整通信距离设备分类类功耗差异A/B/C卫星通信系统链路预算卫星LEO距离与功率精确平衡卫星MEO千公里低轨道500-2卫星GEO千万公里中轨道2-

3.6万公里高轨同步卫星

3.6卫星移动通信新型低轨卫星星座提供全球覆盖，极大扩展无线网络覆盖范围无线网络性能评估无线网络规划与优化网络规划需求分析与总体设计覆盖设计基站位置与参数配置容量规划资源配置满足业务需求参数优化网络运行持续调整无线网络测试技术实验室测试外场测试基准测试可控环境精确评估实际环境性能验证标准环境性能对比故障诊断仿真技术问题定位与解决方案复杂场景数字化模拟智能无线网络网络智能自优化自学习网络机器学习数据驱动优化决策智能调度资源动态精准分配预测分析用户行为与流量预测车联网技术V2X车对车通信车对基础设施技术C-V2X车辆间直接信息交换与智能路侧设备交互基于蜂窝网络的车联网解决方案工业互联网无线技术工业环境网络架构网络TSN高可靠低延迟需求多层级融合连接精确时间同步传输安全保障多层次防护机制智慧城市无线网络城市感知层传感器数据采集网络传输层2异构网络协同连接数据处理层边缘云计算分析应用服务层智慧城市解决方案室内定位技术绿色无线网络能效设计节能硬件与优化软件智能休眠低流量时段基站省电清洁能源太阳能与风能应用碳中和全生命周期环境友好无线回程技术微波回程毫米波回程自组织回程传统点对点链路高容量短距离多跳网状拓扑频段频段动态路由选择6-42GHz60-80GHz典型容量容量灵活部署能力1Gbps10Gbps公里覆盖距离公里覆盖网络自愈功能102-3网络展望6G太赫兹通信分布式原生网络MIMO AI超大带宽网络协同传输技术智能算法深度融合

0.1-10THz下一代无线技术趋势全频谱接入深度集成网络1智能共享频谱资源计算通信融合架构2智能元表面量子通信可编程无线环境不可破解安全机制无线广域网行业应用无线广域网技术在各行业深度应用，推动智慧化转型案例分析智慧港口5G覆盖设计高密度小基站部署网络切片多业务差异化保障远程控制低时延高可靠传输边缘计算现场实时数据处理经济效益效率提升成本降低30%25%无线广域网标准化组织ITU3GPP IEEE全球电信标准移动通信技术系列无线802协调标准标准CCSA中国通信标准化组织课程总结与展望关键技术已掌握核心理论与方法发展路线技术持续演进与融合产业生态价值链重构与创新学习资源实验与实践机会获取。