《移动宽带网络》课件

移动宽带网络本课程探讨移动通信技术发展与应用适合通信工程专业学生及相关从业人员移动宽带网络发展历程11G模拟语音22G数字通信33G移动互联网44G高速数据55G三大场景时代特征1G模拟信号语音服务终端笨重采用调频技术传输首次实现移动通话如大哥大手机网络基础2G数字化通信短信服务语音质量提升文本信息传输低速数据WAP浏览初体验网络引入3GWCDMA CDMA2000欧洲主导标准北美主导标准TD-SCDMA中国自主标准网络特征4G LTE全IP架构高速数据完全基于分组交换理论下行100Mbps告别电路交换高清视频流畅体验网络演进5G低时延URLLC低延时高可靠高速率eMBB增强移动宽带大连接mMTC海量机器通信移动宽带基本概念宽带定义高速数据传输能力无线连接无需物理线缆移动性位置变化时保持连接移动通信系统组成终端设备手机等用户侧设备基站系统提供无线覆盖核心网中心控制与交换主要性能指标指标类型4G水平5G目标峰值速率1Gbps20Gbps用户体验速率10Mbps100Mbps时延10ms1ms连接密度10万/km²100万/km²频谱资源与分配低频段中频段高频段覆盖广平衡覆盖与容量容量大无线传输理论基础电磁波传播路径损耗多径传播无线信号基础距离增加信号衰减反射散射信号叠加蜂窝结构与小区规划六边形小区结构设计频率复用提高系统容量多址技术之FDMA/TDMA倍1970s1990s3-8FDMA出现TDMA应用容量提升频分多址用于1G时分多址用于2G相比FDMA实现跃升与原理CDMA OFDMACDMAOFDMA码分多址正交频分多址不同用户使用不同扩频码子载波分配给不同用户典型应用于3G4G LTE核心技术多天线技术MIMO空间复用分集增益多路径并行传输抗衰落能力增强阵列增益信号方向性增强大规模应用MIMO调制与编码基础QPSK16QAM每符号2比特每符号4比特256QAM64QAM每符号8比特每符号6比特波束赋形与空间分集定向增益抗干扰覆盖增强信号能量集中降低相邻小区干扰边缘用户体验提升载波聚合技术单载波传输传统单频段使用双载波聚合两个频段同时使用多载波聚合最多聚合16个载波网络拓扑与体系结构终端层用户设备接入层基站系统传输层回传网络核心层控制系统基站类型与部署宏基站小基站微基站大范围覆盖局部热点增强室内覆盖卫星站偏远区域服务无线接入网架构传统架构C-RAN架构BBU与RRU分离BBU集中池化站点独立控制资源统一调度核心网演进EPC4G扁平化架构NSA非独立部署SA5G独立架构端到端机制QoS语音业务视频业务数据业务最高优先级中高优先级普通优先级严格时延要求带宽保障尽力而为服务资源管理与调度算法资源监测实时状态感知调度决策算法优化分配资源分配无线资源块指派调整优化动态负载平衡接入控制与安全机制用户身份认证信令数据加密完整性保护组播与广播服务场馆直播eMBMS多媒体广播服务大型赛事转播应急广播灾害预警信息漫游和切换管理网络自组织与智能管理自配置自修复自动部署故障自愈AI赋能自优化智能决策参数调整三大场景详解5GeMBB URLLCmMTC超高清视频传输工业智能控制海量设备互联移动互联网应用亿亿亿12+6+

3.5+微信月活抖音日活视频会议国民级社交应用短视频平台远程协作工具云计算与移动边缘计算传统云计算MEC边缘计算集中式处理靠近用户部署较高时延低时延高体验蜂窝物联网NB-IoT eMTC低功耗广覆盖中速率应用水表气表监测可靠性要求高典型应用共享单车定位智慧路灯控制车联网与自动驾驶V2V通信车辆间直接通信V2I通信车辆与基础设施V2N通信车辆与网络交互工业互联网与应用5G智能制造柔性生产远程运维智慧医疗与远程手术应用场景网络要求社会价值远程会诊高清视频专家资源共享远程超声低时延控制缓解边远地区医疗不足远程手术超低时延高可靠突破地域限制智慧城市与公共安全城市监控高清视频回传应急通信灾害现场保障交通调度智能信号控制警务指挥移动执法平台移动宽带在教育中应用云课堂虚拟实验普惠教育跨地域互动教学沉浸式体验学习资源均衡普及典型运营商网络部署国际标准与组织3GPP ITUIEEE移动技术标准国际电信联盟无线局域网标准中国自主创新进展TD-SCDMA3G自主标准TD-LTE4G国际主流5G NR国际标准引领初探与未来蓝图6G关键技术应用场景太赫兹通信全息通信人工智能网络触觉互联网量子通信集成空天地一体化新一代终端与射频技术折叠屏手机AR眼镜1创新交互体验增强现实应用卫星终端毫米波芯片全球无缝覆盖高频段通信网络开启经济社会变革网络安全挑战与对策身份安全多因素认证数据安全端到端加密网络安全入侵检测防御法规政策隐私保护条例频谱资源稀缺与应对动态频谱共享高频段拓展空闲资源实时利用毫米波频段开发提高利用效率太赫兹探索高效编码调制频谱效率提升单位带宽速率增加能耗与绿色通信15%50%+能耗占比节能潜力通信行业用电比例智能管理后省电70%+碳减排绿色基站减排比例当前难题与发展瓶颈室内覆盖高频信号穿透弱投资回报建设成本与收益平衡终端功耗电池技术跟不上需求网络演进新旧系统共存挑战总结与展望历史回顾从1G到5G快速发展技术演进持续创新突破瓶颈应用拓展连接一切改变世界未来方向6G与更远的明天。