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1、移动通信基础知识 制作人：制作者PPT时间：2024年X月目录第第1 1章章 简介简介第第2 2章章 无线传播和信道模型无线传播和信道模型第第3 3章章 无线接入技术无线接入技术第第4 4章章 移动通信网络结构移动通信网络结构第第5 5章章 移动通信业务和应用移动通信业务和应用第第6 6章章 总结总结 0101第1章 简介 移动通信的发展历程模拟语音通信1G数字语音通信2G多媒体通信3G移动宽带通信4G移动通信技术的发展趋势提供更快、更稳定的数据传输速度高速提供更多、更好的安全保障安全提供更智能、更个性化的移动体验智能推进移动通信的国际化发展全球化5G5G技术的特点技术的特点和应用场景和应用场
2、景5G5G技术是继技术是继2G2G、3G3G、4G4G之后的新一代移动通信技术，之后的新一代移动通信技术，具有超高速、超广覆盖、超大连接等特点。其应用场具有超高速、超广覆盖、超大连接等特点。其应用场景包括智慧城市、车联网、工业互联网等领域。景包括智慧城市、车联网、工业互联网等领域。移动通信的未来发展方向通过AI、大数据等技术提升网络效率和智能化程度网络智能化加速5G商用进程，推动5G技术在各个领域的应用5G商用应用利用卫星通信技术提高通信覆盖范围和通信品质卫星通信加强移动通信与物联网的融合，推动物联网技术的发展物联网国家标准国家标准TD-SCDMATD-SCDMAWCDMAWCDMACDMA2
3、000CDMA2000TD-LTETD-LTEFDD-LTEFDD-LTE行业标准行业标准NB-IoTNB-IoTeMTCeMTCVoLTEVoLTE地方标准地方标准北京通信标准北京通信标准上海通信标准上海通信标准广东通信标准广东通信标准移动通信标准国际标准国际标准3GPP3GPPITU-RITU-R移动通信中常用的概念和术语用于传输无线电信号和信息的物理通道信道将无线电信号转换为电信号或将电信号转换为无线电信号的装置天线将数字信号转换为模拟信号或将模拟信号转换为数字信号的过程调制 参考书目1.移动通信技术2.无线通信原理与技术3.通信原理与应用4.移动通信与网络安全 0202第2章 无线传播
4、和信道模型 无线传播方案无线传播方案无线传播是指电磁波在空间中传播的过程。其特点是无线传播是指电磁波在空间中传播的过程。其特点是传输距离远，传输速率低，数据传输容易受到干扰。传输距离远，传输速率低，数据传输容易受到干扰。常用的无线传播方案包括自由空间传播、多径传播和常用的无线传播方案包括自由空间传播、多径传播和衰落等。影响无线传播的因素有天线高度、传输频率衰落等。影响无线传播的因素有天线高度、传输频率和传输距离等。和传输距离等。自由空间传播无建筑物等障碍物，传输距离较远，传输速率较快特点卫星通信、微波通信等应用场景电离层散射、大气损耗等干扰因素 多径传播由于反射、绕射等现象，信号会到达接收器多
5、次，信号衰减较快特点城市通信、室内通信等应用场景多径效应、噪声等干扰因素 衰落信号强度随时间或距离变化特点移动通信、电视广播等应用场景多径效应、噪声、天气等干扰因素 信道模型和信道信道模型和信道特性特性信道模型是对无线信道传输特性的抽象建模。常用的信道模型是对无线信道传输特性的抽象建模。常用的信道模型有瑞利分布和瑞丝分布等。信道的特性包括信道模型有瑞利分布和瑞丝分布等。信道的特性包括时变性、时频特性和相关性等。信道时变性是指信道时变性、时频特性和相关性等。信道时变性是指信道随时间变化的特性。时频特性是指信道在频域和时间随时间变化的特性。时频特性是指信道在频域和时间域上的特性。相关性是指信道中不
6、同路径的信号相互域上的特性。相关性是指信道中不同路径的信号相互影响的程度。影响的程度。Rayleigh分布无偏态、不对称、单峰特点城市通信、室内通信等应用场景简单、易于实现优点 Rician分布有偏态、对称、双峰特点卫星通信、微波通信等应用场景适用于有强攻击者存在的通信场景优点 信道容量是指在单个信道上传输最大数据速率信道容量0103信道编码可用于提高信号的可靠性信道编码02多径效应是指信号在不同路径上传播的差异性多径效应优缺点优缺点等化技术：适用于信道时间变等化技术：适用于信道时间变化缓慢的通信场景，但计算复化缓慢的通信场景，但计算复杂度高杂度高分集技术：适用于信道时间变分集技术：适用于信道
7、时间变化比较快的通信场景，但设备化比较快的通信场景，但设备成本高成本高编码技术：适用于信噪比较高编码技术：适用于信噪比较高的通信场景，但对带宽要求较的通信场景，但对带宽要求较高高自适应调制技术：适用于复杂自适应调制技术：适用于复杂的通信环境，但对硬件要求较的通信环境，但对硬件要求较高高 各种抗多径技术技术技术等化技术等化技术分集技术分集技术编码技术编码技术自适应调制技术自适应调制技术多天线系统和多天线系统和MIMOMIMO技术技术多天线系统是指在发射端和接收端分别安装多个天线，多天线系统是指在发射端和接收端分别安装多个天线，从而提高数据传输速率和可靠性的通信系统。从而提高数据传输速率和可靠性的
8、通信系统。MIMOMIMO技技术是一种基于多天线系统的通信技术，利用多个天线术是一种基于多天线系统的通信技术，利用多个天线传输和接收信号，从而提高数据传输速率和可靠性。传输和接收信号，从而提高数据传输速率和可靠性。MIMOMIMO技术可以利用空分复用、空时编码等技术来提高技术可以利用空分复用、空时编码等技术来提高信道容量。信道容量。0303第3章 无线接入技术 传统无线接入技传统无线接入技术术传统无线接入技术是指在移动通信中采用的非宽带无传统无线接入技术是指在移动通信中采用的非宽带无线接入技术。它包括线接入技术。它包括TDMATDMA、FDMAFDMA和和CDMACDMA技术等。技术等。TDM
9、ATDMA技术是时分多址技术，将时间分为几个部分，技术是时分多址技术，将时间分为几个部分，每个用户在各自的时间片中传输信息。每个用户在各自的时间片中传输信息。FDMAFDMA技术是技术是频分多址技术，将频段分为多个子载波，每个用户在频分多址技术，将频段分为多个子载波，每个用户在各自的子载波上传输信息。各自的子载波上传输信息。CDMACDMA技术是码分多址技技术是码分多址技术，将信息编码成不同的码，每个用户使用不同的码术，将信息编码成不同的码，每个用户使用不同的码传输信息。传输信息。TDMA技术时分多址原理能够支持大量用户同时传输优点需要精确的时钟同步缺点 FDMA技术频分多址原理可靠性高优点容
10、易受到干扰缺点 码分多址原理0103需要更高的功率和更长的码缺点02抗干扰性强优点OFDM技术OFDM技术是一种基于正交频分复用技术的无线通信技术，它将带宽分割成多个子载波，并在各个子载波上传输信息。OFDM技术具有抗多径干扰、可靠性高的特点，是现代移动通信中广泛采用的技术之一。OFDMA技术在频域上分配子载波原理高速率、高可靠性优点容易受到干扰缺点 SC-FDMA技术在频域上分配子载波，采用循环前缀原理功耗低、适用于高速移动优点对动态功率调整敏感缺点 5G5G无线接入技无线接入技术术5G5G无线接入技术是指在无线接入技术是指在5G5G移动通信中采用的接入技术。移动通信中采用的接入技术。它具有
11、高速率、低时延等特点，能够支持大量用户同它具有高速率、低时延等特点，能够支持大量用户同时传输。时传输。5G5G无线接入技术的目标是实现更快、更稳定、无线接入技术的目标是实现更快、更稳定、更智能的无线通信，为人们带来更好的移动体验。更智能的无线通信，为人们带来更好的移动体验。应用场景应用场景增强型移动宽带增强型移动宽带超高流量低时延通信超高流量低时延通信大规模机器类通信大规模机器类通信特定服务通信特定服务通信技术特点技术特点大规模大规模MIMOMIMOmmWavemmWave时频切片时频切片车联网车联网 5G无线接入技术的主要标准标准标准3GPP Release 153GPP Release 1
12、53GPP Release 163GPP Release 163GPP Release 173GPP Release 17ITU-R M.2083ITU-R M.2083 0404第4章 移动通信网络结构 概述移动通信网络结构移动通信网络包含核心网和无线接入网两个层次，它们之间相互协作，通过一系列协议实现移动通信功能。无线接入网无线接入网提供用户接入网络的通信功能，提供用户接入网络的通信功能，如移动基站和移动终端如移动基站和移动终端承载用户的语音和数据通信服承载用户的语音和数据通信服务务 移动通信网络层次核心网核心网提供移动通信的公共资源，如提供移动通信的公共资源，如移动核心网和数据中心移动核
13、心网和数据中心负责组织和管理移动网络的服负责组织和管理移动网络的服务和资源务和资源无线接入技术和网络全球系统移动通信GSM码分多址CDMA长期演进技术LTE第五代移动通信技术5G移动核心网移动核心网移动核心网是移动通信网络的核心部分，主要负责提移动核心网是移动通信网络的核心部分，主要负责提供移动通信的核心服务和资源，如用户认证、移动流供移动通信的核心服务和资源，如用户认证、移动流量控制和通信协议处理等。量控制和通信协议处理等。移动核心网技术和协议信令系统7号协议SS7通用分组无线服务GPRS通用移动通信系统UMTSIP多媒体子系统IMS基本语音和短信功能普通手机0103移动办公和娱乐平板电脑0
14、2支持多种应用和媒体功能智能手机智能网和应用场景智能网是一种增强网络功能和服务的技术，它可以实现更加智能化和个性化的通信服务，如语音识别、数据处理和移动支付等。ININ智能网服务集成智能网服务集成支持基于业务逻辑的应用支持基于业务逻辑的应用NGNNGN下一代网络下一代网络支持更多种类的通信服务支持更多种类的通信服务IMSIMSIPIP多媒体子系统多媒体子系统支持语音、视频和数据业务支持语音、视频和数据业务智能网的类型CAMELCAMEL自定义可选业务增强功能自定义可选业务增强功能支持基于呼叫控制的应用支持基于呼叫控制的应用 0505第5章 移动通信业务和应用 移动通信业务分类和应用场景移动通信
15、业务按照应用领域不同可以分为多个类别，例如移动通信网络建设和维护、移动通信设备生产和销售、移动通信软件研发和应用等。同时，随着科技不断发展，移动通信应用的范围也不断扩大，例如移动宽带、移动支付、移动社交等。随时随地上网移动宽带0103连接全球，分享快乐移动社交02安全便捷的支付方式移动支付移动通信业务的发展趋势提供更快、更可靠、更安全的网络服务5G网络建设支持移动通信业务数据分析和智能化应用云计算、大数据、人工智能连接万物，实现智能生活物联网技术的应用增强用户体验，拓展应用场景可穿戴设备和AR/VR技术移动互联网和物联网移动互联网是指通过移动终端设备（如智能手机、平板电脑）进行的互联网使用。它
16、是互联网的一个分支，是一种新的信息技术和商业模式。物联网是指由大量智能设备、传感器、通信设备组成的互联网，它可以实现万物互联，通过网络的方式实时管理和监控各种设备。这两种技术都具有很大的潜力和发展前景，已经深深地影响着我们的生活和工作。物联网物联网智能家居智能家居智慧交通智慧交通智能制造智能制造智慧城市智慧城市环境监测和管理环境监测和管理其他其他智能农业智能农业智慧物流智慧物流智慧教育智慧教育虚拟现实和增强现实应用虚拟现实和增强现实应用 移动互联网和物联网的主要应用场景移动互联网移动互联网在线购物和支付在线购物和支付移动办公和学习移动办公和学习社交和娱乐社交和娱乐移动旅游和出行移动旅游和出行移
17、动医疗和健康移动医疗和健康移动通信安全和隐私保护移动通信安全和隐私保护是移动通信技术发展过程中不可缺少的一部分。随着移动通信技术的发展，人们对于移动通信安全和隐私保护的需求也越来越强烈。移动通信安全和隐私保护的技术愈加成熟，但是黑客入侵、病毒攻击等安全问题依然存在。要保护移动通信的安全和隐私，需要采用一系列措施，例如加密、身份认证、防病毒、防漏洞等。移动通信安全和隐私保护技术对通信数据进行加密，保证数据传输过程中的安全性加密技术验证通信双方的身份信息，防止身份欺骗身份认证技术针对恶意软件进行防御，保证移动设备的安全性防病毒技术在通信设备和应用上进行安全测试，发现并修复潜在安全问题安全测试技术移
18、动通信的社会移动通信的社会影响和未来展望影响和未来展望移动通信作为信息及通信技术中的重要分支，在对人移动通信作为信息及通信技术中的重要分支，在对人类社会和经济发展产生了深刻影响。它改变了人们的类社会和经济发展产生了深刻影响。它改变了人们的生活方式，促进了社会经济的发展，缩小了信息和技生活方式，促进了社会经济的发展，缩小了信息和技术距离，使人们能及时接收到海量的信息。在未来，术距离，使人们能及时接收到海量的信息。在未来，随着移动通信技术的不断创新和进步，它将会更好地随着移动通信技术的不断创新和进步，它将会更好地服务于人们，更好地满足人们需求。服务于人们，更好地满足人们需求。0606第6章 总结
19、移动通信基础知识总结本章内容主要对移动通信基础知识进行总结，包括各种无线通信基础概念、网络结构、通信协议等。通过学习本章，学习者能够更好地掌握移动通信的基本知识和理论。本章主要内容无线传播、信道特性、多径效应等无线通信基础概念无线网络、核心网、业务支撑系统等网络结构物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层等通信协议数字调制、信道编码等调制和编码移动互联网、社交、娱乐等智能手机0103智能驾驶、远程监控等车联网02智能家居、智能城市等物联网2G2G19911991年，芬兰诺基亚推出第一年，芬兰诺基亚推出第一款数字手机款数字手机Nokia 1011Nokia 1011数字信号，支持短信数字信号，
20、支持短信3G3G19981998年，国际电信联盟推出年，国际电信联盟推出IMT-2000IMT-2000标准标准宽带数据传输，支持互联网宽带数据传输，支持互联网4G4G20082008年，瑞典爱立信、德国西年，瑞典爱立信、德国西门子等企业开始提出门子等企业开始提出LTELTE技术技术高速网络，支持更多应用高速网络，支持更多应用移动通信技术发展历程1G1G19811981年，美国年，美国BellBell公司推出第公司推出第一款手机一款手机Motorola DynaTAC Motorola DynaTAC 8000X8000X模拟信号，只能打电话模拟信号，只能打电话未来移动通信发未来移动通信发展预
21、测展预测未来移动通信技术将会越来越快速，并且更加高效、未来移动通信技术将会越来越快速，并且更加高效、智能化。随着智能化。随着5G5G网络的推广，我们将会迎来更多更便网络的推广，我们将会迎来更多更便捷的移动应用，例如无人驾驶、虚拟增强现实等。同捷的移动应用，例如无人驾驶、虚拟增强现实等。同时，时，5G5G网络的高稳定性、高速度、高可靠性，将会为网络的高稳定性、高速度、高可靠性，将会为医疗、教育等领域的数字化转型提供更好的支持。医疗、教育等领域的数字化转型提供更好的支持。感谢和致谢非常感谢各位听众在这个漫长的学习过程中对我的支持和陪伴。我也要感谢所有为本次课程提供支持和帮助的人员，包括技术支持、教材编写、场地租用等等。在未来的日子里，我会继续努力，为大家带来更好的课程和服务。祝大家工作顺利，生活愉快！谢谢观看！下次再见