《移動(dòng)通信》課件

《移動(dòng)通信》課件匯報(bào)人：AA2024-01-19目錄CONTENTS移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)移動(dòng)通信終端設(shè)備移動(dòng)通信業(yè)務(wù)與應(yīng)用移動(dòng)通信的未來展望01CHAPTER移動(dòng)通信概述移動(dòng)通信是指通信雙方或至少有一方處于運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行信息交換的通信方式。它涵蓋了蜂窩移動(dòng)通信、無線局域網(wǎng)、衛(wèi)星通信等多個(gè)領(lǐng)域。移動(dòng)通信經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字、從語音到數(shù)據(jù)、從低速到高速的發(fā)展歷程，目前正在向5G及未來6G技術(shù)演進(jìn)。移動(dòng)通信的定義與發(fā)展發(fā)展歷程移動(dòng)通信定義系統(tǒng)組成移動(dòng)通信系統(tǒng)主要由移動(dòng)終端、基站子系統(tǒng)（BSS）、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）和操作維護(hù)子系統(tǒng)（OSS）等組成。分類方式根據(jù)覆蓋范圍，移動(dòng)通信可分為廣域網(wǎng)移動(dòng)通信、城域網(wǎng)移動(dòng)通信和局域網(wǎng)移動(dòng)通信；根據(jù)業(yè)務(wù)類型，可分為語音通信和數(shù)據(jù)通信；根據(jù)使用頻段，可分為低頻段、中頻段和高頻段移動(dòng)通信。移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成與分類移動(dòng)通信具有移動(dòng)性、個(gè)人化、可接入性和無縫隙覆蓋等特點(diǎn)，能夠滿足用戶在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)進(jìn)行通信的需求。特點(diǎn)移動(dòng)通信面臨著頻譜資源緊張、網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足、信號(hào)干擾嚴(yán)重、終端能耗高等挑戰(zhàn)，需要不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和升級(jí)以應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)移動(dòng)通信的特點(diǎn)與挑戰(zhàn)02CHAPTER移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)電磁波是電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替變化并相互激發(fā)而在空間傳播的一種電磁現(xiàn)象。電磁波基本概念電磁波傳播方式電磁波頻段劃分包括地波、天波和空間波三種傳播方式。按照頻率由低到高可分為長(zhǎng)波、中波、短波、超短波和微波等。030201電磁波傳播理論將基帶信號(hào)變換為適合在信道中傳輸?shù)囊颜{(diào)信號(hào)的過程，包括模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制兩種方式。調(diào)制技術(shù)在接收端將已調(diào)信號(hào)還原為原始基帶信號(hào)的過程，與調(diào)制過程相對(duì)應(yīng)。解調(diào)技術(shù)提高信號(hào)傳輸?shù)目垢蓴_性、實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用和提高系統(tǒng)容量等。調(diào)制與解調(diào)的作用調(diào)制與解調(diào)技術(shù)

多址接入技術(shù)多址接入概念允許多個(gè)用戶同時(shí)接入同一基站，共享同一物理信道的技術(shù)。多址接入方式包括頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）等。多址接入技術(shù)的比較各種多址接入方式在頻譜效率、系統(tǒng)容量、抗干擾性等方面存在差異。交織技術(shù)將原始數(shù)據(jù)順序打亂后再進(jìn)行傳輸，以減小突發(fā)錯(cuò)誤對(duì)通信質(zhì)量的影響。信道編碼與交織的作用提高數(shù)字通信系統(tǒng)的抗干擾能力和糾錯(cuò)能力，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。信道編碼為了提高數(shù)字傳輸?shù)目煽啃远捎玫木幋a技術(shù)，包括線性分組碼、卷積碼等。信道編碼與交織技術(shù)03CHAPTER移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)移動(dòng)臺(tái)（MS）01包括移動(dòng)終端（ME）和客戶識(shí)別模塊（SIM）。移動(dòng)終端具備收、發(fā)信機(jī)和移動(dòng)管理功能，SIM卡存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)和電話號(hào)碼。基站子系統(tǒng)（BSS）02包括基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）。BSC負(fù)責(zé)無線資源管理、小區(qū)配置數(shù)據(jù)管理、功率控制等，BTS負(fù)責(zé)無線傳輸。網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）03包括移動(dòng)交換中心（MSC）、歸屬位置寄存器（HLR）、訪問位置寄存器（VLR）等。MSC提供交換功能，HLR存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，VLR存儲(chǔ)訪問用戶數(shù)據(jù)。GSM網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)移動(dòng)臺(tái)（MS）與GSM類似，但CDMA終端需支持碼分多址技術(shù)?；咀酉到y(tǒng)（BSS）包括基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）。CDMA的BSC和BTS功能與GSM類似，但增加了功率控制和軟切換等功能。網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）包括移動(dòng)交換中心（MSC）、歸屬位置寄存器（HLR）、訪問位置寄存器（VLR）等。與GSM相比，CDMA網(wǎng)絡(luò)增加了分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)（PDSN）以支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)。CDMA網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)123由NodeB和無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）組成。NodeB負(fù)責(zé)無線傳輸，RNC負(fù)責(zé)無線資源管理、移動(dòng)性管理等。無線接入網(wǎng)（UTRAN）包括電路交換域和分組交換域。電路交換域提供話音業(yè)務(wù)和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，分組交換域提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。核心網(wǎng)（CN）支持多種業(yè)務(wù)和應(yīng)用，具備更高的數(shù)據(jù)處理能力和更低的功耗。用戶設(shè)備（UE）3G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括演進(jìn)型分組核心網(wǎng)（EPC）和演進(jìn)型通用陸地?zé)o線接入網(wǎng)（E-UTRAN）。EPC負(fù)責(zé)核心網(wǎng)功能，E-UTRAN由eNodeB組成，負(fù)責(zé)無線接入。4G網(wǎng)絡(luò)支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更低的時(shí)延。5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括5G核心網(wǎng)（5GC）和5G接入網(wǎng)（NG-RAN）。5GC采用服務(wù)化架構(gòu)，支持網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計(jì)算等新技術(shù)。NG-RAN由gNodeB組成，支持更高頻段和大規(guī)模天線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更高傳輸速率和更低時(shí)延。4G/5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)04CHAPTER移動(dòng)通信終端設(shè)備第一代手機(jī)（1G）第二代手機(jī)（2G）第三代手機(jī)（3G）第四代手機(jī)（4G）手機(jī)的發(fā)展歷程與分類模擬手機(jī)，采用模擬信號(hào)傳輸，通話質(zhì)量較差，安全性低。多媒體手機(jī)，支持高速數(shù)據(jù)傳輸和多媒體業(yè)務(wù)，如視頻通話、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等。數(shù)字手機(jī)，采用數(shù)字信號(hào)傳輸，通話質(zhì)量提升，支持短信和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。智能手機(jī)，支持更高速的數(shù)據(jù)傳輸和豐富的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如社交媒體、在線視頻等。手機(jī)的基本結(jié)構(gòu)包括射頻部分、基帶部分、電源管理、外設(shè)接口和人機(jī)界面等部分。工作原理手機(jī)通過天線接收和發(fā)射無線電波，經(jīng)過射頻前端處理后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，基帶部分進(jìn)行信號(hào)處理和數(shù)據(jù)編解碼，最后通過人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)通信功能。手機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理主要包括Android、iOS、WindowsPhone等，提供統(tǒng)一的用戶界面和應(yīng)用程序管理。智能手機(jī)操作系統(tǒng)包括社交、購物、娛樂、教育等各類應(yīng)用，滿足用戶多樣化的需求。應(yīng)用軟件智能手機(jī)的操作系統(tǒng)與應(yīng)用軟件手機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)發(fā)展趨勢(shì)5G技術(shù)的普及將帶來更快的網(wǎng)絡(luò)速度和更低的延遲，AI技術(shù)的融合將提升手機(jī)的智能化水平，折疊屏等新技術(shù)將改變手機(jī)的形態(tài)和使用體驗(yàn)。挑戰(zhàn)隨著技術(shù)的發(fā)展，手機(jī)的安全性和隱私保護(hù)問題日益突出，需要采取有效的措施來保護(hù)用戶的信息安全。同時(shí)，手機(jī)的續(xù)航能力和信號(hào)覆蓋等問題也需要不斷改進(jìn)和完善。05CHAPTER移動(dòng)通信業(yè)務(wù)與應(yīng)用通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)語音信號(hào)的傳輸和交換，包括呼叫建立、語音編碼、信道分配等過程。語音通話原理包括本地通話、長(zhǎng)途通話、國際漫游通話等，支持不同運(yùn)營(yíng)商之間的互聯(lián)互通。語音通話業(yè)務(wù)類型衡量指標(biāo)包括語音質(zhì)量、接通率、掉話率等，直接影響用戶體驗(yàn)和運(yùn)營(yíng)商的服務(wù)質(zhì)量。語音通話服務(wù)質(zhì)量語音通話業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)類型包括短信、彩信、移動(dòng)數(shù)據(jù)（如3G、4G、5G網(wǎng)絡(luò)）等，支持各種智能終端設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸需求。數(shù)據(jù)傳輸原理通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和交換，包括數(shù)據(jù)編碼、調(diào)制、信道分配等過程。數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)質(zhì)量衡量指標(biāo)包括數(shù)據(jù)傳輸速率、誤碼率、時(shí)延等，直接影響用戶的數(shù)據(jù)傳輸體驗(yàn)和運(yùn)營(yíng)商的服務(wù)質(zhì)量。數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)03位置服務(wù)服務(wù)質(zhì)量衡量指標(biāo)包括定位精度、響應(yīng)時(shí)間、服務(wù)覆蓋范圍等，直接影響用戶的位置服務(wù)體驗(yàn)和運(yùn)營(yíng)商的服務(wù)質(zhì)量。01位置服務(wù)原理通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶位置的獲取和服務(wù)提供，包括衛(wèi)星定位、基站定位等。02位置服務(wù)業(yè)務(wù)類型包括導(dǎo)航、位置查詢、位置分享、基于位置的信息推送等，廣泛應(yīng)用于出行、社交等領(lǐng)域。位置服務(wù)業(yè)務(wù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用原理通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的連接和數(shù)據(jù)傳輸，支持設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控、控制和管理。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用業(yè)務(wù)類型包括智能家居、智能交通、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等，涵蓋各個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)景。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)質(zhì)量衡量指標(biāo)包括連接穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)傳輸速率、安全性等，直接影響物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的運(yùn)行效果和用戶體驗(yàn)。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用業(yè)務(wù)06CHAPTER移動(dòng)通信的未來展望6G技術(shù)概述6G技術(shù)作為下一代移動(dòng)通信技術(shù)，將實(shí)現(xiàn)更高的傳輸速度、更低的延遲和更廣泛的覆蓋范圍。6G技術(shù)關(guān)鍵領(lǐng)域包括超高速無線傳輸、超大規(guī)模天線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計(jì)算等。6G技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)6G技術(shù)將與人工智能、大數(shù)據(jù)等深度融合，推動(dòng)移動(dòng)通信向智能化、綜合化方向發(fā)展。6G技術(shù)的研究與發(fā)展趨勢(shì)030201人工智能在移動(dòng)通信中的應(yīng)用場(chǎng)景包括網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、故障預(yù)測(cè)與排除、智能客服等。人工智能與移動(dòng)通信的融合發(fā)展趨勢(shì)隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，其在移動(dòng)通信中的應(yīng)用將更加廣泛，推動(dòng)移動(dòng)通信向更高層次發(fā)展。人工智能在移動(dòng)通信中的作用通過深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，提高移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的性能、優(yōu)化資源配置、降低運(yùn)營(yíng)成本。人工智能在移動(dòng)通信中的應(yīng)用前景移動(dòng)通信在智能家居、智慧城市等領(lǐng)域的應(yīng)用前景隨著5G/6G等技術(shù)的不斷發(fā)展，移動(dòng)通信將與更多行業(yè)進(jìn)行深度融合，推動(dòng)各行業(yè)向數(shù)字化、智能化方向發(fā)展。移動(dòng)通信與其他行業(yè)的融合發(fā)展趨勢(shì)通過移動(dòng)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)家居設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和智能化管理，提高家居生活的便捷性和舒適性。移動(dòng)通信在智能家居中的應(yīng)用利用移動(dòng)通信技術(shù)，構(gòu)建城市物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)城市基礎(chǔ)設(shè)施的智能化管理和服務(wù)，提高城市運(yùn)行效率和管理水平。移動(dòng)通信