《移动通信第4章》课件

《移动通信第4章》ppt课件目录移动通信概述无线传播理论蜂窝网络规划与设计无线接入技术移动通信网络优化未来移动通信发展趋势01移动通信概述第一代移动通信（1G）模拟语音通信，采用频分多址（FDMA）技术，主要系统包括AMPS、TACS等。数字语音通信，采用时分多址（TDMA）或码分多址（CDMA）技术，主要系统包括GSM、IS-95等。宽带数据通信，采用CDMA技术，提供更高的数据传输速率和多媒体业务，主要系统包括WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA等。高速数据通信，采用正交频分复用（OFDM）和多输入多输出（MIMO）技术，提供更高的数据传输速率和更低的时延，主要系统包括LTE、LTE-Advanced等。第二代移动通信（2G）第三代移动通信（3G）第四代移动通信（4G）移动通信发展历程用户设备，包括手机、平板电脑等移动终端。移动台（MS）与移动台进行无线通信的设备，包括宏基站、微基站等。基站（BS）负责移动台的位置管理和呼叫控制等功能。移动交换中心（MSC）提供诸如短消息服务、位置服务、紧急呼叫等公共服务。公共服务系统移动通信系统组成移动通信标准化组织国际电信联盟（ITU）负责制定国际电信标准和规则，促进国际电信合作和发展。第三代合作伙伴计划（3GPP）负责制定3G和4G等移动通信技术标准，成员包括全球主要的电信制造商和运营商。第三代合作伙伴计划2（3GPP2）负责制定CDMA2000等移动通信技术标准，成员包括北美和亚洲的一些电信制造商和运营商。中国通信标准化协会（CCSA）负责制定中国通信行业标准，推动中国通信产业的发展。02无线传播理论电磁波传播方式包括直射、反射、折射、衍射和散射等，不同传播方式会对信号产生不同的影响。电磁波频段划分根据频率和波长，电磁波可分为长波、中波、短波、超短波和微波等，不同频段的电磁波具有不同的传播特性。电磁波基本性质电磁波是一种横波，具有电场和磁场分量，可以在真空中传播。电磁波传播特性无线信道特性无线信道具有多径效应、多普勒效应、阴影效应等特性，这些特性会对信号传输产生不良影响。无线信道建模方法包括基于几何的建模、基于统计的建模和基于物理的建模等，不同建模方法适用于不同的场景和需求。无线信道仿真技术利用计算机仿真技术，可以模拟无线信道的传播特性和信号传输过程，为无线通信系统设计和性能评估提供有力支持。无线信道建模与仿真

信道容量与香农定理信道容量定义信道容量是指在给定信道条件下，单位时间内能够可靠传输的最大信息量，是评估无线通信系统性能的重要指标。香农定理内容香农定理给出了在给定信噪比条件下，信道容量的理论上限，为无线通信系统设计和优化提供了理论指导。香农定理应用在无线通信系统中，通过采用先进的调制解调技术、多天线技术、信道编码技术等手段，可以接近或达到香农定理给出的信道容量上限。03蜂窝网络规划与设计拓扑结构的特点具有层次性、可扩展性和自组织性，能够灵活适应不同场景和需求。拓扑结构的类型包括宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝等，不同类型具有不同的覆盖范围和应用场景。蜂窝网络的基本概念由多个六边形小区组成的网络，每个小区设有一个基站，负责与用户终端进行通信。蜂窝网络拓扑结构03频率规划与优化根据网络规模、业务需求等因素，合理规划频率资源，优化频率分配方案，降低干扰水平。01频率复用技术通过在不同小区使用相同频率资源，提高频谱利用率，减少频率资源浪费。02干扰分析分析同频干扰、邻频干扰等干扰类型，研究干扰产生的原因和影响，提出相应的干扰抑制措施。频率复用与干扰分析覆盖预测方法采用射线跟踪、经验公式等方法，预测基站的覆盖范围和信号质量，为基站选址提供科学依据。基站布局优化根据覆盖预测结果和网络性能指标，调整基站布局和参数配置，实现网络覆盖和容量的均衡优化。基站选址原则考虑地形地貌、建筑物分布、人口密度等因素，选择合适的基站位置，确保网络覆盖质量和经济效益。基站选址及覆盖预测04无线接入技术FDMA（频分多址）原理将总带宽分割成多个子信道，每个子信道占用不同的频率范围，用户通过分配到的子信道进行通信。CDMA（码分多址）原理利用扩频技术，每个用户分配一个独特的扩频码，通过相关接收实现多用户通信。比较FDMA、TDMA和CDMA在原理上有所不同，分别基于频率、时间和扩频码进行区分。它们在系统容量、频谱效率、抗干扰能力等方面各有优缺点。TDMA（时分多址）原理将时间分割成周期性的帧，每一帧再分割成若干个时隙，用户在不同的时隙中进行通信。FDMA、TDMA、CDMA原理及比较OFDM（正交频分复用）原理将高速数据流分解成多个低速子数据流，分别调制到多个正交子载波上进行传输。通过添加循环前缀和采用FFT/IFFT实现调制和解调。应用OFDM技术广泛应用于无线局域网（WLAN）、数字音频广播（DAB）、数字视频广播（DVB）等领域。它具有较高的频谱效率和抗多径干扰能力，适用于高速数据传输。OFDM技术原理及应用MIMO（多输入多输出）原理通过在发射端和接收端配置多个天线，利用空间复用、空间分集等技术提高系统容量和传输可靠性。MIMO技术可以显著提高无线通信系统的性能。应用MIMO技术已广泛应用于4G/5G移动通信、无线局域网（WLAN）、卫星通信等领域。它可以显著提高系统容量、频谱效率和传输可靠性，是现代无线通信的关键技术之一。MIMO技术原理及应用05移动通信网络优化网络性能评估指标评估网络覆盖范围和覆盖质量，包括信号强度、信噪比等。衡量网络能够处理的业务量，通常以每小区或每用户的数据速率、连接数等表示。评估用户在网络中成功建立呼叫的概率，反映网络的可用性和可靠性。衡量用户在通信过程中意外中断的概率，反映网络的稳定性和连续性。覆盖率容量呼叫建立成功率掉话率数据采集对收集的数据进行分析，识别网络中存在的问题和瓶颈。问题分析参数调整验证测试01020403对调整后的网络进行验证测试，确保优化效果符合预期。收集网络运行数据，包括性能指标、配置参数、告警信息等。根据分析结果，调整网络参数和配置，优化网络性能。网络优化流程和方法覆盖优化。针对网络中存在的覆盖问题，通过调整天线角度、增加基站等方式，提高网络覆盖率和信号质量。案例一容量优化。针对网络中存在的容量瓶颈，通过扩容、负载均衡等方式，提高网络容量和业务处理能力。案例二呼叫建立失败优化。针对网络中存在的呼叫建立失败问题，通过分析信令流程、调整参数等方式，提高呼叫建立成功率。案例三掉话优化。针对网络中存在的掉话问题，通过分析掉话原因、调整参数等方式，降低掉话率并提高用户满意度。案例四典型案例分析06未来移动通信发展趋势5G/6G愿景与挑战需要探索新的商业模式和合作方式，推动5G/6G与各行业深度融合，实现商业价值和社会价值的共创共享。商业模式挑战实现超高速度、超低时延、超大规模连接，支持各种新型应用场景，如自动驾驶、远程医疗、智能制造等。5G/6G愿景需要解决高频谱利用、高效能传输、网络架构创新等关键技术问题，同时面临网络安全、隐私保护等方面的挑战。技术挑战大规模MIMO技术通过增加天线数量，提高空间复用度和传输可靠性，实现高速率、低时延的无线传输。全双工通信技术允许通信双方同时发送和接收信息，提高频谱利用率和通信效率。可见光通信技术利用LED灯光作为传输介质，实现高速、安全的无线数据传输，具有广泛的应用前景。新型无线传输技术展望123通过引入人工智能、机