《移动通信基础电信》课件

《移动通信基础电信》课程简介这是一门全面介绍移动通信基础知识和技术的课程。课程涵盖移动通信的发展历程、网络结构、信号传输、系统管理等多个方面,帮助学生深入理解移动通信原理并掌握相关技术应用。内容丰富、案例生动,为学生未来从事移动通信相关工作做好全面准备。byhpzqamifhr@移动通信基础概述1移动通信的历史移动通信技术的发展可追溯到上世纪70年代,历经了从模拟制式到数字制式的转变,已发展成为现代人生活不可或缺的一部分。2移动通信的定义移动通信是指用户能在各种移动场景下自由地进行语音、数据等通信的一种无线通信方式,具有高度灵活性和广泛性。3移动通信的特点移动通信系统具有高频谱利用率、实时性强、覆盖范围广、便携性好等特点,满足了人们日益增长的移动通信需求。移动通信发展历程11G模拟蜂窝移动电话22G数字蜂窝移动电话33G高速移动数据传输44G全IP移动互联网移动通信从最初的模拟蜂窝电话逐步发展到数字化、高速化、全IP化。每一代移动通信技术的出现都代表着行业的一次跨越式进步,提供了更出色的用户体验。移动通信的发展见证了人类社会由固定通信向移动通信的转变,为我们的生活带来了巨大变革。移动通信系统分类1网络类型物理网络拓扑2通信方式通信模式3业务支持业务功能移动通信系统可以从不同维度进行分类,包括网络类型、通信方式以及业务支持等。从网络类型来看,可以分为单元蜂窝网络和分布式蜂窝网络;从通信方式来看,可以分为双向通信和单向通信;从业务支持来看,可以分为语音服务、数据服务和多媒体服务等。这些分类体现了移动通信系统在结构、功能和应用上的多样性。移动通信网络特点广泛覆盖移动通信网络覆盖范围广泛,用户可在任何地方随时上网、打电话。网络信号覆盖城乡、高速公路、远程山区等各种环境。随时随地凭借手机终端设备,用户可随时随地进行语音通话和数据传输,实现移动办公和生活娱乐。高效灵活移动通信系统无需固定铺设线缆,可根据用户需求灵活部署基站,实现高效的网络调度和资源配置。移动通信网络组成1移动通信网络架构涵盖核心网、接入网和终端2移动通信网络要素包括基站、交换机和数据库3移动通信网络接口定义网络元素之间的连接标准移动通信网络由三大部分组成:核心网、接入网和终端。其中核心网负责信号交换和数据传输,接入网提供无线连接,终端则是用户设备。网络中的基站、交换机和数据库等关键元素以及它们之间的标准化接口,共同构建出完整的移动通信系统。移动通信网络架构1核心网络移动通信网络的核心部分,负责管理用户账号、呼叫控制和业务处理等关键功能。由多个互连的设备和系统组成,提供稳定可靠的服务。2接入网负责实现用户与核心网的连接,包括基站、无线接入装置等部件。根据技术不同分为蜂窝接入网、卫星接入网等。3业务网提供移动通信的各类业务,如语音、短信、数据等。依托于核心网和接入网,为用户提供丰富的服务。移动通信网络要素基站移动通信网络的基础设施,负责无线电信号的发射和接收,覆盖一定区域内的用户。核心网提供语音、短信、数据等业务处理和交换控制,管理用户身份认证和业务计费等。用户终端移动电话、平板电脑等移动智能设备,用于与基站通信并使用各种移动服务。传输网络连接基站和核心网的有线网络,负责用户数据和控制信号的传输。移动通信网络接口1网络接口基站与核心网2空中接口用户设备与基站3服务接口网络与服务平台移动通信网络由多个关键网络元素组成,它们通过不同的网络接口相互连接。网络接口包括基站与核心网之间的网络接口、用户设备与基站之间的空中接口、以及网络与服务平台之间的服务接口。这些接口定义了各网络元素之间的通信协议和数据交互方式,是移动通信网络实现端到端连接的基础。移动通信信号传输1信号调制和解调将信息信号转换为可传输的射频信号2无线电波传播特性了解无线电波在空间中的传播规律3多址接入技术实现多用户共享无线通信信道移动通信依赖于无线电波传输信号,需要充分理解无线电波在空间中的传播特性,并采用有效的调制和多址技术,从而实现多用户共享同一无线信道的目标。这些技术是移动通信系统的关键基础。无线电波传播特性1衰落和衰减无线电波在传播过程中会受到各种因素的影响,如建筑物、地形、气候等,导致信号强度不断衰减,这就是信号衰落现象。2干扰和多径传播无线电波容易受到其他信号的干扰,同时信号也会产生多径传播,即通过不同路径到达接收端,造成信号失真。3传播模型研究无线电波传播特性的常用模型包括自由空间模型、室内传播模型等,可以用来预测信号覆盖范围和质量。信号调制和解调1调制将信息信号转换到高频载波信号以进行无线传输2解调从高频载波信号中提取出原始信息信号3多种调制方式包括幅度调制、频率调制和相位调制等在移动通信中,我们需要将原始的信息信号调制到高频载波信号上进行无线传输,然后在接收端将高频载波信号解调还原出原始信息信号。调制和解调过程是移动通信的关键技术之一,决定了通信系统的性能和效率。多址接入技术TDMA时分多址接入利用时间域分割,为不同用户分配不同的时隙,实现共享同一频道。FDMA频分多址接入利用频域分割,为不同用户分配不同的频带,实现共享同一时间。CDMA码分多址接入利用独特的扩频码序列,实现多用户同频同时共享信道。蜂窝移动通信网1蜂窝网络结构2小区覆盖和频率重用3蜂窝网络演进蜂窝移动通信网络采用小型基站的方式构建网络覆盖,通过合理设计小区覆盖范围和频率重复利用来提高频谱利用效率。这种网络架构经历了从2G到4G的不断演进,支持移动终端的移动性、高速数据传输等功能。蜂窝网络结构单元小区将覆盖区域划分为多个半径约1-2公里的单元小区,使用不同频率信道以避免干扰。基站每个小区都设有一个基站,负责管理本小区内的移动用户接入和通信。移动交换中心多个基站通过移动交换中心进行集中管理和控制,实现跨小区的用户手机切换。小区覆盖和频率重用1小区概念蜂窝网络将覆盖区域划分为多个相互重叠的小区(cell)。每个小区由一个基站提供服务，同时对应一个独立的频率或码空间。2频率重用为了提高频谱利用率,蜂窝网络采用频率重用技术,即在不同的小区使用相同的频率。这需要合理规划小区布局和频率分配。3小区覆盖优化通过调整发射功率、天线倾角、覆盖半径等参数,可以优化每个小区的覆盖范围,确保整个服务区域被充分覆盖。4.3蜂窝网络演进15G高速、低延迟、大容量24GLTE高速移动宽带33GUMTS支持语音和数据业务蜂窝网络从2G到3G再到现在的4GLTE,一直在不断地进化和升级。每一代网络都为用户提供更快的连接速度、更低的延迟以及更多的功能。5G作为下一代移动通信技术,将进一步提升网络的性能,满足未来更多终端设备和应用的需求。5移动通信系统12G移动通信系统包括GSM、CDMA、TDMA等标准,主要提供基本的语音和低速数据服务。23G移动通信系统采用WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA等标准,支持高速数据传输和多媒体业务。34G移动通信系统基于LTE和WiMAX标准,提供更高的数据速率和更丰富的业务,为智能终端提供优质的用户体验。2G移动通信系统第一代系统2G移动通信系统是数字移动通信系统的第一个发展阶段,采用了数字语音编码和数字信号传输技术。主要技术2G系统采用了TDMA和FDMA多址接入技术,支持语音通话、短信和分组数据业务。代表标准有GSM、CDMA等。普及应用2G系统获得了广泛应用,为用户提供了移动通信的基础服务,促进了移动通信行业的快速发展。3G移动通信系统1WCDMA/HSPA由欧洲主导的3G标准2CDMA2000由美国主导的3G标准3TD-SCDMA由中国开发的3G标准3G移动通信系统是在2G系统基础上发展而来的新一代移动通信系统,主要包括WCDMA/HSPA、CDMA2000和TD-SCDMA三个主要标准。这三种3G系统采用了不同的技术路径,分别由欧洲、美国和中国主导开发。它们能够提供更高的语音质量和更快的数据传输速度,为用户带来更加丰富的移动互联网服务体验。4G移动通信系统1高速互联网支持高达1Gbps的下载速度2全新网络架构采用全IP化的网络设计3多媒体服务支持高质量的视频和音频业务4G移动通信系统代表了移动通信技术的重大进步。它采用全新的网络架构,支持超高速的互联网接入,能够为用户提供高质量的多媒体服务。这些特性使得4G网络成为支持丰富应用场景的理想选择,为移动互联网时代的到来铺平了道路。移动通信业务1语音业务移动通信的核心功能是实现用户之间的语音通话,这是从2G时代延续至今的基本需求。语音通话质量和畅通是用户对移动通信最基本的期望。2数据业务随着移动互联网时代的到来,传输高速数据成为移动通信的重要功能。用户可以通过移动设备实现网络浏览、邮件收发、聊天等服务。3多媒体业务随着网络带宽的提升,移动通信能够支持用户观看视频、在线娱乐、视频通话等多媒体应用,大幅提升用户体验。语音业务基础电话服务移动通信网最基本的语音业务。用户可通过移动设备拨打和接听电话，实现实时语音通信。增值电话服务包括呼叫转移、呼叫等待等功能。用户可根据需求灵活使用各种增值业务。高清语音通话利用先进的编解码技术,提供优质的通话音质,带来更好的通话体验。数据业务1基础数据业务语音通话、短信息等2高阶数据业务网络浏览、视频通话等3融合数据业务物联网、车联网等与声音通信相比,移动通信网络在数据传输方面有更强的优势。从基础的语音通话和短信息,到高阶的网络浏览和视频通话,再到融合的物联网和车联网应用,移动数据业务不断丰富和发展,为用户提供更加广阔的应用空间。未来,随着5G等新技术的发展,移动数据业务将进一步拓展应用场景,促进万物互联,改变人们的生活方式。多媒体业务1视频通话高清流畅的视频通话2视频点播海量优质的视频内容3直播服务即时高清的视频直播体验移动通信网络不仅支持语音和数据业务,还可提供丰富的多媒体服务。用户可以随时随地进行视频通话,观看视频点播内容,以及观看实时高清的视频直播。这些多样化的多媒体业务,大大丰富了用户在移动互联网时代的生活体验。移动通信发展趋势15G移动通信高速、低延迟、广覆盖2物联网和车联网万物互联、自动驾驶3未来发展展望人工智能、增强现实移动通信系统正朝着5G、物联网和车联网等方向快速发展。5G移动通信将带来高速、低延迟和广覆盖的特性,支持物联网和智能汽车等应用。同时,人工智能和增强现实技术也将与移动通信深度融合,为用户带来全新的体验。未来移动通信必将推动社会更广泛、更深入的数字化转型。5G移动通信1更高速率5G移动通信网络具有超高的峰值数据传输速率,最高可达到每秒20Gbps,支持高清视频等多媒体业务的快速传输。2更低延时5G网络实现了毫秒级的超低延时,可以支持自动驾驶、远程手术等高实时应用场景。3更广连接5G系统支持百万级的设备连接密度,可以实现大规模物联网和车联网等应用场景的广泛连接。物联网和车联网物联网物联网将各种设备与互联网相连,实现远程监控和智能控制,在家居、工业等领域广泛应用。车联网车联网将车辆与互联网