信息技术拓展课件-通信基础知识

通信基础知识01.通信与电信通信：信息在人—人，人—机器，机器—机器之间进行的传输与交换。通信是人们在日常生活中相互之间传递信息的过程。通信是信息在人—人，人—机器，机器—机器之间进行的传递与交换这里信息是消息中包含的有意义的内容通信是信息或其表示方式的时/空转移。任务一 通信发展史01.通信与电信国际电信联盟ITU对通信的定义：利用导线、无线电、光学或其他电磁系统进行的，对于符号、信号、文字、图像、声音或任何性质信息的传输、发送或接收。随着信息技术的发展，传统的通信多采用电子信息形式，因此出现了电信。国际电信联盟ITU对电信的定义利用导线、无线电、光学或其他电磁系统进行的，对于符号、信号、文字、图像、声音或任何性质信息的传输、发送或接收。这个电信定义包括了电报、电话等传统电信媒体，也包括光纤通信、数据通信、卫星通信等现代电信媒体。信息：消息中包含的有意义、有价值的内容。不同的消息可能包含相同的内容；消息：信息的表现形式。语言，文字，图像，声音，数据等信号：消息的载体。电压，电流，无线电波，红外线。信道：传输信息的通道有线或者无线。通信相关名词03.信号模拟信号数字信号信号分为模拟和数字两种形式模拟信号是幅度随时间作连续的、随机的变化的信号，如：话音信号。如果信号的幅度随时间的变化只具有离散的、有限的状态，称为数字信号什么是通信？吴起，战国初期卫国人，于魏国时，成就魏文侯霸业。两军对垒：“闻鼓而进，闻金而退”一、古代通信孙武，《孙子兵法》，《势篇》中有言：“凡制众如制寡，分数是也；斗众如斗寡，形名是也。”分数：部队编号；形名：旗语什么是通信？烽火台：重要的军事防御设施。“烽火戏诸侯”，“关羽大意失荆州”“朔方烽火照甘泉，长安飞将出祁连”什么是通信？信号传输方式：电压或者电流，电磁波1600年，英国吉尔伯特，医生，发现摩擦起电；1753年，《苏格兰人》杂志，提出利用电流进行通信；1793年，法国，查佩兄弟，在巴黎和里尔之间架设了一条230Km电报线路；1832年，俄国，希林，电流计指针偏转接收信息的电报机；1837年，英国，库克，获得第一个电报发明专利。…二、近现代通信塞缪尔·莫尔斯（SamuelFinleyBreeseMorse，1791-1872)是一名享有盛誉的美国画家、电报之父。1843年，莫尔斯获得了3万美元资助，修成从华盛顿-巴尔的摩的电报线路全长64.4Km。1844年取得成功。亚历山大·格雷厄姆·贝尔（AlexanderGrahamBell，1847-1922）美国(英国裔)发明家和企业家。他发明了世界上第一台可用的电话机，创建了贝尔电话公司。被世界誉为“电话之父”。语言学教授发明电话科学家：1、美籍意大利人，梅乌奇，早贝尔两年；2、美国E.格雷，比贝尔晚两小时；3、爱迪生，碳精送话器，受话器，比贝尔晚1年；伽利尔摩·马可尼（1874-1937），意大利无线电工程师，企业家，实用无线电报通信的创始人。1909年诺贝尔物理学奖。费森登（Fessenden,ReginaldAubrey）加拿大-美国1物理学家（1866-1932），一生专利数仅次于爱迪生，有500多项。他的主要贡献在于利用无线电来传送声音信号（无线电广播）。1906年试验成功。1910年，收音机发明成功。费罗·法恩斯沃斯，（1906年—1971年）,美国人，发明家，1927年发明电视，20世纪最伟大的100位科学家。马丁.库伯，（1928-至今）手机之父，26岁加入摩托罗拉公司，1973年发明第一部手机。1983年6月13日，摩托罗拉终于推出世界上第一台便携式手机，这台名为DynaTAC8000X的手机重794克，长33厘米，标价3995美元，最长通话时间是一个小时，可以储存30个电话号码。

无线广播移动通信移动电视电视广播雷达卫星广播三、当代通信全球常见移动通信类型1G（TheFirst

Generation）：AMPS、NMT、TACS、JTACS（日本）、C-Netz（西德）、Radiocom2000（法国的）、RTMI（意大利）；2G（TheSecond

Generation）：GSM、CDMA；另外：小灵通（PHS）、大灵通（CDMA450、SCDMA400）3G（TheThird

Generation）：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、WiMAX；4G（TheFourth

Generation）：LTE-Advanced、WirelessMAN-Advanced（802.16m）。5G（TheFifth

Generation）：SA（option2）、NSA（option3X）四、未来通信移动数据业务流量爆炸式增长现有4G网络容量难以满足02040602016 2017 2018 2019 2020 20217EB11EB17EB24EB35EB49EB相比2016年，预计到2021年，全球移动数据业务总需求将增长7倍0500100015002G 3G 4G 5GAR/VR，超高清视频，裸眼3D等新型业务，用户体验速率需求将达到Gbps+用户体验速率要求越来越高现有4G网络承载能力终将不足至2020年，全球物联网连接数将达到上千亿车联网，工业控制等新领域要求1ms低时延，近100%高可靠车联网领域：自动驾驶：

端到端时延低于3ms，可靠性至少99.999%工业互联网领域：网络能力差异较大，某些工业控制类业务要求超低时延（~1ms），高可靠性（99.999%）其他新领域：高端智能机器人，智能电网，远程医疗等，要求上百Mbps，1ms~几十ms

端到端时延，接近100%可靠性物联网蓬勃发展，现有4G网络海量连接能力待提升车联网，工业控制等新领域，现有4G网络难以满足超低时延超高可靠场景需求MbpsEB任务二 第五代移动通信技术容量增强接入海量终端超高可靠超低时延1000倍网络容量提升10-100倍用户速率提升每平方公里1000K连接数10倍+电池寿命延长1ms时延99.999%可靠性增强移动宽带eMBB海量机器通信mMTC超高可靠低时延通信URLLCGB/秒移动通信3D/超高清视频高清语音云游戏VR/AR智能家居智慧城市工业自动化自动驾驶高可靠应用M2M云办公移动医疗智能交通5G三大应用场景时间版本号冻结内容2017.12R15eMBB-Option32018.6R15eMBB-Option22019.3R15-Late

DropeMBB-Option4，Option

7和5G-5G双连接2020.3R16uRLLC2021R17mMTC5G协议共分R15、R16、R17三个阶段，中国立项协议数量居全球首位3GPP

5G

NR

协议标准演进进程NS

AF

i

r

s

t c

a

l

l联通电信共建基站

2018.4.2，中国移动与中兴通讯在广州成功打通了基于3GPPR15标准的国内第一个5G电话，正式开通端到端5G商用系统规模外场站点2019.9.27，中国电信与中国联通第一个5G

NSA共建站点开通。2019.12.14，中国电信与中国联通第一个5G

SA共建站点开通SA

F

i

r

s

t c

a

l

l2019.4.18，

中国电信率先在华为5G网络率先实现了首个端到端5G

SA语音通话SA

广电5

G 2019.11.23，中国广电与华为在长沙成功开通第一个

5G

基站，SA组网模式。2022年第一季度，我国5G基站新增13.4万个，累计建成开通155.9万个，预计到2022年底，我国商的5G基站建设规模将达到209万座。5G商用进展分析5G频谱介绍102030405060708090100GHzWRC195 6高频中低频6642. 45.547.2

50.4524.2

27.5

31.

33.4

37

40.5

43.5

47

50.2

52.65 8768186WRC15/193.83.43.64.4

4.90 1 2 3 4高频:高频:高频:高频:高频:27.5-28.35G24.25-27.5G24.25-27.5G27.5-29.5G26.5-29.5G37-38.6G31.8-33.4G37-43.5G38.6-40G40.5-43.5G64-71G中低频:中低频:中频:中频:中频:2.5G3.4-3.6G2.6G3.4-3.7G3.4-3.7G600M3.6-3.8G3.3-3.6G4.4-5G700M4.8-5G28.35700M1.45G频率范围中国移动2.515-2.675GHz，4.8-4.9GHz中国联通3.5-3.6GHz中国电信3.4-3.5GHz中国广电700MHz，4.9GHz我国5G频谱分配情况5G

网络总体拓扑UE(R)ANUPFAFAMFSMFPCFUDMDNN6NRFNEFN3N2N4AUSFNausfNamfNsmfNpcfNnrfNnefNudmNafNSSFNnssf5G组网场景NSA

(Non-Standalone，非独立组网)SA

(Standalone，

独立组网)支持eMBB/uRLLC/mMTC及网络切片需要新建5GCore对5G的连续覆盖有较高要求S1EPCLTE5GNR5GCORENG-CNG-U控制面用户面支持eMBBLTE为锚点，复用4G核心网，快速引入5GNR5G叠加于4G网络上，无需提供连续覆盖LTES1EPC控制面用户面5GNR协议定义的多种5G网络部署方式LTENROption3:Non-Standalone,

LTEassistedEPC 5GCLTENR1AOption3a:Non-Standalone,

LTEassistedEPC 5GCOption4:non-Standalone,

NRassistedEPC 5GCeLTENReLTENR1A-LIKEOption4a:non-Standalone,

NRassistedEPC 5GCOption7:Non-Standalone,

LTEassistedEPC 5GCeLTENR5GCNROption2:Standalone

NR,5GC

connectedeLTEOption5:Standalone

LTE,Rel-15,5GC

connected5GCEPCLTEOption1：StandaloneLTE,

EPCconnected-legacyOption6:Standalone

5GNR,EPC

connectedEPCNReLTENROption7a:Non-Standalone,

LTEassistedEPC 5GC1A-LIKE5G基站重构为CU和DU