移动通信系统的发展与应用

课程教案设计无线通信技术专业：物联网专业职业：物联网技术工程师学习领域：移动物联网技术学习项目：移动通信系统的发展与应用(4学时)学习任务了解移动通信系统标准化研究过程，了解标准化组织及标准化工作进展。掌握5G系统的新需求及标准化工作。重点掌握5G系统的新场景、新技术和新应用。教学过程设计：2.1移动通信标准化研究机构引导性提问：针对移动通信系统，有专门的标准化组织致力于移动通信的标准化工作，你可以说出一些熟悉的组织名称嘛？知识点1：标准化组织介绍包含欧洲电信标准化协会、中国通信标准化协会、美国电信工业协会、日本无线工业及商贸联合会、移动通信技术协会和韩国的电信技术协会等；移动通信接口标准的定义规范，国际电信联盟的职责和任务。知识点2：移动通信接口标准化进程3G系统、4G系统以及5G系统的定义及演进过程；5G的研究进展及三大应用场景。2.2第五代移动通信系统知识点1：5G标准化进展5G系统是一个端到端的、全移动的、全连接的生态系统，提供全覆盖的一致性体验，提供可持续的商业模型，通过现有的和即将涌现的创新，为用户和合作伙伴创造价值。5G标准化的研究分几个阶段展开，形成了Release15、Release16和Release17等几个演进版本的标准。知识点2（重点）：5G应用场景及性能指标IMT-2020确定了5G系统的几个重要性能指标：峰值速率最高达到10Gbit/s，频谱效率是现有IMT-Advanced系统的3倍以上，支持500km/h移动速度下的用户通信，系统延时不超过1ms，支持高密度、高能效的连接，并保证每平方米范围内的区域流量等。对比4G系统的性能指标，可以看出对于5G系统，除了传输容量增加的用户需求之外，随着物联网、工业自动化技术的发展，能量的消耗、接入的延时及接入密度等都是5G系统需要考虑的因素。在IMT-2020的定义中，5G系统将达到10Gbit/s的峰值速率，在增强移动宽带的通信场景下，5G系统可以支持不同场景下的差异性用户接入；在广覆盖的通信环境下，普通的城市或郊区用户可以达到100Mbit/s的平均速率；在某些热点覆盖区域，用户可以实现更高的数据传输。5G系统中，在增强移动宽带的通信场景下，频谱的接入效率将是现有4G网络频谱接入效率的3倍或者更高。提供不到1ms的系统延时，从而支撑某些低延时业务的需求。5G系统要求最高可以支持500km/h移动场景下的用户通信。5G系统将支持106个设备/平方千米的连接密度，从而为海量的移动物联网接入业务提供通信基础。2.35G新技术及新应用引导性提问：是什么让5G网络具有如此卓越的能力呢？知识点1：5G中的新技术5G系统采用了一系列新的关键技术，主要包括大规模天线技术、异构超密集组网技术、新型多址技术、全频谱接入技术和新型网络架构等。大规模天线技术是多天线技术的增强应用，其通过在发射端和接收端配备多根天线达到提升系统频谱效率的目的。异构超密集无线网络系统可以有效提升系统的能量效率，增加网络覆盖和吞吐量，大大提升网络用户的通信体验。在5G系统的接入方案中出现了一系列非正交多址接入。非正交多址接入技术通过发射信号的叠加传输提升系统的接入能力，可有效支撑5G系统每平方千米兆数量级设备的连接需求。全频谱接入技术通过有效利用各类频谱资源，缓解5G系统对频谱资源的巨大需求。除了为5G寻找新的频谱资源以外，未来还可能使用对2G/3G频谱进行重耕、使用未授权频段等方法为5G系统提供更多的频谱资源。5G系统中将采用端到端的网络切片技术，将网络分割成多个切片，每个切片在逻辑上相互独立，可以实现某个特定类型业务的最佳体验。知识点2：5G的应用场景国际标准化组织3GPP定义了5G系统的增强型移动宽带（enhancedMobileBroadBand，eMBB）业务、海量机器类通信（massiveMachineTypeCommunication，mMTC）业务和高可靠低延时连接（uRLLC）业务三大应用场景，并从吞吐率、延时、连接密度和频谱效率提升等8个维度定义了对5G系统的能力要求。增强型移动宽带业务在现有宽带通信网络的基础上，为用户提供高速率的数据传输和大流量的移动业务。这也就意味着，在5G系统的覆盖下，用户将获得更高速的上行、下行数据传输。5G系统不仅需要为人与人之间提供通信服务，还将面对众多物物相连的场景。以车联网为例，信息的发射端、接收端及中继站，消息传递过程必须保证私密性、安全性、可靠性及实时性。除此之外，工业自动化也需要高可靠低延时的无线通信。大规模物联网业务也是5G网络面向的主要应用场景之一。海量机器类通信为大量低成本、低能耗的设备提供了有效的连接方式。拓展性问题：请结合实际应用例举你身边的A）收集、转换、存储、处理、输出、输入和人机交互B）收集、输入、存储、输出、处理和传输C）存储、处理、校验、加工、输出和人工交互D）收集、传输、存储、处理、输出和人机交互2、物流中按载体的类型可将信息分类为A）单据、台帐、报表、计划、文件等B）供货人、客户、订货合同、交通运输、市场等C）磁盘文件、数据文件、图形文件、多媒体文件等D）内部单据、外部单据、明细台帐、流水账等3、不属于现代物流特点的是A）信息化B）网络化C）智能化D）人工化4、下列关于Windows98的论述中错误的是A）采用图形用户界面B）是系统软件C）是多任务操作系统D）是应用软件5、ECR指的是A）快速反应B）高消费者响应C）连续补货D）价值链驱动6、用计算机对物流领域的信息进行的处理，属于计算机应用领域的A）数据处理B）辅助设计C）实时控制D）人工智能7、下列表述中错误的是A）表是数据库中用来存放数据的场所B）关系型数据表中的行称为字段C）值是存放在表行列交叉处的数据D）数据库是按某种规则组织起来的数据集合8、WWW的网页文件是A）用HTML编写，并在HTTP协议支持下运行的B）用HTTP编写，并在HTML协议支持下运行的C）用HTML编写，并在FTP协议支持下运行的D）用XML编写，并在FTP协议支持下运行的9、E-mail是因特网上使用最广泛的一种服务，它的中文名称是A）邮件传输协议B）电子杂志C）电子邮件D）电子邮箱10、以下叙述中属于总线拓扑结构缺点的是A）中央节点的负担较重，易形成瓶颈B）分布式协议不能保证信息的及时传输C）不易扩充，增加和减少用户比较麻烦D）用户端的故障会引起全网络的故障11、TCP/IP协议组织的层次模型分为A）3层B）4层C）5层D）7层12、以下叙述代码的功能中，任何代码都必须具有的最基本的功能是A）分类B）排序C）特定含义D）标识唯一13、以分类对象的从属、层次关系为排列顺序的一种代码是A）镶嵌式组合码B）复合码C）层次码D）特征组合码14、NAVSTAR卫星提供的两种定位服务中，P码的服务对象是A）企业B）社会C）学校D）军方15、在编制《物流信息标准体系表》时，应包括现有的、应有的和预计发展的物流信息国家标准，即遵循A）稳定性原则B）完整性原则C）层次性原则D）先进性原则16、EDI的核心标准是A）EDI单证标准B）EDI报文标准C）EDI综合标准D）EDI代码标准17、由分类部分和标识部分两个完整的独立代码组合而成的代码是A）数字化字母顺序码B）特征组合吗C）矩阵码D）复合码18、GPS绝对定位又称为A）距离定位B）差分定位C）坐标定位D）单点定位19、GPS地面监控部分主要负责A）卫星星历的计算和卫星的运行B）卫星星历的计算和卫星的监控C）卫星的监控和卫星的运行D）卫星的管理和卫星的测20、冯·诺依曼结构的计算机的五大部件是A）存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备B）存储器、键盘、鼠标、显示器和移动硬盘C）主机、软盘、硬盘、显示器和光盘D）寄存器、加法器、控制器、输入设备和输出设备21、在线分类体系中，由一个类目直接划分出来的多个下一级的类目，彼此称为A）同位类B）上位类C）下位类D）旁位类22、在计算机中，一旦断电数据就会消失的存储器是A）只读存储器B）磁盘C）随机存储器D）光盘23、在EDI交换中，相当于文章的是A）段B）报文C）数据元D）代码24、在EAN·UCC系统中，表示系列货运包装箱代码（SSCC）的条码符号是A）UPC-A条码B）EAN-13条码C）UCC/EAN-128条码D）UPC-E条码25、单位长度条码所表示条码字符的个数，称为A）条码密度B）条码质量C）条码长度