移動通信技術(shù)概述

移動通信技術(shù)概述匯報人：AA2024-01-25目錄CONTENTS移動通信技術(shù)基本概念常見移動通信技術(shù)介紹移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與協(xié)議移動通信關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用移動通信終端設(shè)備發(fā)展趨勢未來移動通信技術(shù)展望與挑戰(zhàn)01移動通信技術(shù)基本概念CHAPTER移動通信定義噪聲和干擾嚴重系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復雜有限的頻譜資源電波傳播條件復雜移動性移動通信是指通信雙方或至少有一方處于運動中進行信息交換的通信方式。它涵蓋了移動體（如汽車、火車、船舶、飛機等）與移動體之間、移動體與固定點之間以及人與人之間的通信。用戶可以在移動狀態(tài)下進行通信，不受地理位置限制。由于用戶的移動性，電波傳播會受到多徑效應(yīng)、多普勒效應(yīng)等多種因素影響。移動通信環(huán)境中的噪聲和干擾來源眾多，如工業(yè)干擾、交通噪聲等。為滿足移動用戶的需求，移動通信系統(tǒng)需采用復雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和協(xié)議。移動通信可用的頻譜資源有限，需采用高效的調(diào)制和復用技術(shù)。移動通信定義與特點移動交換中心負責移動用戶呼叫的建立、保持和釋放，管理用戶數(shù)據(jù)和移動性。移動終端用戶設(shè)備，用于接收和發(fā)送信號，如手機、平板電腦等?；九c移動終端進行通信的固定設(shè)備，負責信號的接收和發(fā)送。公共電話交換網(wǎng)提供固定電話業(yè)務(wù)，與移動通信系統(tǒng)相連，實現(xiàn)固移融合。支撐網(wǎng)絡(luò)包括傳輸網(wǎng)、核心網(wǎng)等，提供數(shù)據(jù)傳輸和交換功能。移動通信系統(tǒng)組成移動通信發(fā)展歷程第三代移動通信（3G）高速數(shù)據(jù)通信，支持多媒體業(yè)務(wù)，如WCDMA、CDMA2000等系統(tǒng)。第二代移動通信（2G）數(shù)字語音通信，引入數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如GSM、CDMA等系統(tǒng)。第一代移動通信（1G）模擬語音通信，如AMPS、TACS等系統(tǒng)。第四代移動通信（4G）寬帶數(shù)據(jù)通信，支持高清視頻等業(yè)務(wù)，如LTE、LTE-Advanced等系統(tǒng)。第五代移動通信（5G）超高速、低時延的數(shù)據(jù)通信，支持物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛等新興業(yè)務(wù)。02常見移動通信技術(shù)介紹CHAPTER

第一代移動通信技術(shù)（1G）模擬語音通信1G主要采用模擬信號傳輸語音通信，通話質(zhì)量較差且易受干擾。FDMA技術(shù)使用頻分多址（FDMA）技術(shù)，將不同用戶的信號分配到不同的頻率上進行傳輸。有限的數(shù)據(jù)傳輸能力1G系統(tǒng)只能提供非常有限的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，如短信等。03低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)2G系統(tǒng)可以支持低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如短信、彩信和簡單的網(wǎng)頁瀏覽等。01數(shù)字語音通信2G采用數(shù)字信號進行語音通信，提高了通話質(zhì)量和抗干擾能力。02TDMA和CDMA技術(shù)引入時分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）技術(shù)，提高了頻譜利用率和用戶容量。第二代移動通信技術(shù)（2G）高速數(shù)據(jù)傳輸013G系統(tǒng)能夠支持較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，滿足移動互聯(lián)網(wǎng)的需求。WCDMA和CDMA2000技術(shù)02采用寬帶碼分多址（WCDMA）和CDMA2000等技術(shù)，提高了系統(tǒng)容量和覆蓋范圍。視頻通話和多媒體業(yè)務(wù)033G系統(tǒng)支持視頻通話、移動電視、音樂下載等多媒體業(yè)務(wù)。第三代移動通信技術(shù)（3G）OFDM和MIMO技術(shù)采用正交頻分復用（OFDM）和多輸入多輸出（MIMO）等技術(shù)，提高了頻譜效率和傳輸性能。全面支持移動互聯(lián)網(wǎng)4G系統(tǒng)全面支持移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如社交媒體、在線視頻、移動支付等。高速移動寬帶4G系統(tǒng)提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和低延遲，滿足高清視頻、大型文件下載等需求。第四代移動通信技術(shù)（4G）1235G系統(tǒng)提供極高的數(shù)據(jù)傳輸速率和極低的時延，滿足物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛等需求。超高速率和超低時延采用毫米波通信和大規(guī)模MIMO等技術(shù)，提高了系統(tǒng)容量和覆蓋范圍。毫米波和大規(guī)模MIMO技術(shù)5G系統(tǒng)支持多樣化應(yīng)用場景，如智慧城市、工業(yè)4.0、虛擬現(xiàn)實等。多樣化應(yīng)用場景第五代移動通信技術(shù)（5G）03移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與協(xié)議CHAPTER網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)概述這些技術(shù)使得網(wǎng)絡(luò)更加靈活，能夠快速響應(yīng)業(yè)務(wù)需求。軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）基站負責無線信號的收發(fā)，核心網(wǎng)負責數(shù)據(jù)的處理和傳輸?；九c核心網(wǎng)現(xiàn)代移動通信網(wǎng)絡(luò)通常采用分布式架構(gòu)，以提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性和擴展性。分布式架構(gòu)TCP/IP協(xié)議族移動通信網(wǎng)絡(luò)基于TCP/IP協(xié)議族進行數(shù)據(jù)傳輸，包括傳輸控制協(xié)議（TCP）和用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）。5G新空口（5GNR）5GNR是一種新的無線通信技術(shù)，用于5G網(wǎng)絡(luò)的空中接口。長期演進（LTE）和LTE-AdvancedLTE是一種4G無線通信技術(shù)，LTE-Advanced是其增強版本，提供了更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更低的延遲。傳輸協(xié)議與標準接入網(wǎng)負責將用戶設(shè)備連接到移動通信網(wǎng)絡(luò)，包括無線接入網(wǎng)和有線接入網(wǎng)。接入網(wǎng)核心網(wǎng)負責數(shù)據(jù)的處理和傳輸，包括移動管理實體（MME）、服務(wù)網(wǎng)關(guān)（SGW）和公共數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)（PGW）等網(wǎng)元。核心網(wǎng)現(xiàn)代移動通信網(wǎng)絡(luò)通常采用控制平面與用戶平面分離的設(shè)計，以提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和效率。控制平面與用戶平面分離接入網(wǎng)與核心網(wǎng)04移動通信關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用CHAPTER多址技術(shù)將通信系統(tǒng)的總頻段劃分成若干等間隔的頻道，分配給不同的用戶使用。時分多址（TDMA）把時間分割成周期性的幀，每一幀再分割成若干個時隙，然后根據(jù)一定的時隙分配原則，使各個移動臺在每幀內(nèi)只能按指定的時隙向基站發(fā)送信號。碼分多址（CDMA）利用擴頻技術(shù)，使不同用戶占用同一頻率和時間的情況下，通過不同的編碼來區(qū)分各用戶。頻分多址（FDMA）數(shù)字調(diào)制利用數(shù)字信號對載波進行調(diào)制，包括振幅鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）等。正交頻分復用（OFDM）一種多載波調(diào)制技術(shù)，將高速數(shù)據(jù)流分配到多個正交子載波上進行傳輸，提高頻譜利用率和抗多徑干擾能力。模擬調(diào)制通過改變載波的幅度、頻率或相位來傳輸模擬信號。調(diào)制與解調(diào)技術(shù)在發(fā)送端對原始數(shù)據(jù)進行編碼處理，增加冗余信息，以便在接收端能夠檢測和糾正傳輸過程中可能出現(xiàn)的錯誤。信道編碼在接收端對接收到的信號進行解碼處理，還原出原始數(shù)據(jù)，同時檢測和糾正傳輸過程中出現(xiàn)的錯誤。信道解碼信道編碼與解碼技術(shù)均衡技術(shù)在接收端對信道特性進行估計和補償，以消除信道失真和干擾對信號的影響。常用的均衡技術(shù)包括線性均衡和非線性均衡等。分集技術(shù)通過接收多個獨立衰落信號并進行合并處理，提高接收信號的信噪比和穩(wěn)定性。常見的分集方式有空間分集、頻率分集和時間分集等。擴頻技術(shù)通過擴展信號的頻譜寬度來提高抗干擾能力和抗多徑干擾能力。常見的擴頻方式有直接序列擴頻（DS-SS）和跳頻擴頻（FH-SS）等?？垢蓴_與抗衰落技術(shù)05移動通信終端設(shè)備發(fā)展趨勢CHAPTER手機平板電腦筆記本電腦智能穿戴設(shè)備終端設(shè)備類型及特點01020304便攜、功能豐富、支持多種通信協(xié)議大屏幕、高性能、適合移動辦公和娛樂高性能、可連接多種外設(shè)、適合專業(yè)應(yīng)用輕便、時尚、可與其他設(shè)備互聯(lián)語音助手、智能推薦、圖像識別等人工智能技術(shù)應(yīng)用5G通信技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速率、低時延、大連接數(shù)設(shè)備間互聯(lián)互通、智能家居、智慧城市等030201終端設(shè)備智能化發(fā)展移動支付移動娛樂移動辦公社交應(yīng)用終端設(shè)備多樣化應(yīng)用手機錢包、二維碼支付等郵件、文檔處理、視頻會議等游戲、音樂、視頻等微信、微博、抖音等06未來移動通信技術(shù)展望與挑戰(zhàn)CHAPTER超高速率與超低時延6G將實現(xiàn)比5G更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更低的時延，滿足更為苛刻的實時應(yīng)用需求?？仗斓匾惑w化網(wǎng)絡(luò)6G將整合衛(wèi)星通信、無人機通信等空間網(wǎng)絡(luò)資源，構(gòu)建空天地一體化通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)全球無縫覆蓋。智能化與自治化6G將引入人工智能、機器學習等技術(shù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的智能化和自治化，提高網(wǎng)絡(luò)運營效率和服務(wù)質(zhì)量。第六代移動通信技術(shù)（6G）展望未來移動通信技術(shù)需要解決高頻譜利用、高效能源利用、網(wǎng)絡(luò)安全與隱私保護等技術(shù)難題。技術(shù)挑戰(zhàn)隨著5G/6G等新一代移動通信技術(shù)的普及，將催生出更多新的商業(yè)模式和應(yīng)用場景，為產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)帶來巨大商業(yè)機遇。商業(yè)模式創(chuàng)新未來移動通信技術(shù)將與云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等跨行業(yè)技術(shù)深度融合，推動各行業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級?？缧袠I(yè)融合未來移動通信技術(shù)挑戰(zhàn)與機遇物聯(lián)網(wǎng)與智能家居移動通信技術(shù)將促進物聯(lián)網(wǎng)和智能家居的普及和發(fā)展，實現(xiàn)家庭設(shè)備的互聯(lián)互通和智能化管理，提高居民生活品質(zhì)。工業(yè)4.0與智能制造移動通信技術(shù)將為工業(yè)4.0和智能制造提供實時、高效的數(shù)