移動通信網絡基礎知識

移動通信網絡基礎知識演講人：日期：目錄移動通信網絡概述移動通信網絡組成要素關鍵技術原理與應用場景蜂窩移動通信網絡結構剖析無線傳輸信道特性分析移動通信網絡優(yōu)化策略探討01移動通信網絡概述定義移動通信網絡是指實現移動用戶與固定點用戶之間或移動用戶之間通信的通訊介質。特點移動通信網絡具有移動性、自由性、不受時間地點限制等特性，并且與衛(wèi)星通信、光通信并列為現代通信領域的三大重要通信手段之一。定義與特點移動通信網絡的發(fā)展始于20世紀20年代，經歷了從模擬通信到數字通信的轉變，以及多代移動通信技術的演進。發(fā)展歷程目前，移動通信網絡已經成為全球最普及的通信方式之一，人們可以通過移動網絡隨時隨地進行語音通話、短信、互聯網瀏覽等通信活動。現狀發(fā)展歷程及現狀市場需求分析市場需求變化隨著科技的不斷進步和人們生活方式的變化，移動通信網絡需要不斷創(chuàng)新和升級，以滿足用戶日益增長的需求，例如5G、物聯網等技術的發(fā)展。市場需求增長隨著移動互聯網和智能終端的普及，人們對移動通信網絡的需求不斷增長，包括更高的數據傳輸速度、更廣泛的覆蓋范圍和更好的服務質量等。02移動通信網絡組成要素基站子系統(tǒng)的作用負責處理移動電話和網絡交換子系統(tǒng)之間的通信流量和信令，是移動通信網絡的重要組成部分?；咀酉到y(tǒng)的功能包括無線傳輸、無線資源管理、無線信號處理等，保證移動通信網絡的正常運行?；咀酉到y(tǒng)的組成主要由基站控制器（BSC）、基站收發(fā)信臺（BTS）等設備組成。基站子系統(tǒng)介紹實現移動電話漫游的電話交換和移動性管理，保證用戶在移動中能夠不間斷地進行通信。網絡交換子系統(tǒng)的功能主要由移動交換中心（MSC）、拜訪位置寄存器（VLR）、歸屬位置寄存器（HLR）等組成。網絡交換子系統(tǒng)的組成通過信令交互，實現用戶位置的更新、呼叫的建立和釋放等功能。網絡交換子系統(tǒng)的工作原理網絡交換子系統(tǒng)剖析傳輸子系統(tǒng)詳解傳輸子系統(tǒng)的作用負責移動通信網絡中各個節(jié)點之間的信息傳輸，是連接基站子系統(tǒng)、網絡交換子系統(tǒng)和用戶設備的重要橋梁。傳輸子系統(tǒng)的組成傳輸子系統(tǒng)的特點包括光纜、微波、衛(wèi)星等多種傳輸介質和傳輸設備。傳輸容量大、傳輸距離遠、傳輸質量高、可靠性好等。包括手機、筆記本、平板電腦、POS機等，其中手機是最常見的移動終端設備。移動終端設備的類型移動終端設備及功能除了基本的通話、短信功能外，還具有上網、拍照、導航、支付等多種應用功能。移動終端設備的功能目前主要有iOS、Android等，用戶可以根據自己的需求選擇不同的操作系統(tǒng)。移動終端設備的操作系統(tǒng)03關鍵技術原理與應用場景多址技術及其分類方法頻分多址（FDMA）不同的用戶占用不同的頻率資源，通過頻率分割實現多址通信。時分多址（TDMA）將時間分割成周期性的幀，每個用戶占用幀中的一個時隙，通過時隙分配實現多址通信。碼分多址（CDMA）通過使用不同的編碼序列來區(qū)分用戶，允許多個用戶使用相同的頻率和時隙進行通信?？辗侄嘀罚⊿DMA）利用天線陣列的空間方向性，將不同的用戶信號分離開來，實現多址通信。編碼調制技術原理及應用將編碼和調制結合在一起的技術，通過對信號進行編碼和調制，提高信號傳輸的可靠性和有效性。編碼調制技術概述TCM系統(tǒng)使用冗余多進制調制與一個有限狀態(tài)的網格編碼器相結合，由編碼器控制選擇調制信號，以產生編碼符號序列。MCM技術將信號分成多個級別進行編碼和調制，各級別的信號分別進行編碼和調制，以提高信號的頻譜利用率。格形編碼調制（TCM）CCM技術結合了卷積碼和調制技術，通過卷積碼編碼后進行調制，進一步提高信號的抗干擾能力。卷積碼調制（CCM）01020403多級編碼調制（MCM）通過在接收端對接收到的信號進行頻域均衡，減小信道頻率特性對信號的影響，提高信號的抗干擾能力。通過在接收端對接收到的信號進行時域均衡，減小信道時變特性對信號的影響，提高信號的抗衰落能力。采用糾錯編碼和交織等技術，檢測并糾正信號傳輸過程中出現的差錯，提高信號傳輸的可靠性。通過多個天線接收同一信號，并進行合并處理，提高信號的接收強度和抗干擾能力?？垢蓴_和衰落補償策略頻域均衡時域均衡差錯控制技術分集接收技術移動通信網絡數字電視廣播衛(wèi)星通信無線網絡接入移動通信網絡是多址技術和編碼調制技術的典型應用場景，通過多址技術實現多用戶通信，通過編碼調制技術提高信號傳輸的可靠性和有效性。數字電視廣播采用編碼調制技術，通過提高信號的抗干擾能力，保證電視信號的穩(wěn)定傳輸和接收質量。衛(wèi)星通信中采用編碼調制技術和抗干擾策略，提高信號傳輸的可靠性和抗干擾能力，實現遠距離通信。無線網絡接入技術采用多址技術和編碼調制技術，為用戶提供高效、穩(wěn)定的無線網絡接入服務。典型應用場景舉例04蜂窩移動通信網絡結構剖析為解決移動通信的頻率資源有限和用戶數量不斷增加之間的矛盾。蜂窩移動通信的起源將一片區(qū)域劃分為多個小區(qū)，每個小區(qū)使用不同的頻率，相鄰小區(qū)使用不同頻率，從而避免干擾，提高頻譜利用率。蜂窩移動通信的原理從第一代模擬蜂窩移動通信到第二代數字蜂窩移動通信，再到現在的4G、5G移動通信，蜂窩移動通信技術不斷發(fā)展和演進。蜂窩移動通信的發(fā)展蜂窩概念引入背景小區(qū)制和大區(qū)制的優(yōu)缺點小區(qū)制提高了頻譜利用率和通信質量，但需要更多的基站和更多的投資；大區(qū)制簡單易行，但頻譜利用率低，通信質量差。小區(qū)制將一片區(qū)域劃分為多個小區(qū)，每個小區(qū)有獨立的基站和覆蓋范圍，頻率可以重復利用，提高了頻譜利用率和通信質量。大區(qū)制整個區(qū)域由一個大的基站覆蓋，頻率無法重復利用，頻譜利用率低，容易出現通信盲區(qū)。小區(qū)制和大區(qū)制比較頻率復用技術原理01在相隔一定距離的小區(qū)中重復使用相同的頻率，以提高頻譜利用率。復用距離越大，相鄰小區(qū)之間的干擾就越小，但復用頻率就越低；復用距離越小，相鄰小區(qū)之間的干擾就越大，但復用頻率就越高。頻率復用技術可以提高頻譜利用率，但需要在復用距離和復用頻率之間進行權衡和折中。0203頻率復用復用距離頻率復用技術的優(yōu)缺點越區(qū)切換和位置管理越區(qū)切換當移動用戶從一個小區(qū)移動到另一個小區(qū)時，需要進行越區(qū)切換，以保證通信的連續(xù)性和質量。位置管理蜂窩移動通信系統(tǒng)需要對移動用戶進行位置管理，以便在需要時能夠找到用戶的位置。越區(qū)切換和位置管理的實現方式越區(qū)切換和位置管理通常通過基站之間的協(xié)作和移動通信網絡的集中管理來實現。05無線傳輸信道特性分析無線電波沿著地球表面?zhèn)鞑?，傳播距離有限，受地面影響較大。地波傳播無線電波通過電離層反射后傳播，可以實現遠距離通信。天波傳播無線電波在自由空間中沿直線傳播，常用于衛(wèi)星通信和微波通信。直線傳播無線電波傳播方式010203用于計算無線電波在自由空間中的傳播損耗，與頻率和距離有關。弗里斯公式無線電波在傳播過程中由于擴散和衰減造成的信號損失。路徑損耗用于描述無線電波傳播損耗與距離的關系，不同環(huán)境下取值不同。傳播損耗指數自由空間傳播損耗計算山丘、溝壑等地形起伏會影響無線電波的傳播路徑和損耗。地形影響地形地物對電波傳播影響建筑物、植被等地物會吸收、反射和散射無線電波，造成信號衰落和干擾。地物影響通過數學模型和仿真方法，模擬地形地物對電波傳播的影響，為無線通信網絡規(guī)劃和優(yōu)化提供依據。傳播環(huán)境建模仿真工具利用計算機仿真工具對信道模型進行模擬和驗證，獲取信道參數和性能指標。信道測量通過實際測量獲取無線信道的特性參數，用于驗證和優(yōu)化信道模型和仿真結果。信道建模根據無線傳播特性和環(huán)境因素，建立信道模型，用于描述無線電波在特定場景下的傳播特性。信道模型建立與仿真06移動通信網絡優(yōu)化策略探討需求分析根據用戶需求、業(yè)務預測和覆蓋要求，確定網絡規(guī)模、容量和覆蓋范圍。頻率規(guī)劃根據頻段特性、傳播特性和干擾情況，合理規(guī)劃頻率資源，提高頻率利用率。拓撲結構選擇合理的網絡拓撲結構，如蜂窩結構、環(huán)形結構等，以滿足網絡性能和可靠性要求。設備選型根據業(yè)務需求和技術發(fā)展，選用高性能、高可靠性、易維護的設備。網絡規(guī)劃原則和方法基站布局優(yōu)化手段基站選址根據覆蓋需求、地形地貌和傳輸資源等因素，合理選擇基站位置。天線調整通過調整天線的高度、方向和角度等參數，優(yōu)化無線信號的覆蓋范圍和強度。容量優(yōu)化根據網絡容量需求和業(yè)務發(fā)展情況，適時進行基站擴容和升級。干擾控制通過干擾測試和優(yōu)化，降低基站間的干擾，提高網絡性能。充分利用現有的頻譜資源，通過采用高效調制技術、多址技術和頻譜共享等方式，提高頻譜利用率。根據容量需求，增加基站數量或擴容現有基站，以滿足用戶不斷增長的業(yè)務需求。通過增加基站覆蓋范圍、采用微基站和分布式天線等方式，提高網絡覆蓋深度和廣度。通過Wi-Fi分流、小基站分流和宏基站數據卸載等方式，減輕宏基站的數據承載壓力，提高網絡容量。容量提升途徑探討頻譜資源利用基站擴容覆蓋增強數據卸載5G及未來演進5G網絡將成為移動通信網絡的主流，未來將向更高帶寬、更低時延、更多