移動通信專業(yè)課件

移動通信專業(yè)課件日期：目錄CATALOGUE移動通信概述無線局域網(wǎng)技術(shù)全球移動通信系統(tǒng)通用分組無線業(yè)務(wù)技術(shù)移動虛擬專用網(wǎng)與公共陸地移動網(wǎng)第三代移動通信系統(tǒng)技術(shù)演進(jìn)無線城域網(wǎng)與移動智能網(wǎng)技術(shù)前沿移動通信概述01定義與發(fā)展歷程移動通信發(fā)展歷程移動通信的發(fā)展經(jīng)歷了從模擬通信到數(shù)字通信的歷程，第一代移動通信系統(tǒng)（1G）主要采用模擬技術(shù)，只能進(jìn)行語音傳輸；第二代移動通信系統(tǒng)（2G）實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，可以傳輸語音和低速率數(shù)據(jù)；第三代移動通信系統(tǒng)（3G）提高了數(shù)據(jù)傳輸速度，可以傳輸圖像和高速數(shù)據(jù)；第四代移動通信系統(tǒng)（4G）則進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)傳輸速度和容量，支持更多的多媒體業(yè)務(wù)。移動通信定義移動通信是指通信雙方至少有一方在移動中進(jìn)行信息交換的通信方式，包括陸地移動通信、海上移動通信、航空移動通信等。移動臺是移動通信的終端設(shè)備，包括手機(jī)、車載電話等，具有無線接收和發(fā)射功能。移動臺基臺是移動通信的固定基站，負(fù)責(zé)與移動臺進(jìn)行無線通信，并將信號轉(zhuǎn)發(fā)到移動交換局?；_移動交換局是移動通信系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)處理移動臺之間的通信請求和數(shù)據(jù)交換。移動交換局移動通信系統(tǒng)組成010203頻段劃分及應(yīng)用場景低頻段低頻段主要用于遠(yuǎn)距離通信和廣播，如廣播、電視等。中頻段中頻段主要用于移動通信和無線局域網(wǎng)（WLAN）等，是我們?nèi)粘Ｊ褂米顝V泛的頻段。高頻段高頻段主要用于衛(wèi)星通信和雷達(dá)等，具有較高的傳輸速率和保密性。甚高頻段和特高頻段這兩個頻段主要用于微波接力通信和衛(wèi)星通信等，具有較高的傳輸速率和抗干擾能力。發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)面臨挑戰(zhàn)移動通信也面臨著頻譜資源緊張、網(wǎng)絡(luò)安全、電磁輻射等問題，需要不斷研究和解決。同時(shí)，隨著用戶需求的不斷變化，移動通信也需要不斷創(chuàng)新，以滿足用戶日益增長的多樣化需求。發(fā)展趨勢隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，移動通信將向更高頻段、更大容量、更快速度、更智能化方向發(fā)展，5G、6G等新一代移動通信技術(shù)將不斷涌現(xiàn)。無線局域網(wǎng)技術(shù)02無線局域網(wǎng)應(yīng)用無線局域網(wǎng)在辦公、家庭、學(xué)校、公共場所等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，為用戶提供便利的無線接入服務(wù)。無線局域網(wǎng)定義無線局域網(wǎng)（WLAN）是WirelessLocalAreaNetwork的簡稱，指應(yīng)用無線通信技術(shù)將計(jì)算機(jī)設(shè)備互聯(lián)起來，構(gòu)成可以互相通信和實(shí)現(xiàn)資源共享的網(wǎng)絡(luò)體系。無線局域網(wǎng)特點(diǎn)無線局域網(wǎng)不再使用通信電纜將計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)連接起來，而是通過無線的方式連接，使網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和終端的移動更加靈活。無線局域網(wǎng)基本概念WLAN標(biāo)準(zhǔn)無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)主要由IEEE制定，包括802.11a、802.11b、802.11g、802.11n等，其中802.11n是當(dāng)前主流標(biāo)準(zhǔn)。WLAN標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議分析WLAN協(xié)議無線局域網(wǎng)協(xié)議包括MAC層協(xié)議和物理層協(xié)議，MAC層協(xié)議規(guī)定了無線局域網(wǎng)的訪問控制、數(shù)據(jù)傳輸?shù)纫?guī)范，物理層協(xié)議則規(guī)定了無線信號的傳輸方式、頻率、調(diào)制方式等。WLAN協(xié)議分析通過對WLAN協(xié)議的分析，可以深入了解無線局域網(wǎng)的通信原理、數(shù)據(jù)傳輸過程以及如何實(shí)現(xiàn)無線接入等關(guān)鍵技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及特點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無線局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要包括點(diǎn)對點(diǎn)拓?fù)?、星型拓?fù)?、網(wǎng)狀拓?fù)涞?，其中星型拓?fù)涫亲畛Ｒ姷慕Y(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮攸c(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥x擇無線局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有靈活性、可擴(kuò)展性、易維護(hù)性等特點(diǎn)，可以適應(yīng)不同的應(yīng)用環(huán)境和場景需求。在選擇無線局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，需要考慮實(shí)際的應(yīng)用需求、環(huán)境特點(diǎn)、設(shè)備性能等因素，選擇最適合的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。無線局域網(wǎng)面臨著多種安全威脅，如竊聽、干擾、非法接入等，需要采取有效的安全措施來保護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全。安全威脅無線局域網(wǎng)的安全策略包括加密、認(rèn)證、訪問控制等多種手段，可以保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的安全性和隱私性。安全策略無線局域網(wǎng)的認(rèn)證機(jī)制是確保只有合法用戶才能接入網(wǎng)絡(luò)的重要措施，包括基于密碼的認(rèn)證、基于證書的認(rèn)證等多種方式。認(rèn)證機(jī)制安全策略與認(rèn)證機(jī)制全球移動通信系統(tǒng)03網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)GSM網(wǎng)絡(luò)由移動臺、基站子系統(tǒng)（BSS）和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）組成，實(shí)現(xiàn)無線傳輸、控制和管理等功能。功能實(shí)體接口與協(xié)議GSM網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及功能實(shí)體NSS包括移動交換中心（MSC）、歸屬位置寄存器（HLR）、訪問位置寄存器（VLR）和鑒權(quán)中心（AUC）等，負(fù)責(zé)用戶信息管理、呼叫接續(xù)和移動性管理。GSM網(wǎng)絡(luò)各實(shí)體之間通過標(biāo)準(zhǔn)化的接口和協(xié)議進(jìn)行通信，如A接口、Abis接口和Um接口等，保證了不同廠商設(shè)備之間的互操作性。信道配置與傳輸方式選擇GSM網(wǎng)絡(luò)的信道配置采用動態(tài)分配方式，根據(jù)用戶需求和系統(tǒng)負(fù)載情況動態(tài)調(diào)整信道資源，提高頻譜利用率。信道配置GSM系統(tǒng)采用多種信道類型，包括業(yè)務(wù)信道（TCH）、控制信道（CCH）和公共控制信道（CCCH）等，以滿足不同通信需求。信道類型GSM系統(tǒng)采用時(shí)分多址（TDMA）和頻分多址（FDMA）相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了多用戶同時(shí)通信和信息的傳輸。傳輸方式GSM系統(tǒng)提供了多種業(yè)務(wù)類型，包括語音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)等，滿足了用戶的多樣化需求。業(yè)務(wù)類型實(shí)現(xiàn)原理漫游和切換GSM系統(tǒng)通過定義不同的邏輯信道和信令流程，實(shí)現(xiàn)了各種業(yè)務(wù)的靈活接入和控制。例如，語音業(yè)務(wù)通過TCH信道傳輸語音信息，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過CSD、GPRS等信道傳輸數(shù)據(jù)信息。GSM系統(tǒng)支持國際漫游和無縫切換功能，用戶在全球范圍內(nèi)可以隨時(shí)隨地進(jìn)行通信，無需更換手機(jī)和SIM卡。業(yè)務(wù)類型及其實(shí)現(xiàn)原理網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化策略探討頻率規(guī)劃通過合理的頻率規(guī)劃，減少頻率干擾和復(fù)用，提高頻譜資源的利用率和通信質(zhì)量。覆蓋優(yōu)化通過調(diào)整基站布局、天線參數(shù)和功率等參數(shù)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能，提高信號強(qiáng)度和通話質(zhì)量。容量管理根據(jù)業(yè)務(wù)需求和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載情況，合理分配信道資源，提高網(wǎng)絡(luò)容量和接入成功率。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測與維護(hù)定期對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)測和維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除故障，確保網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行。通用分組無線業(yè)務(wù)技術(shù)04GPRS采用分組交換方式，僅在實(shí)際傳送和接收時(shí)才使用無線資源，提高了無線資源的利用率。GPRS的技術(shù)特點(diǎn)GPRS網(wǎng)絡(luò)基于GSM網(wǎng)絡(luò)，由移動交換中心、服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)等組成。GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)01020304GPRS是一種利用GSM基礎(chǔ)設(shè)施提供速率高達(dá)100kbit/s分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的移動蜂窩接入技術(shù)。GPRS的基本概念GPRS是GSM向WCDMA的過渡技術(shù)，被稱為“2.5代技術(shù)”。GPRS的演進(jìn)過程GPRS技術(shù)原理簡介數(shù)據(jù)傳輸過程剖析通過移動交換中心和服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)建立連接，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕玖鞒蘂PRS采用了重傳機(jī)制和糾錯編碼等技術(shù)來提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴PRS的費(fèi)用主要根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸量來計(jì)算，通常采用按量計(jì)費(fèi)的方式。數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃员Ｕ螱PRS的傳輸速率一般在20-40kbit/s之間，可以滿足一般用戶的移動互聯(lián)網(wǎng)需求。數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾屎腿萘?1020403數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁M(fèi)用和計(jì)費(fèi)方式移動辦公通過GPRS技術(shù)，用戶可以隨時(shí)隨地訪問公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)移動辦公。業(yè)務(wù)應(yīng)用場景舉例01互聯(lián)網(wǎng)瀏覽GPRS技術(shù)使得用戶可以通過手機(jī)等移動設(shè)備瀏覽互聯(lián)網(wǎng)上的信息。02電子郵件收發(fā)通過GPRS技術(shù)，用戶可以隨時(shí)隨地收發(fā)電子郵件，實(shí)現(xiàn)無線通訊。03遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集GPRS技術(shù)可以應(yīng)用于遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸和控制。04性能評估指標(biāo)及方法吞吐量吞吐量是評估GPRS網(wǎng)絡(luò)性能的重要指標(biāo)之一，表示單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。接入時(shí)延接入時(shí)延是指從用戶發(fā)出請求到接收到響應(yīng)的時(shí)間，是評估GPRS網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度的重要指標(biāo)?？煽啃钥煽啃允侵笖?shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性，可以通過誤碼率等指標(biāo)來評估。覆蓋范圍覆蓋范圍是指GPRS網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋的地理范圍，可以通過基站數(shù)量和分布來評估。移動虛擬專用網(wǎng)與公共陸地移動網(wǎng)05MVPN實(shí)現(xiàn)原理基于IPSEC國際通用安全協(xié)議，提供安全的端到端的遂道連接，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部信息化應(yīng)用的高效、便捷、安全互連組網(wǎng)。MVPN優(yōu)勢分析安全性高，擴(kuò)展性強(qiáng)，可支持遠(yuǎn)程訪問，適用于出差人員及異地分散的分支機(jī)構(gòu)、營銷網(wǎng)點(diǎn)等場景。MVPN實(shí)現(xiàn)原理及優(yōu)勢分析由移動交換機(jī)、基站、移動智能終端等組成，通過無線方式實(shí)現(xiàn)用戶與網(wǎng)絡(luò)的連接，形成地區(qū)或國家規(guī)模的通信網(wǎng)。PLMN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提供基本的語音、短信業(yè)務(wù)，以及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如互聯(lián)網(wǎng)接入、移動支付等；同時(shí)提供用戶管理、鑒權(quán)、計(jì)費(fèi)等功能。PLMN功能描述PLMN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和功能描述互聯(lián)互通問題解決方案解決方案采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，加強(qiáng)運(yùn)營商之間的合作與互聯(lián)互通，推動移動支付等跨行業(yè)應(yīng)用的推廣?；ヂ?lián)互通現(xiàn)狀MVPN與PLMN之間存在互通問題，需要解決不同運(yùn)營商之間的網(wǎng)絡(luò)互通、漫游費(fèi)用結(jié)算等問題。MVPN發(fā)展趨勢隨著企業(yè)信息化程度的提高，MVPN的應(yīng)用將越來越廣泛，未來可能成為企業(yè)信息化建設(shè)的重要組成部分。PLMN發(fā)展趨勢5G技術(shù)的快速發(fā)展將推動PLMN的升級和演進(jìn)，未來PLMN將更加注重?cái)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)和用戶體驗(yàn)的提升，為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。未來發(fā)展趨勢預(yù)測第三代移動通信系統(tǒng)技術(shù)演進(jìn)063G標(biāo)準(zhǔn)制定背景和目標(biāo)市場需求隨著移動通信的迅速發(fā)展，人們對移動通信系統(tǒng)的容量、質(zhì)量、速率和功能提出了更高要求。技術(shù)進(jìn)步新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)為移動通信系統(tǒng)升級提供了條件，如數(shù)字通信技術(shù)、無線接入技術(shù)等。頻譜資源利用合理高效地利用有限的頻譜資源，提高通信系統(tǒng)的頻譜利用率和通信質(zhì)量。國際競爭與合作制定全球統(tǒng)一的3G標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)各國之間的合作與互通，推動移動通信產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。WCDMA和CDMA2000的傳輸速率較高，可達(dá)到2Mbps以上，TD-SCDMA的傳輸速率相對較低，但也能滿足一般移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求。傳輸速率WCDMA和CDMA2000的容量較大，覆蓋范圍較廣，適用于密集城市地區(qū)；TD-SCDMA的容量和覆蓋范圍相對較小，但更適合于熱點(diǎn)覆蓋和室內(nèi)分布。容量與覆蓋01020304WCDMA采用寬帶碼分多址技術(shù)，CDMA2000基于窄帶CDMA技術(shù)，TD-SCDMA采用時(shí)分同步碼分多址技術(shù)。技術(shù)特點(diǎn)WCDMA和CDMA2000的商用化進(jìn)程較快，已經(jīng)在全球范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用；TD-SCDMA的商用化進(jìn)程相對較慢，但在中國等市場得到了廣泛應(yīng)用。商用化進(jìn)程WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA比較數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用3G系統(tǒng)支持多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用，如移動互聯(lián)網(wǎng)、視頻通話、在線游戲等，為用戶提供了更加豐富多彩的移動通信體驗(yàn)。高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)3G系統(tǒng)采用了一系列高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，如多載波調(diào)制、自適應(yīng)調(diào)制編碼、多天線技術(shù)等，以提高數(shù)據(jù)傳輸速率和傳輸質(zhì)量。數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性，3G系統(tǒng)采用了完善的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和控制機(jī)制，如TCP/IP協(xié)議、ATM協(xié)議等。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)3G網(wǎng)絡(luò)采用了分組交換技術(shù)和全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)、語音和視頻的融合傳輸，同時(shí)采用了智能天線、軟件無線電等關(guān)鍵技術(shù)來提高網(wǎng)絡(luò)的性能和效率。高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)探討多模終端的定義多模終端是指能夠同時(shí)支持多種移動通信制式的終端，包括3G、4G、5G等多種網(wǎng)絡(luò)制式的手機(jī)、平板電腦等設(shè)備。多模終端的優(yōu)勢多模終端可以實(shí)現(xiàn)全球漫游、無縫切換和多種業(yè)務(wù)應(yīng)用，提高用戶的使用體驗(yàn)和便利性。多模終端設(shè)計(jì)思路多模終端的設(shè)計(jì)需要綜合考慮多種網(wǎng)絡(luò)制式的兼容性和互操作性，包括硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、射頻設(shè)計(jì)等方面。同時(shí)，還需要考慮終端的功耗、成本、尺寸等因素，以實(shí)現(xiàn)最佳的性價(jià)比和用戶體驗(yàn)。多模終端設(shè)計(jì)思路分享多模終端的發(fā)展趨勢隨著移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，多模終端將成為未來移動通信市場的主流產(chǎn)品。未來，多模終端將進(jìn)一步向智能化、個性化、多功能化方向發(fā)展，為用戶提供更加全面、便捷、高效的移動通信服務(wù)。多模終端設(shè)計(jì)思路分享無線城域網(wǎng)與移動智能網(wǎng)技術(shù)前沿07WMAN的技術(shù)特點(diǎn)WMAN具有覆蓋范圍廣、傳輸速率高、支持多種業(yè)務(wù)、建設(shè)成本較低等特點(diǎn)。WMAN的定義無線城域網(wǎng)（WMAN）是在地域上覆蓋城市及其郊區(qū)范圍的分布節(jié)點(diǎn)之間傳輸信息的本地分配無線網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用場景WMAN能實(shí)現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、圖像、多媒體、IP等多業(yè)務(wù)的接入服務(wù)，適用于城市范圍內(nèi)的無線通信需求，如寬帶無線接入、移動辦公、應(yīng)急通信等。WMAN概念及其應(yīng)用場景移動智能網(wǎng)（MIN）是智能網(wǎng)在移動方面的擴(kuò)充和發(fā)展，通過移動網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)定制應(yīng)用邏輯，實(shí)現(xiàn)移動業(yè)務(wù)的智能化處理。MIN的概念MIN主要由業(yè)務(wù)交換點(diǎn)（SSP）、業(yè)務(wù)控制點(diǎn)（SCP）和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)點(diǎn)（SDP）等組成，它們協(xié)同工作以實(shí)現(xiàn)智能業(yè)務(wù)的控制和提供。MIN的組成部分MIN具有業(yè)務(wù)生成快、運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)低、業(yè)務(wù)種類多等特點(diǎn)，可以滿足移動用戶對多樣化、個性化業(yè)務(wù)的需求。MIN的特點(diǎn)移動智能網(wǎng)（MIN）基本原理WMAN和MIN的結(jié)合為移動通信業(yè)務(wù)創(chuàng)