大话移动通信PPT(第1章移动通信的前世今生)教学文案

n 1995年4月中国移动在全国15个省市也相继建网，GSM数字移动电话网正式开通。
n 2001年7月9日中国移动通信GPRS(2.5G)系统投入试商用。
n 2002年5月17日中国移动通信GPRS业务正式投入商用。
n 2002年10月1日中国移动通信彩信(MMS)业务正式商用。
n 2003年7月我国移动通信网络的规模和用户总量均居世界第一，手机产量约占全球的1/3，
以由运营商根据动态的业务流量变化而实时调整，这样，可以有效降低能耗和网络资
源运营成本。是人们上网的费用更低。可编辑课件
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4G移动通信系统
核心技术 1、接入方式和多址方案，（正交频分复用）是一种无线环境下的高速传输技术 2、智能天线技术,智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等 智能功能，被认为是未来移动通信的关键技术 3、MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）多输入多输出技术是指利用多发射、 多接收天线进行空间分集的技术，它采用的是分立式多天线，能够有效的将通 信链路分解成为许多并行的子信道，从而大大提高容量 4、基于IP的核心网，移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络，同已有的 移动网络相比具有根本性的优点，即：可以实现不同网络间的无缝互联。
特点： ❖ 模拟话音传输 ❖ 频带范围：450MHz，900MHz附近 ❖ 各系统没有公共接口 ❖ 频率利用率低 ❖ 无法与固定网迅速向数字化推进相适应， 数据承载业务很难展开

接入网架构
接入网通常由基站、基站控制器、 汇聚节点等组成，根据网络规模和 覆盖范围，可以灵活调整其架构。
核心网
核心网定义
核心网是移动通信网络的心脏， 负责处理和管理整个网络的通信
业务。
核心网功能
核心网主要承担用户管理、业务 控制、路由管理、资源管理等功 能，确保各类通信业务的顺畅运
行。
核心网架构
核心网通常由移动管理实体 （MME）、服务网关（SGW）、 公共数据网网关（PGW）等组 成，根据网络规模和业务需求进
调相（PM）
通过改变载波的相位来传递信息。
调相和调频的组合（CPM）
通过改变载波的相位和频率的组合来传递信息。
信源编码与信道编码
信源编码
对原始信号进行压缩编码，减少信息冗余，提高传输效率。
信道编码
对传输的信息进行错误检测和纠正，提高信息传输的可靠性 。
MIMO与波束赋形
MIMO（多输入多输出）
利用多个天线同时发送和接收信号，提高信号容量和传输速率。
工业互联网
工业互联网是指通过互联网技术实现工业生产过程的智能化和信息化，提高生产效率和降低成本。移动通信技术在工业互联 网中发挥着重要作用。
移动通信技术在工业互联网中的应用包括远程监控、数据采集、设备维护等领域。通过移动通信网络，可以实现工业设备的 远程管理和控制，提高生产效率和降低运营成本。同时，移动通信技术还可以为工业互联网提供灵活的网络接入和数据传输 服务，支持工业生产的灵活性和可扩展性。
多址技术
FDMA（频分多址）
通过将频带分成多个子频带，每个子频带分配给一个用户，实现 多用户同时通信。
TDMA（时分多址）
将时间轴分成多个时隙，每个时隙分配给一个用户，实现多用户同 时通信。

卷积码和Turbo码
卷积码和Turbo码
信道化码
扰码 功率控制 切换 导频结构 基站同步
（1）数字移动通信系统的结构框图 一个典型的数字移动通信系统由发
送端、接收端和传输介质三部分组成。
发送端和接收端分别对应4个单元： 信源和信宿，信源编码和译码，信道编 码和译码，调制和解调。
图1-1 典型的数字移动通信系统框图
① 信源和信宿。信源是指发送信息的单
元，信宿是指接收信息的单元，通信就 是在信源与信宿之间传输信息的过程。
G的通用分组无线业务（General Packet Radio Service，GPRS）技术，1999年提出2.75G的 GSM演进的增强数据速率（Enhanced Data rate for GSM Evolution，EDGE）技术，让
使用900MHz、1 800MHz、1 900MHz频段的 网络提供第三代移动通信网络的部分功能，
2、教学基本要求
熟悉移动通信的概念、特点和分类； 了解移动通信的发展历史； 掌握第二代移动通信系统的特点，不同的 2G标准；
掌握第三代移动通信系统的特点，不同标 准的3G移动通信系统； 掌握无线局域网（WLAN）的概念，重点 介绍802.11系统标准； 了解移动通信的发展趋势。
3、重点、难点
熟悉移动通信的概念、特点和分类； 掌握第二代移动通信系统的特点，不同的 2G标准；
掌握第三代移动通信系统的特点，不同标 准的3G移动通信系统； 掌握无线局域网（WLAN）的概念，重点 介绍802.11系统标准；
1.1 移动通信的概念及特点
1.1.1 移动通信概念
移动通信是指通信双方至少有一方 在移动中（或者临时停留在某一非预定 的位置上）进行信息传输和交换，这包 括移动体（车辆、船舶、飞机或行人） 和移动体之间的通信，移动体和固定点 （固定无线电台或有线用户）之间的通 信。

1.1.1
移动通信的发展历史
实现个人通信，必须要把以各种技术为基础的 通信网组合到一起，把移动通信网和固定通信网 结合在一起，把有线接入和无线接入结合到一起， 才能综合成一个容量极大、无处不通的个人通信 网，人们将其称之为“无缝网”，形成所谓的万 能个人通信网（UPT）。这是21世纪电信技术发展 的重要目标之一。
移动通信发展概述

1.1 移动通信系统的发展历史
1.2 第三代移动通信系统的主要体制 1.3 移动通信的未来发展
1.1 移动通信系统的发展历史
主要内容： 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 移动通信的发展历史 第一代移动通信系统（1G） 第二代移动通信系统（2G） 第三代移动通信系统（3G）
WCDMA系统的码片速率达3.84兆码片/秒，载 波带宽约5MHz，而IS-95的DS-CDMA系统的带宽略 大于1MHz称为窄带CDMA系统。WCDMA的宽带特性支 持高速的用户数据传送和更好的多径分集效果。
1.2.1
WCDMA
WCDMA支持变用户速率传输，即可以实现带宽点 播（BoD）业务，每10ms的用户帧内的速率保持恒定， 但是帧与帧间所承载的用户信息量可以变化。
1.3.2
4G的研究进展
4G网络结构的概念如图1-1所示 其中，IP核心网，通常称为CN：它不仅服务于移 动通信，还作为一种统一的网络，支持有线和无线接 入。主要功能是完成位置管理和控制、呼叫控制盒业 务控制。 4G无线接入网（RAN）：主要完成无线传输和无 线资源控制，移动性管理则是通过CN和RAN共同完成 移动的网络（MN）：当一个处于移动的LAN需要 接入4G网络时，就需要通过MN进行接入。 在4G系统中，网元间的协议是基于IP的，每一个 MT（移动终端）都有各自的IP地址。与其他网络连接 时需要相应的网关。

无线电波是一种电磁波，能够在 空间中传播，用于移动通信的无
线电波通常在微波频段。
无线电波传播方式
无线电波可以通过直射、反射、折 射和散射等方式传播，在移动通信 中，主要依靠直射和反射传播。
无线电波传输特性
无线电波传输具有传输损耗、穿透 损耗、阴影效应等特性，这些特性 对移动通信系统的设计和性能产生 影响。
移动终端设备分类
根据用途和功能的不同，移动终端设备可以分为智能手机、功能手 机、平板电脑等类型。
终端设备发展趋势
随着技术的进步和用户需求的变化，移动终端设备也在不断发展和 演进，智能化、多功能化、轻薄化成为发展趋势。
03 移动通信技术发展
2G时代
总结词
基础技术，语音通话为主
详细描述
2G时代主要实现了移动设备的语音通话功能，提供了基础的短信服务，是移动 通信技术发展的基础。
移动通信网络架构
移动通信网络概述
网络演进和发展
移动通信网络是指能够实现移动终端 之间或移动终端与固定终端之间通信 的网络，主要由基站、移动交换中心、 网关等组成。
随着技术的发展和用户需求的提高， 移动通信网络也在不断演进和发展， 从2G、3G到4G、5G，网络速度更快、 容量更大、延迟更低。
移动通信网络架构
人工智能在移动通信中的应用
01
人工智能技术可以通过机器学习 和深度学习算法优化移动通信网 络的性能，提高网络容量和传输 效率。
02
人工智能在移动通信中的应用还 包括智能客服、智能推荐、智能 语音识别等，提升用户体验和商 业价值。
6G时代的展望
6G时代将实现更高速度、更低延迟 、更广覆盖的无线通信服务，满足未 来物联网、人工智能等领域的通信需 求。

第一第一章章 概概述 述
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常用缩略语 (3/6)
& UMTS: Universal Mobile Telecommunication System
通用移动通信系统
& PLMN: Public Land Mobile Network 公共陆地移动网 & PLMTS: Public Land Mobile Telecommunication
System 公用陆地移动通信系统
& PSTN: Public Switching Telephone Network 公用电话
交换网
& GSM: Global System for Mobile communication 全球
移动通信系统
& PCN: Personal Communication Network 个人通信网
& AMPS: Advanced Mobile Phone System 先进移动
电话系统
& TACS: Total Access Communication System 全接入通
信系统
& NMT: Nordic Mobile Telephone 北欧移动电话（系统） & HCMTS: High Capacity Mobile Telephone System 大
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移动业务超过固定业务
1800 Subscriptions worldwide (millions)
1600 1400 1200
Mobile Fixed Mobile Internet Fixed Internet
1000
800
600
400

基于TDMA技术的有： （1）IMT－2000 TDMA SC，对应UWC136； （2）IMT－2000 TDMA MC，对应DECT。
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图1-1 IMT-2000地面无线接口标准
表1-2
三种主流3G标准的比较
载频带宽 多址方式 频率重用率 码片速率 信道编码 扩频码 物理层扩频因子 调制方式 帧长 每帧时隙数 最大数据速率（理论 值）
将服务区域划分成小区所带来的一个很 自然的问题是并非所有的移动中通话都能在 单个小区内完成，例如，一辆快速行驶的汽 车在一次通话中可能通过若干小区。
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移动台在小区范围内以所分配频率与基站 建立无线链路，通过基站连接到移动交换中 心，然后再连接到有线电话用户或其他小区 的移动用户。
当移动台从一个小区进入相邻小区时，由 于工作频率和接续服务改变，需要在通话过 程中将移动台的工作频率和接续控制自其离 开的小区交换给正在进入的小区，这个过程 就称为越区切换。
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而且一旦新的小区所能支持的用户数量又 达到饱和，还可将这些小区进一步分裂，以 适应持续增长的业务需求，这种过程称为小 区分裂，是蜂窝移动系统在运行过程中为适 应用户数持续增长而逐步提高其容量的独特 方式。
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1.2.3 越区切换
越区切换（handover）是蜂窝移动通信 系统的另一关键技术。
FDD系统
TDD系统
终端500km/h的移动速度下 提供144kbit/s的数据传输速率
终端120km/h的移动速度下 提供144kbit/s的数据速率
终端中、低速的移动速度下 提供384kbit/s的数据传输速率
终端中、低速的移动速度下 提供384kbit/s的数据速率

也可能是空旷的郊外或海域，所以移动通信的组网方式根据
地形地貌灵活多样，如在用户密度不大的地区采用大区制，
在繁华的市区采用小区制，而小区制移动通信网又分为带状
服务区和面状服务区。
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1.2 移动通信的工作方式
按照通话的状态和频率使用的方法，移动通信可分为三
种工作方式:单工、双工和半双工三种通信方式。
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1.1 移动通信的特点
2.具有多普勒效应
由于移动用户可能在高速车载的运动中进行，当运动速度
达到70 km/h，接收信号的频率随着速度和入射角而变化，使接
收信号的电平起伏变化，即出现多普勒效应。在移动通信系统
中，使用锁相环技术可以降低多普勒效应带来的信号不稳定的
影响。
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1.1 移动通信的特点
3.存在远近效应
由于移动用户和接收设备的距离是随机变化的，当距离
近时接收信号强，当距离远时接收信号弱，距离的变化会使
接收信号的电平起伏变化;另外，由于通信系统是在强干扰下
工作的，如果距离近处的信号是干扰信号，则在接收端会发
生强干扰信号压制远处弱有用信号的现象。上述的两种情况
移动用户，拥有覆盖范围广、最大的移动通信网，手机产量
约占全球的1/3，是名副其实的手机生产大国。与其他通信方
式相比，移动通信具有自身的特点。
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1.1 移动通信的特点
1.电波传输条件恶劣，存在严重的多径衰落现象
由于移动用户的通信地点可能处在高楼林立的城市中心繁华区、以 一般性建筑物为主的近郊小城镇区和以山丘、湖泊、平原为主的农 村及远郊区三类典型区域，这会导致电磁波的传播由于受到地形、 各种地物的影响而产生绕射、发射和散射，使得到达接收端的信号 是多路的合成，合成信号的幅度、相位和到达时间随机变化，从而 严重影响通信的质量。这就是所谓的多径衰落现象，如图1 -3所示在 移动通信系统中，采用分集接收技术抗多径衰落。

案等，并了解GPRS的网络结构、分层结构等。
6. 掌握CDMA系统中的空中接口、前向和反向信道、功率控制、
RAKE接收机、CDMA登记、系统容量、切换过程等等。
7. 了解3G以及如何发展我国的移动通信，并了解未来移动通信
系统的发展技术。
2020/8/15
பைடு நூலகம்
移动通信
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课程的基本内容及学时分配
1. 第一章 概述(2)。 2. 第二章 移动通信网(4)。 3. 第三章 移动通信的电波传播(2)。 4. 第四章 数字调制技术(4)。 5. 第五章 GSM数字蜂窝移动通信系统与
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授课计划
课程英文译名：
Principles of Mobile Communications and Applications
课程类别： 学科方向课
开课对象： 通信工程
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✓ 核心网（core network）+接入网（access network）结构
空口 有线（光 纤）网络
语音流 数据流
核心网
✓ 核心网发展趋势：全IP核心网结构
2020/8/15
移动通信
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传统网络
未来网络
移动通信
MSC是移动网的核心
功能：对位于其服务区内的MS进行交换和控制，同 时提供移动网和固定公众电信网的接口 （1）完成呼叫接续与控制的功能（小区切换举例）。 （2）无线资源管理和移动性管理功能。如移动
✓ 慢衰落损耗（在数百波长空间范围内的变化）：
因建筑等的阻挡产生的阴影效应，信号幅度衰减 因障碍物的数量、类型都是随机的，阴影效应是个随机过程 近似服从对数正态分布

包括核心网、接入网和终端三个主要部分，其中核心网负责数据处理和交换， 接入网负责无线接入和传输，终端则是用户使用的设备。
组成部分详解
核心网包括移动交换中心（MSC）、归属位置寄存器（HLR）等设备，接入网 包括基站（BS）、基站控制器（BSC）等设备，终端则包括手机、平板电脑等 设备。
2024/3/24
物联网应用
将移动通信技术应用于物联网 领域，实现设备间的互联互通
和智能化管理。
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终端设备发展趋势与挑战
发展趋势
5G技术的普及将推动终端设备向更高速度、更低时延的方向发展。
2024/3/24
AI技术的融合将使得终端设备更加智能化，具备更强的自主学习和决策能力。
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终端设备发展趋势与挑战
• 可穿戴设备和物联网设备的兴起将丰富终端设备的形态和 应用场景。
2024/3/24
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产业链构成及各环节作用
设备制造商
负责研发和生产移动通信设备，包括基站 、交换机、路由器等，为运营商提供网络 建设所需的硬件设备和软件解决方案。
测试认证机构
负责对移动通信设备和终端进行测试和认 证，确保设备和终端符合相关标准和规范 ，保障网络的安全性和稳定性。
运营商
负责建设和运营移动通信网络，提供话音 、数据等通信服务，是产业链的核心环节 。
2024/3/24
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THANKS
感谢观看
2024/3/24
25
2024/3/24
15
终端设备发展趋势与挑战
01
挑战
2024/3/24
02
03
04
设备间的兼容性和互联互通问 题仍需解决。
数据安全和隐私保护问题日益 突出，需要加强相关技术和法