移动通信网基础知识

07
总结与展望
当前移动通信面临挑战和机遇
挑战
随着移动设备的普及和数据流量的爆炸式增长，移动通信网络面临着巨大的压力。网络拥堵、频谱资 源紧张、能耗问题等都是当前面临的挑战。
机遇
随着5G、6G等新一代移动通信技术的发展，将带来更高的数据传输速率、更低的时延和更广泛的覆 盖。这为物联网、智能制造、智慧城市等新兴应用提供了巨大的机遇。
基站
基站是移动通信系统中的固定设备，负责接收和发送无线信号。基站通 过有线或无线方式与核心网连接，实现与移动台之间的通信。
03
核心网
核心网是移动通信系统的中枢，负责处理和管理各种业务数据。核心网
包括交换设备、传输设备、控制设备等，提供语音、数据等业务的交换
和传输功能。
移动通信网拓扑结构
蜂窝状网络结构
移动性管理
支持用户在移动过程中保持通信连 接，实现无缝切换和漫游。
蜂窝网络结构特点
01
02
03
层次化结构
包括核心网、传输网和接 入网三个层次，各层次之 间通过标准接口连接。
分布式架构
基站之间通过回程链路互 联，形成分布式处理架构 ，提高系统可靠性和扩展 性。
模块化设计
采用模块化设计理念，方 便网络升级和扩展。
第三代合作伙伴计划（3GPP）
负责制定全球通用的第三代及后续移动通信系统标准。
第三代合作伙伴计划2（3GPP2）
负责制定以CDMA2000为核心的移动通信系统标准。
电气电子工程师协会（IEEE）
负责制定无线通信、局域网和城域网等领域标准。
协议栈层次结构和功能划分
网络层（NW）
数据链路层（DLL）
负责数据成帧、流量控制、差错 控制等，包括MAC子层和LLC子 层。
。
04
无线接入网技术详解
无线局域网（WLAN）技术
IEEE 802.11标准
01
定义了WLAN的物理层和媒体访问控制层，包括802.11a、
802.11b、802.11g、802.11n等。
拓扑结构
02
WLAN常见拓扑结构包括基础架构模式（Infrastructure Mode
）和自组织模式（Ad-hoc Mode）。
协同工作
在移动通信网络中，核心网和传输网需要协同工作，共同完成用户的通信需求。 核心网负责数据处理和会话管理，而传输网则负责数据的传输和交换。两者之间 的协同工作确保了移动通信网络的正常运行和高效性能。
06
移动通信标准化组织及协议栈
国际标准化组织简介
国际电信联盟（ITU）
负责制定国际电信标准，促进国际电信发展与合作。
蜂窝状网络结构是移动通信网的基本拓扑结构，由多个六边形小区组成。每个小区设置一 个基站，负责该小区内的通信服务。
分层网络结构
分层网络结构是蜂窝状网络结构的扩展，将网络划分为宏蜂窝层、微蜂窝层、微微蜂窝层 等多个层次。不同层次的基站覆盖范围和发射功率不同，以满足不同场景下的通信需求。
自组织网络结构
自组织网络结构是一种新型的网络拓扑结构，具有自组织、自愈合、自适应等特点。自组 织网络中的节点可以自主建立和维护网络连接，实现灵活、高效的通信服务。
核心网功能及架构
功能
核心网是移动通信网络的重要组成部 分，主要负责数据处理、会话管理、 用户认证等关键功能，为各种业务提 供承载和路由。
架构
核心网通常采用分层架构，包括接入 层、控制层和传输层。接入层负责用 户设备的接入和认证，控制层负责会 话管理和数据处理，传输层则负责数 据的传输和路由。
传输网组成及作用
02
移动通信技术基础
无线电波传播特性
无线电波的基本性质
阐述无线电波的定义、产生原理、频 谱范围以及其在空间中的传播方式。
传播损耗
无线电波的传播方式
介绍无线电波的主要传播方式，如直 射波、反射波、折射波、绕射波和散 射波等，并分析其在不同环境下的传 播特性。
分析无线电波在传播过程中的衰减现 象，包括自由空间损耗、大气吸收损 耗、多径传播损耗等。
绿色通信
未来的移动通信网络将更加注重能源效率和环保 ，采用节能技术和可再生能源，降低网络能耗和 碳排放。
THANKS
感谢观看
无线广域网（WWAN）技术
蜂窝移动通信技术
包括GSM、CDMA、UMTS（3G）、LTE（4G）和5G等，覆盖 广泛区域并提供移动性支持。
卫星通信技术
利用卫星进行通信，覆盖全球范围，适用于偏远地区和移动用户 。
拓扑结构
WWAN通常采用星型或树型拓扑结构，以基站或卫星为中心节 点。
05
核心网与传输网技术介绍
安全性
03
通过WPA、WPA2等安全协议提供数据加密和身份验证，确保
网络安全。
无线城域网（WMAN）技术
1 2
IEEE 802.16标准
定义了WMAN的物理层和媒体访问控制层，也 称为WiMAX。
拓扑结构
WMAN通常采用点到多点（PMP）和网格（ Mesh）两种拓扑结构。
3
服务质量（QoS）
提供不同优先级的数据传输服务，满足多媒体应 用的需求。
多址技术原理及应用
多址技术的基本概念
频分址（FDMA）
解释多址技术的定义、分类及其在移动通 信系统中的作用。
阐述频分多址的原理，即通过给每个用户 分配不同的频率资源来实现多址通信。
时分多址（TDMA）
码分多址（CDMA）
介绍时分多址的原理，即通过给每个用户 分配不同的时隙资源来实现多址通信。
解释码分多址的原理，即通过给每个用户 分配不同的扩频码来实现多址通信，并分 析其抗干扰能力和系统容量的优势。
组成
传输网主要由光缆、传输设备、交换设备等组成，负责数据的传输和交换。
作用
传输网在移动通信网络中起到桥梁和纽带的作用，将核心网与各个基站、用户设备连接起来，实现数据的可靠传 输和交换。
核心网和传输网之间关系
依赖关系
核心网和传输网是相互依赖的，核心网需要传输网提供可靠的传输通道，而传输 网则需要核心网的控制和管理。
调制与解调技术
调制技术的基本概念
阐述调制技术的定义、分类及其在移动通信系统中的作用 ，包括模拟调制和数字调制两种方式。
模拟调制技术
介绍模拟调制技术的原理和特点，如振幅调制（AM）、 频率调制（FM）和相位调制（PM）等。
数字调制技术
分析数字调制技术的原理和特点，如二进制相移键控（ BPSK）、四相相移键控（QPSK）、正交振幅调制（ QAM）等，并比较其性能和应用场景。
蜂窝网络中信号覆盖与干扰控制
信号覆盖
通过基站发射功率和天线增益等 参数调整，实现小区内信号全覆
盖，保证用户通信质量。
干扰控制
采用同频干扰抑制、功率控制等 技术手段，降低小区间干扰，提
高系统容量和通信质量。
多址技术
采用时分多址（TDMA）、频分 多址（FDMA）、码分多址（
CDMA）等多址技术，实现多个 用户在同一小区内共享频谱资源
未来发展趋势预测
超高速率和超低时延
未来的移动通信网络将追求更高的数据传输速率 和更低的时延，以满足不断增长的数据需求。
智能化和自动化
利用人工智能和机器学习技术，实现网络的智能 化和自动化管理，提高网络性能和运营效率。
网络切片和边缘计算
通过网络切片技术，可以灵活地为不同应用提供 定制化的网络服务。边缘计算将计算任务推向网 络边缘，降低数据传输时延，提高处理效率。
负责路由选择、拥塞控制等，包 括IP协议等。
物理层（PHY）
负责无线信号的传输和接收，包 括信道编码、调制、解调等。
传输层（TP）
负责端到端的数据传输，包括 TCP和UDP等协议。
应用层（APP）
负责提供各种应用服务，如HTTP 、FTP、SMTP等协议。
关键协议解析
包括物理层、数据链路层和网络层，采用时分多址和 频分多址技术，提供语音和数据业务。
解调技术
阐述解调技术的原理和方法，包括相干解调和非相干解调 两种方式，并分析其在接收端的作用和性能要求。
03
蜂窝网络原理及结构
蜂窝网络基本概念
蜂窝网络
一种移动通信网络架构，通过划 分地理区域为多个六边形小区（ 蜂窝），每个小区设置一个基站
提供通信服务。
频率复用
在不同地理位置的小区使用相同频 率资源，提高频谱利用率。
移动通信网基础知识
目 录
• 移动通信概述 • 移动通信技术基础 • 蜂窝网络原理及结构 • 无线接入网技术详解 • 核心网与传输网技术介绍 • 移动通信标准化组织及协议栈 • 总结与展望
01
移动通信概述
移动通信定义与发展
移动通信定义
移动通信是指通信双方或至少有一方处于运动中进行信息交 换的通信方式，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（固定电话、固定电台 ）之间的通信。
输入 W标CD题MA
协议栈
基于GSM协议栈演进而来，采用宽带码分多址技术， 提供更高的数据传输速率和更低的延迟。
GSM协议 栈
LTE协议栈
在LTE基础上进一步演进，引入新空口和核心网架构 ，采用大规模天线技术、超密集组网等关键技术，提
供超高速率、超低时延和海量连接等特性。
5G协议栈
包括演进型分组核心网和接入网，采用正交频分复用 和多输入多输出技术，提供高速数据传输和低延迟业 务。
移动通信发展
移动通信经历了从模拟到数字、从语音到数据、从低速到高 速的发展历程。目前，移动通信已经进入第五代（5G）发展 阶段，实现了高速率、低时延、大连接等特性。
移动通信系统组成
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移动台
移动台是移动通信系统中的终端设备，包括手机、平板电脑等便携式设 备。移动台通过无线信道与基站进行通信，实现语音、数据等业务的传 输。