無線通信-數(shù)字移動(dòng)通信（現(xiàn)代通信技術(shù)課件）

5G移動(dòng)通信

這么多？為什么？5G系統(tǒng)架構(gòu)先認(rèn)識(shí)一下大概的功能AMF：接入及移動(dòng)性管理功能（AccessandMobilityManagementFunction）SMF：會(huì)話管理功能（SessionManagementFunction）UPF：用戶面功能（UserPlaneFunction）UDM：統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理（UnifiedDataManagement）AUSF：鑒權(quán)服務(wù)器功能（AuthenticationServerFunction）NRF：網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)功能（NFRepositoryFunction）NSSF：網(wǎng)絡(luò)切片選擇功能（NetworkSliceSelectionFunction）PCF：策略控制功能（PolicyControlFunction）看一個(gè)簡單的例子，5G核心網(wǎng)這多功能都有什么用？看一個(gè)寄快遞的例子選擇一個(gè)快遞公司(運(yùn)營商)電話號碼確定所寄物品的參數(shù)（5G的業(yè)務(wù)指標(biāo)）填寫寄件人信息大小、時(shí)限、物品易碎性A用戶根據(jù)運(yùn)營商找到寄件點(diǎn)（基站）填寫寄件單（注冊參數(shù)，業(yè)務(wù)請求參數(shù)，切片參數(shù)）寄件點(diǎn)根據(jù)用戶信息錄入到服務(wù)中心（AMF,）服務(wù)中心需要對用戶進(jìn)行（身份登記，位置登記，業(yè)務(wù)審核）寄件流程收件點(diǎn)我來寄件你去我們的2號點(diǎn)123填一下寄件單注冊參數(shù)：業(yè)務(wù)請求參數(shù)：切片參數(shù)：電話：地址：……..*************************AMF快遞服務(wù)中心注冊用戶信息服務(wù)中心根據(jù)用戶的寄件單需求選擇合適的承運(yùn)方（選擇SMF）：長途運(yùn)輸，國際運(yùn)輸，火車運(yùn)輸承運(yùn)方根據(jù)業(yè)務(wù)需求選擇轉(zhuǎn)合適的運(yùn)站(UPF,UserPlaneFunction)寄件流程AMF收件點(diǎn)快遞服務(wù)中心選擇貨物種類/寄件要求SMFSMFSMF承運(yùn)中心承運(yùn)中心承運(yùn)中心路運(yùn)海運(yùn)空運(yùn)注冊用戶信息發(fā)件流程收件點(diǎn)SMF承運(yùn)中心UPF指定轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)大型轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)站點(diǎn)根據(jù)郵件不同的要求排合適的車輛接單（空口資源調(diào)度）根據(jù)郵件不同的要求，選擇合適的運(yùn)輸方式（承載網(wǎng)）DN轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)將郵件根據(jù)目的地址轉(zhuǎn)運(yùn)到目的地網(wǎng)絡(luò)DNUPFAMF站點(diǎn)承運(yùn)中心SMF轉(zhuǎn)運(yùn)站快遞服務(wù)中心身份登記位置登記業(yè)務(wù)審核選擇選擇運(yùn)輸郵件運(yùn)輸郵件郵遞承運(yùn)AMF：接入及移動(dòng)性管理功能（AccessandMobilityManagementFunction）SMF：會(huì)話管理功能（SessionManagementFunction）UPF：用戶面功能（UserPlaneFunction）UDM：統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理（UnifiedDataManagement）AUSF：鑒權(quán)服務(wù)器功能（AuthenticationServerFunction）NRF：網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)功能（NFRepositoryFunction）NSSF：網(wǎng)絡(luò)切片選擇功能（NetworkSliceSelectionFunction）PCF：策略控制功能（PolicyControlFunction）移動(dòng)通信發(fā)展史移動(dòng)通信發(fā)展歷史1897年用無線實(shí)現(xiàn)海上與陸地的通信1899年首次實(shí)現(xiàn)英法間的無線通信1916年實(shí)現(xiàn)短波無線電通信1929年建立世界性無線電通信網(wǎng)無線電通信創(chuàng)始人——馬可尼早期發(fā)展階段于上世紀(jì)初期，首先在短波幾個(gè)頻段上開發(fā)出專用移動(dòng)通信系統(tǒng)。代表是美國底特律市警察使用的車載無線電系統(tǒng)。該系統(tǒng)工作頻率為2MHz，到40年代提高到30～40MHz,可以認(rèn)為這個(gè)階段是現(xiàn)代移動(dòng)通信的起步階段，特點(diǎn)是專用系統(tǒng)開發(fā)，工作頻率較低。特點(diǎn)：專用系統(tǒng)，工作頻率低，采用一個(gè)基站覆蓋服務(wù)區(qū)（不能實(shí)現(xiàn)頻率復(fù)用）。電臺(tái)的體積，重量重，只能在車輛上移動(dòng)使用，使用不方便，功耗大。以天線為例：為了有效的電磁能量輻射，天線的物理長度應(yīng)為波長的1/2。若無線電臺(tái)工作于1MHz，那么電臺(tái)天線長度約為150米。移動(dòng)通信發(fā)展歷史上世紀(jì)40年代中期至60年代初期公用移動(dòng)通信業(yè)務(wù)開始問世。1946年，根據(jù)美國聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)的計(jì)劃，貝爾系統(tǒng)在圣路易斯城建立了世界上第一個(gè)公用汽車電話網(wǎng)，稱為“城市系統(tǒng)”。美國貝爾實(shí)驗(yàn)室完成了人工交換系統(tǒng)的接續(xù)問題。在一個(gè)城市只建立了一個(gè)基站，由于頻率資源不能充分利用，當(dāng)大家都想用時(shí)出現(xiàn)了飽和的情況。特點(diǎn)：特點(diǎn)是接續(xù)方式為人工，網(wǎng)的容量較小。移動(dòng)通信發(fā)展歷史第一代移動(dòng)通信（1G）系統(tǒng)——出現(xiàn)于上世紀(jì)70年代末80年代初，源于系統(tǒng)容量問題。摩托羅拉DynaTAC8000X重量約0.9公斤通話時(shí)間半小時(shí)售價(jià)3995美元1978年底，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室成功研制出先進(jìn)移動(dòng)電話系統(tǒng)（AMPS），建成了蜂窩移動(dòng)通信，提高了系統(tǒng)容量。隨后許多國家紛紛推出相類似的系統(tǒng)，如英國TACS等。從此移動(dòng)通信進(jìn)入了模擬的1G系統(tǒng)時(shí)代。移動(dòng)通信發(fā)展歷史第一代移動(dòng)通信（1G）系統(tǒng)主要技術(shù)模擬技術(shù)和頻分多址(FDMA)技術(shù)。系統(tǒng)特點(diǎn)2.4kbps傳輸速率，只提供區(qū)域性語音業(yè)務(wù)，容量有限、保密性差、通話質(zhì)量不高、不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；設(shè)備成本高，重量重，體積大。代表制式AMPS（AdvancedMobilePhoneSystem）貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明，1978年開發(fā)，1982年全美部署，而后全世界各地迅速發(fā)展。1987年11月18日，國內(nèi)第一個(gè)模擬蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)在廣東省建成并投入商用。（中國移動(dòng)雛形）移動(dòng)通信發(fā)展歷史蓬勃發(fā)展驅(qū)動(dòng)力20世紀(jì)90年代初進(jìn)入移動(dòng)通信的一個(gè)蓬勃發(fā)展期用戶需求增長迅猛微電子技術(shù)在這一時(shí)期得到長足發(fā)展，這使得通信設(shè)備的小型化、微型化有了可能性，各種輕便電臺(tái)被不斷地推出提出并形成了移動(dòng)通信新體制，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展而出現(xiàn)的微處理器技術(shù)日趨成熟以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，從而為大型通信網(wǎng)的管理與控制提供了技術(shù)手段。移動(dòng)通信發(fā)展歷史第二代移動(dòng)通信（2G）系統(tǒng)——出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代末90年代初，由歐洲發(fā)起，源于漫游問題。1982年，歐洲電信管理部門開始制定適用于泛歐各國的一種數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范；1988年，確定了全球第一個(gè)數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)規(guī)范——GSM標(biāo)準(zhǔn)；1991年，GSM系統(tǒng)投入使用。1995年，美國推出了窄帶CDMA系統(tǒng)；移動(dòng)通信發(fā)展歷史第二代移動(dòng)通信（2G）系統(tǒng)20世紀(jì)90年代相對于1G的改進(jìn)：模擬—>數(shù)字語音信號數(shù)字化處理壓縮帶來容量上收益對語音和控制信號進(jìn)行加密增強(qiáng)安全性催生了諸如短信等新業(yè)務(wù)展開主要技術(shù)時(shí)分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）系統(tǒng)特點(diǎn)保密性強(qiáng)、提供豐富的業(yè)務(wù)（低速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)）頻譜利用率高、初步解決了系統(tǒng)容量問題標(biāo)準(zhǔn)化程度高、可進(jìn)行省內(nèi)外漫游移動(dòng)通信發(fā)展歷史第二代移動(dòng)通信（2G）系統(tǒng)代表制式GSM1991年在歐洲投入使用，現(xiàn)全球廣泛應(yīng)用使用FDMA、TDMA技術(shù)工作頻率900-1800MHz，提供9.6kbps的傳輸速率電話業(yè)務(wù)、緊急呼叫業(yè)務(wù)、短信業(yè)務(wù)、可視圖文接入等CDMA20世紀(jì)90年代中后期發(fā)展商用以擴(kuò)頻通信為基礎(chǔ)的調(diào)制和多址連接技術(shù)8kbps(IS-95A)、64kbps(IS-95B)通信具有隱蔽性、保密性、抗干擾；通話質(zhì)量好、掉線少、輻射低、健康環(huán)保移動(dòng)通信發(fā)展歷史2G-3G過渡（2.5G、2.75G）系統(tǒng)2.5GGPRS（GeneralPacketRadioService）基于GSM的無線分組交換技術(shù)提供端到端、廣域的無線IP連接網(wǎng)絡(luò)容量只有再需要時(shí)進(jìn)行分配，不需要時(shí)就釋放傳輸速率150Kbps(比GSM快15倍)2.75GEDGE（EnhancedDataratesforGSMEvolution）基于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)增強(qiáng)型移動(dòng)通信技術(shù)傳輸速度384kbps移動(dòng)通信發(fā)展歷史第三代移動(dòng)通信（3G）系統(tǒng)——出現(xiàn)于上世紀(jì)90年代中后期，源于多媒體業(yè)務(wù)傳輸問題。1985年，國際電信聯(lián)盟（ITU）提出了未來公共陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)（FPLMTS）的概念；1996年，F(xiàn)PLMTS更名為IMT-2000；1999年，ITU確定3G標(biāo)準(zhǔn)：WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。2001年，3G商用網(wǎng)開通。2009年，中國發(fā)放了WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。移動(dòng)通信發(fā)展歷史第三代移動(dòng)通信（3G）系統(tǒng)系統(tǒng)特點(diǎn)能夠同時(shí)傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps以上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻、高速多媒體和移動(dòng)Internet訪問業(yè)務(wù)擴(kuò)大高質(zhì)量話音業(yè)務(wù)容量代表制式ITU開始目標(biāo)之一是開發(fā)一種可以全球通用的無線通訊系統(tǒng)，但是實(shí)際最終的結(jié)果是出現(xiàn)了多種不同的制式（2001開始陸續(xù)部署）移動(dòng)通信發(fā)展歷史第三代移動(dòng)通信（3G）系統(tǒng)代表制式,ITU開始目標(biāo)之一是開發(fā)一種可以全球通用的無線通訊系統(tǒng)，但是實(shí)際最終的結(jié)果是出現(xiàn)了多種不同的制式（2001開始陸續(xù)部署）W-CDMA（寬帶碼分多址）以GSM為主，加入GPRS的分組交換實(shí)體技術(shù)，能夠兼容GSM系統(tǒng)的所有業(yè)務(wù)。流行于歐美地區(qū)（表現(xiàn)于人口密度低、追求網(wǎng)絡(luò)速度的特點(diǎn)）TD-SCDMA(時(shí)分同步碼分多址)集CDMA、TDMA、FDMA、SDMA多種多址方式于一體，采用了一系列高新技術(shù)（智能天線、聯(lián)合檢測、接力切換等技術(shù)）,頻譜利用率高、系統(tǒng)容量大、系統(tǒng)成本低且適合開展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，是中國自主研發(fā)的一套通信制式，較為適合國內(nèi)人口密度大等特點(diǎn)。CDMA2000采用MC-CDMA（多載波CDMA）多址訪問技術(shù)，不僅可以使用原有CDMA系統(tǒng)的各種接口，還可以使用新的接口標(biāo)準(zhǔn)。占用頻率較多。移動(dòng)通信發(fā)展歷史3G-4G過渡（2.5G、2.75G）系統(tǒng)3.5GHSPDA（HighSpeedDownlinkPacketAccess）屬于W-CDMA技術(shù)的延伸在W-CDMA下行鏈路中提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在一個(gè)5MHz載波上的傳輸速率可達(dá)8-10Mbps3.75GHSUPA（HighSpeedUplinkPacketAccess）因HSDPA上傳速度不足（只有384Kbps）而開發(fā)在一個(gè)5MHz載波上的傳輸速率可達(dá)10-15Mbps，上傳速度達(dá)5.76Mbps移動(dòng)通信發(fā)展歷史3G-4G過渡（2.5G、2.75G）系統(tǒng)CDMA2000？？？CDMA技術(shù)的出現(xiàn)源自第二次世界大戰(zhàn)期間，因戰(zhàn)爭CDMA手機(jī)的需要而研究開發(fā)出CDMA技術(shù)，其思想初衷是防止敵方對己方通訊的干擾，后來由美國高通公司更新成為商用蜂窩電信技術(shù)，核心技術(shù)主要是由美國高通北美公司為主導(dǎo)提出，主要支持者包括日本、韓國和北美等地區(qū)和國家。由于高額的專利費(fèi)問題，因此在國內(nèi)很少有手機(jī)設(shè)計(jì)公司使用此通信制式；高通公司一直被起訴，在國內(nèi)也出現(xiàn)過反壟斷的案例。移動(dòng)通信發(fā)展歷史第四代移動(dòng)通信（4G）系統(tǒng)——出現(xiàn)于本世紀(jì)初期，源于高質(zhì)量多媒體業(yè)務(wù)傳輸問題。2005年，國際電聯(lián)（ITU）將B3G/4G移動(dòng)通信統(tǒng)一命名為IMT-Advanced，即第四代移動(dòng)通信；2012年，國際電聯(lián)（ITU）確定了4GLTE國際標(biāo)準(zhǔn)；2013年，中國工信部向三大運(yùn)營商發(fā)放TD-LTE牌照；2015年，工信部向中國電信、中國聯(lián)通發(fā)放FDD-LTE牌