专升本-现代通信技术5G

现代通信技术

什么是通信:

人与人,人与自然之间通过某种行为或者媒体介质进行信息交流和传递

通信的基本要素:

信源 ----信道(噪音-干扰)-----信宿

通信技术是什么?

研究从信息的源头到信息的目的地整个过程的技术问题

通信技术发展历程:

  1. 古代通信:烽火传讯,信鸽传书,击鼓传声,旗语,信件
  2. 近代通信:电报,电话
  3. 当代通信:超高清视频,虚拟现实,智慧家庭,云计算,物联网,大数据

通信技术发展趋势(5化):

  1. ****通信业务综合化:****把各种通信业务以数字方式统一并综合到一个网络中进行传输,交换,处理
  2. ****网络互通融合化:****ip数据网与光网络的融合,移动通信与光钎通信的融合,无线通信与互联网的融合等
  3. ****通信传送宽带化:****通信网络的宽带化(更强大的信息传输能力 提高信息速率、获得更宽的带宽)是电信网络发展的基本特征,现实要求和必然趋势
  4. ****承载网络智能化:****人工智能,机器学习等先进技术在通信网络中得以应用,对通信网络的发展具有重要影响
  5. ****通信网络泛在化:****无处不在的网络

移动通信:

定义: 指通信的一方或者双方处于运动中的通信,是移动体之间或移动体与固定体之间的通信

第一部移动电话诞生:20世纪40年代 贝尔 特点:体积太大

第二部移动电话诞生:1973年4月 马丁 手机发明者

发展阶段:

1. 第一代移动通信系统(1G -大哥大): 使用模拟调制技 术和频分多址 ,采用多重蜂窝基站 。由于当时各国的通信标准不统一,还未能实现"全球漫游",只能实现语音信号 的传书(使用模拟信号)

2.第二代移动通信系统(2G-折叠诺基亚):开启语音数字化 时代。主要业务:语音,手机短信,彩铃 。主要通信系统:GSM(移动,联通),CDMA(电信),TDMA。使用时分多址技术(使用数字信号)

3.第三代移动通信系统(3G):采用基于扩频通信的 码分多址技术 (CDMA),主要业务手机可以通过移动信号访问互联网 。主要通信系统:CDMA2000(电信),WCDMA(联通),TD-SCDMA(移动)

4.第四代移动通信(4G):数据业务占绝对主导,信息传输速度提升 ,衣食住行APP,主要通信系统:LTE,分为TD-LTE和FDD-LTE

5.第五代移动通信系统(5G):实现万物互联,万物智联。智能电网,实时监控,污染监控....

5G的特点:

1. 低时延 :低于1ms

2. 低功耗 :无线传感器电池寿命大于10年

3. 高速率: 比4G块100倍,最高可达10Gbit/s

4. 高可靠性 :采用混合自动重传请求的机制

5G的网络架构:

1.5G核心网5GC) 与基站使用NG连接接口互连

2.5G接入网NG-RAN)分为gNB(5G基站),ng-eNB(4G基站) 基站之间使用Xn接口互连

5G的关键技术:

1.高频段的传输技术:频率越高,传输的资源越丰富,传输的越快

2.超大规模阵列天线技术(Massive MIMO天线技术):多根天线发送和接收,接入量变多,覆盖大

3.终端直通技术(D2D技术):在同一个基站下,无需基站转发,直接手机到手机

4.双连接技术:手机能同时和4G和5G进行通信

5.多接入边缘技术(MEC技术):降低时延,满足新业务

6.超密集组网技术(UDN技术,宏基站+微基站;微基站+微基站两种模式),网络切片技术(划分子网,不影响其他网络)

5G网络部署:

1. 非独立组网模式(NSA)

通过整合5G基站和4G基站的方式组网。基站连接的核心网是4G核心网,采用双连接方式进行,可以实现无缝切换 ---------用于5G部署初期

2. 独立组网模式(SA):

通过建设独立的5G基站方式组网,需要新建完整的5G核心网才能投入使用。4G和5G是两张独立的网络,网络建需通过重选和切换等方式进行互操作 ----5G部署后期

5G网络建设流程:

1. 网络需求分析 ****:****明确5G网络的建设目标,手机现网4G站点数据

2. 网络规模估算 ****:****确定不同区域的小区覆盖半径,估算基站数量

3. 站址规划 ****:****实地勘察,调整基站规划参数

4. 无线网络仿真 ****:****对覆盖规划和容量规划进行模拟

5. 无线参数规划 ****:****包含天线高度,方向角,下倾角等小区基本参数,频率规划,PCI参数

5G应用场景:

  1. eMBB 典型场景( 增强型移动宽带 ****):****超高清视频/在线游戏/会议,VR
  2. mMTC 典型场景( 海量机器类通信 ****):****智能家具,可穿戴设备,交通管控,智能测量/监控、电网
  3. uRLLC 典型场景( 低时延高可靠的通信 ****):****自动驾驶,能源管理,无人机控制,工业自动化,远程手术

其他通信技术(除5G外):

蓝牙通信技术:

蓝牙是什么?

蓝牙是一种近距离通信(10m以内)的无线技术标准

应用:无线耳机,车载音响,智能锁门

Wi-Fi:

也是一种近距离(百米)无线通信技术,为用户提供无线的带宽互联网访问方式

技术标准为IEEE802.11

能够访问WI-FI网络的地方又被成为热点---无线路由器,手机,电脑

工作频段****:**** 2.4GHZ ,5GHZ

紫峰(zigbee):

一种新兴的短距离,低速率,低功耗无线通信技术

应用:可支持数千个微型传感器之间互相协调实现通信,主要用于互联网行业,并在农业工业和智能家居等领域得到广大应用

RFID(射频识别)通信技术:

一种利用射频信号通过空间耦合,通过无线接触信息传递达到识别和定位目的的技术

应用:条码扫描,公交卡刷卡支付,身份证识别

NFC通信技术:

近距离高频无线技术,由RFID发展而来

应用:门禁的芯片,公交无卡支付

卫星通信:

实现远距离信息传播,特点:通信范围大,可靠性高(不受陆地灾害影响)

光纤通信:

以光波为载体,光导纤维为传输介质

特点:频带宽,损耗低,中继距离长,抗电磁干扰能力强,重量轻,耐腐蚀

应用:公共通信,航天,电力以及铁道通信交通控制

扫盲:

  1. 链路带宽,值链路上每秒所能传送的比特数,强调的是最大能达到的速率
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