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