移動通信系統(tǒng)的發(fā)展與應用

課程教案設計無線通信技術專業(yè)：物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)職業(yè)：物聯(lián)網(wǎng)技術工程師學習領域：移動物聯(lián)網(wǎng)技術學習項目：移動通信系統(tǒng)的發(fā)展與應用(4學時)學習任務了解移動通信系統(tǒng)標準化研究過程，了解標準化組織及標準化工作進展。掌握5G系統(tǒng)的新需求及標準化工作。重點掌握5G系統(tǒng)的新場景、新技術和新應用。教學過程設計：2.1移動通信標準化研究機構引導性提問：針對移動通信系統(tǒng)，有專門的標準化組織致力于移動通信的標準化工作，你可以說出一些熟悉的組織名稱嘛？知識點1：標準化組織介紹包含歐洲電信標準化協(xié)會、中國通信標準化協(xié)會、美國電信工業(yè)協(xié)會、日本無線工業(yè)及商貿(mào)聯(lián)合會、移動通信技術協(xié)會和韓國的電信技術協(xié)會等；移動通信接口標準的定義規(guī)范，國際電信聯(lián)盟的職責和任務。知識點2：移動通信接口標準化進程3G系統(tǒng)、4G系統(tǒng)以及5G系統(tǒng)的定義及演進過程；5G的研究進展及三大應用場景。2.2第五代移動通信系統(tǒng)知識點1：5G標準化進展5G系統(tǒng)是一個端到端的、全移動的、全連接的生態(tài)系統(tǒng)，提供全覆蓋的一致性體驗，提供可持續(xù)的商業(yè)模型，通過現(xiàn)有的和即將涌現(xiàn)的創(chuàng)新，為用戶和合作伙伴創(chuàng)造價值。5G標準化的研究分幾個階段展開，形成了Release15、Release16和Release17等幾個演進版本的標準。知識點2（重點）：5G應用場景及性能指標IMT-2020確定了5G系統(tǒng)的幾個重要性能指標：峰值速率最高達到10Gbit/s，頻譜效率是現(xiàn)有IMT-Advanced系統(tǒng)的3倍以上，支持500km/h移動速度下的用戶通信，系統(tǒng)延時不超過1ms，支持高密度、高能效的連接，并保證每平方米范圍內(nèi)的區(qū)域流量等。對比4G系統(tǒng)的性能指標，可以看出對于5G系統(tǒng)，除了傳輸容量增加的用戶需求之外，隨著物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動化技術的發(fā)展，能量的消耗、接入的延時及接入密度等都是5G系統(tǒng)需要考慮的因素。在IMT-2020的定義中，5G系統(tǒng)將達到10Gbit/s的峰值速率，在增強移動寬帶的通信場景下，5G系統(tǒng)可以支持不同場景下的差異性用戶接入；在廣覆蓋的通信環(huán)境下，普通的城市或郊區(qū)用戶可以達到100Mbit/s的平均速率；在某些熱點覆蓋區(qū)域，用戶可以實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸。5G系統(tǒng)中，在增強移動寬帶的通信場景下，頻譜的接入效率將是現(xiàn)有4G網(wǎng)絡頻譜接入效率的3倍或者更高。提供不到1ms的系統(tǒng)延時，從而支撐某些低延時業(yè)務的需求。5G系統(tǒng)要求最高可以支持500km/h移動場景下的用戶通信。5G系統(tǒng)將支持106個設備/平方千米的連接密度，從而為海量的移動物聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務提供通信基礎。2.35G新技術及新應用引導性提問：是什么讓5G網(wǎng)絡具有如此卓越的能力呢？知識點1：5G中的新技術5G系統(tǒng)采用了一系列新的關鍵技術，主要包括大規(guī)模天線技術、異構超密集組網(wǎng)技術、新型多址技術、全頻譜接入技術和新型網(wǎng)絡架構等。大規(guī)模天線技術是多天線技術的增強應用，其通過在發(fā)射端和接收端配備多根天線達到提升系統(tǒng)頻譜效率的目的。異構超密集無線網(wǎng)絡系統(tǒng)可以有效提升系統(tǒng)的能量效率，增加網(wǎng)絡覆蓋和吞吐量，大大提升網(wǎng)絡用戶的通信體驗。在5G系統(tǒng)的接入方案中出現(xiàn)了一系列非正交多址接入。非正交多址接入技術通過發(fā)射信號的疊加傳輸提升系統(tǒng)的接入能力，可有效支撐5G系統(tǒng)每平方千米兆數(shù)量級設備的連接需求。全頻譜接入技術通過有效利用各類頻譜資源，緩解5G系統(tǒng)對頻譜資源的巨大需求。除了為5G尋找新的頻譜資源以外，未來還可能使用對2G/3G頻譜進行重耕、使用未授權頻段等方法為5G系統(tǒng)提供更多的頻譜資源。5G系統(tǒng)中將采用端到端的網(wǎng)絡切片技術，將網(wǎng)絡分割成多個切片，每個切片在邏輯上相互獨立，可以實現(xiàn)某個特定類型業(yè)務的最佳體驗。知識點2：5G的應用場景國際標準化組織3GPP定義了5G系統(tǒng)的增強型移動寬帶（enhancedMobileBroadBand，eMBB）業(yè)務、海量機器類通信（massiveMachineTypeCommunication，mMTC）業(yè)務和高可靠低延時連接（uRLLC）業(yè)務三大應用場景，并從吞吐率、延時、連接密度和頻譜效率提升等8個維度定義了對5G系統(tǒng)的能力要求。增強型移動寬帶業(yè)務在現(xiàn)有寬帶通信網(wǎng)絡的基礎上，為用戶提供高速率的數(shù)據(jù)傳輸和大流量的移動業(yè)務。這也就意味著，在5G系統(tǒng)的覆蓋下，用戶將獲得更高速的上行、下行數(shù)據(jù)傳輸。5G系統(tǒng)不僅需要為人與人之間提供通信服務，還將面對眾多物物相連的場景。以車聯(lián)網(wǎng)為例，信息的發(fā)射端、接收端及中繼站，消息傳遞過程必須保證私密性、安全性、可靠性及實時性。除此之外，工業(yè)自動化也需要高可靠低延時的無線通信。大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務也是5G網(wǎng)絡面向的主要應用場景之一。海量機器類通信為大量低成本、低能耗的設備提供了有效的連接方式。拓展性問題：請結合實際應用例舉你身邊的A）收集、轉(zhuǎn)換、存儲、處理、輸出、輸入和人機交互B）收集、輸入、存儲、輸出、處理和傳輸C）存儲、處理、校驗、加工、輸出和人工交互D）收集、傳輸、存儲、處理、輸出和人機交互2、物流中按載體的類型可將信息分類為A）單據(jù)、臺帳、報表、計劃、文件等B）供貨人、客戶、訂貨合同、交通運輸、市場等C）磁盤文件、數(shù)據(jù)文件、圖形文件、多媒體文件等D）內(nèi)部單據(jù)、外部單據(jù)、明細臺帳、流水賬等3、不屬于現(xiàn)代物流特點的是A）信息化B）網(wǎng)絡化C）智能化D）人工化4、下列關于Windows98的論述中錯誤的是A）采用圖形用戶界面B）是系統(tǒng)軟件C）是多任務操作系統(tǒng)D）是應用軟件5、ECR指的是A）快速反應B）高消費者響應C）連續(xù)補貨D）價值鏈驅(qū)動6、用計算機對物流領域的信息進行的處理，屬于計算機應用領域的A）數(shù)據(jù)處理B）輔助設計C）實時控制D）人工智能7、下列表述中錯誤的是A）表是數(shù)據(jù)庫中用來存放數(shù)據(jù)的場所B）關系型數(shù)據(jù)表中的行稱為字段C）值是存放在表行列交叉處的數(shù)據(jù)D）數(shù)據(jù)庫是按某種規(guī)則組織起來的數(shù)據(jù)集合8、WWW的網(wǎng)頁文件是A）用HTML編寫，并在HTTP協(xié)議支持下運行的B）用HTTP編寫，并在HTML協(xié)議支持下運行的C）用HTML編寫，并在FTP協(xié)議支持下運行的D）用XML編寫，并在FTP協(xié)議支持下運行的9、E-mail是因特網(wǎng)上使用最廣泛的一種服務，它的中文名稱是A）郵件傳輸協(xié)議B）電子雜志C）電子郵件D）電子郵箱10、以下敘述中屬于總線拓撲結構缺點的是A）中央節(jié)點的負擔較重，易形成瓶頸B）分布式協(xié)議不能保證信息的及時傳輸C）不易擴充，增加和減少用戶比較麻煩D）用戶端的故障會引起全網(wǎng)絡的故障11、TCP/IP協(xié)議組織的層次模型分為A）3層B）4層C）5層D）7層12、以下敘述代碼的功能中，任何代碼都必須具有的最基本的功能是A）分類B）排序C）特定含義D）標識唯一13、以分類對象的從屬、層次關系為排列順序的一種代碼是A）鑲嵌式組合碼B）復合碼C）層次碼D）特征組合碼14、NAVSTAR衛(wèi)星提供的兩種定位服務中，P碼的服務對象是A）企業(yè)B）社會C）學校D）軍方15、在編制《物流信息標準體系表》時，應包括現(xiàn)有的、應有的和預計發(fā)展的物流信息國家標準，即遵循A）穩(wěn)定性原則B）完整性原則C）層次性原則D）先進性原則16、EDI的核心標準是A）EDI單證標準B）EDI報文標準C）EDI綜合標準D）EDI代碼標準17、由分類部分和標識部分兩個完整的獨立代碼組合而成的代碼是A）數(shù)字化字母順序碼B）特征組合嗎C）矩陣碼D）復合碼18、GPS絕對定位又稱為A）距離定位B）差分定位C）坐標定位D）單點定位19、GPS地面監(jiān)控部分主要負責A）衛(wèi)星星歷的計算和衛(wèi)星的運行B）衛(wèi)星星歷的計算和衛(wèi)星的監(jiān)控C）衛(wèi)星的監(jiān)控和衛(wèi)星的運行D）衛(wèi)星的管理和衛(wèi)星的測20、馮·諾依曼結構的計算機的五大部件是A）存儲器、運算器、控制器、輸入設備和輸出設備B）存儲器、鍵盤、鼠標、顯示器和移動硬盤C）主機、軟盤、硬盤、顯示器和光盤D）寄存器、加法器、控制器、輸入設備和輸出設備21、在線分類體系中，由一個類目直接劃分出來的多個下一級的類目，彼此稱為A）同位類B）上位類C）下位類D）旁位類22、在計算機中，一旦斷電數(shù)據(jù)就會消失的存儲器是A）只讀存儲器B）磁盤C）隨機存儲器D）光盤23、在EDI交換中，相當于文章的是A）段B）報文C）數(shù)據(jù)元D）代碼24、在EAN·UCC系統(tǒng)中，表示系列貨運包裝箱代碼（SSCC）的條碼符號是A）UPC-A條碼B）EAN-13條碼C）UCC/EAN-128條碼D）UPC-E條碼25、單位長度條碼所表示條碼字符的個數(shù)，稱為A）條碼密度B）條碼質(zhì)量C）條碼長度