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1、,演讲者：张某,4G移动通信技术简介,4G移动通信技术简介,Lets Go,3,Contents,4,Introduction To 4G,移动通信发展历程第一代移动通信-模拟蜂窝移动通信-只能提供区域性话音业务、通话效果差、保密性差、用户接听范围有限；频率利用率不高、容量有限、制式太多且不兼容等局限。第二代移动通信-数字蜂窝移动通信（中国GSM系统、CDMA）-采用数字无线传输和无线蜂窝之间先进的切换方法、频率利用率较高、用户数量增加；较强的保密性和抗干扰性，音质清晰，通话稳定，并具备容量大，频率资源利用率高，接口开放，功能强大等优点；数据传输率仅为9.6kbit/s，但存在业务单一、通话和
2、低速数据通信以及无法全球漫游等缺憾。WAP（无线应用协议）、EDGE技术和GPRS（通用无线分组业务）-2G、3G之间的过渡技术；GPRS在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP和X.25分组数据接入服务。“二代半”技术-EDGE技术第三代移动通信（3G）-标志技术WCDMA；结合Internet和高度移动性-除通话以外，可以方便地进行WWW浏览、收发Email、使用可视电话、视频点播等多媒体业务，进行电子商务如购物、交易、金融业务等。3G具有多媒体化、全球化特征，是实现了宽带化、智能化和个人化的综合全球通信业务。最高2Mbit/s的数据传输速率第四代无线通信技术（4G
3、）-第三代移动通信（3G）标准比现有无线技术更强大，但也将面临竞争和标准不兼容等问题。适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的4G将适合所有的移动通信用户，最终实现商业无线网络、局域网、蓝牙、广播、电视卫星通信的无缝衔接并相互兼容。,5,Introduction To 4G,国际电信联盟（ITU）目前已开始研究制定4G系统标准，把移动通信系统同其他系统（如无限局域网，WLAN）结合起来，产生4G技术，2010年前使数据传输速率达到100Mbit/s，也就是在2010年实现4G的商业化。提供更有效的多种业务，实现商业无线网络、局域网、蓝牙、广播、电视卫星通信等的无缝衔接并相互兼容。目前对第四
4、代移动通信系统的描述主要有以下几方面：(1)建立在新的频段(比如5-8GHz或更高)上的无线通信系统，基于分组数据的高速率传输(50Mbps以上)，承载大量的多媒体信息，具有非对称的上下行链路速率、地区的连续覆盖、QoS机制、很低的比特开销等功能；(2)真正的“全球统一”(包括卫星部分)通信系统，基于全新网络体制的系统，或者说其无线部分将是对新网络(智能的、支持多业务的、可进行移动管理)的“无线接入”，能使各类媒体、通信主机及网络之间进行“无缝”连接，使得用户能够自由的在各种网络环境间无缝漫游；(3)将不是单纯的传统意义上的“通信”系统，而是融合了数字通信、数字音/视频接收(点播)/和因特网接
5、入的崭新的系统，用户能够自由的选择协议、应用和网络。让应用业务提供商(ASP)及内容提供商能够提供独立于操作的业务及内容。,6,Relation between 3G and 4G,3G 市场培育作用 4G的过渡阶段 从网络的平滑演进方面来说，3G系统也是必不可少的一个阶段,4G 解决3G系统的缺陷、提供完 善理想化的技术体系 4G系统将会取代3G系统是通 信系统发展的必然趋势,从2G到4G的演进过程,7,三4G移动通信系统中关键技术简介,4G通信系统的网络结构,物理网络层,中间环境层,应用网络层,4G系统针对各种不同业务的接入系统，通过多媒体接入连接到基于IP的核心网中。基于IP技术的网络结
6、构使用户可实现在3G、4G、WLAN及固定网间无缝漫游。4G网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层、应用网络层。,8,4G通信系统的网络结构,物理网络层提供接入和路由选择功能，中间环境层的功能有网络服务质量映射、地址变换和完全性治理等。 物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的，使发展和提供新的服务变得更轻易，提供无缝高数据率的无线服务，并运行于多个频带，这一服务能自适应于多个无线标准及多模终端，跨越多个运营商和服务商，提供更大范围服务。,4G移动通信系统网络组成示意图,9,三4G移动通信系统中关键技术简介,OFDM(正交频分复用),软件无线电,智能天线,移动IPv6,4G通信
7、 关键技术,10,OFDM(正交频分复用) 技术,频谱利用率很高，频谱效率比串行系统高近一倍,适合高速数据传输,对频偏和相位噪声敏感,OFDM技术优缺点,抗衰落能力强,抗码间干扰(ISI)能力强,功率峰值与均值比(PARR)大，导致发送端放大器功率效率较低,自适应的调制技术使系统复杂度有所增加,是4G通信网的核心技术 其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰(ICI)。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而
8、可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。,11,软件无线电,系统结构通用，功能实现灵活，改进升级方便,提供了不同系统间互操作的可能性,由于通过软件实现系统的主要功能，因此更易于 采用新的信号处理手段，从而提高了系统抗干扰的 性能。,软件无线电的优势,拥有较强跟踪新技术的能力,软件无线电(Software Defined Radio,简称SDR)，就是采用数字信号处理技术，在可编程控制的通用硬件平台上，利用软件来定义实现无线电台各部分功能（包括前端接收、中频处理以及信号的基带处理等）的一种技术。即整个无线电台从高频、中频、基带直到控制协议部分
9、全部由软件编程来完成。 基本思想是将硬件作为其通用的基本平台，把尽可能多的无线及个人通信功能通过可编程软件来实现，使其成为一种多工作频段、多工作模式、多信号传输与处理的无线电系统。也可以说，是一种用软件来实现物理层连接的无线通信方式。 核心技术是用宽频带无线接收机代替原来的窄带接收机，并将宽带的模拟/数字、数字/模拟变换器尽可能的靠近天线，从而使通信电台的功能尽可能多的采用可编程软件来实现。,12,智能天线（SA）,提高系统容量,降低系统干扰,扩大覆盖区域,智能天线优点,降低系统建设成本,智能天线定义为波束间没有切换的多波束或自适应阵列天线。 智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节
10、等智能功能，被认为是未来移动通信的关键技术，其基本工作原理是根据信号来波的方向自适应地调整方向图，跟踪强信号，减少或抵消干扰信号。 智能天线采用了空分多址(SDMA)的技术，利用信号在传输方向上的差别，将同频率或同时隙、同码道的信号进行区分，动态改变信号的覆盖区域，使主波束对准用户方向，旁瓣或零陷对准干扰信号方向，并能够自动跟踪用户和监测环境变化，为每位用户提供优质的上行链路和下行链路信号，从而达到抑制干扰、准确提取有效信号的目的。,13,IPv6,巨大的地址空间,自动控制,服务质量,选择IPv6协议主要基于以下几点的考虑,移动性,4G通信系统选择了采用基于IP的全分组的方式传送数据流，因此I
11、Pv6技术将成为下一代网络的核心协议。选择IPv6协议主要基于两点的考虑，一点是足够的地址空间，另外一点是支持移动性管理，这两点是IPv4不具备的。除此以外，IPv6还能够提供较IPv4更好的QoS保证及更好的安全性。 IPv6具有长达128bit的地址空间，即多达2128个地址，能够彻底解决地址资源不足的问题,14,4G的技术特点,4G是多功能集成宽带移动通信系统，比3G更接近于个人通信。其特点主要有： 1高速率：4G的信息传输速率要比3G高一个等级，从2Mbit/s提高到10Mbit/s。 2灵活性强：4G拟采用智能技术，可自适应地进行资源分配。采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂
12、环境进行信号的正常收发。有很强的智能性、适应性和灵活性。 3兼容性好：目前ITU承认的、已有相当规模的移动通信标准有GSM、CDMA和TDMA三大分支，可通过4G标准的制定来解决兼容问题。 4用户共存性：4G能根据网络的状况和信道条件进行自适应处理，使低、高速用户和各种用户设备能够并存与互通从而满足多类型用户的需求。 5业务多样性：未来通信中所需的是多媒体通信：个人通信、信息系统、广播和娱乐等将结合成一个整体。4G能提供各种标准的通信业务，满足宽带和综合多种业务需求。 6技术基础较好：4G将以几项突破性技术为基础，如OFDM、无线接入、软件无线电等，能大幅提高频率使用效率和系统可实现性。 7随
13、时随地的移动接入：4G利用无线接入技术，提供话音、高速信息业务、广播及娱乐等多媒体业务接入方式，用户可随时随地接入系统。 8自治的网络结构：4G网络将是一个完全自治、自适应的网络。可自动治理、动态改变自己的结构以满足系统变化和发展的要求。,15,四第四代通信技术的主要优势,1、通信速度更快 2、网络频谱更宽 3、通信更加灵活 4、智能性能更高 5、兼容性能更平滑 6、提供各种增殖服务 7、实现更高质量的多媒体通信 8、频率使用效率更高 9、通信费用更加便宜,16,五第四代通信技术存在的缺陷,1、标准难以统一 2、技术难以实现 3、容量受到限制 4、市场难以消化 5、设施难以更新 6、其他相关困
14、难,17,六4G通信技术的发展展望,世界发达国家都正在积极进行4G技术规格的研究制定，以期在全球4G规格制定中享有发言权。4G的各项运行标准将由国际电信联盟（ITU）电信标准局决定。新一代无线通信技术在美国及日本等发达国家已经进入密集的研发和市场化阶段。新的研究包括网络结构、用户切换和漫游等移动环境下的系统实现方案，从而实现用户的大范围移动，这种技术路线是当前国际上设计第四代移动通信系统的主要思路。阿尔卡特、爱立信、诺基亚和西门子已共同建立了旨在推动4G技术开发的世界无线研究论坛。 美国AT&T公司已在实验室中研究第四代移动通信技术，其研究目的是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问因特网的速率，
15、这项技术约需五年才能发布。 日本的DoCoMo移动通信公司也已在日本进行第四代移动通信的研究，力图成为第四代移动通信领头羊。 我国4G发展的状况 我国在4G领域也取得得大成果。汉网公司研制出的汉网“宽带无线IP通信系统”要用了4G技术和IP网络技术，以汉网特有的包分多址（PDMA）接入技术为核心，上下行数据速率采用不对称设计，可为无线用户提供高达近2Mbps的高速无线互联网业务，同时提供高速率的文字、图像、视频、话音等不同类型数据业务。可实现手机、PDA、PC之间的自由通信和组播、多点通信等扩展业务。,18,4G的发展趋势,从4G的发展前景看，除0FDM和智能天线等核心技术外还包含一些相关技术
16、。（1）交互干扰抑制和多用户识别：待开发的交互干扰抑制和多用户识别技术应成为4G的组成部分。它们以交互干扰抑制的方式引入到基站和移动电话系统，消除不必要的邻近和共信道用户的交互干扰，确保接收高质量信号。这种组合将满足更大用户容量和覆盖范围，大大减少网络基础设施的部署，确保服务质量。（2）可重构性自愈网络：4G无线网络中将采用智能处理器，可处理节点故障或基站超载。网络各部分采用基于知识解答装置，可纠正网络故障。（3）微微无线电接收器：未来4G中要研究的另一重点，它是嵌入式无线电。采用此技术，功耗是采用现有技术的l/101/100。（4）无线接入网（RAN）：4G系统高速度、大容量，低比特成本。4G系统RAN的发展趋势是电路交换向基于IP分组交换发展，设备分集向网络分集发展。这种基于IP技术的网络架构使得在3G、4G、W-LAN、固定网之间漫游得以实现，并支持下一代因特网。,19,The end,Thanks for attention！,
