第四代移動通信技術(shù)詳解.ppt

1、第四代移動通信技術(shù),目錄,第一代模擬移動通信技術(shù)(1G)。 第二代數(shù)字移動通信技術(shù)(2G)。 第三代多媒體移動通信技術(shù)(3G)。 雖然3G傳輸率快，仍無法滿足多媒體的通信需求。4G希望能提供更大的頻寬需求，滿足3G 尚不能達(dá)到的在覆蓋、質(zhì)量、造價上支持的高速數(shù)據(jù)和高分辨率多媒體服務(wù)的需要。,移動通信的發(fā)展歷程,所謂4G技術(shù)，指的是第四代移動通信技術(shù)(the 4th Generation)，該技術(shù)能進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳輸速度，是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像，且圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下的技術(shù)產(chǎn)品。 4G是3G技術(shù)的進(jìn)一步演化，是在傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷地提高無線通信

2、的網(wǎng)絡(luò)效率和功能。同時，它包含的不僅僅是一項(xiàng)技術(shù)，而是多種技術(shù)的融合。不僅僅包括傳統(tǒng)移動通信領(lǐng)域的技術(shù)，還包括寬帶無線接入領(lǐng)域的新技術(shù)及廣播電視領(lǐng)域的技術(shù)。最能概括4G技術(shù)就是兩句話：一是4G能夠提供高速移動網(wǎng)絡(luò)寬帶服務(wù)；二是4G基于全球移動通信LTE標(biāo)準(zhǔn)(即Long Term Evolution，簡稱LTE，長期演進(jìn)技術(shù))之上。,4G簡介,LTE(Long Term Evolution)長期演進(jìn)項(xiàng)目并非是人們所認(rèn)為的4G技術(shù)，它是3G和4G之間的一個過渡技術(shù)，是3.9G的全球標(biāo)準(zhǔn)。 目前主流的3G技術(shù)主要有TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000，而前兩種采用了3GPP(3rd gen

3、eration partnership project)技術(shù)演進(jìn)路線，即由HSDPA演進(jìn)至HSPA+，進(jìn)而發(fā)展為LTE。雖然CDMA2000采用的是3GPP2路線，但由于高通對其最終演進(jìn)技術(shù)UMB研發(fā)的放棄，其最終演進(jìn)方向也定格在了LTE上。在我國，由于WIMAX和其他技術(shù)的邊緣化，而LTE自身完善的產(chǎn)業(yè)鏈、規(guī)模效應(yīng)和更高的成熟度， 故而受到了大多運(yùn)營商的青睞。,LTE標(biāo)準(zhǔn),LTE系統(tǒng)要求核心網(wǎng)是基于分組交換的，能夠提高數(shù)據(jù)速率、降低時延和復(fù)雜度、提高用戶容量和系統(tǒng)容量等，這些需求使得原來的陸地?zé)o線接入網(wǎng)(U-TRAN)和陸地?zé)o線接入(UTRA)的架構(gòu)無法滿足要求，需要進(jìn)行調(diào)整和演進(jìn)，我們稱之

4、為演進(jìn)的陸地?zé)o線接入網(wǎng)(E-UTRAN)和演進(jìn)的陸地?zé)o線接人(E-U-TRA)。,LTE系統(tǒng)的總體架構(gòu),4G通信的優(yōu)點(diǎn),通信速度更快：第四代移動通信系統(tǒng)最高可以達(dá)到每秒100Mbps速度傳輸無線信息，這種速度會相當(dāng)于2009年最新手機(jī)的傳輸速度的1萬倍左右。 網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬：估計(jì)每個4G信道會占有100MHz的頻譜。相當(dāng)于W-CDMA 3G 網(wǎng)路的20倍。 通信更加靈活：4G手機(jī)應(yīng)該算得上是小型電腦，從外觀和式樣上。它會有更驚人的突破，任何一件物品都有可能成為4G終端。未來的4G通信使人們不僅可隨時隨地通信，更可雙向下載傳遞資料、圖畫、影像，和陌生人網(wǎng)上聯(lián)線對打游戲。 智能性能更高：第四代移動通

5、信可以實(shí)現(xiàn)許多難以想象的功能。如能根據(jù)環(huán)境、時間以及其他因素來適時地提醒手機(jī)主人此時該做何事?；蛘卟辉撟龊问拢豢梢员划?dāng)作手提電視。,4G通信的優(yōu)點(diǎn),兼容性能更平滑：第四代移動通信系統(tǒng)具備全球漫游，接口開放，能跟多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，終端多樣化以及能從第二代平穩(wěn)過渡等特點(diǎn)。 提供各種增值服務(wù)：4G移動通信系統(tǒng)技術(shù)以正交多任務(wù)分頻技術(shù)(OFDM)最受矚目，利用這種技術(shù)人們可以實(shí)現(xiàn)例如無線區(qū)域環(huán)路(WLL)、數(shù)字音訊廣播(DAB)等方面的無線通信增殖服務(wù)。 實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的多媒體通信：4G通信能滿足第三代移動通信尚不能達(dá)到的在覆蓋范圍、通信質(zhì)量、造價上支持的高速數(shù)據(jù)和高分辨率多媒體服務(wù)的需要，它又被稱為“多媒

6、體移動通信”。 頻率使用效率更高：第四代移動通信可以讓更多的人使用與以前相同數(shù)量的無線頻譜做更多的事情，而且做這些事情的時候速度相當(dāng)快。 通信費(fèi)用更加便宜：通信營運(yùn)商們會考慮采用逐步 引入的方法，有效地降低運(yùn)行者和用戶的費(fèi)用。,正交頻分復(fù)用(OFDM) OFDM技術(shù)實(shí)際上是多載波調(diào)制方式的一種。它的主要思想是：將信道分成若干個正交子信道，把高速數(shù)據(jù)信號流轉(zhuǎn)換成并行的低速的子數(shù)據(jù)流，再調(diào)制在子信道上進(jìn)行傳輸，從而減少子信道之間的相互干擾，使信道均衡變得相對容易。 智能天線技術(shù) 智能天線的原理是利用信號在各傳輸方向上的特點(diǎn)及差異，將同頻率、同時隙或者同碼道的信號區(qū)分開，動態(tài)地變更信號的覆蓋區(qū)域，使

7、主波束對準(zhǔn)用戶方向，而旁瓣或零陷則瞄準(zhǔn)干擾信號的方向，并自動地跟蹤用戶和監(jiān)測環(huán)境的變化，從而達(dá)到抑制干擾、準(zhǔn)確提取有效信號的目的。,4G系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),軟件無線電(SDR)技術(shù) 為了保證移動終端能夠匹配各種不同類型的空中接口，并能進(jìn)行不同業(yè)務(wù)類型之間的自由轉(zhuǎn)換，引入了軟件無線電技術(shù)。該技術(shù)的設(shè)計(jì)新思路強(qiáng)調(diào)盡可能地形成一個通用硬件平臺，采用各種應(yīng)用軟件來實(shí)現(xiàn)盡可能多的無線通信及個人通信功能。 多用戶檢測技術(shù) 技術(shù)原理：把同時占用同個信道的所有用戶的信號都當(dāng)作有用信號來處理，利用用戶的時間、碼元、信號幅度以及相位等信息進(jìn)行聯(lián)合檢測，主要取決于捕捉到的能量、相位的影響和碼跟蹤差錯，從而得出單個用戶的

8、信號。 IPV6技術(shù) 為了擴(kuò)大地址空間、提高網(wǎng)絡(luò)的整體吞吐量、 改善QoS、使網(wǎng)絡(luò)更有安全性保證，4G通信系統(tǒng)采 用IPv6技術(shù)作為下一代網(wǎng)絡(luò)的核心協(xié)議。,4G系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),4G 技術(shù)的發(fā)展前景,4G通信技術(shù)在IPv6技術(shù)上的應(yīng)用前景 現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)絕大多數(shù)都是建立在Ipv4的協(xié)議基礎(chǔ)上運(yùn)行的，Ipv4本身有一個十分致命的缺陷， 它采用的32位地址長度，大概只能夠容納43億個地址，隨著應(yīng)用空間的不斷擴(kuò)大，有限的地址空間總有一天會被耗盡。 作為Ipv4另一版本的Ipv6，使得這一情況得到了改善，在未來的應(yīng)用中，Ipv6的地址長度擴(kuò)大了四倍，即采用了128位地址長度，使得地址空間大大增大，未來用戶

9、將不再受到地址容量的限制。 緊隨著4G通信技術(shù)的發(fā)展，人們的生活、工作中將會出現(xiàn)越來越多的IP地址，也推動了越來越多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用，使得信息得到更大范圍的傳播。,4G通信技術(shù)在軟件無線電技術(shù)上的應(yīng)用前景 隨著4G通信技術(shù)的應(yīng)用，將在很大程度上把無線電的設(shè)計(jì)從基于硬件、面向用途的這一局限中解放出來，在未來， 各項(xiàng)硬件的復(fù)雜程度將會逐漸減少，相反，軟件的靈活性將會大大增強(qiáng)，且功能也將變得多樣化，我們不僅可以讓相同的軟件在不同的硬件設(shè)備上實(shí)現(xiàn)不同的功能，更可以令不同的軟件在相同的硬件設(shè)備上實(shí)現(xiàn)不同的功能，從而大大節(jié)約了硬件成本，是一種集約式開發(fā)理念在實(shí)踐中的貫徹落實(shí)。,4G 技術(shù)的發(fā)展前景,4G通信技術(shù)將推動通信技術(shù)在關(guān)鍵技術(shù)上的過渡 4G 通信技術(shù)依然存在著一些暫時難以克服的困難，比如標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一、容量受到限制、設(shè)備難以更新、市場仍待消化、核心技術(shù)還未完全實(shí)現(xiàn)等。 4G通信技術(shù)將會推動關(guān)鍵技術(shù)的過度，也就是技術(shù)的融合一逐漸發(fā)展出一