4G通信技术PPT课件

移动通信4G技术移动通信4G技术1核核心心技技术术2区区别别传传统统 3主主要要优优势势 4存存在在缺缺陷陷 5展展望望未未来来4G1核心技术2区3主4存在缺陷5展望未来4GStep1:4G-核心技术核心技术 核心技术核心技术1 11Step1:核心技术11核心技术核心技术1 11(1)接入方式和多址方案(2)调制与编码技术(3)高性能的接收机(4)智能天线技术(5)MIMO技术(6)软件无线电技术(7)基于IP的核心网(8)多用户检测技术 核心技术11(1)接入方式和多址方案核心技术核心技术1 111）.接入方式和多址方案(正交频分复用)是一种无线环境下的高速传输技术，其主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，各子载波并行传输。尽管总的信道是非平坦的，即具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽。OFDM技术的优点是可以消除或减小信号波形间的干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高了频谱利用率，可实现低成本的单波段接收机。OFDM的主要缺点是功率效率不高。核心技术111）.接入方式和多址方案(正交频分复用)是核心技术核心技术1 112).调制与编码技术4G移动通信系统采用新的调制技术，如多载波正交频分复用调制技术以及单载波自适应均衡技术等调制方式，以保证频谱利用率和延长用户终端电池的寿命。4G移动通信系统采用更高级的信道编码方案(如Turbo码、级连码和LDPC等)、自动重发请求(ARQ)技术和分集接收技术等，从而在低Eb/N0条件下保证系统足够的性能。核心技术112).调制与编码技术4G移动通信系统采用新的核心技术核心技术1 113)高性能的接收机4G移动通信系统对接收机提出了很高的要求。Shannon定理给出了在带宽为BW的信道中实现容量为C的可靠传输所需要的最小SNR。按照Shannon定理，可以计算出，对于3G系统如果信道带宽为5MHz，数据速率为2Mb/s，所需的SNR为l.2dB；而对于4G系统，要在5MHz的带宽上传输20Mb/s的数据，则所需要的SNR为12dB。可见对于4G系统，由于速率很高，对接收机的性能要求也要高得多。核心技术113)高性能的接收机4G移动通信系统对接收机提4)智能天线技术智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，被认为是未来移动通信的关键技术。智能天线应用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。核心技术核心技术1 114)智能天线技术智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数核心技术核心技术1 115)MIMO技术(多输入多输出)技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术，它采用分立式多天线，能够有效的将通信链路分解成为许多并行的子信道，提高了容量。当不同的接收天线和不同的发射天线之间互不相关时，MIMO系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能，从而获得巨大的容量。如：当接收天线和发送天线数目都为8根，且平均信噪比为20dB时，链路容量可以高达42bps/Hz，是单天线系统所能达到容量的40多倍。因此，在功率带宽受限的无线信道中，MIMO技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。核心技术115)MIMO技术(多输入多输出)技术是指利用6)软件无线电技术软件无线电是将标准化、模块化的硬件功能单元经过一个通用硬件平台，利用软件加载方式实现各种类型的无线电通信系统的一种具有开放式结构的新技术。软件无线电的核心思想是在尽可能靠近天线的地方使用宽带A/D和D/A变换器，并尽可能多地用软件来定义无线功能，各种功能和信号处理都尽可能用软件实现。其软件系统包括各类无线信令规则与处理软件、信号流变换软件、信源编码软件、信道纠错编码软件、调制解调算法软件等。核心技术核心技术1 116)软件无线电技术软件无线电是将标准化、模块化的硬件功能核心技术核心技术1 117)基于IP的核心网移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络，同已有的移动网络相比具有根本性的优点，即：可以实现不同网络间的无缝互联。核心网独立于各种具体的无线接入方案，能提供端到端的IP业务，能同已有的核心网和PSTN兼容。核心网具有开放的结构，能允许各种空中接口接入核心网；同时核心网能把业务、控制和传输等分开。采用IP后，所采用的无线接入方式和协议与核心网络(CN)协议、链路层是分离独立的。核心技术117)基于IP的核心网移动通信系统的核心网是一8)多用户检测技术多用户检测是宽带通信系统中抗干扰的关键技术。在实际的CDMA通信系统中，各个用户信号之间存在一定的相关性，这就是多址干扰存在的根源。由个别用户产生的多址干扰固然很小，可是随着用户数的增加或信号功率的增大，多址干扰就成为宽带CDMA通信系统的一个主要干扰。传统的检测技术完全按照经典直接序列扩频理论对每个用户的信号分别进行扩频码匹配处理，因而抗多址干扰能力较差；核心技术核心技术1 118)多用户检测技术多用户检测是宽带通信系统中抗干扰的关键2 22Step2:4G-区别传统区别传统 区别传统区别传统 22Step2:区别传统区别传统区别传统2 224G通信技术并没有脱离以前的通信技术，而是以传统通信技术通信技术并没有脱离以前的通信技术，而是以传统通信技术为基础，并利用了一些新的通信技术，来不断提高无线通信的为基础，并利用了一些新的通信技术，来不断提高无线通信的网络效率和功能的网络效率和功能的。1.与传统的通信技术相比，与传统的通信技术相比，4G通信技术最明显通信技术最明显的优势在于通话质量及数据通信速度。的优势在于通话质量及数据通信速度。2.4G通信技术将是继第三代以后的又一次无线通信技术将是继第三代以后的又一次无线通信技术演进，其开发更加具有明确的目标性通信技术演进，其开发更加具有明确的目标性 3.为了充分利用为了充分利用4G通信给我们带来的先进服务，通信给我们带来的先进服务，我们还必须借助各种各样的我们还必须借助各种各样的4G终端才能实现终端才能实现 区别传统224G通信技术并没有脱离以前的通信技术，而是以传统Step3:4G-主要优势主要优势 主要优势主要优势 3 33Step3:主要优势33通信速度更快通信速度更快 网络频谱更宽网络频谱更宽 主要优势主要优势3 33医学智能通信更加灵活通信更加灵活 智能性能更高智能性能更高 兼容性能更平滑兼容性能更平滑 频率使用效率更高频率使用效率更高 通信速度更快网络频谱更宽主要优势33医学智能通信更加灵活1、通信速度更快从移动通信系统数据传输速率作比较，第一代模拟式仅提供语音服务；第二代数位式移动通信系统传输速率也只有9.6Kbps，最高可达32Kbps，如PHS；而第三代移动通信系统数据传输速率可达到2Mbps；专家则预估，第四代移动通信系统可以达到10Mbps至20Mbps，甚至最高可以达到每秒高达100Mbps速度传输无线信息，这种速度将相当于目前手机的传输速度的1万倍左右。主要优势主要优势 3 331、通信速度更快主要优势332、网络频谱更宽要想使4G通信达到100Mbps的传输，通信营运商必须在3G通信网络的基础上，进行大幅度的改造和研究，以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的蜂窝系统的带宽高出许多。据研究4G通信的AT&T的执行官们说，估计每个4G信道将占有100MHz的频谱，相当于W-CDMA3G网路的20倍。主要优势主要优势 3 332、网络频谱更宽主要优势333、通信更加灵活未来的4G通信将使我们不仅可以随时随地通信，更可以双向下载传递资料、图画、影像，当然更可以和从未谋面的陌生人网上联线对打游戏。也许你将有被网上定位系统永远锁定无处遁形的苦恼，但是与它据此提供的地图带来的便利和安全相比，这简直可以忽略不计。主要优势主要优势 3 333、通信更加灵活主要优势334、智能性能更高第四代移动通信的智能性更高，不仅表现在4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化，如对菜单和滚动操作的依赖程度大大降低，4G手机可以实现许多难以想象的功能。如4G手机将能根据环境、时间以及其他设定的因素来适时地提醒手机的主人此时该做什么事，或者不该做什么事，4G手机可以将电影院票房资料，直接下载到PDA上，这些资料能够把目前的售票情况、座位情况显示得清清楚楚，大家可以根据这些信息来进行在线购买自己满意的电影票等主要优势主要优势 3 334、智能性能更高主要优势335、兼容性能更平滑要使4G通信尽快地被人们接受，不但考虑的它的功能强大外，还应该考虑到现有通信的基础，以便让更多的现有通信用户在投资最少的情况下就能很轻易地过渡到4G通信。因此，从这个角度来看，未来的第四代移动通信系统应当具备全球漫游，接口开放，能跟多种网络互联，终端多样化以及能从第二代平稳过渡等特点。主要优势主要优势 3 335、兼容性能更平滑主要优势336、提供各种增殖服务4G通信并不是从3G通信的基础上经过简单的升级而演变过来的，它们的核心建设技术根本就是不同的，3G移动通信系统主要是以CDMA为核心技术，而4G移动通信系统技术则以正交多任务分频技术(OFDM)最受瞩目，利用这种技术人们可以实现例如无线区域环路(WLL)、数字音讯广播(DAB)等方面的无线通信增殖服务；不过考虑到与3G通信的过渡性，第四代移动通信系统不会在未来仅仅只采用OFDM一种技术，CDMA技术将会在第四代移动通信系统中，与OFDM技术相互配合以便发挥出更大的作用主要优势主要优势 3 336、提供各种增殖服务主要优势33Step4:4G-存在缺陷存在缺陷 存在缺陷存在缺陷 4 44Step4:存在缺陷4444G-存在缺陷存在缺陷1、标准难以统一、标准难以统一 2、技术难以实现、技术难以实现 3、容量受到限制、容量受到限制 4、市场难以消化、市场难以消化 5、设施难以更新、设施难以更新 6、其他相关困难、其他相关困难 44G-存在缺陷1、标准难以统一44G-存在缺陷存在缺陷1、标准难以统一虽然从理论上讲，3G手机用户在全球范围都可以进行移动通信，但是由于没有统一的国际标准，各种移动通信系统彼此互不兼容，给手机用户带来诸多不便。因此，开发第四代移动通信系统必须首先解决通信制式等需要全球统一的标准化问题，而世界各大通信厂商将会对此一直在争论不休。44G-存在缺陷1、标准难以统一虽然从理论上讲，3G44G-存在缺陷存在缺陷2、技术难以实现据研究这项技术的开发人员而言，要实现4G通信的下载速度还面临着一系列技术问题。例如，如何保证楼区、山区，及其它有障碍物等易受影响地区的信号强度等问题。日本DoCoMo公司表示，为了解决这一问题，公司将对不同编码技术和传输技术进行测试。另外在移交方面存在的技术问题，使手机很容易在从一个基站的覆盖区域进入另一个基站的覆盖区域时和网络失去联系。由于第四代无线通信网络的架构相当复杂，这一问题显得格外突出。44G-存在缺陷2、技术难以实现据研究这项技术的开发44G-存在缺陷存在缺陷3、容量受到限制人们对未来的4G通信的印象最深的莫过于它的通信传输速度将会得到极大提升，从理论上说其所谓的每秒100MB的宽带速度，比目前手机信息传输速度每秒10KB要快1万多倍，但手机的速度将受到通信系统容量的限制，如系统容量有限，手机用户越多，速度就越慢。据有关行家分析，4G手机将很难达到其理论速度。如果速度上不去，4G手机就要大打折扣。44G-存在缺陷3、容量受到限制人们对未来的4G通信44G-存在缺陷存在缺陷4、市场难以消化有专家预测在10年以后，第三代移动通信的多媒体服务将进入第三个发展阶段，此时覆盖全球的3G网络已经基本建成，全球25%以上人口使用第三代移动通信系统，第三代技术仍然在缓慢地进入市场，到那时整个行业正在消化吸收第三代技术，对于第四代移动通信系统的接受还需要一个逐步过渡的过程。另外，在过渡过程中，如果4G通信因为系统或终端的短缺而导致延迟的话，那么号称5G的技术随时都有可能威胁到4G的赢利计划，此时4G漫长的投资回收和赢利计划将变得异常的脆弱。44G-存在缺陷4、市场难以消化有专家预测在10年以44G-存在缺陷存在缺陷5、设施难以更新在部署4G通信网络系统之前，覆盖全球的大部分无线基础设施都是基于第三代移动通信系统建立的，如果要向第四代通信技术转移的话，那么全球的许多无线基础设施都需要经历着大量的变化和更新，这种变化和更新势必减缓4G通信技术全面进入市场、占领市场的速度。而且到那时，还必须要求3G通信终端升级到能进行更高速数据传输及支持4G通信各项数据业务的4G终端，也就是说4G通信终端要能在4G通信网络建成后及时提供，不能让通信终端的生产滞后于网络建设。但根据目前的事实来看，在4G通信技术全面进入商用之日算起的二三年后，消费者才有望用上性能稳定的4G通信手机。44G-存在缺陷5、设施难以更新在部署4G通信网络44G-存在缺陷存在缺陷6、其他相关困难因为手机的功能越来越强大，而无线通信网络也变得越来越复杂，同样4G通信在功能日益增多的同时，它的建设和开发也将会遇到比以前系统建设更多的困难和麻烦。每一种新的设备和技术推出时，其后的软件设计和开发必须及时能跟上步伐，才能使新的设备和技术得到很快推广和应用，具体的设备和用到的技术还没有完全成型，因此对应的软件开发也将会遇到困难；另外费率和计费方式对于4G通信的移动数据市场的发展尤为重要，如WAP手机推出后，用户花了很多的连接时间才能获得信息，而按时间及信息内容的收费方式使用户难以承受，因此必须及早慎重研究基于4G通信的收费系统，以利于市场发展。还有4G通信不仅需要区分语音流量和互联网数据，还需要具备能到数据传输速度很慢的第三代无线通信网络上平稳使用的性能，这就需要通信营运商们必须能找到一个很好的解决这些问题的方法，而要解决办法就必须首先在大量不同的设备上精确执行4G规范，要做到这一点，也需要花费一段时间。且到了4G通信真正开始推行时，熟悉4G通信业务的经验和专门技术人才不多，这样同样也会延缓4G通信在市场上迅速推广的速度，因此到时对于设计、安装、运营、维护4G通信的专门技术人员须早日进行培训。44G-存在缺陷6、其他相关困难因为手机的功能越来越Step5:4G-发展展望发展展望 发展展望发展展望 5 55Step5:发展展望55未来展望5 55在国内，2013年是4G投资爆发性增长的一年，机构普遍预计建网高潮将持续3年。中信证券预测数据显示，2013年-2015年中国4G设备投资额分别为411亿元、475亿元、500亿元，增长率分别为513%、16%、5%。其中，三年间主设备、传输投资、基站配套、电源的投资总额分别约为619亿107亿479亿和179亿。单从2013年来看，主设备、射频器件、网络优化覆盖、传输等市场的投资增长率将分别达到523%、573%、613%和322%。未来展望55在国内，2013年是4G投资爆发性增长的一年，机4G投资的三个阶段正好匹配建网的三个阶段：在建网的连续覆盖阶段，时间跨度为2012-2014年，特征表现为投资的高速增长，2013和2014年的增速分别达到了730%和41%，在建网的发展用户阶段，时间跨度为2014-2016年，特征表现为投资增速的下降，2015年的投资增速为-3%，而建网的精品网络阶段特征，时间跨度为2016年以后，特征表现为投资再次高速增长，2016和2017年的增速分别恢复到了33%和41%12。2013年12月4日正式向三大运营商发布4G牌照，中国移动、中国电信和中国联通均获得TD-LTE牌照，不过中国联通和中国电信热切期待的FDD-LTE牌照，暂未发放4G投资的三个阶段正好匹配建网的三个阶段：在建网的连续覆盖PPT模板下载： 2.随心所欲的漫游随心所欲的漫游 3.提高数据包和声音文件提高数据包和声音文件的传输速率的传输速率 未来的未来的4GPPT模板下载：