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4G通信网络解析


智能天线优点 提高系统容量
降低系统干扰
扩大覆盖区域
降低系统建设成本
IPv6
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IPv6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 选择IPv6协议主要基于以下几点的考虑 巨大的地址空间
• 在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提
供无缝的无线服务与应用 • 在任何地方宽带接入互联网:提供Real-time video、 VoD、VoIP、MMS、Virtual Reality、Teleconference、Internet browser、Audio/Video mail 、chatting、Interactive game等多媒体业务 • 提供增值业务如银行转帐、移动支付、股票交易、信用 卡、保险、教育等 • 提供信息通信之外的定位定时、数据采集、远程控制等 综合功能与服务
4G的定义-----基本概念
• 所谓4G技术,指的是第四代移动通信技术(the 4th Generation),
该技术能进一步提高数据传输速度,是集3G与WLAN于一体并能 够传输高质量视频图像,且图像传输质量与高清晰度电视不相上 下的技术产品。
• 4G是3G技术的进一步演化,是在传统通信网络和技术的基础上不
4G 技术的发展前景
4G通信技术在软件无线电技术上的应用前景
随着4G通信技术的应用,将在很大程度上把无线电的设计 从基于硬件、面向用途的这一局限中解放出来,在未来, 各项硬件的复杂程度将会逐渐减少,相反,软件的灵活性 将会大大增强,且功能也将变得多样化,我们不仅可以让 相同的软件在不同的硬件设备上实现不同的功能,更可以 令不同的软件在相同的硬件设备上实现不同的功能,从而 大大节约了硬件成本,是一种集约式开发理念在实践中的 贯彻落实。
第四代移动通信的提出 ——未来无线应用的需求
全球统一的标准体系,多种系统、多种服务的兼容性
Satellite
Broadband/S-UMTS
Broadcasting:DVB-S/DVB-T/DAB
Cellular:GSM/GPRS/EDGE,UMTS/UMTS+
WLL:Broadband
第四代移动通信的提出 ——未来无线应用的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ求
• 新的空中接口
• 蜂窝移动通信接口 • 慢速/本地无线接入接口
• 接口速率
• 蜂窝移动通信接口:up to 100Mbps • 慢速/本地无线接入接口: up to 1000Mbps
• 移动性的定义
• 低速:步行,3km/h以内 • 中速:市内车辆,50km/h--60km/h • 高速:高速公路、火车,60km/h--250km/h及以上
4G的定义-----什么是 4G
• 4G 是下一代的移动蜂窝系统,大约在 2010年投入使用 • 4G的12个部分
更高的 Higher 数据速 bit rates 率
Cost 费用的降 reductio 低 n
User 用户服 services 务
White 覆盖 space 空间 升级限定
Wireless 无线网 Internet 络
于第三代系统,广带局域网应能与宽带综合业务数据网( B-ISDN)和异步传送模式(ATM)兼容,实现广带多媒 体通信,形成综合广带通信网 • 条件相同时小区域覆盖范围等于或大于第三代系统 • 具有不同速率间的自动切换能力,以保证通信质量 • 网络的美比特成本要比带三代低
移动4G最大优势是速度快
• 4G 是第四代移动通信技术的
断地提高无线通信的网络效率和功能。同时,它包含的不仅仅是 一项技术,而是多种技术的融合。不仅仅包括传统移动通信领域 的技术,还包括宽带无线接入领域的新技术及广播电视领域的技 术。最能概括4G技术就是两句话:一是4G能够提供高速移动网络 宽带服务;二是4G基于全球移动通信LTE标准(即Long Term Evolution,简称LTE,长期演进技术)之上。
自动控制
服务质量
移动性
4G 技术的发展前景
• 4G通信技术在IPv6技术上的应用前景
• 现有的互联网绝大多数都是建立在Ipv4的协议基础上运行的,
Ipv4本身有一个十分致命的缺陷, 它采用的32位地址长度, 大概只能够容纳43亿个地址,随着应用空间的不断扩大,有限 的地址空间总有一天会被耗尽。 • 作为Ipv4另一版本的Ipv6,使得这一情况得到了改善,在未来 的应用中,Ipv6的地址长度扩大了四倍,即采用了128位地址 长度,使得地址空间大大增大,未来用户将不再受到地址容量 的限制。 • 紧随着4G通信技术的发展,人们的生活、工作中将会出现越 来越多的IP地址,也推动了越来越多的网络设备的使用,使得 信息得到更大范围的传播。
FWA/MWS/Xmds
All -IPv6 -based
LAN:HyperLAN/WLAN/Bluetooth/IR PAN/Body-LAN



更高速率的空中接口,移动Internet接入,更先进的多媒体应用 个性化服务 更大的系统容量,更便捷的接入技术 更有效的频谱利用率 自适应网络优化配置/可重新配置能力
称,其网络速度可达3G网络 速度的十几倍到几十倍 , 下载1GB高清电影,只要 3分多钟。据测试,4G上 网峰值下行速度将达到 每秒100兆。4G网络很有 可能成为国内最牛的 4G网络。
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
4G通信 关键技术
智能天线 移动IPv6
OFDM(正交频分复用) 技术
4G 移动通信系统
内容提要
• 移动通信的发展史
• 4G的提出
• 4G的定义
• 4G的关键技术 • 4G通信技术的发展展望
移动通信的发展史
• 1974年Bell实验室提出蜂窝移动通信概念
蜂窝小区系统设计解决大容量需求与有限频谱资源的矛盾
• 1980s 第一代移动通信系统(1G)
美国AMPS、北欧NMT、日本NAMTS、英国TACS 模拟传输,话音业务,FM调制 多址方式:FDMA 大量不兼容制式并存
标准化进一步提高 • 2.5G标准: GSM 对应的GPRS/EDGE
IS95 对应的CDMA1X
移动通信系统发展总揽
3GPP IEEE 3GPP2
3G面临的应用问题
• • • • •
制式标准仍然不统一,标准间不兼容 核心网络不基于IPv6,无法实现全球漫游 不支持高速流媒体业务 不支持与WLAN、FWA、PAN的互联 3G通信系统仍无法满足多媒体通信的要求,因此第四 代移动通信系统(4G)应运而生
最后答案?
Service 服务提供 provider 者 s
Technolog 技术趋势 y trends New 新的网 network 络 New air 新的空 interface 中接口 4G 是否 存在
Wireless 无线 wireline
4G的定义-----4G的直观描述图
• 是在1G、2G、和 3G基础上发展起来的 • 是与2G 和3G共存的 (目前:2.5G 代表:GPRS、Edge) • 传输速率较3G提高10倍、成本降低10倍 (2001年)
4G 技术的发展前景
4G通信技术将推动通信技术在关键技术上的过渡
4G 通信技术依然存在着一些暂时难以克服的困难,比如标 准尚未统一、容量受到限制、设备难以更新、市场仍待消 化、核心技术还未完全实现等。 4G通信技术将会推动关键技术的过度,也就是技术的融合 一逐渐发展出一种以OFDM技术为主导,又吸收了CDMA 技术的双核技术。为了满足4G系统的要求,我们必须对3G 的软件进行升级,增加3G运行的精确度、速率、平稳性。 我们需要技术的不断完善,通过3G与4G协议的转换,既保 证3G资源的完整,又促使3G成为4G的一部分,
移动通信的发展史
• 2000s 第三代移动通信(3G)
UMTS/IMT-2000:WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA 数字传输,移动多媒体业务、多速率、多种QoS 要求 多址方式:CDMA为主 高速率: 室内或静止(<10 km/h): 2.048 Mbps; 市内(60 km/h): 384 kbps; 郊区(200 km/h): 144 kbps; 微蜂窝结构,QPSK/自适应调制,分组交换(IPv4)
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
从2G到4G的演进过程
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
第四代移动通信的提出 ——未来无线应用的需求
OFDM技术优缺点
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。
软件无线电的优势
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。
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