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4G系统的具体技术目标和特点 （3）
4G系统是一个无缝网
• 4G系统应能实现全球范围内多个移动网络和无线网络间的 无缝漫游，应能实现与无线LAN的无缝连接。并实现高速 移动中系统间切换和网络互联.
• 4G的无缝特性，包含系统、业务和覆盖等多方面的无缝性
• 4G系统应当是一个综合系统，蜂窝部分提供广域移动性， 而WLAN提供热点地区的高速业务，同时也应当包含家庭和 办公室的个人LAN.
• 2.5代 (GPRS)的主要指标参数（传输速率）: 最大用户数据率：21.4kbps, 采用GMSK一种调制方式
( 2.75代 --- Edge）
• 3代的主要指标参数（传输速率）： 144kbps, 快速移动状态； 384kbps, 人行道步行； 2Mbps, 室内不动。
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4G系统技术目标和特点 （1）
• MC-CDMA采用QPSK调制，而OFDM-TDMA采用高电 平调制，如M-QAM，需要采用自适应调制，按照实际测 量的参数来确定QAM的电平数和符号速率。
• 4G移动通信系统将采用更高级的信道编码方案，如Turbo 码、级连码和LDPC等，从而在极低的Eb/N0下保证足够 的性能。NTTDoCoMo的4G实验系统信道编码采用 TURBO码。
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2
基本概念-----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）
覆盖面积 移动性
宏小区 高的移动性
微小区 有限的移动性
固定接入
2G 3G
4G
64kbps
WLA N
2Mbps
P-MP (LMDS) Milli-wave LAN
数据速率 200Mbps
3
2代、2.5代、3代的主要区别：
• 2代（GSM) 的主要指标参数（传输速率）: 9.6kbps --- 14.4kbps, 可移动（任意速度）；仅有语音通 信；
• 日本NTTDoCoMo提出的4G移动系统方案的无线接入方式为：VSFOFCDM。VSF表示可变扩频因子，而OFCDM则表示正交频分与码 分复用。
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4G系统的关键技术 （2）
调制与编码
• 4G系统将会采用多载波调制（MCM）技术 MC-CDMA 或 OFDM-TDMA,并考虑功率与自适应调
制的平衡.
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4G系统的具体技术目标和特点（4）
4G系统是一个基于IP的网络
• 4G应当是一个基于IP的移动网络，可以采用多种无线接入方式， 比如IEEE 802.11, WCDMA, Bluetooth, HyperLAN等。全IP的核心网 可以与无线接入方式独立地发展。4G系统将会采用Ipv6。Ipv6将能在 IP网络上实现话音和多媒体业务。（山东大学已建成Ipv6实验网）
4G系统的容量
• 4G系统的容量至少为3G系统的10倍
• 4G系统的频谱效率应当为3G系统的5到10倍
• 4G系统目标速率为： 高速移动用户（250km/h），数据速率为2Mbps; 中速移动用户（60km/h），数据速率为20Mbps; 低速移动用户（室内或步行者），数据速率为100Mbps
具有不同速率间的自动切换能力,以保证通信质量.
高效的频谱使用方案
• 提高频谱效率的方法是将要使用3GHz以上的频段，由于可 以使用的带宽更宽，因此将具有更高的传输容量。
• 3G系统的频谱效率只有2bps/Hz，而4G系统的频谱效率应 达到5bps/Hz。
• 信道分配：主要为分组信道分配、自适应信道分配。分组 信道是将信道分组分配给每个及户,可使由于失真及各信 道能量的不均衡和频偏所造成的用户间的干扰最小.
• OFDM技术的特点是网络结构高度可扩展，具有良好的抗噪声性能和 抗多信道干扰能力，可以提供比目前无线数据技术质量更高（速率高 、时延小）的服务和更好的性能价格比，能为4G无线网提供更好的 方案
• OFDM的主要优点：各个信号间不会相互干扰；对多径衰落和多普勒 频移不敏感；用户间和相邻小区间无干扰；可实现低成本的单波段接 收机等。OFDM的主要缺点: 功率效率不高（PAPR峰值平均功率比 ,Peak to Average Power Ratio )、及频偏问题。
➢ 4G系统应具有更高的数据率、更好的业务
质量（QoS）、更高的频谱利用率、更高的 安全性、更高的智能性、更高的传输质量 、更高的灵活性；
➢ 4G系统应能支持非对称性业务，并能支持 多种业务；
➢ 4G系统应体现移动与无线接入网和IP网络 不断融合的发展趋势，因此4G系统应当是 一个全IP的网络。
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4G系统的具体技术目标和特点 （2）
4G 移动通信系统
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基本概念-----什么是 4G、B3G?
• 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
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4G系统将能实现不同QoS的业务
• 4G系统通过动态带宽分配和调节发射功率来提供不同质量的业务 。能提供用户定义的个性化服务,按服务级别收费.
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4G系统的关键技术 （1）
无线接入方式与多址方案
• OFDM是4G系统最为合适的多址方案, OFDM也是将来4G系统最有 可能采用的多址方式。(其它观点：MIMO+CDMA)
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4G系统的关键技术 （3）
无线链路增强技术
• 分集技术，如通过空间分集、时间分集（信道编码）、频 率分集和极化分集等方法来获得最好的分集性能；
• 多天线技术，如采用2或4天线来实现发射分集，或者采用 多输入多输出（MIMO）技术来实现发射和接收分集。（ 实现的考虑：共用天线的可能性）
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4G系统的关键技术 （4）