通信的前沿技术

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智能天线与MIMO技术
智能天线和MIMO技术可以降低多址干扰，实现空间分 集，因此将会在4G系统中得到应用。基站对各个用户可形 成一个定向波束，因此既可降低来自小区内其它用户的多 址干扰，也可降低对基站发射功率的要求。
B3G/4G的前沿技术
• 宽带无线链路： HSPRT，OFDM+CDMA • 端到端的QoS控制：多级ARQ
– 蜂窝移动通信接口 – 慢速／本地无线接入接口 – 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.
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) • 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。 • 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。
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。
4G系统的特点
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. MC-CDMA采用QPSK调制，而OFDM-TDMA采用高电平调制，如MQAM，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。
GPRS/EDGE GSM
Broadband WFA MBS 60 MWS
Indoor
Local Area Networks
xMDS
MBS 40
Cellular
Quasi-Cellular
Wireless Local Loop
第四代移动通信的提出 ——未来无线应用的需求
• 新的空中接口
• 接口速率
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• 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。
4G系统的关键技术 （3）
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。
第四代移动通信的提出
——未来无线应用的总体框架
Wireless IP Society 4th Generation
UMTS ++ UMTS
Satellite S-UMTS Broadband
Satellite/HAPS Broadcasting
DVB-S
DVB-T DAB
Broadband W-LAN Bluetooth Personal DECT Area Networks IR Body LANs
第四代移动通信的主要特征
核心网络基于IPv6
更好地支持 移动业务，安全性和无限制的地址空间 支持多种异构的相互竞争的宽带无线网络之间的整合 多种系统、多种服务的兼容
以无线接入点（AP）为IP网关
不同的无线接入技术在同一个域中共存 无线资源的优化设计
4G系统的特点
4G系统应具有更高的数据率、更好的业务
• 软件无线电技术：宽带/多通道/多模式
• 智能天线技术：自适应天线阵/MIMO • 空时传输编码分集 • IP网空中接口的优化设计，分层切换: PDMA • 动态非对称上下行链路：TC，动态频谱分配DSA • 定位与AAA技术
谢 谢 !
• 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
2G 3G
4G
WLA N
P-MP (LMDS) Milli-wave LAN
FWA／MWS／Xmds
All -IPv6 -based
LAN：HyperLAN／WLAN／Bluetooth／IR PAN／Body-LAN

源自文库

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
固定接入
数据速率 64kbps 2Mbps 200Mbps
第四代移动通信的提出 ——未来的无线应用
• 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、Tele-conference、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
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
通信的前沿技术
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
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
• 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.
4G系统的关键技术 （4）
高性能的接收机
• 各种新型的接收机，如：Turbo码接收机等 • 4G系统对接收机提出特别高的要求，要在5MHz的带宽上传 输20Mbps的数据，所需要的SNR为12dB。
Wireless 无线网 Internet 络
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
基本概念-----4G的直观描述图