4G全网通信技术-任务1 规划无线及核心网
4G通信的网络结构与关键技术解析
4G通信的网络结构与关键技术解析
随着电信业务的不断发展，移动通信的需求也越来越多样化。
由此，4G通信技术应运而生。
4G通信技术是指第四代移动通
信技术，是从3G通信技术逐渐升级而来的，而其网络结构与
关键技术也是逐渐完善的。
下面就为大家解析4G通信的网络
结构与关键技术。
4G通信的网络结构主要分为两部分：核心网和无线接入网。
核心网是通讯网络中最重要最核心的部分，是一个高速数据交换和控制信息处理的网状系统。
无线接入网，作为连接手机和核心网之间的桥梁，是支持高速数据传输的无线交换设备。
在实现高速率、高效率的无线宽带接入的同时，4G通信技术
需要应用许多关键技术。
其中最为重要的技术莫过于MIMO
技术（Multiple Input Multiple Output），它是利用多个天线数
组在同一频段上进行数据传输的技术，能有效增加信道容量和抗干扰能力。
除此之外，4G通信技术还应用了OFDMA技术（正交频分多址技术），其应用前景十分广阔。
在4G通信技术中，核心网与无线接入网对于整个系统的运行
发挥了非常关键的作用。
核心网采用分布式处理方式，能够灵活、高效地完成各种网络控制和管理任务。
无线接入网部分则采用了目前全球最通用的WCDMA（广域码分多址）技术，
能够更好地抵抗多径传播和干扰。
总的来看，4G通信技术在无线通信领域中的地位越来越重要，
其网络结构与应用的关键技术的完善助推了4G通信技术的应用。
未来，4G技术将会在更多的领域得到应用。
4G移动通信系统的关键技术
4G移动通信系统的关键技术4G移动通信系统的关键技术一：引言4G移动通信系统是第四代移动通信技术的代表，它具有更高的速率、更低的时延和更大的容量。
本文将对4G移动通信系统的关键技术进行详细介绍。
二：物理层技术1. OFDM技术OFDM（正交频分复用）技术是4G移动通信系统的关键基础技术，它能够有效地抵抗多径衰落以及频率选择性衰落，提高系统的频谱效率和抗干扰性能。
2. MIMO技术MIMO（多输入多输出）技术可以利用多个天线进行信号的传输和接收，通过空域上的多径传播提高系统的速率和容量，并提高信号的可靠性。
三：网络层技术1. IP分包技术IP分包技术可以将数据分成多个小包进行传输，提高网络的灵活性和传输效率，适应多种不同的应用场景。
2. 全IP网络技术全IP网络技术是4G移动通信系统中的核心技术，它通过统一的IP协议对语音、数据和视频进行传输，提供统一的服务和优化的网络接入。
四：数据链路层技术1. 自适应调制与编码技术自适应调制与编码技术可以根据信道条件来动态调整调制方式和编码率，提高信号的传输质量和系统的容量。
2. 空间复用技术空间复用技术可以将频率和空间进行灵活的分配，提高系统的频谱效率和容量。
五：移动接入层技术1. LTE技术LTE（Long Term Evolution）技术是4G移动通信系统中最主流的技术，它具有更高的速率和容量，支持多种应用场景和业务需求。
2. WiMAX技术WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access）技术是另一种重要的4G移动通信技术，具有较大的覆盖范围和灵活的接入方式。
六：安全与管理技术1. 身份鉴别与认证技术身份鉴别与认证技术可以保护用户和网络的安全，防止未经授权的访问和攻击。
2. 密钥管理技术密钥管理技术可以确保通信过程中的数据安全性，通过合理的密钥、分发和更新策略，保护用户隐私和通信内容的保密性。
4G通信技术汇总
4G通信技术汇总随着移动通信技术的不断发展，4G通信技术已经逐渐取代了3G，成为现代移动通信领域的主流技术。
本文将对4G通信技术进行汇总，并从网络架构、传输技术、多天线技术和协议等方面进行介绍。
1.网络架构4G通信技术采用了分层结构的网络架构，主要包括核心网和无线接入网两部分。
核心网由多个网络节点组成，负责处理用户的数据传输和接入控制等功能。
无线接入网则负责将用户数据从终端设备传输到核心网中。
这种分层结构的网络架构能够提供更高的网络容量和更低的传输时延。
2.传输技术4G通信技术采用了OFDM（正交频分复用）和MIMO（多输入多输出）等传输技术。
其中，OFDM技术可以将信号分成多个子载波频带进行传输，提高了信道容量和抗干扰能力。
MIMO技术则利用多个天线实现空间多样性，提高了系统的传输速率和可靠性。
3.多天线技术4G通信技术中的多天线技术主要包括MIMO和波束赋形技术。
MIMO技术利用多个天线实现空间多样性，提高了系统的传输速率和可靠性。
波束赋形技术则通过调整天线的辐射方向和功率分配，使得信号能够更加集中地传输到目标终端，提高了系统的覆盖范围和传输速率。
4.协议4G通信技术采用了LTE（Long Term Evolution）协议作为网络接口协议，提供了更高的数据传输速率和更低的传输时延。
LTE协议支持IP数据传输和VoIP（Voice over IP）技术，可以实现高质量的语音通话和视频传输。
5.其他技术除了以上介绍的主要技术外，4G通信技术还包括了其他一些辅助技术。
例如，4G通信技术利用了移动IP技术，为移动终端提供了无缝漫游和IP地址持久性等功能。
此外，4G通信技术还支持SIM卡和R-UIM卡等多种身份认证方式，确保用户的通信安全性。
总结起来，4G通信技术在网络架构、传输技术、多天线技术和协议等方面取得了显著的进展。
它提供了更高的数据传输速率、更低的传输时延和更广的覆盖范围，为用户提供了更好的通信体验。
4G系统网络结构及其关键技术详解
4G系统网络结构及其关键技术详解随着移动通信技术的不断发展和进步， 4G系统已经逐渐的被广泛应用，为人们的生活和工作带来了很多便利。
然而对于很多人来说，4G系统的网络结构和关键技术还不够了解。
本文将对4G系统的网络结构以及其关键技术进行详细的解释。
4G系统网络结构介绍4G系统的网络结构主要分成两个部分，即核心网和无线接入网。
核心网由多个网络节点组成，用于处理用户所产生的数据和信令。
无线接入网为移动终端提供数据的无线接入，由若干个基站和网络节点组成。
在4G系统中，核心网和无线接入网采用了分离的结构，其中核心网使用了统一的核心网架构，这种架构可以提供多种不同的服务，例如语音、数据、云计算等。
无线接入网结构则采用了分布式结构，这种结构可以更加灵活、可靠，并且可以根据用户的需求进行扩展。
4G系统关键技术详解OFDMA技术OFDMA是一种现代无线通讯技术，主要应用于4G系统。
它允许多个用户同时使用同一频段，同时也可以使无线网络的频段资源得到充分的利用。
OFDMA技术可以防止在较低的信号强度下的干扰，以及可以减少动态资源管理的复杂性。
OFDMA技术也可以被用于多天线系统中，通过在不同的天线和子载波上发送数据来实现多用户的数据传输。
这种技术可以提高系统的吞吐量、容量和覆盖范围，并且提升终端用户数据传输的速度和稳定性。
MIMO技术MIMO是一种多天线技术，主要应用于4G系统。
它可以在多个天线之间传输数据，并拥有更高的吞吐量和覆盖范围。
MIMO技术可以在不增加带宽和发射功率的情况下提高系统的吞吐量。
它可以利用同一带宽内的多条传输通道，并将这些通道的信号组合起来，从而获得更强的信号。
在MIMO技术中，用户可以同时使用多个天线接收数据，然后将它们组合在一起以提高接收信号的质量和稳定性。
同时，MIMO技术也可以被用于多用户多天线系统中，从而增加系统的容量和覆盖范围。
主动干扰抑制技术主动干扰抑制技术主要应用于4G系统中，主要是为了解决移动终端之间的干扰问题。
后4G时代核心网的发展
后4G时代核心网的发展随着移动通信技术的发展，人们对网络速度和数据传输能力的需求也在不断增加。
4G 时代的到来，满足了人们对高速移动互联网的需求，为人们的生活和工作带来了巨大的便利。
随着人们对网络使用需求的不断提高，4G时代已经无法满足人们的需求，需要向下一代移动通信网络发展。
5G时代正在迎头赶上，而在5G时代到来之前，我们将会迎来一个过渡阶段——“后4G时代”。
让我们先来了解一下4G时代的核心网技术。
4G时代的核心网技术采用的是IP （Internet Protocol）技术。
IP技术能够将数据分成小块并通过互联网进行传输，从而实现高速、稳定的数据传输。
随着用户数量的不断增加，4G时代的核心网面临着数据传输能力不足的问题。
由于用户对高清视频、大型游戏等大流量应用的需求增加，核心网的传输容量已经达到了瓶颈。
为了满足用户对更高速、更稳定的数据传输的需求，需要对核心网进行改进和升级。
在后4G时代，核心网的发展将主要体现在以下几个方面：1. 面向服务的核心网架构：后4G时代的核心网将实现从数据中心到用户的端到端服务，以满足用户对高速、低时延的数据传输的需求。
这将实现对用户个性化需求的精确识别和服务，提供更好的网络体验。
2. 云计算和虚拟化技术的应用：后4G时代的核心网将更加注重云计算和虚拟化技术的应用。
通过将网络功能虚拟化，可以实现更高效的网络管理和资源利用，同时降低网络建设和运维成本。
3. 网络切片技术的发展：后4G时代的核心网将进一步发展网络切片技术，实现对不同用户、不同应用的精确服务。
通过将网络划分成多个独立的虚拟网络切片，可以针对不同应用需求提供定制化的网络服务，提高用户对移动互联网的满意度。
4. 异构网络的融合：后4G时代的核心网将实现异构网络的融合，通过统一的核心网架构，实现对不同网络类型的融合。
无论是4G、5G、Wi-Fi、蜂窝网络还是广域网，都能够实现无缝切换和互联互通。
5. 安全和隐私保护：后4G时代的核心网将更加注重网络安全和用户隐私保护。
《4G移动通信技术及优化》课程标准
《4G移动通信技术及优化》课程标准一、课程基本信息二、课程的性质、目的和任务1.课程性质《4G移动通信技术及优化》是电子信息工程技术专业移动通信方向的专业必修课，本课程是移动通信的专业核心课程之一，是移动通信工程的一个重要分支，也是无线通信网络中不可或缺的一部分。
通过该课程学习使学生具备4G网络体系架构的理解与认识、掌握4G原理及组网规划方式方法以及简单的故障排查能力；本课程配备行业一线商用设备，开展实训操作；同时引入中兴通讯研发的仿真软件，全方位系统化锻炼学生4G无线设备开通调试及网规网优方面的技术技能，提高学习效果和效率。
2.目的和任务通过本课程学习，学生将获得LTE无线接入网网络规划设计，网络勘察，工程实施及网络优化的工作技能，为从事移动通信工程行业，网规网优行业及其他移动通信行业相关工作奠定扎实的理论与实践基础。
《4G移动通信技术及优化》为第四学期开设，其前置课程为2G移动通信技术及优化，WCDMA移动通信技术及优化，CDMA2000移动通信技术，后续专业课程为通信工程实战等课程。
三、课程教学的基本要求四、课程的教学重点和难点、学时分配教学重点：LTE原理及关键技术，OFDM关键技术，RF优化，4G无线接入网及EPC 核心网的建设教学难点：LTE网络小区搜索流程，LTEMIMO基本原理介绍课程学时分配一览表五、相关课程的衔接本课程的前导的课程为《移动通信技术》、《2G移动通信技术及优化》《WCDMA移动通信技术及优化》，《CDMA2000移动通信技术》，后续课程为《移动通信网络优化项目实施》及4G全网建设与实施等课程。
六、实验教学七、其它课程的考核与评价。
总成绩＝平时成绩（20%）+过程考核成绩（30%）+期末操作考试成绩（50%）考核中注意课程考核和职业技能认证考试相结合、理论与实践相结合，注重过程考核，发挥考核促进教法和学法改进的作用，力争科学全面地评价学生的综合素质，逐步强化实践能力、应用能力和创新能力的考核。
4G系统网络结构及其关键技术
4G系统网络结构及其关键技术4G移动系统网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层、应用网络层。
物理网络层提供接入和路由选择功能，它们由无线和核心网的结合格式完成。
中间环境层的功能有QoS映射、地址变换和完全性管理等。
物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的，它使发展和提供新的应用及服务变得更为容易，提供无缝高数据率的无线服务，并运行于多个频带。
这一服务能自适应多个无线标准及多模终端能力，跨越多个运营者和服务，提供大范围服务。
第四代移动通信系统的关键技术包括信道传输；抗干扰性强的高速接入技术、调制和信息传输技术；高性能、小型化和低成本的自适应阵列智能天线；大容量、低成本的无线接口和光接口；系统管理资源；软件无线电、网络结构协议等。
第四代移动通信系统主要是以正交频分复用（OFDM）为技术核心。
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。
例如无线区域环路（WLL）、数字音讯广播（DAB）等，预计都采用OFDM技术。
4G移动通信对加速增长的广带无线连接的要求提供技术上的回应，对跨越公众的和专用的、室内和室外的多种无线系统和网络保证提供无缝的服务。
通过对最适合的可用网络提供用户所需求的最佳服务，能应付基于因特网通信所期望的增长，增添新的频段，使频谱资源大扩展，提供不同类型的通信接口，运用路由技术为主的网络架构，以傅利叶变换来发展硬件架构实现第四代网络架构。
移动通信会向数据化，高速化、宽带化、频段更高化方向发展，移动数据、移动IP预计会成为未来移动网的主流业务。
A．W iMAX技术下图说明了终端到终端的网络架构的移动WiMAX。
它包括两个关键实体：接入服务网络（ASN）和连接服务网络（CSN）的。
核心元素ASN的是基地台（BS）和ASN网关（ASNGW）这是连接在IP基础设施。
4G系统网络结构及其关键技术资料
4G系统网络结构及其关键技术资料1. 4G系统概述4G系统是第四代移动通信技术，主要特点是高速、海量和全数字。
4G系统包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式，其中TD-LTE是LTE技术的国际标准，FDD-LTE是全球领先的LTE技术。
2. 4G系统网络结构4G系统的网络结构包括核心网、无线接入网和终端设备三个层次。
2.1 核心网核心网是4G系统的核心部分，主要功能是提供高速互联网连接和多媒体业务处理。
4G系统的核心网由多个网络元素组成，包括MME、SGW、PGW和PCRF 等。
其中，MME是移动管理实体，负责控制用户的接入和切换；SGW是服务网关，负责用户数据的转发；PGW是分组网关，负责IP地址分配和流量控制；PCRF是策略和充值功能实体，负责用户计费和策略控制。
2.2 无线接入网无线接入网是4G系统的重要组成部分，主要负责用户的接入和数据传输。
4G系统的无线接入网采用LTE技术，主要包括基站子系统和无线网关子系统两个部分。
基站子系统主要负责用户数据的发射和接收，无线网关子系统主要负责用户数据的转发和控制。
2.3 终端设备4G终端设备包括智能手机、平板电脑、移动路由器等多种类型，能够实现高速网络接入和多媒体业务处理。
3. 4G系统关键技术4G系统的关键技术包括LTE技术、MIMO技术和VoLTE技术等。
3.1 LTE技术LTE技术可实现高速数据传输和低时延的空口接入。
在LTE技术中，数据包通过IP方式传输，实现了真正的全IP网络。
同时，通过多天线技术和动态频谱分配能够有效提高网络性能和用户体验。
3.2 MIMO技术MIMO技术是一种多天线技术，它通过多个天线发送和接收数据，从而提高网络吞吐量和覆盖范围。
4G系统使用的MIMO技术是2x2或4x4的天线技术，能够有效提高网络性能和用户体验。
3.3 VoLTE技术VoLTE技术是一种基于IP网络的语音通信技术，相比传统的语音通信技术，VoLTE能够提供更高质量的语音通话和更快的接通速度。
LTE知识学习之网络架构——无线及核心网组网
LTE知识学习之网络架构——无线及核心网组网LTE (Long-Term Evolution) 是第四代移动通信技术，致力于提供更快的数据传输速度、更低的延迟和更高的网络容量。
它的网络架构分为无线网络和核心网络两部分。
无线网络组网包括基站（eNodeB）、无线控制器（eNB）和用户设备（UE）三个主要组成部分。
基站是LTE网络中的无线接入节点，负责与用户设备的无线通信。
一个基站可以覆盖一个或多个小区，每个小区可以覆盖数百米到几公里的范围。
基站由基站子系统（BSS）和传输子系统（TSS）组成。
BSS包括基站控制器（BSC）和射频单元（RU），负责控制数据传输和接收/发送射频信号。
TSS负责将数据从基站传输到核心网络。
无线控制器是LTE网络中的控制节点，负责控制和管理基站。
它与核心网络和基站之间建立通信连接，并通过无线资源分配和调度控制实现调度用户设备的功能。
用户设备是指使用LTE网络的终端设备，如智能手机、平板电脑等。
用户设备通过与基站之间的无线链路进行通信，可以接收或发送数据。
核心网络是LTE网络中的中央处理单元，负责用户设备的认证和连接管理。
核心网络由多个功能单元组成，如移动管理实体（MME）、家庭环境（HSS）、目录（SLF）等，它们协同工作以提供各种服务和功能。
移动管理实体负责用户设备的用户鉴权、位置管理、基站切换等功能。
它还负责与用户设备进行连接建立和释放，并处理用户设备的位置更新。
家庭环境负责管理用户设备的用户配置文件和用户身份信息。
当用户设备尝试连接到网络时，家庭环境根据用户的身份和配置要求提供相应的服务。
目录是一个全局数据库，用于存储用户身份信息和相关数据。
它提供了用户设备和核心网络之间的数据访问和查询功能。
此外，核心网络还包括服务网络，它提供各种增值服务，如语音通话、短信、互联网接入等。
LTE的网络架构使得数据传输速度更快，延迟更低，并具有更高的网络容量。
无线网络的组网方式以基站、无线控制器和用户设备为主，实现了无线通信。
4G(TD-LTE)核心网关键技术及流程
3、试商用初期和大规模商用时，新建融合设备，或者现网GPRS设备演进升级为核心网全融合 设备，有效保护已有投资。
独立组网（规模试验）
GPRS核心网
EPC独立组网
扩大规模试验
GPRS核心网
新建融合核心网
规模商用
EPC CG
EPC DNS
网络架构变化
• 仅有分组域，
无电路域
BTS
• 控制和承载分 NodeB 离，网络结构 扁平化
SGSN BSC
RNC
MME
• 基于全IP架构
eNodeB
GGSN SAE GW
网络功能变化
• 支持多接入：支持2G/3G/LTE等多种接入方式 • 永远在线：与2G/3G网络不同，用户开机附着时就建立数据通道 • ISR：通过UE在2G/3G和LTE网络中双注册，减少空闲态下网络重选信令。由于数据终端移动性需求较
LTE使得移动宽带、 实时交互、Push类 业务的实现成为可 能， LTE下传统话 音、短信、彩信业 务均承载在分组域
无线
核心网
LTE网络
的变化
用户 数据
业务
协议/ 信令网
与2G/3G相比，LTE网络采 用的协议是面向IP网络的新 协议，信令网的路由方式也 发生了很大变化
与2G/3G不同，EPC 核心网是一张更加扁 平的全IP网络，没有 电路域，采用控制面 和用户面分离的架构
对于SGSN容量紧张，仍需进行扩容的省份，可采用方案二 对于现网SGSN仍有空余容量的省份，可在试点基础上，采用方案一实现MME/SGSN融合。
已建LTE试验网的省：采用扩容改造扩大规模试验网建设的MME，接入2G/TD用户实现融合。
4G核心网介绍-LTE和EPC介绍
于业务的计费，连接外网的网关，功能类似GGSN。
11
EPS新部署
HSS
S6a
PCRF
UE
eNodeB
S1-MME
MME
S11 S1-U
Gx S5
S-GW
P-GW
Control plane User plane
SGi
Internet
UE通过eNB连接到EPC核心网,
信令面通过S1-MME接口与MME相连，进行用户注册、鉴权，在HSS判断用户合法性;
LTE和EPC介绍
大纲
1. EPS概念 2. EPS网络架构 3. EPS网元功能 4. 网元之间的关联关系 5. 其他
EPS概念 EPS几个名词
• LTE:Long Term Evolution长期演进,是3GPP制定的高数据率、低延时、面向分组域优化 的新一代宽带移动通信标准项目
• 3GPP： The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划3GPP的目标是 实现由2G网络到3G网络的平滑过渡，保证未来技术的后向兼容性，支持轻松建网及 系统间的漫游和兼容性。 其职能： 3GPP主要是制订以GSM核心网为基础， UTRA(FDD为W-CDMA技术，TDD为TD-CDMA技术)为无线接口的第三代技术规范
模式二要求EPC网络除具备模式一的功能外,还要求不同省SGW间通过S5 接口进行通信，全网MME与HSS间需全互联，需确定Diameter IP信令网组网方 式。
16
LTE引入模式 • 模式三:全网引入,与现有的2G/3G网络混合组网，只提供数据业务 此模式适用于LTE及EPC网络设备已成熟的阶段，具备商用条件，可与现网互联、 互操作，实现LTE用户在LTE网及现有2G/3G网中均可使用业务。该模式要求LTE用户使用 LTE/2G/3G多模终端，由于手机终端的成熟时间相对网络设备较晚，所以只提供数据业 务，组网架构如图：
移动网络规划任务1 了解无线网络规划
➢ 在确定站点位置后，需要进行无线参数规划，包括基本无线参数（Cell ID、PCI、频段、 ICIC等），邻接关系，邻接小区等参数。
目录
• 知识点1 无线网络规划的定义 • 知识点2 LTE无线网络规划特点 • 知识点3 LTE无线网络规划目标 • 知识点4 LTE无线网络规划流程 • 实训任务 LTE无线传播模型
衍射损耗
无
Hmeff
移动台有效高度
m
Clutter
地貌校正因子
无
发射点和接收点之间剖面图上所
fClutter
经历的各种地貌类型的函数
无
K7
地貌相关因子
1
任务实施
• （6）重复项目二中的“实训任务 MIMO天线的工作模式”操作步骤的 （4）～（18），可以得到“小区参数导致弱覆盖”场景中的RSRP、SINR等 测试数据。
RSRP值
SINR值
任务实施
• （6）修改“小区参数导致弱覆盖”仿真场景中的传播模型，修改为 “Cost231-Hata”，重复项目二中的“实训任务 MIMO天线的工作模式”操作 步骤的（4）～（18），可以得到新的RSRP、SINR等测试数据。
修改参数后的RSRP值
修改参数后的SINR值
任务实施
项目三 移动网络规划
任务1 了解无线 网络规划
《移动网络规划与优化》教材配套课件 主编： 顾艳华 陈雪娇
北京理工大学出版社
目录
• 知识点1 无线网络规划的定义 • 知识点2 LTE无线网络规划特点 • 知识点3 LTE无线网络规划目标 • 知识点4 LTE无线网络规划流程 • 实训任务 LTE无线传播模型
目录
• 知识点1 无线网络规划的定义 • 知识点2 LTE无线网络规划特点 • 知识点3 LTE无线网络规划目标 • 知识点4 LTE无线网络规划流程 • 实训任务 LTE无线传播模型
4G介绍及业务
一：4G(TD-LTE)关键技术4G移动系统网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层、应用网络层。
物理网络层提供接入和路由选择功能，它们由无线和核心网的结合格式完成。
中间环境层的功能有QoS映射、地址变换和完全性管理等。
物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的，它使发展和提供新的应用及服务变得更为容易，提供无缝高数据率的无线服务，并运行于多个频带。
1OFDM技术OFDM由多载波调制(MCM)发展而来，OFDM技术是多载波传输方案的实现方式之一，它的调制和解调是分别基于快速傅立叶反变换（IFFT）和快速傅立叶变换（FFT）来实现的，是实现复杂度最低、应用最广的一种多载波传输方案。
在传统的频分复用系统中，各载波上的信号频谱是没有重叠的，以便接收端利用传统的滤波器分离和提取不同载波上的信号。
OFDM 系统是将数据符号调制在传输速率相对较低的、相互之间具有正交性的多个并行子载波上进行传输。
它允许子载波频谱部分重叠，接收端利用各子载波间的正交性恢复发送的数据。
因此，OFDM系统具有更高的频谱利用率。
同时，在OFDM符号之间插入循环前缀，可以消除由于多径效应而引起的符号间干扰，能避免在多径信道环境下因保护间隔的插入而影响子载波之间的正交性。
这使得OFDM系统非常适用于多径无线信道环境。
OFDM的优点在于抗多径衰落的能力强，频谱效率高，OFDM将信道划分为若干子信道，而每个子信道内部都可以认为是平坦衰落的，可采用基于IFFT/FFT的OFDM快速实现方法，在频率选择性信道中，OFDM接收机的复杂度比带均衡器的单载波系统简单。
与其它宽带接入技术不同，OFDM可运行在不连续的频带上，这将有利于多用户的分配和分集效果的应用等。
但OFDM技术对频偏和相位噪声比较敏感，而且峰值平均功率比（PAPR）大。
2MIMO技术要达到LTE-A提出的目标数据传输速率，需要通过增加天线数量以提高峰值频谱效率，即多天线技术，包括Beam-forming和空间复用。
《移动通信技术》课程标准
《移动通信技术》课程标准课程名称：移动通信技术课程代码：1203067 建议课时数：48 学分：3适用专业：软件技术专业、软件技术（海本直通车）专业、软件技术（嵌入式培训）专业1.前言1.1课程的性质本课程是高等职业技术院校通信网络专业的一门专业选修课程，主要定位于LTE通用网络技术，覆盖了4G全网的通信原理、网络拓扑、网络规划、工程部署、数据配置、业务调试等移动通信技术，强调学生、学员的实际应用能力已经将在社会上面临的考验。
1.2设计思路本课程的设置依据是通信网络与设备专业工作任务与职业能力分析表中的相应职业能力要求，并根据通信网络行业技术发展趋势及其对人才要求的变化进行调整。
根据市场调研和企业人才需求分析，我院通信网络与设备专业毕业生所从事的工作岗位主要有通信网络工程设计与施工、通信网络设备生产、管理、销售与技术支持等，掌握现代通信技术能使学生更好地胜任这些岗位并顺应整个行业的发展要求。
因此本课程在通信网络与设备专业中处于比较重要的地位，应当作为专业选修课程。
本课程立足于实际能力的培养，打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为以工作任务为中心组织课程内容和课程教学，让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识，并发展职业能力。
经过与企业专家深入、细致、系统的讨论分析，本课程最终确定以LTE通用网络技术作为逻辑主线来组织课程内容，据此确定了以下6个典型工作任务：4G全网的通信原理；网络拓扑；网络规划；工程部署；数据配置；业务调试。
课程内容突出对学生职业能力的训练，理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要来进行，充分考虑了高等职业教育对理论知识学习的需要。
按照情境学习理论的观点，只有在实际情境中学生才可能获得真正的职业能力，并获得理论认知水平的发展，因此本课程要求打破纯粹讲述的教学方式，实施项目教学以改变学与教的行为。
这是教学模式的一个重大转变，要有力地推动这一转变，需要以项目为载体来组织课程内容。
4G全网通信技术-任务1 规划无线及核心网
1.2 知识准备
（4）通过系统设计和严格的服务质量机制，保证了实时业务（如网络电话） 的服务质量； （5）系统部署灵活，支持1.25MHz～20MHz间的多种系统带宽； （6）降低了无线网络时延，子帧长度为0.5ms和0.675ms； （7）在保持基站位置不变的情况下增加了小区边界的比特速率； （8）强调向下兼容，支持与已有3G系统的协同运作。
通信的移动电话标准，制定于上世纪 80 年代，主要采用的是模拟技术 和频分多址(Frequency Division Multiple Access，FDMA)技术。以美 国的高级移动电话系统（Advanced Mobile Phone System，AMPS），英 国的全接入移动通信系统（Total Access Communications System， TACS）以及日本的JTAGS为代表。各标准彼此不能兼容，无法互通，不能 支持移动通信的长途漫游，只是一种区域性的移动通信系统。第一代移 动通信系统的主要特点是： （1）模拟话音直接调频； （2）多信道共用和FDMA接入方式； （3）频率复用的蜂窝小区组网方式和越区切换； （4）无线信道的随机变参特征使无线电波受衰落的影响； （5）环境噪声和多类电磁干扰的影响； （6）无法与固定电信网络迅速向数字化推进相适应，数据业务很难开展。
1.1 任务描述
规划是组建通信网络的第一步，也是关键的一步。4G移动通信系统 由无线接入网、核心网和承载网组成，其中无线及核心网的规划包括了 网络拓朴结构设计、覆盖规划、容量规划、无线参数规划等。本次任务 使用仿真软件设计4G核心网拓朴结构、规划4G无线接入网及核心网容量， 为后续工作打下基础。设计与规划针对万绿、千湖和百山3座城市进行。 其中，万绿市位于平原，是移动用户数量在1000万以上的大型人口密集 城市；千湖市四周为湖泊，是移动用户数量在500～1000万的中型城区城 市；百山市位于山区，是移动用户数量在500万以下的小型城郊城市。
4G全网通信技术 (4)
4.2 知识准备
trace 命令主要用来做路径跟踪，通过它可以知道源到目的主机经过 了多少跳，都是哪些设备，如下图所示。如果中间网络有故障，trace 命 令只会列出到达这个故障点之前所经过的设备，从而直观地帮助我们定 位出故障点位置。
4.2 知识准备
（3）ARP协议 媒体访问控制（Media Access Control，MAC）地址可用来定义网
4.2 知识准备
① A类地址：可以拥有很大数量的主机，最高位为0，紧跟的7位表示网 络号，其余24位表示主机号，共有126个网络。 ② B类地址：被分配到中等规模和大规模的网络中，最高两位总被置于 二进制的10，紧跟的14位表示网络号，最后2个字节为主机号，共有 16384个网络。 ③ C类地址：用于局域网，高3位被置为二进制的110，紧跟的21位表示 网络号，最后1字节为主机号，共有大约200万个网络。 ④ D类地址：用于多路广播组用户，高4位总被置为1110，余下的位用 于标明客户机所属的多路广播组。 （3）特殊的IP地址
4.2 知识准备
4.2.2 TCP/IP协议 1．TCP/IP协议栈
传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP）/网际协议 （Internet Protocol，IP）是互联网最基本的协议，是网络之间连接与 通信的基础。TCP/IP协议定义了电子设备如何连入互联网，以及数据如 何在它们之间传输的标准。
4G网络通信技术
• 1) 物理网络层提供接入和路由选择 功能。
• 2) 中间环境层的功能有网络服务质 量映射、地址变换和完全性管理等。
• 3) 物理网络层与中间环境层及其应 用环境之间的接口是开放的,使发展 和提供新的服务变得更容易,提供无 缝高数据率的无线服务,并运行于多 个频带,这一服务能自适应于多个无 线标准及多模终端,跨越多个运营商 和服务商,提供更大范围服务。
（2）通信更加灵活
人们可以想象的是，眼镜、手 表、化妆盒、旅游鞋，以方便 和个性为前提，任何一件能看 到的物品都有可能成为4G终 端，只是人们还不知应该怎么 称呼它。未来的4G通信使人们 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。
（5）实现更高质量的多媒体通信
尽管第三代移动通信系统也能实现各种多媒体通信，但未 来的4G通信能满足第三代移动通信尚不能达到的在覆盖 范围、通信质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒 体服务的需要，第四代移动通信系统提供的无线多媒体通 信服务包括语音、数据、影像等大量信息透过宽频的信道 传送出去，为此未来的第四代移动通信系统也称为“多媒 体移动通信”。第四代移动通信不仅仅是为了因应用户数 的增加，更重要的是，必须要因应多媒体的传输需求，当 然还包括通信品质的要求。总结来说，首先必须可以容纳 市场庞大的用户数、改善现有通信品质不良，以及达到高 速数据传输的要求。
GSM-->GPRS-->EDGE-->WCDMA-->HSDPA/HSUPA->HSDPA+/HSUPA+-->LTE长期演进 GSM：9K -->GPRS:42K--> EDGE:172K -->WCDMA：364k ->HSDPA/HSUPA:14.4M -->HSDPA+/HSUPA+:42M -->LTE:300M
《4G全网建设与实施》课程标准
《4G全网建设与实施》课程标准一、课程基本信息二、课程的性质、目的和任务1.课程性质本课程是电子信息工程技术专业移动通信方向的必修课，是移动通信的职业能力核心课程之一。
本课程从通信行业发展方向及企业用人需求出发，为对接企业生产一线职业岗位打下基础,同时培养学生养成良好的职业素质和分析问题、解决问题的能力。
2.目的和任务本课程的主要目的是通过仿真软件和实体设备，完成4G全网建设的任务，让学生掌握4G全网建设技术，掌握LTE移动通信系统的开通，多部门协同作业，既强化了理论基础知识及技能，又能根据实际情况，处理工程中出现的故障和突发事故，为学生从事移动通信工程类相关岗位的顶岗实习打下扎实的基础。
三、课程教学的基本要求四、课程的教学重点和难点、学时分配教学重点：数据规划，容量规划，工程实施与业务验证，故障处理教学难点：故障处理，数据规划，容量规划课程学时分配一览表五、相关课程的衔接本课程开设于第五学期，是移动通信专业方向的职业技能核心课，本课程的前导课程是《4G移动通信技术及优化》，《移动通信工程建设实施与管理》，后续课程为综合实战和顶岗实习。
六、实验教学七、其它课程的考核与评价。
总成绩＝平时成绩（20%）+过程考核成绩（30%）+期末操作考试成绩（50%）考核中注意课程考核和职业技能认证考试相结合、理论与实践相结合，注重过程考核，发挥考核促进教法和学法改进的作用，力争科学全面地评价学生的综合素质，逐步强化实践能力、应用能力和创新能力的考核。
学生成绩包括平时成绩，过程考核成绩，期末上机考试成绩，其中，平时成绩占20%，过程考核成绩占30%，期末考核占50%。
平时成绩包括出勤表现50%、课堂表现50%，主要考察学生的上课纪律和上课表现，培养学生的职业素质。
过程考核理论测评40%、实践操作40%、实验结果及报告20%，主要考核学生的理论知识水平、实践动手能力、团队协作精神、服从意识等。
期末考试为操作考核，力求科学全面地评价学生的综合素质。
4G通信技术解析PPT课件
2020年9月28日
11
1
1 核心技术
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
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。
2020年9月28日
21
3
3 主要优势
6、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
据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。
2020年9月28日
9
1
1 核心技术
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
2020年9月28日
5
1
1 核心技术
2).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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.2 知识准备
2．第二代移动通信系统 由于模拟移动通信系统本身的缺陷，如频谱效率低、网络容量有限、
业务种类单一、保密性差等，已使得其无法满足人们的需求。 20 世纪 90 年代初期开发了基于数字技术的移动通信系统——数字蜂窝移动通信 系统，即第二代移动通信系统（2G）。第二代移动通信系统主要采用时 分多址（Time Division Multiple Access，TDMA）或窄带码分多址 （Code Division Multiple Access，CDMA）技术。最具代表性的是全球 移动通信系统（Global System of Mobile communication，GSM）和 CDMA系统，这两大系统在目前世界移动通信市场占据着主要的份额。GSM 是由欧洲提出的二代移动通信标准，其特征包括： （1）有效利用频谱：数字方式比模拟方式能更有效地利用有限的频谱资 源。随着更好的语音信号压缩算法的推出，每个信道所需的传输带宽越 来越窄； （2）高保密性：模拟系统使用调频技术，很难进行加密，而数字调制是 在信息本身编码后再进行调制，故容易引入数字加密技术； （3）可灵活地进行信息变换及存储。
通信的移动电话标准，制定于上世纪 80 年代，主要采用的是模拟技术 和频分多址(Frequency Division Multiple Access，FDMA)技术。以美 国的高级移动电话系统（Advanced Mobile Phone System，AMPS），英 国的全接入移动通信系统（Total Access Communications System， TACS）以及日本的JTAGS为代表。各标准彼此不能兼容，无法互通，不能 支持移动通信的长途漫游，只是一种区域性的移动通信系统。第一代移 动通信系统的主要特点是： （1）模拟话音直接调频； （2）多信道共用和FDMA接入方式； （3）频率复用的蜂窝小区组网方式和越区切换； （4）无线信道的随机变参特征使无线电波受衰落的影响； （5）环境噪声和多类电磁干扰的影响； （6）无法与固定电信网络迅速向数字化推进相适应，数据业务很难开展。
本次4G无线及核心网规划共涉及到了5个机房。无线接入侧为3个机 房，即万绿市A站点机房、千湖市A站点机房、百山市A站点机房；核心网 侧2个机房，即万绿市核心网机房和千湖市核心网机房。其中，万绿市站 点机房与万绿市核心网机房连接；千湖市和百山市站点机房共同接入千 湖市核心网机房。站点机房与核心网机房的对应关系如下表所示。
1.2 知识准备
4．第四代移动通信系统 尽管目前3G的各种标准和规范已冻结并获得通过，但3G系统仍存在
很多不足，如采用电路交换，而不是纯IP（Internet Protocol）方式； 最大传输速率达不到2Mbps，无法满足用户高带宽要求；多种标准难以实 现全球漫游等。正是由于3G的局限性推动了人们对下一代移动通信系 统——4G的研究和期待。第四代移动通信系统可称为宽带接入和分布式 网络，其网络将采用全IP的结构。4G网络采用许多关键技术来支撑，包 括：正交频率复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing， OFDM）、多载波调制，自适应调制和编码（Adaptive Modulation and Coding，AMC），多输入多输出（Multiple-Input Multiple- Output， MIMO）、智能天线、基于IP的核心网、软件无线电等。另外，4G使用网 关与传统网络互联，形成了一个复杂的多协议网络。四代移动通信系统 具有如下特征： （1）传输速率更快：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；
1.1 任务描述
规划是组建通信网络的第一步，也是关键的一步。4G移动通信系统 由无线接入网、核心网和承载网组成，其中无线及核心网的规划包括了 网络拓朴结构设计、覆盖规划、容量规划、无线参数规划等。本次任务 使用仿真软件设计4G核心网拓朴结构、规划4G无线接入网及核心网容量， 为后续工作打下基础。设计与规划针对万绿、千湖和百山3座城市进行。 其中，万绿市位于平原，是移动用户数量在1000万以上的大型人口密集 城市；千湖市四周为湖泊，是移动用户数量在500～1000万的中型城区城 市；百山市位于山区，是移动用户数量在500万以下的小型城郊城市。
1.2 知识准备
3．第三代移动通信系统 尽管基于话音业务的移动通信网已经满足了人们对于话音移动通信
的需求，但是随着社会经济的发展，人们对数据通信业务的需求日益增 高，已不再满足于以话音业务为主的移动通信服务。 第三代移动通信系 统（3G）是在第二代移动通信技术基础上进一步演进产生的，以宽带 CDMA技术为主，能同时提供话音和数据业务。我国支持三种国际电联确 定的无线接口标准，即中国电信运营的CDMA2000（Code Division Multiple Access 2000），中国联通运营的WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）和中国移动运营的TD-SCDMA（TimeDivision Synchronous Code Division Multiple Access）。第三代移 动通信系统具有如下基本特征： （1）具有更高的频谱效率、更大的系统容量； （2）能提供高质量业务，并具有多媒体接口：快速移动环境最高速率达 144kbps，室外环境最高速率达384kbps，室内环境最高速率达2Mbps； （3）具有更好的抗干扰能力：利用宽带特性，通过扩频通信抵抗干扰； （4）支持频间无缝切换，从而支持多层次小区结构； （5）可从2G平滑过渡、演进而来，并与固网兼容。
序号 1 2 3
城市名称 万绿 千湖 百山
城市规模 大型人口密集城市
中型城区城市 小型城郊城市
核心网 万绿市核心网机房
千湖市核心网机房
无线接入网 万绿市A站点机房 千湖市A站点机房 百山市A站点机房
1.2 知识准备
1.2.1 移动通信的发展 移动通信的历史可以追溯到20世纪初，但在近30年来才得到飞速发
展。移动通信技术的发展以开辟新的移动通信频段、有效利用频率和移 动台的小型化、轻便化为中心，其中有效利用频率技术是移动通信的核 心。自1968 年贝尔实验室提出蜂窝移动通信系统概念以来，移动通信已 经经历了四代系统的演变，如下图所示。
1.2 知识准备
1．第一代移动通信系网通信技术
贾跃 编著
北京邮电大学出版社同名教材配套电子教案
任务1 任务2 任务3 任务4 任务5 任务6
4G全网通信技术
规划无线及核心网 安装无线及核心网设备 配置无线及核心网数据
规划承载网 安装承载网设备 配置承载网数据
任务1 规划无线及核心网
【学习目标】 了解LTE的技术发展和特点。 掌握LTE的网络结构和网元功能。 熟悉LTE无线接入网的规划步骤和内容。 熟悉LTE核心网的规划步骤和内容。