第4代移动通信技术简介PPT课件
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4G5G移动通信技术PPT完整全套教学课件
OFDM技术
阐述正交频分复用（OFDM）技 术的原理、特点和在4G中的应用， 包括子载波调制、循环前缀、信 道估计等。
MIMO技术
讲解多输入多输出（MIMO）技 术的原理、分类和在4G中的应用， 包括空间复用、空间分集、波束 赋形等。
4G无线传输技术
01
无线接口协议栈
02
物理层关键技术
03
无线资源管理
第二代移动通信（2G）
数字语音通信，如GSM、CDMA 等系统。
宽带数据通信，如WCDMA、 CDMA2000等系统。
第四代移动通信（4G）
高速数据通信，如LTE、LTEAdvanced等系统。
第一代移动通信（1G）
模拟语音通信，如AMPS、TACS 等系统。
第五代移动通信（5G）
超高速、低时延、大连接数通信， 如NR、5G核心网等系统。
数据备份与恢复机制
建立完善的数据备份和恢复机制，确保在发生意外情况时 能够及时恢复数据，保障业务的连续性。
跨域安全协同机制构建
跨域安全策略制定
针对不同业务领域和安全需求， 制定相应的跨域安全策略，明 确各自的安全责任和协同方式。
安全信息共享平台
建立安全信息共享平台，实现 不同领域之间的安全信息互通 有无，提高整体安全防御能力。
人工智能在移动通信中的应用
提升网络性能、优化用户体验等。
ABCD
物联网与移动通信融合
实现万物互联，推动智能化发展。
移动通信安全挑战与应对
保障网络安全和用户隐私，防范网络攻击和数据 泄露。
02
4G移动通信技术详解
4G网络架构与关键技术
EPC核心网架构
介绍演进分组核心网（EPC）的 组成和功能，包括移动管理实体 （MME）、服务网关（SGW） 和公共数据网网关（PGW）等。
移动通信技术(第4版)全套教学课件
移动通信技术（第4版）全套教学课件本课程旨在介绍移动通信技术的内容和目标，以及概述其在现实生活中的重要性和应用领域。
移动通信技术是指通过无线方式进行信息传输和通信的技术。
随着移动设备的普及和网络技术的快速发展，移动通信技术已成为现代社会不可或缺的一部分。
它为人们提供了便捷的通信手段，并且在许多领域都有广泛的应用。
本课程的目标包括：了解移动通信技术的基本概念和原理熟悉移动通信系统的组成和运行方式掌握移动通信网络的设计和优化方法了解移动通信技术在实际应用中的应用领域和发展趋势通过本课程的研究，学生将能够深入理解移动通信技术的原理和应用，并具备设计和优化移动通信网络的能力。
本教学课件将根据以上目标分为多个模块，详细介绍移动通信技术的相关内容。
请继续阅读后续章节以获取更多信息。
教学课件《移动通信技术（第4版）》着重讲解了移动通信技术的基本概念和原理。
以下是主要内容的简要介绍：信号传输：介绍了移动通信中的信号传输过程，包括信号的产生、传输、接收等步骤。
通过掌握信号传输的基本原理，研究者可以理解移动通信系统中的信号传输过程，并能够分析和解决相关问题。
频谱分配：介绍了移动通信中的频谱分配原理和方法。
频谱是移动通信系统中非常宝贵的资源，合理的频谱分配可以提高系统的通信容量和干扰抵抗能力。
本课程将重点介绍频谱分配的基本原理、常用的频谱分配方法以及频谱的管理与规划。
调制解调：介绍了移动通信中的调制解调技术。
调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，解调是将模拟信号转换为数字信号的过程。
本课程将详细介绍调制解调技术的基本原理和常用的调制解调方法。
信道编解码：介绍了移动通信中的信道编解码技术。
信道编解码技术主要用于提高通信系统的可靠性和容错能力。
本课程将介绍信道编解码的基本原理、常用的编解码方法以及应用实例。
通过研究《移动通信技术（第4版）全套教学课件》，学生可以全面了解移动通信技术的基础知识和原理，为进一步深入掌握和应用移动通信技术打下坚实的基础。
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
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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。
4G通信技术PPT课件
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
2021/3/7
CHENLI
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3.软件无线电技术
软件无线电是利用数字信号处理软件实现无 线功能的技术，能在同一硬件平台上利用软 件处理基带信号，通过加载不同的软件，可 实现不同的业务性能。其优点是：
（1）通过软件方式，灵活完成硬件功能； （2）具有良好的灵活性及可编程性； （3）可代替昂贵的硬件电路，实现复杂的功能； （4）对环境的适应性好，不会老化； （5）便于系统升级，降低用户设备费用） LTE
LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进，它改进并增强 了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进 的唯一标准。主要特点是 在20MHz频谱带宽下能够提供下行 100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率，相对于3G网络大大的提高了 小区的容量，同时将网络延迟大大降低：内部单向传输时延低于 5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留 状态到激活状态的迁移时间小于100ms。并且这一标准也是3GPP 长期演进(LTE)项目，是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项 目，其演进的历史如下：
2021/3/7
CHENLI
1
二.4G系统网络结构
移动通信系统从1G到4GPPT课件
安全性差
1g系统缺乏加密和安全措 施，容易遭受窃听和干扰 攻击。
1g系统的应用场景
语音通话
1g系统主要提供语音通话服务， 满足用户基本的通讯需求。
简单的数据传输
部分1g系统支持低速数据传输， 如短消息服务。
区域性覆盖
由于1g网络的大规模覆盖能力，适 用于提供区域性覆盖的通信服务。
03
CATALOGUE
网络功能虚拟化（NFV）
采用虚拟化技术，实现网络功能的软件化和 集中管理。
4g系统的应用场景
移动互联网
4G系统为移动互联网提供了 高速、稳定的网络环境，支 持在线视频、社交媒体、电 子商务等多种应用。
物联网
4G系统为物联网应用提供了 广泛的覆盖和接入能力，支 持智能家居、智能交通、智 能农业等领域的应用。
3g系统的局限性
建设成本高
3g系统的建设和运营成本相对较高，给运营商带来了较大的压力 。
传输速率有限
相对于后续的移动通信系统，3g系统的传输速率相对较低，不能 满足用户对高速数据传输的需求。
竞争激烈
随着移动通信市场的竞争加剧，3g系统的市场份额逐渐受到其他 通信技术的挑战。
05
CATALOGUE
高速率
5g网络能够提供更高的数据传 输速率，满足用户对高清视频 、虚拟现实等高带宽应用的需
求。
低延迟
5g技术大幅减少了网络延迟， 为实时应用如自动驾驶、远程 医疗等提供了可靠的技术支持 。
大规模连接
5g网络具备支持海量设备同时 连接的能力，为物联网、智慧 城市等领域的发展奠定了基础 。
频谱高效利用
5g采用了高频谱技术和新型信 号处理技术，提高了频谱利用
多媒体业务
第8章 第四代(4G)移动通信技术
3．HARQ的最大并发进程数
由于LTE中HARQ采用“停—等”机制，即一个HARQ处理进 程中，需等待一定时间收到ACK/NACK反馈后才能决定下一次进 行新数据发送或是重传，因此LIE采用并发多个进程的方式来 提高资源的利用率。
4．DRX状态下的HARQ
DRX（discontinuous reception，非连续接收）的目的是 为了减少UE的功率消耗。在DRX状态下，UE会为每一个下行 HARQ进程开启一个HARQ RTT定时器，这个定时器长度为UE期待 收到重传数据需等待的最小子帧数。当HARQ RTT定时器未过期 时，UE不可进入睡眠状态，以避免遗漏接收重传数据。
3. 信道设计
在进行控制信道和数据信道的设计时，也需要考虑 TDD和FDD的不同特性。以PDCCH(physical downlink control channel，物理下行控制信道)为例，PDCCH主要 用于上下行资源的分配调度信息和上行功率控制消息的传 输，在每个子帧的开始部分发送，当下行资源块数量大于 10时，其长度可为1、2或者3个OFDM符号，当下行资源块 数量小于10时，用于PDCCH的OFDM符号数为2、3或4个。但 对于 TDD而言，如果PDCCH信道位于DwPTS时隙。则这两种 情况下的PDCCH的长度分别只能为l、2个OFDM符号和固定 为2个OFDM符号。
8.2
TDD和FDD的关键过程差异
HARQ过程
由于LTE TDD与FDD在设计考虑上的差别。导致了其在某 些关键过程的设计上也必须采用不同策略，下面对此进行详 细分析。
8.2.1
HARQ（hybrid automatic repeat-request，混合式自动 重传请求）是一种降低传输错误概率的机制。LTE TDD与FDD 在HARQ的ACK／NACK传输及其与原始发送数据的定时关系、最 大并发进程数、RTT（round trip time，往返时间）等方面 存在差异。 1．HARQ过程的定时关系 LTE FDD系统中，上下行子帧数目相等，数据与反馈的ACK ／NACK之间可以建立一一对应关系，其HARQ过程简单明了。 图8.1为LTE FDD中HARQ的定时关系示意。
《4G5G移动通信技术》课件第1章 4G LTE概述
名称 信道带宽配置灵活（MHz)
多址方式
编码方式 调制方式 功控方式 语音解决方案
帧结构 子帧上下行配置
重传（HARQ) 同步 天线
波束赋形（Beamforming)
随机接入前导
参考信号
MIMO 模式
时分双工(LTE TDD) 1.4、3、5、10、15、20 DL:OFDMA； UL:SC-FDMA 卷积码、Turbo 码 QPSK、16QAM、64QAM 开闭环结合 CSFB/SRVCC Type2 多种子帧上下行配比组合 进程数与延时随上下行配比不同而不同 主辅同步信号符号位置不连续 自然支持 AAS 支持（基于上下行信道互易性） Format 0～4，且一个子帧中可以传输多 个随机接入资源 DL:支持 UE 专用 RS 和小区专用 RS； UL:支持 DMRS 和 SRS，SRS 可以位于 UpPIS 信道 支持模式 TM1～TM8，常用 TM2，3，7，8
1.1.3第三代移动通信系统（3G）
TD-SCDMA和CDMA2000
TD-SCDMA (Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access ) 时分同步码分多址
集CDMA、TDMA、FDMA、SDMA多种多址方式于一体，采用了一系列高新技术（智能天线、联合检测、 接力切换等技术） 频谱利用率高、系统容量大、系统成本低且适合开展数据业务，是中国自主研发的一套通信制式，较为适合 国内人口密度大等特点。
1.1.3第三代移动通信系统（3G）
3G技术特点
系统特点
✓ 能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上 ✓ 实现实时视频、高速多媒体和移动Internet访问业务 ✓ 扩大高质量话音业务容量
4G技术及应用-PPT课件
1.具有很高的传输速率和传输质量
未来的移动通信系统应该能够承载大量的多媒体信息， 有最大传输速率、非对称的上下行链路速率、地区的连 续覆盖、很低的比特开销等功能；
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
2.灵活多样的业务功能。
3.开放的平台。
未的移动通信系统应在移动终端、业务节点及移动 网络机制上具有“开放性”，使得用户能够自由的选择协 议、应用和网络；
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
4.高度智能化的网络。
未来的移动通信网将是一个高度自治、自适应的网络， 具有很好的重构性、可变性、自组织性等，以便于满足 不同用户在不同环境下的通信需求。
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
4.调制和信号传输技术
在高频段进行高速移动通信，将面临严重的选频衰落 (frequency-selective fading)。为提高信号性能，研究 和发展智能调制和解调技术，来有效抑制这种衰落。例如 正交频分复用技术(OFDM)、自适应均衡器等。
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
三、系统网络结构
01 物理网络层 02 中间环境层
03 应用网络层
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
未来的移动通信系统应该能够承载大量的多媒体信息， 有最大传输速率、非对称的上下行链路速率、地区的连 续覆盖、很低的比特开销等功能；
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
2.灵活多样的业务功能。
3.开放的平台。
未的移动通信系统应在移动终端、业务节点及移动 网络机制上具有“开放性”，使得用户能够自由的选择协 议、应用和网络；
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
4.高度智能化的网络。
未来的移动通信网将是一个高度自治、自适应的网络， 具有很好的重构性、可变性、自组织性等，以便于满足 不同用户在不同环境下的通信需求。
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
4.调制和信号传输技术
在高频段进行高速移动通信，将面临严重的选频衰落 (frequency-selective fading)。为提高信号性能，研究 和发展智能调制和解调技术，来有效抑制这种衰落。例如 正交频分复用技术(OFDM)、自适应均衡器等。
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
三、系统网络结构
01 物理网络层 02 中间环境层
03 应用网络层
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
4G技术及应用(动画)ppt课件
2. 网络频谱宽
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。 每个4G信道会占有100MHz的频谱，相当于W-CDMA3G网 络的20倍。
3. 通信灵活
4G手机的功能，已不能简单划归“电话机”的范畴，毕 竟语音资料的传输只是4G移动电话的功能之一而已，因此 4G手机更应该算得上是一台小型电脑了。到时将可以使用 网络通讯手段，即使用流量接打网络电话。
30
五、4G的应用及发展
3、安防领域的普遍应用 从安防行业大环境来看，网络监控已是行业发展的大趋势。4网络
监控的分支移动监控领域，网络传输的压力更加突出。而4G网络的到 来将其移动无线传输的优势应用于移动监控领域，同时正好为视频监 控会议的发展带来了更好的网络环境。如果4G网络能够在国内全面普 及，其“给力”的无线信息传输速度将极有可能带的移动监控产业的 大跨步发展。4G网络技术将为安防行业注入新的活力，给安防行业带 来新的变革，新的市场。
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五、4G的应用及发展
2013年12月18日，中国移动在广州宣布，将建成全球最大4G网
络。据悉，2013年年底前，北京、上海、广州、深圳等16个城市可享
受4G服务；预计到2014年年底，4G网络将覆盖超过340个城市。
2014年1月，京津城际高铁作为全国首条实现移动4G网络全覆盖
的铁路，实现了300公里时速高铁场景下的数据业务高速下载，一部
4. 智能性能高
第四代移动通信的智能性更高，不仅表现于4G通信的 终端设备的设计和操作具有智能化；4G手机可以被看作是 一台手提电视，用来看体育比赛之类的各种现场直播。
4G通信技术解析PPT课件
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
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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
8
1
1 核心技术
5)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
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10Mbp
s至20Mbps，甚至最高可以达到每秒高达100Mbps
2020年9月28日
6
1
1 核心技术
3)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。
2020年9月28日
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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
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1 核心技术
5)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
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10Mbp
s至20Mbps，甚至最高可以达到每秒高达100Mbps
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1 核心技术
3)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。
移动通信发展史(1G-5G)及5G移通通信展望ppt课件
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四、第三代移动通信系统
• 主要技术标准有三种： 欧洲的WCDMA宽带码分多址系统、 美国的CDMA2000系统和中 国的TD-SCDMA系统
• 主要特点：(1)具有全球范围设计的，与固定网络业务及用户互连，无线接口的类型尽 可能少和高度兼容性； (2)具有与固定通信网络相比拟的高话音质量和高安全性； (3) 具有在本地采用2Mb/s高速率接入和在广域网采用384kb/s接入速率的数据率分段使用功 能； (4)具有在2GHz左右的高效频谱利用率，且能最大程度地利用有限带宽； (5) 移动终端可连接地面网和卫星网，可移动使用和固定使用，可与卫星业务共存和互连； (6)语音只占移动通信业务的一部分，大部分业务是非话数据和视频信息；(7) 具有 根据数据量、服务质量和使用时间为收费参数，而不是以距离为收费参数的新收费机制 (8))手机体积小、重量轻，具有真正的全球漫游能力；
33
34
第三部分 5G会给我们带来什么
？
35
关键应用 1 ：云技术产业的发展
云 --管 --端， 5G是管道，端是应用。以目前常见的多终端云同步的发展来 看，其虽然解决了资源在多终端之间同步的问题，但其下载上传速度仍然 太慢！，特别是无线侧的端到端，端到云，速率慢的问题更加明显。 5G带 来的网速的极大提升，使得一切皆可从云而来，随取随用。就未来而言， 云端高度智能化可以通过大数据分析，时刻为我们提供各种情况下的最优
信系统用户容量受限制,在人口密度很大的城市,系统扩容困难
7
二、第一代移动通信系统
第一代移动通信(模拟蜂窝)系统
模拟移动电话时代手机的功能往往仅仅只是局限于通话功能，而 且受到技术、材料各方面的限制，款式上相当单一，缺乏变化， 大可称为手机的史前时代。
四、第三代移动通信系统
• 主要技术标准有三种： 欧洲的WCDMA宽带码分多址系统、 美国的CDMA2000系统和中 国的TD-SCDMA系统
• 主要特点：(1)具有全球范围设计的，与固定网络业务及用户互连，无线接口的类型尽 可能少和高度兼容性； (2)具有与固定通信网络相比拟的高话音质量和高安全性； (3) 具有在本地采用2Mb/s高速率接入和在广域网采用384kb/s接入速率的数据率分段使用功 能； (4)具有在2GHz左右的高效频谱利用率，且能最大程度地利用有限带宽； (5) 移动终端可连接地面网和卫星网，可移动使用和固定使用，可与卫星业务共存和互连； (6)语音只占移动通信业务的一部分，大部分业务是非话数据和视频信息；(7) 具有 根据数据量、服务质量和使用时间为收费参数，而不是以距离为收费参数的新收费机制 (8))手机体积小、重量轻，具有真正的全球漫游能力；
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34
第三部分 5G会给我们带来什么
？
35
关键应用 1 ：云技术产业的发展
云 --管 --端， 5G是管道，端是应用。以目前常见的多终端云同步的发展来 看，其虽然解决了资源在多终端之间同步的问题，但其下载上传速度仍然 太慢！，特别是无线侧的端到端，端到云，速率慢的问题更加明显。 5G带 来的网速的极大提升，使得一切皆可从云而来，随取随用。就未来而言， 云端高度智能化可以通过大数据分析，时刻为我们提供各种情况下的最优
信系统用户容量受限制,在人口密度很大的城市,系统扩容困难
7
二、第一代移动通信系统
第一代移动通信(模拟蜂窝)系统
模拟移动电话时代手机的功能往往仅仅只是局限于通话功能，而 且受到技术、材料各方面的限制，款式上相当单一，缺乏变化， 大可称为手机的史前时代。
第四代移动通信系统知识点课件.
4G发展状况——终端
Sprint Nextel Corp.2010年3月23日，正式发布美国首款超高速手机， 随后又发布世界上第一款WiMAX 4G的Android系统手机HTC EVO 4G 。
现在很多国家推出了许多4G手机，如：
HTC
月，全球81个国家的运营商共投入242张LTE 网络的建设。其中，已经商用的LTE网络达到了57个。
日本
在2009年就把4G牌照分发给日本几大移动运营商NTT Docomo、 软银移动、KDDI和e-Mobile公司。按照日本政府的计划，5年后 LTE将覆盖日本50%的人口。
欧洲
英国和法国正计划4G LTE无线网络的实验测试。而且法国已经完成 价值12.6亿美元的首批4G牌照拍卖。
世界首款4G手机
WiFi——IEEE制定
WiFi——原意是无线保真的缩写，英文全称为 wireless fidelity 当今使用最广的一种无线网络传输技术。 实际上 就是把有线网络信号转换成无线信号，使用无线 路由器供支持其技术的相关电脑，手机，平板等 接收。手机如果有Wi-Fi功能的话，在有Wi-Fi无线 信号的时候就可以不通过移动联通的网络上网， 省掉了流量费。 一般Wi-Fi信号接收半径约95米，但会受墙壁等影 响，实际距离会小一些 ；使用无需授权频段，方 便，但是会产生干扰。
1-10-2第四代移动通信系统
10.1.2 第四代移动通信系统
每一代无线通信网络的进步核心标志是什么？
速度
更畅快的 速度体验
第四代移动通信
1、什么是4G？ 2、4G的主要优势 3、4G的标准 4、4G的核心技术 5、4G的国内外发展状况 6、4G的主要应用
第19讲-4G移动通信系统 ppt课件
ppt课件 •5
4G移动通信系统
1
4G发展背景
2 3 4 5 6
4G网络结构 4G协议栈 4G核心技术 LTE系统的无线接口 4G增强技术
ppt课件
•6
4G关键技术
• 为了满足4G移动通信系统的高数据率、高终端 移动性、高频谱利用率和功率效率等方面的要 求，人们发展了众多的新理论与新技术。 以MIMO为代表的多天线技术 以OFDM为代表的多载波技术 无线资源管理技术 ……
ppt课件 •18
OFDM技术
OFDM系统收发机的关键模块
DFT实现
傅立叶变换将时域与频域联系在一起。
DFT是有限长序列傅立叶变换的有限点离散采样。
快速傅立叶变换（FFT）仅是DFT计算应用的一种快
速数学方法。 对于子载波数N比较大的系统，OFDM的复等效基带 信号可以采用离散傅立叶逆变换(IDFT)实现，这极大 地促进了OFDM技术的迅速发展。 下面进行简单的推导：
ppt课件
•7
OFDM技术
• 随着无线数据速率的不断提高，无线通信系统 的性能不仅仅受到噪声的限制，更主要受制于 无线信道时延扩展所带来的码间串扰。 • 为了传输高速数据业务，必须采用措施消除码 间串扰。
– 经典的抗码间干扰方法是信道均衡，但在采用单载 波均衡的情况下，往往要设计抽头系数很大的均衡 器，这是现有技术难以支持的。 – 同样，在现有技术条件下，采用CDMA技术来传输高 速数据业务也十分困难。
在接收端通过N点的DFT运算，把接收到的时域数
在OFDM系统的实际运用中，可以采用更加快捷的
IFFT/FFT，可以显著降低运算的复杂度。
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•21
OFDM技术
4G移动通信系统
1
4G发展背景
2 3 4 5 6
4G网络结构 4G协议栈 4G核心技术 LTE系统的无线接口 4G增强技术
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4G关键技术
• 为了满足4G移动通信系统的高数据率、高终端 移动性、高频谱利用率和功率效率等方面的要 求，人们发展了众多的新理论与新技术。 以MIMO为代表的多天线技术 以OFDM为代表的多载波技术 无线资源管理技术 ……
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OFDM技术
OFDM系统收发机的关键模块
DFT实现
傅立叶变换将时域与频域联系在一起。
DFT是有限长序列傅立叶变换的有限点离散采样。
快速傅立叶变换（FFT）仅是DFT计算应用的一种快
速数学方法。 对于子载波数N比较大的系统，OFDM的复等效基带 信号可以采用离散傅立叶逆变换(IDFT)实现，这极大 地促进了OFDM技术的迅速发展。 下面进行简单的推导：
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OFDM技术
• 随着无线数据速率的不断提高，无线通信系统 的性能不仅仅受到噪声的限制，更主要受制于 无线信道时延扩展所带来的码间串扰。 • 为了传输高速数据业务，必须采用措施消除码 间串扰。
– 经典的抗码间干扰方法是信道均衡，但在采用单载 波均衡的情况下，往往要设计抽头系数很大的均衡 器，这是现有技术难以支持的。 – 同样，在现有技术条件下，采用CDMA技术来传输高 速数据业务也十分困难。
在接收端通过N点的DFT运算，把接收到的时域数
在OFDM系统的实际运用中，可以采用更加快捷的
IFFT/FFT，可以显著降低运算的复杂度。
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OFDM技术
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1. LTE的发展与演进 2. LTE的基本原理 3. LTE的关键技术 4. LTE的实际应用
LTE的关键技术
AMC(自适应调制编码） HARQ（混合自动重传） Fast Scheduling（快速调度） ICIC（小区间干扰抑制）
AMC（自适应调制编码）
ABCDEFGH
– 不同天线发射不同的
I JK LMNOP
数据，可以直接增加
容量：2×2MIMO
UE
方式容量提高1倍
• 分集模式
ABCDEFGH
– 不同天线发射相同的
A’ B’ C’ D’ E’ F’ G’ H’
数据，在弱信号条件
ABCDEFGH
下提高用户的速率
UE
MIMO可以在复用模式和分集模式之间自适应动态转变
第四代移动通信技术
LTE ---The Long Term Evolution
前言
LTE技术由3Gpp定义，作为第四代移动 通信的技术
LTE正式名称： EPS，即演进型的分组系 统，有两部分组成
LTE（Long-Term Evolution，长期演进） SAE（System Architecture Evolution，系统
• 两低 – 低时延：控制面 IDLE -〉ACTIVE: < 100ms，用户面传输: < 10ms – 低成本：设备成本、运维成本
1. LTE的发展与演进 2. LTE的基本原理 3. LTE的关键技术 4. LTE的实际应用
LTE的基本原理
OFDM(正交频分复用） MIMO（多天线技术）
传统单载波系统
单载波系统的数据传输形式是串行数据流，符号被连续传输，每个数据符号的频谱可占据整个可利用的带宽。
多载波系统
多载波系统并行传输数据流，（使高速数据流转换低速数据流），许多符号同时传输，将输入数据符号 串并转换到N个并行子信道中。
OFDM原理
Bandwidth
OFDM的基本原理是将高速的数据流分解 为N个并行的低速数据流，在N个子载波上同时 进行传输。这些在N子载波上同时传输的数据符 号，构成一个OFDM符号
时间和频率同步 时间偏移会导致OFDM子载波的相位偏移，所以引入CP 载波频率偏移带来两个影响：降低信号幅度、造成ICI
MIMO：多天线技术
双声道立体声,身临其境的感觉真好 两只喇叭+两只耳朵
双发双收 MIMO，让上网速率翻番 两副接收天线+两副发射天线
Page15
MIMO主要模式 • 复用模式
RAN#36次全会
ü LTE研究项目 （SI）结束
ü LTE工作项目 （WI）开始
ü 完成第二阶段 工作
ü 正式进入标准 发展的第三阶 段
Stage 3 阶段 Stage 2 阶段
LTE WI阶段
ü 功能 性已 经冻 结,开 展CR
ü 预计LTE 标准正式 发布TS
LTE标准发展里程 2004-12
Page16
多天线之Beam Forming
没有智能天线的情况下， 小区间用户干扰严重
使用智能天线的情况下，小区 间用户干扰得到极大改善
Beamforming和MIMO结合使用，既改善覆盖，又提升容量
多天线技术优势
LTE基本原理
信道编码/ 交织/加扰
频频
QAM调制 （QPSK/16QAM/64QAM）
实现MIMO技术较简单 MIMO技术的关键：有效避免天线之间的干扰以区分多 个数据流 平坦 衰落信道中实现MIMO更容易，频率选择性信道中 ，很难将MIMO接收和信道均衡区分开
OFDM缺点
PAPR问题 高PAPR给系统很多不利：增加模数/数模转换的复杂度、 降低RF功放的效率、增加发射机功放的成本等未然式 降低PAPR的方法： 信号预失真技术：如消峰(Clipping)、峰加窗 编码技术、加扰技术
带宽扩展性强-----决定性优势 OFDM信道带宽取决于子载波的数量 CDMA只能通过提高码片速率或者多载波方式支持更大带宽，使得接收机 复杂度大幅度上
抗多径衰落 相对于CDMA系统，OFDMA系统是实现简单均衡接收机的最直接方式
OFDM优势
频域调度及自适应 OFDM可以实现频域调度，相对CDMA来说灵活性更高 可以在不同的频带采用不同的调制编码方式，更好的适 应频率选择性衰落
架构演进）
1. LTE的发展与演进 2. LTE的基本原理 3. LTE的关键技术 4. LTE的实际应用
LTE的发展与演进
LTE的发展与演进
RAN#39次全会
ü 完成候选技术征集 和性能评估
ü 完成需求报告和可 行性技术报告 TR25.913,TR25.912
RAN#26次全会
ü LTE研究项目 （SI）立项
子载
串->并
...
波映 射
... ... IFFT
加CP
频频
•Downlink- OFDMA
OFDM调制
频频 频频
信道编码/ 交织/加扰
QAM调制 （QPSK/16QAM/64QAM）
DFT
...
子载 波映 射
... ... IFFT
加CP
频频
• Uplink- SC-FDMA
DFT-SOFDM调制
OFDM优势
频谱效率高 OFDM采用多载波方式避免用户的干扰，只是取得用户间正交性的一种方 式，“防讳于未然”的一种方式未然式 CDMA采用等干扰出现后用信号处理技术将其消除，例如信道均衡、多用 户检测等；以恢复系统的正交性 相对单载波系统(CDMA)来说，多载波技术(OFDM)是更直接的实现正交 传输的方法
ü 开始目标需求 制定，征求候 选技术方案
3GPP-3G长期演进
LTE SI阶段
ü 3GPP着手LTE功能性规 范，完成技术报告 TR25.813,TR25.814等
ü 完成阶段2性能验证
ü 各工作组完成必 要的标准规范， 输出具体的TS序 列
ü 完成整个 LTE标准制 定的主要 工作
RAN#32次全会
2006-06
2007-06
2008-3 2008-6 2008-12
3GPP为了保持未来10年在宽带移动系统中的竞争力，从2004年12月开始LTE项 目，2008年12月正式发布标准
设计目标
• 三高 – 高峰值速率：下行峰值100Mbps，上行峰值50Mbps – 高频谱效率：频谱效率是3G的2～5倍 – 高移动性：支持350 km/h（在某些频段甚至支持500km/h）