4g移动通信网络简介

,十万个为什么之4G移动通信网络简介,钻研 进取 挑战 严谨,十万个为什么？,为什么苹果会砸到牛顿的头上？,为什么创新园食堂没有4楼？,为什么现场有很多人没有结婚？,为什么我的PPT没有目录？,为什么老罗要卖手机？,什么是4G?,1、4G移动通信网络之前世今生,传说中八十年代的富一代是怎么打电话的,1.1 第一代移动通信系统(1G),传说中的大哥大,为什么这位大叔总喜欢打岔呢？,1、4G移动通信网络之前世今生,1.2 第二代移动通信系统(2G),为什么电信2G手机卡放到移动或联通手机不能用？,全球移动通信系统GSM(Global System for Mobile communication)通用分组无线服务技术GPRS(General Packet Radio Service)增强型数据速率GSM演进技术EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution),1、4G移动通信网络之前世今生,1.3 第三代移动通信系统(3G),时分同步码分多址TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access)宽带码分多址WCDMA(Wide band Code Division Multiple Access)码分多址2000CDMA2000(Code Division Multiple Access 2000),谁在为移动、电信、联通指腹为婚？,1、4G移动通信网络之前世今生,1.3 第三代移动通信系统(3G),为什么中国移动定制的3G手机叫G3手机？,正方：阚凯力观点：哥对TD-SCDMA很失望，后果很严重,反方：李进良观点：不管你喜不喜欢，反正我喜欢了,1、4G移动通信网络之前世今生,移动通信发展的最终目标是实现任何人（whoever）可以在任何时候（whenever）、任何地方（wherever）与其它任何人（whomever）以任何方式（whatever）进行通信。,1.4 前三代移动通信系统总结,移动通信的终极目标是什么？,1、4G移动通信网络之前世今生,1.5 为什么要演进？,第三代合作伙伴计划3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)第三代合作伙伴计划23GPP2(The 3rd Generation Partnership Project 2)电气和电子工程师协会IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)国际电信联盟ITU(International Telecommunication Union),1、4G移动通信网络之前世今生,1.6 漫长的演进之路,全球微波互联接入WIMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)高级国际移动通信IMT-Advanced(International Mobile Telecommunications-Advanced)长期演进技术LTE(Long Term Evolution)超行动宽带UMB(Ultra Mobile Broadband),LTE成为移动通信技术演进的主流方向多种技术体制将长期并存，并最终演进到单一网络,1.6 漫长的演进之路,1、4G移动通信网络之前世今生,1.6 漫长的演进之路,为什么MTK要强调其八核手机是真八核呢？,1、4G移动通信网络之前世今生,2.1 真假4G？,为什么中国把LTE TDD制式称之为TD-LTE呢？,1、4G移动通信网络之前世今生,什么是LTE?,分FDD和TDD两种模式采用OFDM和MIMO技术,用户峰值速率：DL 100Mbps，UL 50Mbps扁平、全IP网络架构减少系统时延CP：驻留激活小于100ms，休眠激活小于50msUP：最小可达到5ms控制面处理能力：单小区5M带宽内不少于200用户频谱利用率：1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz频谱利用率相对于3G提高2-3倍,2、4G移动通信网络之掀起你的红盖头,2.1 什么是LTE网络？,2、4G移动通信网络之掀起你的红盖头,2.1 什么是LTE网络？,2G/3G二级转发变为一级转发。扁平化的网络架构设计，网络结构更简单！,NodeB（基站）,RNC（基站控制器）,2G/3G网络,LTE网络,2、4G移动通信网络之掀起你的红盖头,2.1 什么是LTE网络？,2、4G移动通信网络之掀起你的红盖头,2.1什么是LTE网络？,G宣传是虚头吗，它离我们有多近？,为什么各大互联网公司狂送云盘空间？,2、4G移动通信网络之掀起你的红盖头,2.2 LTE网络在全球的商用进展,2009年12月14日，世界第一张LTE网络商用，由TeliaSonera在奥斯陆和挪威瑞典斯德哥尔摩提供数据连接服务，该服务须使用上网卡。2011年美国CDMA运营商Verizon Wireless规模部署LTE，标志着LTE开始了在全球的小规模商用启动。2011年2月10日，MetroPCS推出的三星Galaxy Indulge，该手机成为全球首款商用LTE手机。2013年6月26日，韩国电信运营商SK推出全球第一个消费级LTE-A网络。2013年6月，全球首款LTE-Advanced智能手机是由三星推出的Galaxy S4 LTE-A ，采用骁龙800系列处理器。截至2014年1月15日，全球商用LTE网络达263张，单独采用FDD-LTE标准的有235张，占总数的89.3%，单独采用TD-LTE标准的有15张，只占5.7%，混合组网的13张，占5%。目前，全球FDD-LTE标准拥有95%以上的用户。,国外LTE进展如火如荼，国内LTE进展如何呢？,2、4G移动通信网络之掀起你的红盖头,2.2 LTE网络在国内的商用进展,2011年，中国移动TD-LTE规模试验网部署项目采取“6+1”方案，将投资15亿人民币建网覆盖上海、杭州、南京、广州、深圳、厦门6个省市，每个城市将部署约200个基站；并在北京建TD-LTE演示网。2012年，扩大规模试验。2013年，继续扩大规模试验。2013年12月4日，中国工信部给中国移动、中国联通、中国电信三大运营商同时颁布4G牌照。2013年12月18日， 中国移动宣布4G网络正式商用。2014年2月14日， 中国电信宣布4G网络正式商用。2014年3月18日， 中国联通宣布4G网络正式商用。,为什么移动积极发展LTE，电信联通消极应对呢？,2.3 TDD与FDD，谁更适合中国？,正方：阚凯力观点： FDD，你是优等股，世界看好你！,反方：李进良观点： TDD，你是潜力股，北京欢迎你！,FDD和TDD之间有何区别呢？,2、4G移动通信网络之掀起你的红盖头,2.4 TDD与FDD的有何不同？,2、4G移动通信网络之掀起你的红盖头,TDD比FDD有何优缺点呢？,2、4G移动通信网络之掀起你的红盖头,2.5 TDD比FDD的优势,（1）能够灵活配置频率，使用FDD 系统不易使用的零散频段；（2）可以通过调整上下行时隙转换点，提高下行时隙比例，能够很好的支持非对称业务；（3）具有上下行信道一致性，基站的接收和发送可以共用部分射频单元，降低了设备成本；（4）接收上下行数据时，不需要收发隔离器，只需要一个开关即可，降低了设备的复杂度；（5）具有上下行信道互惠性，能够更好的采用传输预处理技术, 能有效地降低移动终端的处理复杂性。,2、4G移动通信网络之掀起你的红盖头,2.6 TDD比FDD的劣势,（1）由于TDD方式的时间资源分别分给了上行和下行，因此TDD方式的发射时间大约只有FDD的一半;（2）TDD系统上行受限，因此TDD基站的覆盖范围明显小于FDD基站；（3）TDD系统收发信道同频，无法进行干扰隔离，系统内和系统间存在干扰；（4）为了避免与其他无线系统之间的干扰，TDD需要预留较大的保护带，影响了整体频谱利用效率。,什么是4G终端?,3、4G移动通信网络之终端介绍,3.1 什么是五模十频手机？,五种通信模式包括：LTE TDDLTE FDDTD-SCDMAWCDMAGSM,传说中支持的全制式通信网络的芯片有木有？,十多个频段涵盖：LTE TDD band38/39/40/41LTE FDD band1/7 /3/17TD-SCDMA band34/39WCDMA band1/2 /5/8GSM band2/3/5/8,窗前明月光，多模知多少,高通真牛X，一个都不少,CDMACDMA2000,3、4G移动通信网络之终端介绍,3.2 解读移动4G终端入库新规,为什么中国移动要求入库手机必须支持5模呢？,（1） NFC手机产品。中国移动计划2014年NFC手机产品销售3000万部。各终端合作伙伴在2014年6月30日前送测的LTE高、中、低端产品中，各档需至少有一款产品具备NFC功能，且该产品应在首次上市时就具备NFC功能。（2） 4G手机5模要求。自2014年5月31日起首轮送测LTE手机需支持5模(TD-LTE/FDD-LTE/TD-SCDMA/GSM /WCDMA)，且需满足工信部进网要求。中国移动将持续大力推进TDD/FDD融合发展策略，LTE手机产品需同时支持TDD/FDD。（3） 4G手机频段要求。自2014年7月1日起首轮送测LTE智能机需支持Band39/Band40/Band41(至少支持中国移动 2575MHz-2635MHz频段)，零售价1000元以上的LTE智能机需支持Band41全频段。,3、4G移动通信网络之终端介绍,3.3 LTE网络语音解决方案,LTE网络是怎么解决语音通话呢？,头条新闻：用 iphone5s的移动4G网络打电话会经常掉线,语音在2G时代已经做得很好了，为什么在4G时代反而出现问题？,2G/3G移动通信网络的两种连接方式：1.电路交换域CSD(Circuit Switched Domain)2.分组交换域PSD(Packet Switched Domain),3、4G移动通信网络之终端介绍,3.3 LTE网络语音解决方案,为什么4G通信网络要使用过渡语音解决方案呢？,LTE网络的三种语音解决方案1.电路域回落CSFB(Circuit Switched Fallback)2.双待机SGLTE(Simultaneous GSM and LTE)3.语音LTEVoLTE(Voice over LTE),3、4G移动通信网络之终端介绍,3.3 LTE网络语音解决方案,IP多媒体子系统IMS(IP Multimedia Subsystem),温馨提示：不要混淆了CSFB和SRVCC两个概念,单待无线语音呼叫连续性方案SRVCC(Single Radio Voice Call Continuity),为什么好马不吃回头草?,OFDM即正交频分多路复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing），与传统的多载波调制（MCM）相比，OFDM调制的各个子载波间可相互重叠，并且能够保持各个子载波之间的正交性,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个子载波上同时传输的数据符号，构成一个OFDM符号,4、4G移动通信网络之关键技术,4.1 最关键的物理层技术,LTE下行采用OFDM技术，上行采用SC-FDMA技术,4、4G移动通信网络之关键技术,4.1 最关键的物理层技术,为什么LTE上下行采用不同的物理层技术呢？,Type1帧结构：每个10ms无线帧，10个子帧，分为20个时隙。 每个子帧1ms，包含2个时隙，每个时隙0.5ms。,34,LTE支持两种无线帧结构：Type 1，适用于FDD；Type 2，适用于TDD；,帧结构Type1FDD,时间单位：Ts=1/(15000*2048)s,4、4G移动通信网络之关键技术,4.1 最关键的物理层技术之帧结构,帧结构Type2TDD,35,Type2帧结构： 每个10ms无线帧，分为2个长度为5ms的半帧。 每个半帧由8个长度为0.5ms的时隙和3 个特殊区域 DwPTS,GP, UpPTS组成(“8+3方案”)。 DwPTS,GP和UpPTS的总长度等于1ms，其中DwPTS和UpPTS的长度可配置。,4、4G移动通信网络之关键技术,4.1 最关键的物理层技术之帧结构,资源块概念:一个物理资源块（PRB）由时域上连续的 N个符号，频域上连 续的 个子载波组成。,RE（Resource Element）为最小的资源单位，对于每一个天线端口，时域上为一个OFDM或者SC-FDMA符号，频域上为一个子载波。RB（Resource Block）为业务信道资源分配的资源单位。,4、4G移动通信网络之关键技术,4.1 最关键的物理层技术之资源块,LTE物理资源分配RE/RB图解,4、4G移动通信网络之关键技术,4.1 最关键的物理层技术之资源块,上行多天线技术 上行传输天线选择(TSTD) MU-MIMO 下行多天线技术 传输分集：SFBC, SFBC+FSTD，闭环Rank1预编码 空间复用：开环空间复用，闭环空间复用以及MU-MIMO多天线技术分类 MIMO SISO SIMO MISO,LTE的基本配置是DL 2*2 和UL 1*2 , 最大支持 4*4,4、4G移动通信网络之关键技术,4.2 传说中的多天线技术,原理： 波束赋形技术要求使用小间距的天线阵列，且天线单元数目要足够多 波束赋形技术的实现方式是将一个单一的数据流通过加权形成一个指向用户方向的波束，从而使得更多的功率可以集中在用户的方向上作用： 提高期望用户的信号强度 降低信号对其他用户的干扰 特别的，如果波束赋形时已经知道被干扰用户的方位，可以主动降低对该方向辐射能量,4、4G移动通信网络之关键技术,4.3 神奇的波