4G知识简介解析

1、移动通信4G技术4G知识简介解析第1页移动4G技术概念LTE(Long Term Evolution,长久演进)项目是3G演进，始于3GPP多伦多会议。LTE并非人们普遍误解4G技术，而是3G与4G技术之间一个过渡，是3.9G全球标准,它改进并增强了3G空中接入技术，采取OFDM和MIMO作为其无线网络演进唯一标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行326Mbit/s与上行86Mbit/s峰值速率。改进了小区边缘用户性能，提升小区容量和降低系统延迟。：LTE技术4G知识简介解析第2页LTE概念LTE(LongTermEvolution)是新一代宽带无线移动通信系统。与3G采取CDMA技术不一样

2、，LTE以及OFDM（正交频分多址）和MIMO（多输入多输出天线）技术为基础，频谱效率是3G增强技术23倍。LTE包含FDD和TDD两种制式。LTE增强技术(LTE-Advance)是国际电联认可第四代移动通信标准。4G知识简介解析第3页LTE概念3GPP长久演进(LTE)项目是近两年来3GPP开启最大新技术研发项目，这种以OFDM/FDMA为关键技术能够被看作“准4G”技术。3GPP LTE项目标主要性能目标包含：在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps峰值速率；改进小区边缘用户性能；提升小区容量；降低系统延迟，用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到

3、激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态迁移时间小于100ms；4G知识简介解析第4页对比4G知识简介解析第5页4G速度优势4G知识简介解析第6页4G知识简介解析第7页4G采取技术(1) (1)接入方式和多址方案 OFDM(正交频分复用)是一个无线环境下高速传输技术，其主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，各子载波并行传输。尽管总信道是非平坦，即含有频率选择性，不过每个子信道是相对平坦，在每个子信道上进行是窄带传输，信号带宽小于信道对应带宽。OFDM技术优点是能够消除或减小信号波形间干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提升了频谱利用率

4、，可实现低成本单波段接收机。4G知识简介解析第8页4G采取技术(2)(2)调制与编码技术 4G移动通信系统采取新调制技术，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，以确保频谱利用率和延长用户终端电池寿命。4G移动通信系统采取更高级信道编码方案(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条件下确保系统足够性能。 4G知识简介解析第9页4G采取技术(3)(3)高性能接收机 4G移动通信系统对接收机提出了很高要求。Shannon定理给出了在带宽为BW信道中实现容量为C可靠传输所需要最小SNR。按照Shannon定理，能够

5、计算出，对于3G系统假如信道带宽为5MHz，数据速率为2Mb/s，所需SNR为l.2dB；而对于4G系统，要在5MHz带宽上传输20Mb/s数据，则所需要SNR为12dB。可见对于4G系统，因为速率很高，对接收机性能要求也要高得多。4G知识简介解析第10页4G采取技术(4)(4)智能天线技术 智能天线含有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调整等智能功效，被认为是未来移动通信关键技术。智能天线应用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号抵达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号抵达方向，抵达充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号目标。这种技术既能改进信号质量又能增加传输容量。 4G知

6、识简介解析第11页4G采取技术(5)(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技术，它采取是分立式多天线，能够有效将通信链路分解成为许多并行子信道，从而大大提升容量。信息论已经证实，当不一样接收天线和不一样发射天线之间互不相关时，MIMO系统能够很好地提升系统抗衰落和噪声性能，从而取得巨大容量。 4G知识简介解析第12页MIMO技术4G知识简介解析第13页4G采取技术(6)(6)软件无线电技术 软件无线电是将标准化、模块化硬件功效单元经过一个通用硬件平台，利用软件加载方式来实现各种类型无线电通信系统一个含有开放式结构新技术。软件无线电关键思想是在尽可能靠近天

7、线地方使用宽带A/D和D/A变换器，并尽可能多地用软件来定义无线功效，各种功效和信号处理都尽可能用软件实现。其软件系统包含各类无线信令规则与处理软件、信号流变换软件、信源编码软件、信道纠错编码软件、调制解调算法软件等。软件无线电使得系统含有灵活性和适应性，能够适应不一样网络和空中接口。软件无线电技术能支持采取不一样空中接口多模式手机和基站，能实现各种应用可变QoS。 4G知识简介解析第14页4G采取技术(7)(7)基于IP关键网 移动通信系统关键网是一个基于全IP网络，同已经有移动网络相比含有根本性优点，即：能够实现不一样网络间无缝互联。关键网独立于各种详细无线接入方案，能提供端到端IP业务，

8、能同已经有关键网和PSTN兼容。关键网含有开放结构，能允许各种空中接口接入关键网；同时关键网能把业务、控制和传输等分开。采取IP后，所采取无线接入方式和协议与关键网络(CN)协议、链路层是分离独立。IP与各种无线接入协议相兼容，所以在设计关键网络时含有很大灵活性，不需要考虑无线接入终究采取何种方式和协议。 4G知识简介解析第15页4G特点1、通信速度更加快 因为人们研究4G通信最初目标就是提升蜂窝电话和其它移动装置无线访问Internet速率，所以4G通信给人印象最深刻特征莫过于它含有更加快无线通信速度。从移动通信系统数据传输速率作比较，第一代模拟式仅提供语音服务；第二代数位式移动通信系统传输

9、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到达2Mbps；教授则预估，第四代移动通信系统能够到达10Mbps至20Mbps，甚至最高能够到达每秒高达100Mbps速度传输无线信息，这种速度将相当于当前手机传输速度1万倍左右。 4G知识简介解析第16页4G速度意味着什么4G知识简介解析第17页4G特点2、网络频谱更宽 要想使4G通信到达100Mbps传输，通信营运商必须在3G通信网络基础上，进行大幅度改造和研究，方便使4G网络在通信带宽上比3G网络蜂窝系统带宽高出许多。据研究4G通信AT&T执行官们说，预计每个4G信道将占有100MHz频谱，相当

10、于W-CDMA 3G网路20倍。 4G知识简介解析第18页4G特点3、通信愈加灵活从严格意义上说，4G手机功效，已不能简单划归“电话机”范围，毕竟语音资料传输只是4G移动电话功效之一而已，所以未来4G手机更应该算得上是一只小型电脑了，而且4G手机从外观和式样上，将有更惊人突破，我们能够想象是，眼镜、手表、化装盒、旅游鞋，以方便和个性为前提，任何一件你能看到物品都有可能成为4G终端，只是当前我们还不知应该怎么称呼它。未来4G通信将使我们不但能够随时随地通信，更能够双向下载传递资料、图画、影像，当然更能够和从未谋面陌生人网上联线对打游戏。可能你将有被网上定位系统永远锁定无处遁形苦恼，不过与它据此提

11、供地图带来便利和安全相比，这简直能够忽略不计。 4G知识简介解析第19页4G特点4、智能性能更高 第四代移动通信智能性更高，不但表现在4G通信终端设备设计和操作含有智能化，比如对菜单和滚动操作依赖程度将大大降低，更主要4G手机能够实现许多难以想象功效。比如4G手机将能依据环境、时间以及其它设定原因来适时地提醒手机主人此时该做什么事，或者不该做什么事，4G手机能够将电影院票房资料，直接下载到PDA之上，这些资料能够把当前售票情况、座位情况显示得清清楚楚，大家能够依据这些信息来进行在线购置自己满意电影票；4G手机能够被看作是一台手提电视，用来看体育比赛之类各种现场直播。 4G知识简介解析第20页4

12、G特点5、兼容性能更平滑 要使4G通信尽快地被人们接收，不但考虑它功效强大外，还应该考虑到现有通信基础，方便让更多现有通信用户在投资最少情况下就能很轻易地过渡到4G通信。所以，从这个角度来看，未来第四代移动通信系统应该具备全球漫游，接口开放，能跟各种网络互联，终端多样化以及能从第二代平稳过渡等特点。 4G知识简介解析第21页4G特点6、提供各种增值服务 4G通信并不是从3G通信基础上经过简单升级而演变过来，它们关键建设技术根本就是不一样，3G移动通信系统主要是以CDMA为关键技术，而4G移动通信系统技术则以正交多任务分频技术(OFDM)最受瞩目，利用这种技术人们能够实现比如无线区域环路(WLL

13、)、数字音讯广播(DAB)等方面无线通信增殖服务；不过考虑到与3G通信过渡性，第四代移动通信系统不会在未来仅仅只采取OFDM一个技术，CDMA技术将会在第四代移动通信系统中，与OFDM技术相互配合方便发挥出更大作用，甚至未来第四代移动通信系统也会有新整合技术如OFDM/CDMA产生，前文所提到数字音讯广播，其实它真正利用技术是OFDM/FDMA整合技术，一样是利用两种技术结合。所以未来以OFDM为关键技术第四代移动通信系统，也将会结合两项技术优点，一部分将是以CDMA延伸技术。 4G知识简介解析第22页4G特点7、实现更高质量多媒体通信 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4G

14、通信能满足第三代移动通信尚不能到达在覆盖范围、通信质量、造价上支持高速数据和高分辨率多媒体服务需要，第四代移动通信系统提供无线多媒体通信服务将包含语音、数据、影像等大量信息透过宽频信道传送出去，为此未来第四代移动通信系统也称为“多媒体移动通信”。第四代移动通信不但仅是为了因应用户数增加，更主要是，必须要因应多媒体传输需求，当然还包含通信品质要求。总结来说，首先必须能够容纳市场庞大用户数、改进现有通信品质不良，以及到达高速数据传输要求。 4G知识简介解析第23页4G特点8、频率使用效率更高 相比第三代移动通信技术来说，第四代移动通信技术在开发研制过程中使用和引入许多功效强大突破性技术，比如一些光

15、纤通信产品企业为了深入提升无线因特网主干带宽宽度，引入了交换层级技术，这种技术能同时涵盖不一样类型通信接口，也就是说第四代主要是利用路由技术(Routing)为主网络架构。因为利用了几项不一样技术，所以无线频率使用比第二代和第三代系统有效得多。按照最乐观情况预计，这种有效性能够让更多人使用与以前相同数量无线频谱做更多事情，而且做这些事情时候速度相当快。研究人员说，下载速率有可能到达5Mbps到10Mbps。 4G知识简介解析第24页4G特点9、通信费用愈加廉价 因为4G通信不但处理了与3G通信兼容性问题，让更多现有通信用户能轻易地升级到4G通信，而且4G通信引入了许多尖端通信技术，这些技术确保

16、了4G通信能提供一个灵活性非常高系统操作方式，所以相对其它技术来说，4G通信布署起来就轻易快速得多；同时在建设4G通信网络系统时，通信营运商们将考虑直接在3G通信网络基础设施之上，采取逐步引入方法，这么就能够有效地降低运行者和用户费用。据研究人员宣称，4G通信无线即时连接等一些服务费用将比3G通信愈加廉价。 4G知识简介解析第25页实施4G存在缺点1、标准难以统一 即使从理论上讲，3G手机用户在全球范围都能够进行移动通信，不过因为没有统一国际标准，各种移动通信系统彼此互不兼容，给手机用户带来很多不便。所以，开发第四代移动通信系统必须首先处理通信制式等需要全球统一标准化问题，而世界各大通信厂商将

17、会对此一直在争论不休。 4G知识简介解析第26页实施4G存在缺点2、技术难以实现 尽管未来4G通信能够给人带来美好明天，不过别指望立刻就能用上这种技术，大约还需要5年左右时间这项技术才能公布。据研究这项技术开发人员而言，要实现4G通信下载速度还面临着一系列技术问题。比如，怎样确保楼区、山区，及其它有障碍物等易受影响地域信号强度等问题。日本DoCoMo企业表示，为了处理这一问题，企业将对不一样编码技术和传输技术进行测试。另外在移交方面存在技术问题，使手机很轻易在从一个基站覆盖区域进入另一个基站覆盖区域时和网络失去联络。因为第四代无线通信网络架构相当复杂，这一问题显得格外突出。不过，行业教授们表示

18、，他们相信这一问题能够得到处理，但需要一定时间。 4G知识简介解析第27页实施4G存在缺点3、容量受到限制 人们对未来4G通信印象最深莫过于它通信传输速度将会得到极大提升，从理论上说其所谓每秒100MB宽带速度，比当前手机信息传输速度每秒10KB要快1万多倍，但手机速度将受到通信系统容量限制，如系统容量有限，手机用户越多，速度就越慢。据相关行家分析，4G手机将极难到达其理论速度。假如速度上不去，4G手机就要大打折扣。 4G知识简介解析第28页实施4G存在缺点4、市场难以消化 有教授预测在以后，第三代移动通信多媒体服务将进入第三个发展阶段，此时覆盖全球3G网络已经基本建成，全球25%以上人口使用

19、第三代移动通信系统，第三代技术依然在迟缓地进入市场，到那时整个行业正在消化吸收第三代技术，对于第四代移动通信系统接收还需要一个逐步过渡过程。另外，在过渡过程中，假如4G通信因为系统或终端短缺而造成延迟话，那么号称5G技术随时都有可能威胁到4G赢利计划，此时4G漫长投资回收和赢利计划将变得异常脆弱。 4G知识简介解析第29页实施4G存在缺点5、设施难以更新 在布署4G通信网络系统之前，覆盖全球大部分无线基础设施都是基于第三代移动通信系统建立，假如要向第四代通信技术转移话，那么全球许多无线基础设施都需要经历着大量改变和更新，这种改变和更新势必减缓4G通信技术全方面进入市场、占领市场速度。而且到那时

20、，还必须要求3G通信终端升级到能进行更高速数据传输及支持4G通信各项数据业务4G终端，也就是说4G通信终端要能在4G通信网络建成后及时提供，不能让通信终端生产滞后于网络建设。但依据当前事实来看，在4G通信技术全方面进入商用之日算起二三年后，消费者才有望用上性能稳定4G通信手机。 4G知识简介解析第30页6、其它相关困难 因为手机功效越来越强大，而无线通信网络也变得越来越复杂，一样4G通信在功效日益增多同时，它建设和开发也将会碰到比以前系统建设更多困难和麻烦。 比如：每一个新设备和技术推出时，其后软件设计和开发必须及时能跟上步伐，才能使新设备和技术得到很快推广和应用，但遗憾是4G通信当前还只处于

21、研究和开发阶段，详细设备和用到技术还没有完全成型，所以对应软件开发也将会碰到困难；另外费率和计费方式对于4G通信移动数据市场发展尤为主要。 比如：WAP手机推出后，用户花了很多连接时间才能取得信息，而按时间及信息内容收费方式使用户难以承受，所以必须及早慎重研究基于4G通信收费系统，以利于市场发展。还有4G通信不但需要区分语音流量和互联网数据，还需要具备能到数据传输速度很慢第三代无线通信网络上平稳使用性能，这就需要通信营运商们必须能找到一个很好处理这些问题方法，而要处理方法就必须首先在大量不一样设备上准确执行4G规范，要做到这一点，也需要花费好几年时间。况且到了4G通信真正开始推行时熟悉4G通信

22、业务经验和专门技术人才还不多，这么一样也会延缓4G通信在市场上快速推广速度，所以到时对于设计、安装、运行、维护4G通信专门技术人员还须早日进行培训。 4G知识简介解析第31页4G演进路线4G知识简介解析第32页4G演进路线4G知识简介解析第33页4G在中国发展4G知识简介解析第34页4G在中国4G知识简介解析第35页4G在中国12月4日,对中国电信产业来说,是值得铭记。这一天,工信部向包含中国移动、中国联通和中国电信在内国内三大移动通信运行商颁发了业界期盼已久第四代移动通信业务牌照(即4G牌照)。这意味着,中国从此迈入4G移动通信时代。 4G知识简介解析第36页两种制式TDLTE和FDD-LT

23、E LTE-TDD，国内亦称TD-LTE，即 Time Division Long Term Evolution（时分长久演进），由3GPP组织涵盖全球各大企业及运行商共同制订，LTE标准中FDD和TDD两个模式实质上是相同，两个模式间只存在较小差异，相同度达90%。TDD即时分双工(Time Division Duplexing)，是移动通信技术使用双工技术之一 .4G知识简介解析第37页中国三家运行商频谱资源4G知识简介解析第38页中国工信部于12月4日向中国移动通信集团企业、中国电信集团企业和中国联合网络通信集团有限企业颁发“LTE/第四代数字蜂窝移动通信业务（TD-LTE）”经营许可。

24、中国移动取得130MHz频谱资源，分别为1880 -1900 MHz、2320-2370 MHz、2575-2635 MHz；中国联通取得40MHz频谱资源，分别为2300-2320 MHz、2555-2575 MHz；中国电信取得40MHz频谱资源，分别为2370-2390 MHz、2635-2655 MHz 。4G知识简介解析第39页中国移动TD-LTE中国移动TD-LTE规模试验网布署项目采取“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，每个城市将布署约200个基站；并在北京建TD-LTE演示网。到，中国移动TD-LTE基站将到达35万个，还将同时

25、推出15款商用水平多模数据终端和3款手机。 4G知识简介解析第40页在517电信日上,中国移动表示将大力投资TD-LTE建设,4G基站数量现在已经到达31.8万个,在超出300个城市开通了4G网络,预计年底中国移动TD-LTE基站数量将超出50万个,实现主要城市连续覆盖,这标志着中国4G将成为全球规模最大4G网络。4G知识简介解析第41页中国联通TD-LTE3月，中国联通总经理陆益民则表示，将于3月18日正式开启在25个城市4G网络服务商用，另外联通还会同时推出多款最新定制终端产品。相对于中国移动和中国电信而言，中国联通推出4G服务相对轻易，因为中国联通3G制式是WCDMA，从技术角度而言很轻

26、易直接升级到4G，所以，中国联通一开始对4G并不着急。4G知识简介解析第42页中国电信TD-LTE中国电信在4G技术选择上，愈加倾向采取成本较低FDD网络，若日后4G牌照需要要求使用TDD网络，中国电信会考虑向中国移动租用网络，甚至与其它具备TDD技术运行商共同建造运行网络。中国电信董事长王晓初在接收采访时曾说：“假如是因为成本问题，根本无需考虑TD-LTE。假如是工信部 发了TD-LTE牌照，中国电信想都别想，只有硬着头皮上。”3G向4G升级，电信EVDO制式不支持向FDD和TD-LTE平滑过渡，全部4G网络 建设都要从零起步，压力巨大。先发TD-LTE牌照，对于电信来说较为不利。年2月14日，中国电信宣告全国百余城市4G商用，推出4G数据卡服 务。4G知识简介解析第43页FDD-LTEFDD模式特点是在分离(上下行频率间隔190MHz)两个对称频率信道上，系统进行接收和传送，用确保频段来分离接收和传送信道。在国际通信业界， LTE FDD网络早已