第四代移动通信技术

第四代移动通信技术第1页，共30页，2023年，2月20日，星期三陕西邮电职业技术学院通信系移动通信专业第2页，共30页，2023年，2月20日，星期三如何听课：抓住重点，简单做笔记尽量多阅读参考文献如何讲课：非理论基础课程，注重应用和演变。内容新，范围广泛第3页，共30页，2023年，2月20日，星期三移动通信的发展简史及概念回顾第4页，共30页，2023年，2月20日，星期三移动通信发展简史19世纪Hertz的电磁波辐射实验Marconi的跨大西洋无线电通信实验Maxwell的电磁波方程组为移动通信奠定基础20世纪20年代，美国底特律警察局使用了工作于2MHZ的专用车载无线系统在第二次世界大战中移动通信被大量应用，并进入了民用体系第5页，共30页，2023年，2月20日，星期三移动通信至今已经历经了三代：现正在向超三代（beyond3G）或第四代宽带移动通信（4G）发展2.3.1.第6页，共30页，2023年，2月20日，星期三第一代移动通信通信系统：信号的调制方式：模拟调制FDMA整体的发展分为两个阶段：公用汽车电话业务，采用大区制蜂窝移动通信系统，采用小区制典型代表：

美国的AMPS、英国TACS、北欧的NMT-450/900、德国的C-450/900、日本的NAMTS等

第7页，共30页，2023年，2月20日，星期三缺陷：各系统之间没有公共接口、故使用不同标准的地区无法相互通信，不能实现国际漫游频谱利用率太低，使用户容量受到限制无法与固定网向数字化推进相适应模拟系统设备的价格高，手机体积大，且安全可靠性不良第8页，共30页，2023年，2月20日，星期三第二代移动通信系统（2G）信号调制方式：数字调制采用的主要技术：小区制

TDMA/FDMA/CDMA用户性能需求：（由美国蜂窝电信工业公司CIAT于1988年提出）用户容量是1G的十倍通信质量优于1G网络易于向数据传输过度并保持与原有模拟网络的兼容（双模）具有开放的蜂窝移动网络结构典型代表：欧洲基于TDMA的GSM（globalsystemformobileconmmunication）、美国基于CDMA的IS-95（D-AMPS）、日本采用TDMA的JDC第9页，共30页，2023年，2月20日，星期三缺陷：仍没有建立起统一的国际移动通信标准，无法在泛欧、北美与日本地区之间实现漫游频谱利用率虽有所改善但仍不理想不能经济的提供高速数据业务和多媒体业务不能有效的支持Internet业务第二代移动通信系统（2G）第10页，共30页，2023年，2月20日，星期三第三代移动通信系统前身：未来公众陆地移动通信系统（FPLMTS）他还有一个更加专业的名字——IMT-2000（InternationalMobileTelecommunication，国际移动电信——2000）2000有以下几方面的含义：3G工作在2000MHZ频段最高业务速率为2000Kbit/s在2000年左右出现

第11页，共30页，2023年，2月20日，星期三3G的正式标准WCDMACDMA2000TD-SCDMAUWC-136E-DECT第12页，共30页，2023年，2月20日，星期三3G全球商用概况、向4G演进线路：第13页，共30页，2023年，2月20日，星期三3G中国发展情况：第14页，共30页，2023年，2月20日，星期三3G可以支持多媒体和IP类型的业务：主流3G标准采用CDMA技术，由于CDMA的干扰、功率和频率扩展限制，很难达到预想的频谱效率3G采用的语音构架仍然是第二代（2G）的电路交换，而不是纯IP方式，传输效率不理想3G的数据传输速率不够高，多媒体的应用不满意3G缺乏全球统一标准第15页，共30页，2023年，2月20日，星期三4G—给未来许一个愿

就在3G通信技术正处于酝酿之中时，更高的技术应用已经在实验室进行研发。因此在我们期待第三代移动通信系统所带来的优质服务的同时，第四代移动通信系统的最新技术也在实验室悄然进行当中。什么是4G呢？？？第16页，共30页，2023年，2月20日，星期三未来移动业务的发展趋势业务数据化、宽带化、分组化移动Internet逐渐形成网络设备智能化、小型化应用于更高频段、有效利用频谱资源移动业务的全球化、个人化、综合化标准融合、网络融合高速率、高质量、低费用第17页，共30页，2023年，2月20日，星期三什么是4G4G是一个可实现非对称的超过2Mbps的数据传输能力，并具有功能集成性的宽带接入分布式移动通信网络。

狭义定义：4G是可在不同平台之间跨频带提供网络服务，在任何时刻宽带接入Internet，并在提供传统通信业务之外，还能够提供附加综合业务的网络。第18页，共30页，2023年，2月20日，星期三4G---第四代移动通信指标要求高速的数据传输：速率从2Mb/s提高到100Mb/s，移动速率从步行到车速，甚至更快对固定接入的移动用户能够提供150Mb/s的高质量的影像等多媒体业务。以IP为基础的无线接续，支持QoS各系统无缝业务支持QoS是网络的一种安全机制,是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。当网络过载或拥塞时，QoS能确保重要业务量不受延迟或丢弃，同时保证网络的高效运行。IMT-2000、WLAN、卫星、广播电视等等第19页，共30页，2023年，2月20日，星期三第20页，共30页，2023年，2月20日，星期三第21页，共30页，2023年，2月20日，星期三第22页，共30页，2023年，2月20日，星期三第四代移动通信网的网络结构第23页，共30页，2023年，2月20日，星期三公众移动通信网：核心网（CN）负责全网的中央交换、数据传送、业务提供。接入网（AN)负责将移动中的用户接入到核心网中，实现业务使用。可支持多种空中传输协议，将来自不同接入网的信息统一的接入进核心网。用户终端（UE）包括用于获取服务的终端和用户识别卡。第24页，共30页，2023年，2月20日，星期三2.无线局域网（WLAN）组网简单，与internet互联方便对移动性支持的不好无法实现Qos，安全可靠性低下第25页，共30页，2023年，2月20日，星期三3.无线市话接入网(PHS)实现思想：对核心网络资源的调度和借用，自身不具备核心网。问题：会移植PSTN的所有缺陷。第26页，共30页，2023年，2月20日，星期三4G网络结构预想：传输方面：

IP的优点：IP可运行于不同的无线接入网络之上，独立于物理传输媒体和接入技术，使得无线网络更具扩展性；业务接入方面：蜂窝移动系统(2G、3G以及新的无线接口)卫星系统，短距离无线接入系统(蓝牙)广播系统(DAB和DVB)，有线系统(xdsl、CATV系统)宽带本地接入网(WLAN)

媒体接入系统（MediaAccessSystem）IP技术----承载与控制分离多业务接入平台-----多网络融合第27页，共30页，2023年，2月20日，星期三媒体接入系统的分层结构：分配层：主要由平流层通信、卫星通信和广播电视通信组成，服务范围覆盖面积大。蜂窝层：主要由2G、3G通信系统组成，服务范围覆盖面积较大。热点小区层：主要由WLAN网络组成，服务范围集中在校园、社区、会议中心等，移动通信能力很有限。个人网络层：主要应用于家庭、办公室等场所，服务范围覆盖面积很小。移动通信能力有限，但可通过网络接入系统连接其它网络层。固定网络层：主要指双绞线、同轴电缆、光纤组成的固定通信系统。第28页，共30页，2023年，2月20日，星期三接入体系的发展趋势：（1）为最大限度开发利用有限的频率资源，在接入系统的物理层，优化调制、信道编码和信号传输技术，提高信号处理算法、信号检测和数据压缩技术，并在频谱共享和新型天线方面做进一步研究。（2）为提高网络性能，在接入系统