第四代移动通信及其前沿技术课件.ppt

第四代移动通信及其前沿技术 报告人：罗永强 2003.09.19 西安交通大学电子与信息工程学院 内 容 提 要 移动通信的发展史 4G的提出 4G的关键技术 课题研究方向 移动通信的发展史 1974年Bell实验室提出蜂窝移动通信概念 蜂窝小区系统设计解决大容量需求与有限频谱资源的矛盾 1980s 第一代移动通信系统（1G） 美国AMPS、北欧NMT、日本NAMTS、英国TACS 模拟传输，话音业务，FM调制 多址方式：FDMA 大量不兼容制式并存 移动通信的发展史 1990s 第二代移动通信系统（2G） GSM、IS-54、PDC、IS-95(N-CDMA或称cdmaOne) 数字传输，话音业务与传真等低速率数据业务 多址方式：TDMA（ GSM ）、CDMA（IS-95） 微蜂窝小区结构，频谱利用率高，系统容量大 新的调制方式GMSK、QPSK等 标准化提高 移动通信的发展史 2000s 第三代移动通信（3G） UMTS/IMT-2000：WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA 数字传输，移动多媒体业务、多速率、多种QoS 要求 多址方式：CDMA为主 高速率： 室内或静止（10 km/h）： 2.048 Mbps； 市内（60 km/h）： 384 kbps； 郊区（200 km/h）： 144 kbps; 微蜂窝结构，QPSK/自适应调制，分组交换（IPv4） 标准化进一步提高 2.5G标准： GSM 对应的GPRS/EDGE IS95 对应的CDMA1X ITU定义的IMT-2000目标 IMT2000的演进 IMT2000的发展和超越 3G面临的应用问题 制式标准仍然不统一，标准间不兼容 核心网络不基于IPv6，无法实现全球漫游 不支持高速流媒体业务 不支持与WLAN、FWA、PAN的互联 第四代移动通信的提出——未来的无线应用 在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无缝的无线服务与应用 在任何地方宽带接入互联网:提供Real-time video、VoD、VoIP、MMS、Virtual Reality、Tele-conference、Internet browser、Audio/Video mail、chatting、Interactive game等多媒体业务 提供增值业务如银行转帐、移动支付、股票交易、信用卡、保险、教育等 提供信息通信之外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能与服务 第四代移动通信的提出——未来无线应用的需求 更高速率的空中接口，移动Internet接入，更先进的多媒体应用 个性化服务 更大的系统容量，更便捷的接入技术 更有效的频谱利用率 自适应网络优化配置／可重新配置能力 第四代移动通信的提出 第四代移动通信的提出——未来无线应用的需求 新的空中接口 蜂窝移动通信接口 慢速／本地无线接入接口 接口速率 蜂窝移动通信接口：up to 100Mbps 慢速／本地无线接入接口： up to 1000Mbps 移动性的定义 低速：步行，3km/h以内 中速：市内车辆，50km/h--60km/h 高速：高速公路、火车，60km/h--250km/h及以上 第四代移动通信的主要特征 核心网络基于IPv6 更好地支持 移动业务，安全性和无限制的地址空间 支持多种异构的相互竞争的宽带无线网络之间的整合 多种系统、多种服务的兼容 以无线接入点（AP）为IP网关 不同的无线接入技术在同一个域中共存 无线资源的优化设计 第四代移动通信面临的技术挑战 满足QoS要求的宽带无线链路(PHY/MAC) ： HSPRT ~100 Kbps ?1-10 Mbps 自适应速率，可靠的无线链路，QoS要求 弹性的系统容量 高端应用带宽可能突破 1Gbps 将多种无线技术整合为单一的IP网络 统一的移动协议结构，开放的网络应用接口 新的组网模式 低成本的结构 实用的移动信息服务 网络浏览、增值服务（如金融、保险、教育等） B3G/4G的前沿技术与当前研究热点 宽带无线链路： HSPRT，OFDM+CDMA 端到端的QoS控制：多级ARQ 软件无线电技术：宽带/多通道/多模式 智能天线技术：自适应天线阵/MIMO 空时传输编码分集 IP网空中接口的优化设计，分层切换: PDMA 动态非对称上下行链路：TC，动态频谱分配DSA 定位与AAA技术 B3G/4G的前沿技术HSPRT 设计目标 B3G/4G的前沿技术OFCDM B3G/4G的前沿技术 Multi-Level ARQ 多级NACK反馈. 优化无线资源利用. 近期计划开展的工作 更高速率的无线传输技术研究 High Speed Packet Radio