第四代移动通信关键技术.ppt

4G 移动通信系统 基本概念-----什么是 4G、B3G? 4G 是下一代的移动蜂窝系统，大约在 2010年投入使用 4G的12个部分 基本概念-----4G的直观描述图 是在1G、2G、和 3G基础上发展起来的 是与2G 和3G共存的 （目前：2.5G 代表：GPRS、Edge） 传输速率较3G提高10倍、成本降低10倍 （2001年） 2代、2.5代、3代的主要区别： 2代（GSM) 的主要指标参数（传输速率）: 9.6kbps --- 14.4kbps, 可移动（任意速度）；仅有语音通信； 2.5代 (GPRS)的主要指标参数（传输速率）: 最大用户数据率：21.4kbps, 采用GMSK一种调制方式 ( 2.75代 --- Edge） 3代的主要指标参数（传输速率）： 144kbps, 快速移动状态； 384kbps, 人行道步行； 2Mbps, 室内不动。 4G系统技术目标和特点 （1） 4G系统应具有更高的数据率、更好的业务 质量（QoS）、更高的频谱利用率、更高的 安全性、更高的智能性、更高的传输质量、更高的灵活性； 4G系统应能支持非对称性业务，并能支持多种业务； 4G系统应体现移动与无线接入网和IP网络不断融合的发展趋势，因此4G系统应当是一个全IP的网络。 4G系统的具体技术目标和特点 （2） 4G系统的容量 4G系统的容量至少为3G系统的10倍 4G系统的频谱效率应当为3G系统的5到10倍 4G系统目标速率为： 高速移动用户（250km/h），数据速率为2Mbps; 中速移动用户（60km/h），数据速率为20Mbps; 低速移动用户（室内或步行者），数据速率为100Mbps 具有不同速率间的自动切换能力,以保证通信质量. 4G系统的具体技术目标和特点 （3） 4G系统是一个无缝网 4G系统应能实现全球范围内多个移动网络和无线网络间的无缝漫游，应能实现与无线LAN的无缝连接。并实现高速移动中系统间切换和网络互联. 4G的无缝特性，包含系统、业务和覆盖等多方面的无缝性 4G系统应当是一个综合系统，蜂窝部分提供广域移动性，而WLAN提供热点地区的高速业务，同时也应当包含家庭和办公室的个人LAN. 4G系统的具体技术目标和特点（4） 4G系统是一个基于IP的网络 ??? 4G应当是一个基于IP的移动网络，可以采用多种无线接入方式，比如IEEE 802.11, WCDMA, Bluetooth, HyperLAN等。全IP的核心网可以与无线接入方式独立地发展。4G系统将会采用Ipv6。Ipv6将能在IP网络上实现话音和多媒体业务。（山东大学已建成Ipv6实验网） 4G系统将能实现不同QoS的业务 ???4G系统通过动态带宽分配和调节发射功率来提供不同质量的业务。能提供用户定义的个性化服务,按服务级别收费. 4G系统的关键技术 （1） 无线接入方式与多址方案 ?OFDM是4G系统最为合适的多址方案, OFDM也是将来4G系统最有可能采用的多址方式。(其它观点：MIMO+CDMA) OFDM技术的特点是网络结构高度可扩展，具有良好的抗噪声性能和抗多信道干扰能力，可以提供比目前无线数据技术质量更高（速率高、时延小）的服务和更好的性能价格比，能为4G无线网提供更好的方案 OFDM的主要优点：各个信号间不会相互干扰；对多径衰落和多普勒频移不敏感；用户间和相邻小区间无干扰；可实现低成本的单波段接收机等。OFDM的主要缺点: 功率效率不高（PAPR峰值平均功率比,Peak to Average Power Ratio )、及频偏问题。 日本NTTDoCoMo提出的4G移动系统方案的无线接入方式为：VSF-OFCDM。VSF表示可变扩频因子，而OFCDM则表示正交频分与码分复用。 4G系统的关键技术 （2） 调制与编码 ??4G系统将会采用多载波调制（MCM）技术 MC-CDMA 或 OFDM-TDMA,并考虑功率与自适应调制的平衡. MC-CDMA采用QPSK调制，而OFDM-TDMA采用高电平调制，如M-QAM，需要采用自适应调制，按照实际测量的参数来确定QAM的电平数和符号速率。 4G移动通信系统将采用更高级的信道编码方案，如Turbo码、级连码和LDPC等，从而在极低的Eb/N0下保证足够的性能。NTTDoCoMo的4G实验系统信道编码采用TURBO码。 4G系统的关键技术 （3） 无线链路增强技术 ??? 分集技术，如通过空间分集、时间分集（信道编码）、频率分集和极化分集等方法来获得最