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1、報 告 人 ： 羅 永 強2003.09.19西 安 交 通 大 學(xué) 電 子 與 信 息 工 程 學(xué) 院 內(nèi) 容 提 要w移動通信的發(fā)展史w4G的提出w4G的關(guān)鍵技術(shù)w課題研究方向 移 動 通 信 的 發(fā) 展 史w1974年 Bell實 驗 室 提 出 蜂 窩 移 動 通 信 概 念 蜂 窩 小 區(qū) 系 統(tǒng) 設(shè) 計 解 決 大 容 量 需 求 與 有 限 頻 譜 資 源 的 矛 盾w1980s 第 一 代 移 動 通 信 系 統(tǒng) （ 1G）美 國 AMPS、 北 歐 NMT、 日 本 NAMTS、 英 國 TACS 模 擬 傳 輸 ， 話 音 業(yè) 務(wù) ， FM調(diào) 制多 址 方 式 ： FDMA

2、大 量 不 兼 容 制 式 并 存 移 動 通 信 的 發(fā) 展 史w1990s 第 二 代 移 動 通 信 系 統(tǒng) （ 2G）GSM、 IS-54、 PDC、 IS-95(N-CDMA或 稱 cdmaOne)數(shù) 字 傳 輸 ， 話 音 業(yè) 務(wù) 與 傳 真 等 低 速 率 數(shù) 據(jù) 業(yè) 務(wù)多 址 方 式 ： TDMA（ GSM ） 、 CDMA（ IS-95） 微 蜂 窩 小 區(qū) 結(jié) 構(gòu) ， 頻 譜 利 用 率 高 ， 系 統(tǒng) 容 量 大 新 的 調(diào) 制 方 式 GMSK、 QPSK等標(biāo) 準(zhǔn) 化 提 高 移 動 通 信 的 發(fā) 展 史w 2000s 第 三 代 移 動 通 信 （ 3G）UMTS/

3、IMT-2000：WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA數(shù)字傳輸，移動多媒體業(yè)務(wù)、多速率、多種QoS 要求 多址方式：CDMA為主高速率：室內(nèi)或靜止（60路話/小區(qū)/MH z低的發(fā)射功率室外300mw,室內(nèi)20mW 北美歐洲IS-95A IS-95B IS-95C cdma2000G SMTDMA G SM+G PRS,H SCSD G SM+EDG E WCDMA普通分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)高速電路交換數(shù)據(jù)G SM增強數(shù)據(jù)率IMT2000的 演 進 IMT2000的 發(fā) 展 和 超 越w第一階段（3G Enhancement）n 3GPP & 3GPP2 cdma2000 1xEV-DO/DV

4、l 1-10 Mbpsl 2005年下行鏈路達到30Mbps l 2010年左右實用化w第二階段（B3G/4G） n 2010年初步實現(xiàn)有效載荷l移動接入峰值100 Mbpsl慢速移動/WLL峰值1Gb/sn全球漫游n WRC-2006確定頻譜分配 3G 面 臨 的 應(yīng) 用 問 題w制式標(biāo)準(zhǔn)仍然不統(tǒng)一，標(biāo)準(zhǔn)間不兼容w核心網(wǎng)絡(luò)不基于IPv6，無法實現(xiàn)全球漫游w不支持高速流媒體業(yè)務(wù)w不支持與WLAN、FWA、PAN的互聯(lián) 第 四 代 移 動 通 信 的 提 出未 來 的 無 線 應(yīng) 用w在不同的固定、無線平臺和跨越不同的頻帶的網(wǎng)絡(luò)中提供無縫的無線服務(wù)與應(yīng)用w在任何地方寬帶接入互聯(lián)網(wǎng):提供Real-

5、time video、VoD、VoIP、MMS、Virtual Reality、Tele-conference、Internet browser、Audio/Video mail、chatting、Interactive game等多媒體業(yè)務(wù)w提供增值業(yè)務(wù)如銀行轉(zhuǎn)帳、移動支付、股票交易、信用卡、保險、教育等w提供信息通信之外的定位定時、數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制等綜合功能與服務(wù) 第 四 代 移 動 通 信 的 提 出未 來 無 線 應(yīng) 用 的 需 求 r更高速率的空中接口，移動Internet接入，更先進的多媒體應(yīng)用r個性化服務(wù)r更大的系統(tǒng)容量，更便捷的接入技術(shù)r更有效的頻譜利用率r自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化配置

6、可重新配置能力All-IPv6-basedr全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系，多種系統(tǒng)、多種服務(wù)的兼容性rSatellite BroadbandS-UMTSrBroadcasting：DVB-SDVB-TDABrCellular：GSMGPRSEDGE,UMTSUMTS+rWLL：Broadband FWAMWSXmdsrLAN：HyperLANWLANBluetoothIRrPANBody-LAN S-UMTS SatelliteBroadbandDVB-SDVB-TDABGSMGPRS/EDGE DECTIRBroadbandW-LANUMTSSatellite/HAPSBroadcastingCell

7、ular IndoorMBS 40 xMDSBroadband WFAWireless Local LoopBody LANsPersonalArea NetworksUMTS +4th Generation Local Area NetworksMBS 60 MWS BluetoothQuasi-Cellular第 四 代 移 動 通 信 的 提 出未 來 無 線 應(yīng) 用 的 總 體 框 架 第 四 代 移 動 通 信 的 提 出 denotes interconnection between systems via networks or the like, which allows fl

8、exible use in any environments without making users aware of constituent systems. Mobility Medium Digital sattelitebroadcastingTerrestrial digital broadcasting Communication speed (Mbit/s)1 Nomadic / Local areawireless access High IMT-2000 10 100 EnhancedIMT-2000 Systems beyond IMT-2000 Enhancement

9、Mobile Access Low New Elementsof Systems Beyond Capabilities Digitalbroadcasting1000Peak Useful Data Rate (Source : ITU-R) 第 四 代 移 動 通 信 的 提 出未 來 無 線 應(yīng) 用 的 需 求w新的空中接口n蜂窩移動通信接口 n慢速本地?zé)o線接入接口w接口速率n蜂窩移動通信接口：up to 100Mbpsn慢速本地?zé)o線接入接口： up to 1000Mbpsw移動性的定義n低速：步行，3km/h以內(nèi)n中速：市內(nèi)車輛，50km/h-60km/h n高速：高速公路、火車，60

10、km/h-250km/h及以上 第 四 代 移 動 通 信 的 主 要 特 征核心網(wǎng)絡(luò)基于IPv6 更 好 地 支 持 移 動 業(yè) 務(wù) ， 安 全 性 和 無 限 制 的 地 址 空 間 支 持 多 種 異 構(gòu) 的 相 互 競 爭 的 寬 帶 無 線 網(wǎng) 絡(luò) 之 間 的 整 合 多 種 系 統(tǒng) 、 多 種 服 務(wù) 的 兼 容以無線接入點（AP）為IP網(wǎng)關(guān) 不 同 的 無 線 接 入 技 術(shù) 在 同 一 個 域 中 共 存 無 線 資 源 的 優(yōu) 化 設(shè) 計 第 四 代 移 動 通 信 面 臨 的 技 術(shù) 挑 戰(zhàn)滿足QoS要求的寬帶無線鏈路(PHY/MAC) ： HSPRT 100 Kbps 1

11、-10 Mbps 自適應(yīng)速率，可靠的無線鏈路，QoS要求彈性的系統(tǒng)容量 高端應(yīng)用帶寬可能突破 1Gbps將多種無線技術(shù)整合為單一的IP網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一的移動協(xié)議結(jié)構(gòu)，開放的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用接口新的組網(wǎng)模式 低成本的結(jié)構(gòu)實用的移動信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)瀏覽、增值服務(wù)（如金融、保險、教育等）更低的費用更靈活的網(wǎng)絡(luò)新的服務(wù) B3G/4G的 前 沿 技 術(shù) 與 當(dāng) 前 研 究 熱 點w 寬 帶 無 線 鏈 路 ： H SPRT，OFDM+CDMAw 端 到 端 的 QoS控 制 ： 多 級 ARQw 軟 件 無 線 電 技 術(shù) ： 寬 帶 /多 通 道 /多 模 式w 智 能 天 線 技 術(shù) ： 自 適 應(yīng) 天 線 陣 /MI

12、MOw 空 時 傳 輸 編 碼 分 集w IP網(wǎng) 空 中 接 口 的 優(yōu) 化 設(shè) 計 ， 分 層 切 換 : PDMAw 動 態(tài) 非 對 稱 上 下 行 鏈 路 ： TC， 動 態(tài) 頻 譜 分 配 DSAw 定 位 與 AAA技 術(shù) B3G/4G的 前 沿 技 術(shù)HSPRTw設(shè)計目標(biāo)Issues Target 2 GHz 頻段 3 5 GHz 帶寬 5 / 10 / 20 MHz (DL) Asymmetric Band / Carrier 復(fù)用技術(shù) FDD/FDMA : Macro/Micro CellFDD/Distributed Freq-Hopping OFDMA (Macro/Mic

13、ro) 交換方式Packet Data 小區(qū)劃分 Macro/Micro & Hot Spots 數(shù)據(jù)速率 100Mbps at 60Km/h QPSK / 16QAM / 64QAM / 256QAM/Turbo Code B3G/4G的 前 沿 技 術(shù)OFCDMItem TDM OFDM CDMFrequency Reuse Bad Bad GoodHigh Rate in Multi-Path Environment Bad(Tough EQL) Good(Guard Time) Fair(Tough RAKE) Multi-Rate Service Bad Fair GoodDiver

14、sity Utilization Bad(Tough EQL) Good(Frequency Div.) Good(Multipath Div.) B3G/4G的 前 沿 技 術(shù) Multi-Level ARQn多級NACK反饋.n優(yōu)化無線資源利用.反饋發(fā)送數(shù)據(jù)包1A:ACK N(x):NACK(x)2 2 3 4 5 5 6 A N(3) A A A N(1) N(3) N(2)A接收質(zhì)量5NACK(1) : perfectly insufficientNACK(2) : mediumly insufficientNACK(3) : slightly insufficient 近期計劃開展的

15、工作w 更 高 速 率 的 無 線 傳 輸 技 術(shù) 研 究n High Speed Packet Radio Transmissionn OFCDMw 端 到 端 的 寬 帶 無 線 鏈 路 的 QoS控 制 n Multi-Lever ARQ+FECw 多 種 異 構(gòu) 網(wǎng) 絡(luò) 之 間 基 于 IPv6的 整 合n Cellular+WLAN網(wǎng) 絡(luò) 的 無 縫 接 口 與 AAA功 能 的 實 現(xiàn) 參考文獻曹 淑 敏 ,超 3G的 研 究 進 展 ,中 興 通 訊 技 術(shù) 第 43期 ,2002年 10月王 詠 劉 建 業(yè) 等 ,解 析 超 3G網(wǎng) 絡(luò) 架 構(gòu) ,通 信 產(chǎn) 業(yè) 報 ,2003

16、年 02月 25日孫 立 新 ,第 三 代 移 動 通 信 及 其 未 來 的 發(fā) 展 ,通 信 世 界 ,2003年 6月劉 海 文 ,第 四 代 移 動 通 信 技 術(shù) 初 探 ,通 信 世 界 ,2003年 2月5 www.ist-wsi.org WSI Book of Visions 20016 www.ist-brain.org7 www.ist-drive.org 8 www.4gforum.org9 www.3gpp.org10 11 www.ofdm- Welcome to the Wireless World!報 告 結(jié) 束歡 迎 大 家 提 出 寶 貴意 見 與 建 議 !