移动通信系统第1章下(电子科大课件).pdf

现代无线与移动通信系统 第一章 下 李少谦 通信抗干扰技术国家级重点实验室通信抗干扰技术国家级重点实验室 三 宽带无线技术接入发展迅速 2012 3 26 3 宽带无线接入技术定义 在IEEE802涉及的无线接入领域中 目前主要涉及无 线局域网 无线城域网 无线个域网等无线接入技术 分别的标准化组织是802 11 802 16 802 15等 这些技术以覆盖范围的大小进行区分 覆盖范围由 10m以内到100m以内 再到城市等更大的范围 宽带无线接入 BWA 技术主要是指以802 16应用目 的为主的宽带城域无线接入技术 2012 3 26 4 宽带无线接入技术简介 宽带无线接入技术宽带无线接入技术通过无线通信的方式实现对 核心网络的接入 具有与有线接入技术相当的速率和质量 与蜂窝移动通信系统相比 速率更高 最大可达几百Mbps 对用户终端的移动性支持有限 最大十几Km h 应用广泛 高速Internet接入 移动办公 家庭信息家电联网 军事 救灾 探险 2012 3 26 5 宽带无线接入技术简介 续 主流技术分类 无线局域网技术 WLAN IEEE 802 11家族 无线个域网技术 WPAN IEEE 802 15家族 无线城域网技术 WMAN IEEE 802 16家族 2012 3 26 6 无线局域网 什么是无线局域网 无线局域网是固定局域网的一种延伸 没有线缆限制的网络连接 对用户来说是完全透明的 与有线局域网一样 Access PointAccess Point Air interfaceAir interface WLAN CardWLAN Card 2012 3 26 7 WLAN的特点 结构简单 终端独立 网络设备 相对便宜 覆盖范围小 主要用于 Internet数 据传输 主要依靠 互联网构成 网络 2012 3 26 8 移动移动IP的基本原理的基本原理 Internet 移动终端移动终端 家代理家代理 HA 外代理外代理 FA AP 路由器路由器 漫游漫游 固定用户固定用户 移动用户移动用户 IPinIP隧道隧道 2012 3 26 9 Wi Fi与IEEE802 11标准标准 Wi Fi Wireless Fidelity 成立于1999 年的 Wi Fi 联盟是一个非盈利国际协会 旨在认证根据 IEEE 802 11 规格的无线局域网产品的互操 作性 目前 Wi Fi 联盟在世界各地拥有 205 名会员公司 并且从 2000 年月开始认证以来 已经有 915 个产品通过了认证 Wi Fi 联盟会员的目标是以产品的互操作性来增进用户经 验 2003年5月 两项 WLAN 中国标准已正式颁布 这两项国 家标准在原则采用IEEE 802 11 802 11b系列标准前提下 在充分考虑和兼顾WLAN产品互连互通的基础上 针对 WLAN的安全问题 给出了技术解决方案和规范要求 IEEE 802 11系列标准是系列标准是WLAN的主流标准 的主流标准 2012 3 26 10 IEEE 802 11 WLAN系列 物理层标准 标准 内 容 状态 802 11IR 红外线传输 1997年标准化 802 11FHSS 2 4GHz频段跳频扩频 1997年标准化 802 11DSSS 2 4GHz频段直接序列扩频 Barker码 1997年标准化 802 11b高速高速 率扩展率扩展 2 4GHz频段直接序列扩频 Barker码 CCK PBCC 可选 1999年标准化 802 11a高速高速 率扩展率扩展 5GHz频段OFDM 1999年标准化 802 11g 进一进一 步高速率扩展步高速率扩展 2 4GHz频段OFDM PBCC 可选 2003年标准化 802 11d 管制域更新 定义物理层需求 信道化 跳频模式等 和其它需 求 以便802 11WLAN能在当前标准不支持的新管理区域 国家 工作 2001年标准化 802 11h 802 11a频谱和发射功率管理 主要用于欧洲 正在标准化 2012 3 26 11 IEEE 802 11 WLAN系列 续 MAC层标准 标准 内 容 状态 802 11MAC WLAN公共MAC机制 1997年标准 化 802 11e 增强802 11MAC机制 提供 QoS 服务类别 增强 安全和认证机制 考虑增强DCF和PCF的效率 正在标准化 802 11802 11f f 访问点间协议 Inter Access Point Protocol IAPP 规 定访问点间必要的交换信息 以支持802 11分布式系 统功能 并使不同厂商的访问点兼容 2003年7月标 准化 802 11 i 增强的安全和认证机制 标准化 802 11 k 定义无线资源管理 向高层提供无线和网络测量接口 正在准备草案 2012 3 26 12 中国标准问题中国标准问题 ISO IEC 8802 11 WEP GB 15629 11 WAPI 2004年6月 正争取成为国际标准 或国际 标准的一部分 IEEE 802 11i WPA 2003 8 20 2003 5 WAPIWAPI 无线局域网鉴别和保密基础结构 无线局域网鉴别和保密基础结构 2012 3 26 13 IEEE 802 11 WLAN系列 续 主要的物理层技术标准比较 802 11 802 11b 802 11g 802 11a 可用频谱带宽 83 5MHz 83 5MHz 83 5MHz 125MHz 在中国的工作频率 2 400 2 4835GHz 2 400 2 4835GHz 2 400 2 4835GHz 5 725 5 85GHz 互不重叠的信道数 3 3 3 5 13 24 US 调制方法 FHSS DSSS CCK CCK OFDM OFDM 每个信道的最大数据 速率 Mbps 1 2 1 2 5 5 11 1 2 5 5 6 9 11 12 18 24 36 48 54 6 9 12 18 24 36 48 54 最大 UDP 吞吐量 1500 byte 1 7 Mbps 7 1 Mbps 19 5 Mbps 30 7 Mbps 最大 TCP IP 吞吐量 1500 byte 1 6 Mbps 5 9 Mbps 14 4 Mbps 24 0 Mbps 2012 3 26 14 WLAN技术的演进 更高速率 2 4GHz 20 MHz 54 Mbps 2 4 5GHz 20 40MHz 600 Mbps IMT Advanced 20 40 MHz 1 Gbps 2 4 5GHz 20MHz 11 54 Mbps 2012 3 26 15 WLAN的技术定位 WLAN与蜂窝移动通信系统的比较 WLAN GSM GPRS 3G 频段 2 4 GHz 5 GHz 无需 许可 800 900MHz 1 8 1 9GHz 2 1GHz 需 要许可 小区范围 50 150米 最大37 5Km 200m 10Km 数据率 最大 11 54Mbps 9 6kbps 171 2k bps 144 384kbps 最大 2Mbps 传输内容与服 务 高速Internet Intranet 连接 为计算机提供高 速数据接入 语音和分组数据 为移动电话提供语音 和数据服务 移动性 半移动性 步行速度 直到250km hour 全球漫游 安全性 需改进 高 2012 3 26 16 WLAN的技术定位 续 WLAN与蜂窝移动通信系 统的比较 WLAN网络结 构 Ad hoc WLAN模式 仅提供端到端的通信 设备构成独立基本服务集 IBSS Infrastructure WALN模式 没有端到端的通信 总是通 过AP 通过分布式系统连接多个BSS 2012 3 26 17 WLAN的技术定位 续 WLAN与蜂窝移动通信系统的比较 网络结构 蜂窝移动通信系统 分为核心网和接 入网 与电信网 络互联 中心控制的固定 网络拓扑结构 覆盖范围大 网络设备复杂 是独立的大系统 支持语音和数据 通信 2012 3 26 18 WLAN的技术定位 续 WLAN与蜂窝移动通信系 统的比较 协议体系结构 IEEE 802 11仅涵盖了 ISO OSI七层模型的物理层 和数据链路层的一部分 其 它层由互联网决定 2012 3 26 19 WLAN的技术定位 续 蜂窝移动通信系统的协议体系结构 RLC RLC LAC LAC RLC RRC LAC MAC Physical Layer L3 L2 LAC L2 MAC L1 C plane U plane Logical channels Transport channels RLC 协议涉及 L3层 即 网络层 分为用户 面和控制 面 协议功能 完整 复 杂 2012 3 26 20 IEEE 802 11系列的成功之处 IEEE802 11的技术路线与技术特征 先进性 先进性 技术架构与思路符合未来通信系统的发展趋势 无线接入层与网络功 能分离 网络统一承载各种功能与业务 终端与传输分离 终端成为信息处理业务平台 无线通信仅解决信息 传输功能 现实性 现实性 技术实现符合当前通信系统与技术 IT信息技术的发展水平 市场与 应用符合当前信息业务需求 网络架框建立在当前互联网的基础上 终端建立在计算机平台的基础 上 应用建立在以太网数据局域传输的基础上 仅涵盖七层模型的数 据链路和物理层 其它协议与有线以太网完全一致 容易集成到有线 网络体系中 其定位在 AP 而非系统与网络 技术定位合理 实用 符合市场需求 2012 3 26 21 IEEE 802 11系列的成功之处 厂商发起的WLAN认证 推动了WLAN产品的兼容 性 刺激了产品价格的下降和市场的形成 成立于1999 年的 Wi Fi 联盟是一个非盈利国际 协会 旨在认证根据 IEEE 802 11 规格的无线局 域网产品的互操作性 目前 Wi Fi 联盟在世界各地拥有 205 名会员公司 并且从2000 年月开始认证以来 已经有 915 个 产品通过了认证 北美 WLAN市场的形成和发展使IEEE802 11系列 成为了主流标准 2012 3 26 22 WLAN的应用 宏观上 WLAN的应用领域可以划分为 家用 Home 与家庭办公 SOHO 个人消费市场 企业 Enterprise 公共接入 Public Access 小规模ad hoc网络应用 据统计 2002年全球WLAN设备需求为 个人消费市场占55 企业市场占40 公共接入占5 2012 3 26 23 WLAN公共接入 运营商WLAN 应用 在热点地区 如 办公室 机场 宾馆 为用户提 供速率更高 质量更好的数据通信服务 技术 将WLAN与蜂窝移动通信网络GPRS UMTS集成 标准化活动 ETSI BRAN IEEE 802 11 ARIB MMAC成立了无 线无联网络组WIG 处理WLAN与蜂窝网络的互连 3GPP批准了WLAN 蜂窝网互连工作项目 已经定义 了6种网络互连场景 2003年可能完成标准化 在 Release 6中发布 2012 3 26 24 哪里是公共无线局域网的 热 点 移动人群集中的地方 机场休息室和候机室 酒店 展览馆 会议中心 咖啡店 酒吧和餐馆 网吧 自带笔记本电脑 服务站 政府大楼 教育环境和公共图书馆 购物场所 企业的公共场所 公共交通 火车和国际航班 医院 患者就诊 运动场所 娱乐场所 等 BWCS report Wireless LANs and the Threat to Mobile Revenues 7 2001 2012 3 26 25 服务网络运营商 提供宽带无线接入 SS7 RADIUS WLAN Database Wireless ISP 城市城市 1 802Wave Server 802WAVE Gateway HLR AuC ISP NOC OMC Billing Central Databases DB Internet 热点热点 2 机场机场 Access Router AP8000 AP8000 AP8000 Access Router 认证数据流认证数据流 802 11 数据流数据流 计费数据流计费数据流 AP8000 AP8000 AP8000 WISP backbone 学校学校 小区小区 热点热点 1 酒店酒店 2012 3 26 26 WLAN技术面临的问题 WLAN距离与数据吞吐率的关系 802 11a HiperLAN 2 2012 3 26 27 IEEE802 16 WiMAX WiMAX论坛与IEEE 802 16工作组之间有着非常紧密的联系与合作 但工作范围不同 组织形式也不同 IEEE802 16 IEEE 802 16WG是802 16空口技术标准的制定者 IEEE802 16的标准仅限定在空中的物理层和MAC层 IEEE802 16主要标准 802 16d 802 16 2004 固定宽带无线接入系统空中接口标准 频段 10 66GHz 11GHz 2004年通过 该标准不支持移动环境 802 16e 固定和移动宽带无线接入系统空中接口标准 频段 6GHz 即将通过 该标准支持便携和移动环境 最终移动目标达 到120km h 802 16e采用的物理层核心技术主要采用OFDMA 频谱 利用率最高可达到3bit Hz sector 2012 3 26 28 IEEE802 16 WiMAX WiMAX WiMAX论坛是技术和产业链的推动者 WiMAX这个名词也被 看做是对所有802 16技术的统称 主要任务是通过对产品进行兼容性和互操作性认证 消除 IEEE 802 16标准应用的障碍 扩大标准的应用范围 随着802 16标准对移动性的要求以及市场对WiMAX业务层面 的需求 2004年底 WiMAX论坛成立了网络工作组和应用工 作组 研究和开发基于IEEE 802 16空口标准的应用层和网络 标准 WiMAX由全球企业参加组成 现有350多个成员单位 其中包 括众多业界领先的设备制造商 部件供应商 芯片 射频 天线 软件和测试服务等 服务供应商和系统集成商 2012 3 26 29 802 16d e的技术特征 技术参数技术参数 802 16d 802 16e 子载波数 256 OFDM 2048 OFDMA 256 OFDM 128 512 1024 2048 OFDMA 带宽 MHz 1 75MHz 20MHz 1 25MHz 20MHz 频段 2 11GHz 6GHz 移动性 固定或便携 中低车速 峰值速率 75Mbps 20MHz 15Mbps 5MHz 调制方式 QPSK 16QAM 64QAM 信道编码 卷积码 块Turbo码 卷积Turbo码 LDPC码 链路自适应 AMC 功率控制 HARQ 小区间切换 不支持 支持 增强型技术 智能天线 空时码 空分多址 宏分集 16e Mesh网络拓扑 接入控制 主动带宽分配 轮询 竞争接入相结合 QoS 支持4种QoS等级 UGS RtPS NrtPS BE 省电模式 不支持 支持空闲 Idle 睡眠模式 2012 3 26 30 WiMAX和LTE采用类似技术 正交频分多址OFDMA 在时频双维对突发分组数据进行快速调度 子信道自适应调制和编码 AMC 混合自动重传请求 H ARQ 高效率上行子信道结构 多输入多输出 MIMO 增强先进天线系统 AAS 纯 IP 核心网 IP 移动性 漫游 切换 选路 2012 3 26 31 WiMAX的应用场合 固定固定 Licensed and Unlicensed E1 T1 DSL 级的服务级的服务 便携便携 Licensed and Unlicensed 用户用户DSL 级的服务级的服务 移动移动 Licensed 宽带数据率宽带数据率 802 16 HiperMAN 企业企业 回路回路 Backhaul 802 16 HiperMAN 住宅住宅 接入接入 游牧游牧 Nomadic 蜂窝蜂窝 宽带宽带 2 5G 3G 基于基于 固定地点固定地点 802 11 Hot Spots 802 16e 2012 3 26 32 WiMAX成为3G标准 2007年10月19日 WiMAX被ITU批准成为3G的一部份 WiMAX 3G定义 TDD 方式 OFDMA WMAN 2 5 2 69频段 3G扩展频段 WiMAX IEEE802 16m 正在准备2008年的4G标准 WiMAX成为3G中的一员 对中国是机会也是挑战 加强了TDD阵营的力量 促进了TDD方式的发展 促 进了LTE TDD方式以中国为主的融合 对TD SCDMA在中国的发展无影响 近期由于其终端 和网络的现状 不会对3G形成竞争 长远则在国际上 形成对TD SCDMA的竞争 2012 3 26 33 3G RTT Standards IMT DS W CDMA IMT MC cdma2000 IMT SC IS136 EDGE IMT FT DECT CDMA TDMA FDMA IMT TC TD SCDMA 3GPP2 The TD SCDMA Time Division Synchronous Code Division Multiple Access standard was proposed by China and approved by the ITU and 3GPP as the low chip rate TDD standard of the 3G family OFDMA WMAN TDD WiMAX OFDMA 2012 3 26 34 无线个域网技术 技术分类 蓝牙技术 Bluetooth IEEE 802 15 IEEE 802 15 1 1a WPAN标准 IEEE 802 15 2 共存性 IEEE 802 15 3 3a高速率 IEEE 802 15 4 低速率 IEEE 802 15 SG 4a 低速率其它物理层技术 2012 3 26 35 WPAN与蓝牙技术 Bluetooth 移动通信的发展与展望 电子科技大学 李少谦 蓝牙技术是在小范围内将移动通信设备 固定通信设备 计算机及终端设备 各种数字数据糸统甚至数字家电使 用无线方法互联互通的技术 蓝牙技术特点 1 0版本标准 工作在2 4GHz频段 采用TDMA多址方式一点对多点双工话音和数据多媒 体传输 双工方式TDD 一点可对七点 采用高速跳频抗干扰技术 跳频速率可达1600跳 秒 基带符号速率1Mbps 2012 3 26 36 IEEE 802 15 3a 基于UWB技术 Frequency 3 1GHz 10 6GHz ERIP Emission level should be less than 41 3dBm MHz 基本技术需求 在10m覆盖范围时 至少能够提供不低于110Mbps的 速率 在4m覆盖范围时 至少能够提供不低于 200Mbps的 速率 当覆盖范围进一步缩小时 数据 速率可以高达480Mps 低功耗 以共享的方式提供高容量 高伸缩性 IEEE 802 15 UWB技术 60GHz短距离高速无线通信 短距离高速无线通信的需求越来越大 速率需求超 过了Gbps 高清机顶盒 蓝光DVD播放机 高清摄像机等 计算机或 笔记本与监视器或投影仪之间的连接 在世界范围内低频段通信越来越拥挤 纷纷开辟新 的频段 美国 欧洲 日本 韩国 澳大利亚等均在60GHz毫米波 频段左右划分出了数GHz的免费频段 60GHz频段发射功率的限制远没有UWB频段严格 60GHz60GHz短距离高速无线通信短距离高速无线通信 60GHz频段通信的研究受到了广泛的关注 多个国 家和国际机构开始制定相关的标准 60GHz频段通信标准IEEE 802 15 3c已于2009年10月发 布 包括 单载波模式 SC PHY 最高速率4 62Gbps 高速率接口模式 HSI PHY 最高速率5 775Gbps 音频 视频模式 AV PHY 最高3 807Gbps 其它60GHz频段通信标准 Wireless HD WiGig标准 Ecma 387标准 国外在该频段无线通信研究方面取得了丰富的成 果 研究和开发涉及整个产业链 器件 芯片 设备 系 统和应用 四 LTELTE与与4G4G的发展的发展 2012 3 26 40 3G新演进 3G技术面临市场的压力 来自WiMAX技术的竞争 延长3G生命期 保证3G许可证费用的回收 增强型3G技术 S3G 3 9G E3G 引入先进的 全新的无线技术 数据传输速率提高一个数量级 3GPP 3GPP2全面启动了新一代3G技术的研究 2007年中完成标准的制定 2010年左右商用 2012 3 26 41 3GPP LTE的目标 3GPP LTE Long Term Evolution 又称之为 UTRAN LTE 致力于增强通用地面无线接入 UTRA 面对WiMax等的竞争压力 LTE 计划确 保十年以上的持续的竞争能力 LTE的主要系统目标如下 明显提高峰值速率 在20MHz下行频谱内瞬时下行峰值速率可达 100Mbit s 即 5bit s Hz 在20MHz上行频谱内瞬时上行峰值速率可达 50Mbit s 即 2 5 bit s Hz 2012 3 26 42 LTE中FDD和两种TDD 3GPP 3G有两个TDD标准 TD SCDMA 即LCR TDD TD CDMA 即HCR TDD 几乎没有实质推进 LTE FDD和TDD采用了相同的多址接入方式 下行OFDMA 上行SC FDMA 2006年 3GPP形成两种LTE TDD标准 TDD Type 1 与FDD基本一致 TDD Type 2 采用TD SCDMA帧结构 L1 TDD Type 2 TDD Type 1 FDD Common Upper L1 L2 L3 2012 3 26 43 以中国TDD为主的LTE TDD融合 融合方案融合方案帧结构 帧结构 8个业个业 务时隙务时隙 3个控制时隙 帧个控制时隙 帧 长与长与FDD一致一致5ms 2007年11月在韩国召开的3GPP RAN工作组会上 以27 家公司支持 1家反对通过了以LTE TDD2为主进行TDD的 融合方案 融合方案 保留TD SCDMA的核心结构 三个特殊时隙 充分保持TDD方式的特点和性能 在不影响中国IPR的前提下 对FDD参数的融合 2012 3 26 44 多家管制机构开始分配宽带无线频率多家管制机构开始分配宽带无线频率 先锋运营商部署先锋运营商部署LTE 美国分配700MHz的频率 日本陆续将2 5G 1 5GHz和1 7GHz等频 段分配 欧洲 挪威 瑞典 丹麦等拍卖2 5GHz频 带的频谱用于无线宽带服务 我国香港地区也拍卖了2 5GHz 2009年2月 LTE由于移动宽带业务呈井喷式增长 面临激烈的市场竞争压 力 先锋运营商宣布部署 但大部分运营商由于经济危机推迟LTE Verizon NTT DoCoMo将是全球最早引入LTE的运营商 将在2010年启动 LTE的商用 全球启动LTE规划 先锋运营商部署LTE 预计开通时间预计开通时间地区地区运营商运营商预计开通时间预计开通时间地区地区运营商运营商 2009 Q4美国Verizon2010 Q4韩国SKT 2010 Q2俄罗斯VimpleCom2010 Q4罗马尼亚VodafoneRomania 2010 Q2沙乌地阿拉伯SMTC2010 Q4美国MetroPCS 2010 Q2阿拉伯Etisalat2010 未定 美国CenturyTel 2010 Q3巴林Zain2013 Q4中国台湾中华电信 2010 Q4意大利TelecomItalia2013 Q4中国台湾远传电信 2010 Q4日本NTT Docomo2013 Q4中国台湾台湾大哥大 2010 Q4韩国KTF2013 Q4中国台湾威宝电信 2012 3 26 45 到2009年第三季度 移动WiMAX在全球约150 多个城市部署 美国Clearwire的移动WiMAX用户数已达 17 3万 已部署1 8万个WiMAX基站 俄罗斯Yota从2009 6商用移动WiMAX后 用户数达20万 马来西亚P12008年开始部署WiMAX网络 用户数达8万 运营商主要位新兴运营商 定位于固定无线接入市场为主体 终端产业很大程度上依赖于Intel在上网本市场的主导 主流蜂窝手机终端制 造商对WiMAX支持力度很弱 蜂窝系统设备制造商在WiMAX产业参与力度减弱 部分厂商退出 802 16e商用产品数量增加 设备认证数 量增加 2009年 新增2 5GHz 16e基站9 款 终端57款 3 5GHz 16e基站9 款 终端6款 自08年开始 新增认证产品中已 无固定WiMAX产品 移动移动WiMAX产业逐步成熟 市场发展有所加快产业逐步成熟 市场发展有所加快 未来发展空间有限未来发展空间有限 移动WiMAX逐步成熟 整体发展空间有限 2012 3 26 46 走向4G Mobility High Speed Low Speed 4 G 802 11b 2 4 GHz WLAN WPAN High speed WLAN Medium Speed 802 16e Wi Max 5 GHz WLAN Bluetooth RFID ZigBee UWB 1995 2000 2005 100 Mbps 14 4 kbps 50 Mbps 384 kbps 144 kbps AMPS ETACS JTACS NMT PAN Data Rates 2010 1G Analog 2G Digital 3G IMT2000 3G LTE 2012 3 26 47 移动通信宽带化 宽带接入移动化 复杂性复杂性 功能功能 WiMAX 只有只有IP 漫游使用量计费漫游使用量计费 直接连接互联网直接连接互联网 选路没有打入呼叫选路没有打入呼叫 尽力而为尽力而为 没有没有 QoS 没有电路交换没有电路交换 静止用户静止用户 没有切换没有切换 没有漫游没有漫游 802 16d HSDPA LTE E3G 802 16e 电路电路 分组分组 全移动全移动 打入呼叫选路打入呼叫选路 漫游漫游 灵活计费灵活计费 依靠依靠GSM 丰富业务丰富业务 3G 宽带移动通信宽带移动通信 游牧游牧 移动移动 2012 3 26 48 B3G 4G新名称 IMT Advanced 2005年10月12日到19日在芬兰 赫尔辛基召开 的ITU R WP8F第17次会议上定义了新一代移 动通信的名称 IMT Advanced IMT Advanced 是B3G新部分 即支持 100Mbps以上速率的蜂窝系统和支持高达 1Gbps以上速率的游牧 本地无线接入系统等 2012 3 26 49 3G 4G新频谱划分 在于2007年11月16日结束的世界无线电通信大 会 WRC07 上 国际电信联盟划分了3G 4G的 新频谱 450M 470MHz 20MHz带宽 698M 806MHz 108MHz带宽 2 3G 2 4GHz 100MHz带宽 3 4G 3 6GHz 200MHz带宽 2012 3 26 50 4G发展的时间表 2008年2月 ITU完成4G方案征集通函的制定 2008年 ITU开始征集4G候选方案 2009年 ITU结束4G候选方案征集工作 2010年 ITU完成4G候选方案的技术评估和融合 2011年底 ITU发布4G技术标准方案 2015年 4G开始大规模商用 2012 3 26 51 IMT Advanced候选技术提交 中国 TD LTE Advanced 日本 日本 韩国TTA 20092009年年1010月 月 ITUITU R WP5D 6R WP5D 6收到收到5 5个国家和标准化组织的个国家和标准化组织的6 6项技项技 术提案 技术上为术提案 技术上为LTELTE AdvancedAdvanced和和802 16m 802 16m 2012 3 26 52 LTE及其演进成为宽带无线发展共识 新一代技术以OFDMA为特征 LTE Advanced及802 16m成为4G候选技术 LTE FDD 802 16m LTE 802 16e OFDM MIMO HSPA HSPA WCDMA DO Rev B DO A DO Rev 0 cdma20001X GSM GPRS EDGE IS 95 cdmaOne 注 彼此兼容 200kbps 300kbps 10Mbps 50Mbps 50M 1Gkbps DO Rev A 数据速率数据速率 TD LTE TD LTE TD HSPA TD HSPA TD SCDMA FDD TDD 3GPP2 3GPP IEEE 802 16 LTE 2G 3G及增强及增强 4G IMT Advanced发展路径已清晰 2012 3 26 53 LTE Advanced是LTE的发展演进 3GPP R8 LTE 2008 12 3GPP R9 LTE 2009 12 3GPP R10 LTE Advanced 2011 LTE家庭基站管理及安全家庭基站管理及安全 LTE pico基站基站 多流波束赋形多流波束赋形 自管理自组织 自管理自组织 SON 增强增强 提供更高的带宽提供更高的带宽 提高上行传输性能提高上行传输性能 协调多点发送和接收协调多点发送和接收 CoMP 增强增强Relay eMBMS SON的增强的增强 时延特性的增强等时延特性的增强等 3GPP R11 LTE Advanced 2013 2012 3 26 54 中国主导了TD LTE Advanced标准 3GPP FDD WCDMA LTE FDD LCR TDD TD SCDMA LTE TDD Type2 HCR TDD LTE TDD Type1 LTE Advanced FDD LTE TDD TD LTE 3GPP TDD LTE Advanced TDD 3G 演进演进3G 4G IMT Advanced 融合融合 在中国主导下 经半年多策略谋划 协调努力 于在中国主导下 经半年多策略谋划 协调努力 于20072007年年1111月月 将将LTE TDD LTE TDD 融合为一个 即融合为一个 即TDTD LTELTE 五 无线通信将从宽带走向智慧五 无线通信将从宽带走向智慧 现代无线通信的发展 个人化时代 个人化时代 19781978年年 19961996年 贝尔实验室发年 贝尔实验室发 明了蜂窝移动通信系统 二十年后 移动通信明了蜂窝移动通信系统 二十年后 移动通信 开始全球普及 无线通信走向开始全球普及 无线通信走向个人化 移动化 个人化 移动化 公众化 小型化 公众化 小型化 宽带化时代 宽带化时代 19961996年年 20152015年 年 19961996年以宽带年以宽带 化为特征的化为特征的3G3G标准开始制定 二十年后 当标准开始制定 二十年后 当3G3G 全球普及 全球普及 LTE IMTLTE IMT AdAd投入大规模商用后 将投入大规模商用后 将 完成无线移动通信的完成无线移动通信的宽带化 多媒体化 宽带化 多媒体化 IPIP化 化 多层接入化 多层接入化 无线通信的三大挑战 人类进入信息爆炸时 代 再多的频谱资源都难满足传输的需求 未来两年产生的信息量比过 去一万年还多 40 000 BCE cave paintings bone tools 3500 writing 0 C E paper 105 1450 printing 1870 electricity telephone transistor 1947 computing 1950 Late 1960s Internet DARPA 1993 The web 1999 Source UC Berkeley School of Information Management and Systems GIGABYTES 2001 6B 2002 12B GIGABYTES 2000 3B 93 of new information born digital Page 57 无线通信的三大挑战 无处不在的网络 和连接的需求 移动网 Ubiquitous Network Ubiquitous Connectivity Page 58 无线通信的三大挑战 用户行为的需求是 挑战也是机遇 Mobile subscriber density and traffic situation in CBD of cities of China in 2005 108108108108 90909090 48484848 0 0 5050 100100 150150 200200 indoor upindoor upindoor down indoor down walking upwalking upwalking downwalking downin car upin car upin car downin car down voicevoicepacket datapacket dataswitch dataswitch d