1G通信到5G的区别ppt课件

1、王浩，网络高职生，第五代移动通信(5G)概论，02，内容，1。前几代移动通信技术(1G、2G、3G、4G)，第一代移动通信系统(1G)是一种模拟通信系统，这意味着在无线传输中使用模拟调频调制，并将300赫兹到3400赫兹之间的语音转换为高频载波频率。当时，一部手机的价格是21000元。除了手机价格高之外，手机网费的价格也让普通人难以消费。当时网络接入费高达6000元，每分钟通话费也是0.5元。然而，由于模拟通信系统的诸多缺陷，序列号和黑客攻击时有发生，给运营商和用户带来了很多麻烦。因此，在1999年，网络甲和网络乙被正式关闭。从1G到2G的分水岭是从模拟调制到数字调制。与第一代移动通信相比，第

2、二代移动通信具有高度的保密性，系统的容量也在不断增加，各种业务服务可以同时得到改善。从这一代开始，手机也可以上网。第一部支持WAP的GSM手机是诺基亚7110，它标志着移动互联网接入时代的开始，那个时代的GSM速度只有9.6千字节/秒。高频谱利用率有利于提高系统容量；2.提供多种业务服务，提高通信系统的通用性；3.抗噪声、抗干扰和抗多径衰落能力强；4.它可以实现更加有效和灵活的网络管理和控制；5.便于实现通信的安全性和保密性；6.可以降低设备成本。国际电信联盟(ITU)发布了官方的第三代移动通信(3G)标准IMT-2000。3G有四种标准，即码分多址2000、码分多址、时分同步码分多址和码分多

3、址。在众多3G标准中，码分多址这个词的曝光率最高，码分多址是第三代移动通信系统的技术基础。2009年1月7日，中国发放了三个3G牌照，即中国移动的时分同步码分多址、中国联通的WCDMA和中国电信的WCDMA2000。4G包括TD-LTE和FDD-LTE，融合了3G和无线局域网，能够快速传输数据、高质量的音频、视频和图像。4G的下载速度可以超过100Mbps(约12.5mb/s和18.75mb/s)，比目前的家庭宽带ADSL (4mb)快20倍，能够满足几乎所有用户对无线服务的需求。此外，4G可以部署在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方，然后扩展到整个地区。显然，4G有着无可比拟的优势。2

4、013年12月4日，工业和信息化部正式向中国移动、中国电信和中国联通发放了第四代移动通信业务牌照(即4G牌照)，它们都获得了TD-LTE牌照，标志着中国电信业正式进入4G时代。4G，4G通常用来描述与3G相比的下一代通信网络，但是很少有人知道4G的含义。事实上，4G最初是由许多独立的技术提供商和电信运营商推出的，其技术和效果也参差不齐。后来，国际电信联盟(ITU)重新定义了4G标准，以满足100 Mbps/s的数据传输速度。符合该标准的通信技术在理论上可以称为4G。4G移动系统的网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层和应用网络层。物理网络层提供接入和路由功能，这些功能通过无线网络和核心网络

5、的结合来完成。中间环境层的功能包括服务质量映射、地址转换和完整性管理。物理网络层和中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的，这使得开发和提供新的应用和服务变得更加容易，提供无缝的高数据速率无线服务并在多个频带中运行。4G，第四代移动通信系统的关键技术包括：1 .频道传输；2.高速接入技术，抗干扰能力强的调制和信息传输技术；3.高性能、小型化、低成本的自适应阵列智能天线；4.大容量和低成本第四代移动通信系统主要以正交频分复用为技术核心。1G主要解决语音通讯的问题；2G可以支持窄带分组数据通信，最高理论速率为236kbps3G在2G的基础上，发展了图像、音乐、视频等高带宽多媒体通信，提高了语音通话

6、的安全性，解决了移动互联网和高速数据传输的相关问题，理论最高速率为14.4Mbps4G是专为移动互联网设计的通信技术。与以前的技术相比，它在网络速度、容量和稳定性上有了飞跃性的提高，传输速度可以达到100兆位/秒甚至更高。那么，5G将给我们带来什么呢？2.引入5G，5G是第五代移动通信技术，也是4G之后的延伸，目前正在研究中。目前，没有任何电信公司或标准制定机构(如3GPP、WiMAX论坛和ITU-R)的公开规范或官方文件提到5G。据业内初步估计，未来包括5G在内的无线移动网络服务能力的提升将在三个维度上同时进行。1)通过引入新的无线传输技术，在4G的基础上，资源利用率将提高10倍以上；2)通

7、过引入新的架构(如超密集单元结构等)。)和更深的智能能力，整个系统的吞吐率提高了约25倍；3)进一步开发新的频率资源(如高频带、毫米波和可见光等)。)，从而将未来无线移动通信的频率资源扩展约4倍。5G，5G具有以下特点：1)5G研究将在促进技术变革的同时更加关注用户体验，平均吞吐率、传输延迟以及对虚拟现实、3D和互动游戏等新兴移动服务的支持能力将成为衡量5G系统性能的关键指标。2)与传统的移动通信系统概念不同，5G系统的研究将不仅集中在点对点物理层传输和信道编解码等经典技术上，还将集中在更广泛的多点、多用户、多天线和多小区协作组网上。努力在架构上大大提高系统性能。3)室内移动通信业务已经占据了

8、应用的主导地位，5G室内的无线覆盖性能和服务支持能力将是系统的优先设计目标，从而改变了传统移动通信系统“聚焦大规模覆盖，关注室内”的设计理念。4)高频频谱资源将更多地应用于5G移动通信系统。然而，由于高频段无线电波穿透能力的限制，无线与有线的融合、光无线组网等技术将会得到更广泛的应用。5)“软”配置的5G无线网络将成为未来的一个重要研究方向，运营商可以根据流量的动态变化实时调整网络资源，有效降低网络运营成本和能耗。4G技术支持的5G和4G、4G、100 Mbps下行网络比较。然而，作为一种专门为移动互联网设计的通信技术和单一的无线接入技术，TD-LTE和LTE-FDD之间仍存在标准争议。，5G

9、将提供超大容量带宽，短距离传输速率为10Gbps。高频段频谱资源将更多地应用于5g；超高容量、超高可靠性和随时随地的可访问性有望解决“交通风暴”；与4G相比，通信、智能、资源利用、无线覆盖性能、传输延迟、系统安全性和用户体验提高了数倍；全球5G技术有望共享一个标准；5G不是单一的无线接入技术，也不是一些全新的无线接入技术，而是各种新的无线接入技术和现有无线接入技术融合后的通用解决方案。因此，5G是一个真正的融合网络。5G与4G相比，总的来说，5G比4G有很大的优势：就容量而言，5G通信技术将使单位面积的移动数据流量比4G增加1000倍；在传输速率方面，典型用户数据速率提高10-100倍，峰值传

10、输速率可达10Gbps(4G为100Mbps)，端到端延迟缩短5倍；在可访问性方面：联网设备的数量增加了10至100倍；在可靠性方面，低功率MMC(机器型设备)的电池寿命增加了10倍。由此可见，5G将在各方面超越4G，实现真正的融合网络。欧盟宣布成立经济产业省，并投资2700万欧元用于5G技术的应用研究。据了解，经济产业省由29个成员组成，包括爱立信、华为和法国电信等主要设备制造商和运营商，欧洲众多学术机构和宝马集团。中国工业和信息化部科技司司长闻库早些时候表示，工业和信息化部已经成立了一个工作组，负责5G的研发工作，中国移动研究院等国内机构的相关部门也在推动这项工作。作为国家无线电管理技术机

11、构，国家无线电监测中心积极参与5G相关组织和研究项目。目前，监测中心频谱工程实验室正在大力建设基于面向服务架构(SOA)的开放式电磁兼容分析测试平台，实现大规模软件、硬件和高性能测试仪器仪表的集成和应用，为无线电管理机构、科研院所和行业相关单位的无线电系统研究、开发和验证提供良好的实验环境。对于5G关键技术的评估，监控中心计划利用该平台搭建5G系统的测试验证环境，实现对5G各种关键技术的客观高效评估。三星已经进行了5G技术实验，在28GHz频段通过64根天线以1.056Gbps的最快速度进行无线传输，最长传输距离为2公里，几乎是4G的100倍。3.5G、5G的关键技术有以下六个关键技术：高频段

12、传输；新的多天线传输技术：同步同频全双工技术；D2D技术公司；密集网络和超密集网络技术；新的网络架构。简要介绍了以下六种技术，并选择了一些部分进行重点分析。移动通信传统的工作频段主要集中在3GHz以下，频谱资源非常拥挤，而可用的频谱资源在高频带(如毫米波和厘米波段)非常丰富，可以有效缓解频谱资源的短缺，实现超高速短距离通信，支持5G容量和传输速率的要求。高频带在移动通信中的应用是未来的发展趋势，受到业界的高度关注。充足的可用带宽、小型化的天线和设备、高天线增益是高频毫米波移动通信的主要优势，但也存在传输距离短、穿透和衍射能力差、易受气候和环境影响等缺点。射频器件和系统设计中的问题也需要进一步研

13、究和解决。目前，监测中心正在积极开展高频带需求研究，选择潜在的候选频带。虽然目前高频带资源丰富，但仍需要科学规划和统筹考虑，才能优化配置宝贵的频谱资源。多天线技术经历了从无源到有源、从二维(2D)到三维(3D)、从高阶多输入多输出到大规模阵列的发展，其频谱效率有望提高几十倍甚至更高，是目前5G技术的重要研究方向之一。随着有源天线阵的引入，基站支持的协作天线数量将达到128个。此外，将原来的2D天线阵扩展为三维天线阵，形成了一种新的支持智能的三维多输入多输出技术在现有的无线通信系统中，由于技术条件的限制，无法实现同时具有相同频率的双向通信，并且双向链路是通过时间或频率来区分的，这对应于时分双工和

14、频分双工模式。理论上，一半的无线资源(频率和时间)被浪费了，因为在同一时间以相同频率进行的双向通信不能被执行。近年来，同频全双工技术引起了业界的关注。利用这种技术，通信的发送器和接收器可以在同一频谱上同时发送和接收信号。与传统的时分双工和频分双工模式相比，空中接口的频谱效率在理论上可以提高一倍。由于接收信号和发射信号之间的功率差非常大，导致严重的自干扰，实现全双工技术应用的第一个问题是自干扰消除。到目前为止，全双工技术已经被证明是可行的，但它暂时不适用于多输入多输出系统。设备到设备(D2D)通信是一种新技术，它允许终端在系统的控制下通过重用小区资源来直接通信。它可以提高蜂窝通信系统的频谱效率，

15、降低终端的传输功率，并在一定程度上解决无线通信系统中频谱资源不足的问题。由于短距离直接通信和高信道质量，D2D可以实现更高的数据速率、更低的延迟和更低的功耗。通过广泛分布的终端，可以提高覆盖范围，实现频谱资源的有效利用；支持更灵活的网络架构和连接方式，提高链路灵活性和网络可靠性。目前，D2D采用广播、组播和单播技术，未来将发展其增强技术，包括中继技术、多天线技术和基于D2D的联合编码技术。在未来的5G通信中，无线通信网络正朝着网络多样化、宽带化、集成化和智能化的方向发展。随着各种智能终端的普及，数据流将会迅速增加。未来，数据业务将主要分布在室内和热点地区，这使得超密集网络成为实现未来5G 1000倍流量需求的主要手段之一。超密集网络可以提高网络覆盖范围，大大增加系统容量，并通过更灵活的网络部署和更高效的频率重用来分流流量。未来，面对高频段和大带宽，将采用更密集的网络方案，部署100多个小小区/扇区。其中，干扰消除、快速小区发现、密集小区间的协作以及基于终端能力增强的移动性增强方案都是密集网络的研究热点。目前，LTE接入网采用扁平网络架构，降低了系统时延、网络建设成本和维护成本。未来5G可能采用C-RAN接入网络架构。C-RAN是一种基于集中处理、