移動通信系統(tǒng)：4G網(wǎng)絡技術概述

1、4G網(wǎng)絡技術概述4G網(wǎng)絡技術概述什么是4G網(wǎng)絡14G網(wǎng)絡的特點24G網(wǎng)絡的主要技術34G網(wǎng)絡的安全問題44G網(wǎng)絡的現(xiàn)狀及未來54G網(wǎng)絡技術概述什么是4G網(wǎng)絡1什么是4G網(wǎng)絡？每一代無線通信網(wǎng)絡的進步的核心標志是什么？速 度更暢快的 速度體驗！4G網(wǎng)絡的定義4G通信即第四代移動通信(The 4th Generation) 的簡稱。到目前為止 4G的定義、它的技術參數(shù)、國際標準、網(wǎng)絡結構、乃至業(yè)務內(nèi)容依然沒有完全統(tǒng)一。一種較廣泛認同的定義：4G是一種寬帶接入和分布 式的全ip架構網(wǎng)絡，是集成多功能的寬帶移動通信系統(tǒng)。4G網(wǎng)絡的官方描述2008年2月，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)出通函，向各國和各標準化

2、組織征集IMT-Advanced（4G的標準族）技術提案。IMT-A就是4G。IMT-A技術的目標峰值速率為：低速移動、熱點覆蓋場景下1Gbit/s，高速移動、廣域覆蓋場景下100Mbit/s。4G網(wǎng)絡技術概述什么是4G網(wǎng)絡14G網(wǎng)絡的特點24G網(wǎng)絡的特點（1）多網(wǎng)絡融合：多種無線通信技術系統(tǒng)共存；（2）全ip化網(wǎng)絡：從單純的電路交換向分組交換過 渡，并最終演變?yōu)榛诜纸M交換的全網(wǎng)絡；（3）用戶容量更大：預計其容量為3G系統(tǒng)的10倍；（4）無縫的全球覆蓋：用戶可在任何時間、任何地 點使用無線網(wǎng)絡；4G網(wǎng)絡的特點（5）帶寬更寬：更高的單位信道帶寬和頻譜傳輸效率；（6）智能靈活性：用戶的無線網(wǎng)絡可

3、以通過其他網(wǎng)絡擴展其應用業(yè)務，自適應地變換不同信道，提供更高質(zhì)量和個性化的服務；（7）兼容性：兼容多種制式的通訊協(xié)議和終端應用環(huán)境，及各種終端硬件設備。4G網(wǎng)絡的特點4G網(wǎng)絡必須實現(xiàn)更靈活的兼容性4G網(wǎng)絡技術概述什么是4G網(wǎng)絡14G網(wǎng)絡的特點24G網(wǎng)絡的主要技術34G技術性能4G性能無縫覆蓋多網(wǎng)兼容傳輸速度LTE、WIMAX4G技術的演進過程4G網(wǎng)絡是蜂窩移動技術寬帶化和無線寬帶技術移動化的匯聚點脫胎于3G的B3G（準4G）技術 2008年，美國高通電信公司放棄了UMB技術研發(fā)，轉為LTE的研發(fā)。至此，有望成為4G標準的技術主要是LTE和WIMAX。3G技術B3G技術LTE（ Long Ter

4、m Evolution）LTE（long term evolution），即長期演進技術。始于2004年3GPP的多倫多會議。它改進并增強了3G的空中接入技術，采用OFDM（正交頻分復用技術）和MIMO（多入多出技術）作為其無線網(wǎng)絡演進的技術方式。實現(xiàn)在20MHz頻譜帶寬下提供下行326Mbit/s與上行86Mbit/s的峰值速率。LTE并非等同于4G，而是一種B3G技術，其300多兆的速度雖然遠超3G，但與ITU提出的1Gbit/s的4G技術要求，還有距離。LTE常被稱為3.9G。LTE的演進過程GSM-GPRS-EDGE-WCDMA -HSPA-HSPA+-LTE長期演進 傳輸速度分別是：

5、 GSM：9.6Kbps GPRS：171.2Kbps EDGE：384Kbps WCDMA：384Kbps2Mbps HSDPA：14.4Mbps HSUPA：5.76Mbps HSDPA+：42Mbps HSUPA+：22Mbps LTE：300MbpsLTE體系的進一步發(fā)展 LTE根據(jù)其具體實現(xiàn)細節(jié)、采用技術手段和研發(fā)組織的差別，形成了許多分支，最主要的兩大分支是LTE-TDD（TD-LTE）和LTE-FDD（FD-LTE）。其中，TD和FD分別代表時分雙工和頻分雙工。 TD-LTE是中國采用的LTE的技術方案，目前正由中國移動在部分城市進行商業(yè)試運營，預計成為未來中國的4G標準。WIM

6、AXWiMax（Worldwide Interoperability for Microwave Access）,即全球微波互聯(lián)接入。WiMAX也叫80216無線城域網(wǎng)或802.16。WiMAX是一項新興的寬帶無線接入技術，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，數(shù)據(jù)傳輸距離最遠可達50km。 802.16工作的頻段采用的是無需授權頻段，范圍在2GHz至 66GHz之間。4G技術性能4G性能無縫覆蓋多網(wǎng)兼容傳輸速度LTE、WIMAXAll-ip架構4G網(wǎng)絡的all-ip網(wǎng)絡架構All-ip結構具有良好的可兼容性，便于4G網(wǎng)絡的多網(wǎng)融合；all-ip網(wǎng)絡抽象模型All-ip結構可以發(fā)揮出分組交換中QoS控制

7、等優(yōu)勢，比電路交換網(wǎng)絡具有更高的服務質(zhì)量，分層特點具有更好的可重用性，降低基站成本。4G技術性能4G性能無縫覆蓋多網(wǎng)兼容傳輸速度LTE、WIMAXAll-ip架構4G移動終端4G對手機的要求 4G通信終端需要能在數(shù)字蜂窩網(wǎng)、無線局域網(wǎng)（WLAN）無線城域網(wǎng)（WIMAX）、衛(wèi)星信號之間自由切換。實現(xiàn)4G標準的主要技術手段1、正交頻分復用技術（OFDM） 將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制到在每個子信道上進行傳輸。2、多入多出技術（MIMO） 又稱空間分集，實現(xiàn)同時收發(fā)同一信號的多個多分信號，提高傳輸效率，用于移動終端與基站之間。實現(xiàn)4G標準的主要技術手段3、智

8、能天線技術（SA） 采用天線陣列，根據(jù)信號的空間特性，能夠自適應調(diào)整加權值，以調(diào)整其方向圓圖，形成多個自適應波束，達到抑制干擾、提取信號的目的。4、軟件無線電技術（ SWR ） 軟件無線電的基本思想是以一個通用、標準、模塊化的硬件平臺為依托，通過軟件編程來實現(xiàn)無線電臺的各種功能，從基于硬件、面向用途的電臺設計方法中解放出來。4G網(wǎng)絡技術概述什么是4G網(wǎng)絡14G網(wǎng)絡的特點24G網(wǎng)絡的主要技術34G網(wǎng)絡的安全問題44G網(wǎng)絡面臨的安全問題1、無線鏈路的安全問題；2、各種異構網(wǎng)絡的存在，凸顯“木板效應”；3、不同技術平臺、不同制式的網(wǎng)絡自由切換，給數(shù)據(jù)庫同步帶來新挑戰(zhàn)；4、移動終端的性能的提升給終端病

9、毒帶來了更大的生成空間；5、計費、審計、授權、訪問控制、認證都需要突破單一網(wǎng)絡框架內(nèi)的設計。4G網(wǎng)絡技術概述什么是4G網(wǎng)絡14G網(wǎng)絡的特點24G網(wǎng)絡的主要技術34G網(wǎng)絡的安全問題44G網(wǎng)絡的現(xiàn)狀及未來54G的發(fā)展現(xiàn)狀 2010年5月25日，愛立信和瑞典運營商TeliaSonera在斯德哥爾摩啟動全球首個LTE商用站點。 截止到2012年2月，全球在歐洲、南美、中東和日本先后有5家移動通信公司建立了LTE商用服務； 以日本軟銀公司為例，其2012年初推出的“4G寬帶業(yè)務”覆蓋東京、橫濱等幾個大城市，其終端設備是肥皂盒大小的小型wifi路由器，允許最多10個用戶同時接入，傳輸下行速率為76Mbit

10、/s,上行10Mbit/s。4G的發(fā)展現(xiàn)狀 北美地區(qū)主要采用WIMAX技術標準，事實上，WIMAX技術的商業(yè)起步很早，2005年，全球運營商加入WIMAX聯(lián)盟的已有300多個，但這與4G的概念還相差甚遠。主要是WIMAX的用戶終端設備很局限，基本以筆記本移動用戶為主。 在商用WIMAX性能上，以美國SPRINT公司一款基于WIMAX的無線寬帶套餐為例，其網(wǎng)絡覆蓋了全美62個城市，最高速率可達10Mbit/s以上。中國的商用4G業(yè)務 我國的4G業(yè)務主要以中國移動推出的TD-LTE技術為主，2012年已在杭州進行小范圍試運行，中國移動在2013年實現(xiàn)TD-SCDMA向TD-LTE的平滑過度，并建立TD_LTE基站20萬個以上。正式的4G商用服務已在2012年底在香港推出。4G的未來 泛在網(wǎng)（4G技術的多網(wǎng)融合網(wǎng)絡）是必然趨勢