5G移动通信系统.pptx
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- 移动 通信 系统
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1、5G移动通信系统1G-4G介绍移动互联发展趋势5G简介5G的关键技术5G新型网络架构1G:模拟语音20世纪80年代初提出,完成于20世纪90年代初主要技术模拟技术和频分多址(FDMA)技术特点2.4kbps传输速率只提供区域性语音业务,容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通话质量不高、不能提供数据业务;设备成本高,质量大,体积大代表制式AMPS(Advanced Mobile Phone System)贝尔实验室发明,1978年开发,1982年全美部署TACS(Total Access Communications System)我国1987年确定以TACS制式作为我国模拟制式蜂窝移动电话
2、的标准 第第1代移动通信系统(代移动通信系统(1G)是)是模拟式通模拟式通信系统信系统,模拟式是代表在无线传输采用模拟,模拟式是代表在无线传输采用模拟式的式的FM调制,将介于调制,将介于300Hz到到3400Hz的语的语音转换到高频的载波频率音转换到高频的载波频率MHz上。上。一部大哥大在当时的售价为一部大哥大在当时的售价为21000元,元,除了手机价格昂贵之外,手机网络资费的价除了手机价格昂贵之外,手机网络资费的价格也让普通老百姓难以消费。当时的入网费格也让普通老百姓难以消费。当时的入网费高达高达6000元,而每分钟通话的资费也有元,而每分钟通话的资费也有0.5元。元。不过由于模拟通信系统有
3、着很多缺陷,不过由于模拟通信系统有着很多缺陷,经常出现串号、盗号等现象,给运营商和用经常出现串号、盗号等现象,给运营商和用户带来了不少烦恼。于是在户带来了不少烦恼。于是在1999年年A网和网和B网被正式关闭。网被正式关闭。1998年,年,黄宏、宋黄宏、宋丹丹小品丹丹小品回家回家2G:数字语音20世纪90年代相对于1G的改进:模拟-数字语音信号数字化处理压缩带来容量上收益对语音和控制信号进行加密增强安全性催生了诸如短信等新业务展开主要技术时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)特点保密性强、频谱利用率高、提供丰富的业务(比如,低速率的数据业务)、标准化程度高、可进行省内外漫游 从从1G跨入跨入
4、2G的分水岭则是的分水岭则是从模拟调制进从模拟调制进入到数字调制入到数字调制,相比于第,相比于第1代移动通信,第二代移动通信,第二代移动通信具备高度的保密性,系统的容量也代移动通信具备高度的保密性,系统的容量也在增加,同时能够提高多种业务服务。从这一在增加,同时能够提高多种业务服务。从这一代开始手机也可以上网了。第一款支持代开始手机也可以上网了。第一款支持WAP的的GSM手机是诺基亚手机是诺基亚7110,它的出现标志着,它的出现标志着手机上网时代的开始,而那个时代手机上网时代的开始,而那个时代GSM的网的网速仅有速仅有9.6KB/s。数字网有以下优点:数字网有以下优点:1.频谱利用率高,有利于
5、提高系统容量;频谱利用率高,有利于提高系统容量;2.提供多种业务服务,提高通信系统通用性;提供多种业务服务,提高通信系统通用性;3.抗噪声、抗干扰、抗多径衰落能力强;抗噪声、抗干扰、抗多径衰落能力强;4.能实现更有效、灵活的网络管理和控制;能实现更有效、灵活的网络管理和控制;5.便于实现通信的安全保密;便于实现通信的安全保密;6.可降低设备成本。可降低设备成本。oppo A209,作者本人自作者本人自用用2G手机。手机。2G 代表制式 GSM(Global System for Mobile Communications)1991年在欧洲投入使用,现全球广泛应用 使用FDMA、TDMA技术 工
6、作频率900-1800MHz,提供9.6kbps的传输速率 电话业务、紧急呼叫业务、短信业务、可视图文接入等 CDMA 20世纪90年代中后期发展商用 以扩频通信为基础的调制和多址连接技术 8kbps(IS-95A)、64kbps(IS-95B)通信具有隐蔽性、保密性、抗干扰;通话质量好、掉线少、辐射低、健康环保2G-3G过渡 2.5G GPRS(General Packet Radio Service)基于GSM的无线分组交换技术 提供端到端、广域的无线IP连接 网络容量只有再需要时进行分配,不需要时就释放 传输速率150Kbps(比GSM快15倍)2.75G EDGE(Enhanced D
7、ata rates for GSM Evolution)基于GSM/GPRS网络的数据增强型移动通信技术 传输速度384kbps3G:数字语音和数据IMT-2000(International Mobile Telecommunications-2000)Offer at least 144kbps(preferably 384kbps)for high-mobility users with wide-area coverage and 2 Mbps for low-mobility users with local convergence.特点 能够同时传送声音及数据信息,速率一般在几百k
8、bps以上 实现实时视频、高速多媒体和移动Internet访问业务 扩大高质量话音业务容量 国际电信联盟(国际电信联盟(ITU)发布了官方第)发布了官方第3代代移动通信(移动通信(3G)标准)标准IMT-2000(国际移动(国际移动通信通信2000标准)。标准)。3G存在四种标准制式,存在四种标准制式,分别是分别是CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA,WiMAX。在。在3G的众多标准之中,的众多标准之中,CDMA这这个字眼曝光率最高,个字眼曝光率最高,CDMA(码分多址(码分多址)是第是第三代移动通信系统的技术基础。三代移动通信系统的技术基础。中国在中国在2009年的年的1月月7日颁
9、发了日颁发了3张张3G牌牌照,分别是中国移动的照,分别是中国移动的TD-SCDMA,中国联,中国联通的通的WCDMA和中国电信的和中国电信的WCDMA2000。3G代表制式ITU开始目标之一是开发一种可以全球通用的无线通讯系统,但是实际最终的结果是出现了多种不同的制式 W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)以GSM为主,加入GPRS的分组交换实体技术,能够兼容GSM系统的所有业务CDMA2000 采用MC-CDMA(多载波CDMA)多址访问技术,不仅可以使用原有CDMA系统的各种接口,还可以使用新的接口标准。TD-SCDMA(Time Di
10、vision-Synchronous Code Division Multiple Access)集CDMA、TDMA、FDMA、SDMA多种多址方式于一体,采用了一系列高新技术(智能天线、联合检测、接力切换等)频谱利用率高、系统容量大、系统成本低且适合开展数据业务3G-4G过渡 3.5G HSPDA(High Speed Downlink Packet Access)属于W-CDMA技术的延伸 在W-CDMA下行链路中提供分组数据业务,在一个5MHz载波上的传输速率可达8-10 Mbps 3.75G HSUPA(High Speed Uplink Packet Access)因HSDPA上传
11、速度不足(只有384Kbps)而开发 在一个5MHz载波上的传输速率可达10-15 Mbps,上传速度达 5.76Mbps4G集3G与WLAN于一体,并能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等IMT-Advanced 基于全IP分组交换网络 低速和静态传输速率达到1Gbps,高速移动状态下达到100Mbps 提供高品质的服务QoS,支持新一代的多媒体传输特点 不支持传统的电路交换的电话业务,而是全互联网协议(IP)的通信 通信速度快、网络频谱宽、频率效率高、高质量通话、费用便宜 4G包括包括TD-LTE和和FDD-LTE两种制式,是两种制式,是集集3G与与WLAN于一体,并能够快速传输数据
12、、于一体,并能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等。高质量、音频、视频和图像等。4G能够以能够以100Mbps以上以上的速度下载(大约是的速度下载(大约是12.5MB/s18.75MB/s的下行速度),比目前的下行速度),比目前的家用宽带的家用宽带ADSL(4兆)快兆)快20倍,并能够满倍,并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。此外,足几乎所有用户对于无线服务的要求。此外,4G可以在可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署,然后再扩展到整个地区。很明盖的地方部署,然后再扩展到整个地区。很明显,显,4G有着不可比拟的优越性。有着不可比拟的优越性。20
13、13年年12月月4日,工业和信息化部向中国移动、日,工业和信息化部向中国移动、中国电信、中国联通正式发放了第四代移动通中国电信、中国联通正式发放了第四代移动通信业务牌照(即信业务牌照(即4G牌照),中国移动、中国牌照),中国移动、中国电信、中国联通三家均获得电信、中国联通三家均获得TD-LTE牌照,此牌照,此举标志着中国电信产业正式进入了举标志着中国电信产业正式进入了4G时代。时代。准4G(3.9G)LTE(Long Term Evolution)2008年第四季度提出,2011年北美首次商用 基于旧有的GSM/EDGE和UMTS/HSPA网络技术,并使用调制技术提升网络容量及速度 有能力提供
14、300Mbit/s的下载速率和75 Mbit/s的上传速率 全IP基础网络结构 不再支持用于支撑GSM、UMTS和CDMA2000网络下语音传输的电路交换技术,它只能进行全IP网络下的分组交换 分支 LTE FDD(频分双工长期演进技术)LTE TDD(时分双工长期演进技术),又称TD-LTE WiMAX(IEEE 802.16e)4G技术标准 LTE-Advanced LTE的增强版本,完全向后兼容LTE,通常通过在LTE上通过软件升级即可 峰值速率:下行1Gbps,上行500Mbps TD-LTE-Advanced 我国具有自主知识产权的新一代移动通信技术 吸纳了TD-SCDMA的主要技术
15、元素 WirelessMAN-Advanced(IEEE 802.16m)TDD标准里程碑IMT-20002000年5月TD-SCDMA被国际电联批准为3G国际标准1998-2000年提出LTE-TDD技术方案2005-2006年融合形成TD-LTE国际标准2007-2008年提出LTE-Advanced技术方案2009-2010年2012年1月,LTE-Advanced被确立成为国际4G标准2011-2012年TD-LTE已成为4G主流标准IMT-2020WiMAX全球已分配大量的全球已分配大量的TDDTDD频谱频谱80%02120+100+中国、美国、印度等全球120多个国家与地区已发放T
16、DD频谱国家与地区参与分配全球人口覆盖率TDD频谱资源100多家运营商已获取TDD频谱许可证,其中超过50%是3.5GHz频段随着WiMAX2.1和TD-LTE全面融合,未来将会有更多的WiMAX运营商参与进来运营商获取02600MHz覆盖全球80%,超过50亿的人口TDD频谱资源超600MHz,但大多为高频段700M 100MHz2.3G 100MHz2.6G 190MHz3.5G 4000MHzn4G新分配频谱和5G(6G以上的高频谱)的分配将会以TDD技术为主TD-LTETD-LTE生态系统已成熟生态系统已成熟n在政府的大力支持下、产业链各环节企业的共同推动下,TD-LTE 4G快速成熟
17、,已开始大规模商用TD-LTE与FDD LTE同步、同平台发展TD-LTE手机于2014年初实现规模商用,且已推出五模千元智能机TD-LTE基本与FDD LTE同步、同平台融合发展TD-LTE处于商用初期阶段,全球共39个商用网络测试仪表(36家)系统供应商(10家)终端芯片(85家)运营商(60家)当前全球当前全球TD-LTETD-LTE网络蓬勃发展网络蓬勃发展26个国家部署39张TD-LTE商用网络18张LTE FDD/TDD融合网络48张TD-LTE商用网络计划/正在部署60万TD-LTE基站39个TD-LTE的商用网络已部署48个TD-LTE商用网络计划/正在部署 来源:GSATD-L
18、TE累计出货量预测来源:GTI30万130万60万201320142020n 截止到2014年8月,全球已发展TD-LTE用户4200万n 根据GSMA的预测,到2020年4G LTE的连接数将增至25亿,占总连接数提升至28%,其中较大比例的连接数增长来自我国TD-LTE网络n TDD网络数在2012年仅占1%,在2014年将提升到18%LTE分制式网络数占比LTE全球连接数及所占比例 来源:GSMA全球全球TD-LTETD-LTE用户快速增长用户快速增长单位:十亿100%202020142012全球全球WiMAXWiMAX网络加速向网络加速向TD-LTETD-LTE转移转移TDD频谱运营商
19、开始普遍选择TD-LTE主流WiMAX运营商明确演进到TD-LTEWiMAX论坛已正式将TD-LTE-A列为演进方向TD-LTE成为全球TDD技术的共同演进方向Wimax现有150个国家477个网络,2500万用户将升级到Wimax2.1,即TD-LTE国内国内TD-LTETD-LTE网络部署进程加快网络部署进程加快n国内三家运营商正加快TD-LTE的建设步伐,预计年底前覆盖全国300多以上的城市2014.036月底12月底100城市250城市344城市41万基站超50万基站2013.1215城市7月底300城市47万基站300个城市25个重点城市2014.035.1712月底6月27日16城
20、市LTE混合组网试验8月底增至40个56个重点城市300个城市2014.02100个城市16城市LTE混合组网试验增至40个6月27日8月底12月底TD-LTETD-LTE终端发展超过预期终端发展超过预期TD-LTE终端款数统计情况来源:GSA,2014.08nTD-LTE终端于2014年初实现规模商用,截止8月终端款数实现增长翻番,并达到908款,终端厂家也达到200多家n2014年18月4G TD-LTE手机出货量累计6747万部,每月4G手机出货占比在不断提升,8月占比达到38.4%,远高于3G占比,并不断逼近2G占比2014年1月8月国内手机出货量情况来源:CATR,2014.0813
21、4145.3200.5331.1583.4649.4913.105001000150020002500300035002014.022014.032014.042014.052014.062014.072014.08上月累计本月新增国内国内TD-LTETD-LTE用户发展迅猛用户发展迅猛2014年2-8月中移动TD-LTE用户数(万)n 中移动已发展TD-LTE 4G用户2956.8万用户,月均增长率高达50%,年底有望实现5000万目标n 中电信4G业务从7月正式推出,至今只是一个月时间,用户已经达到60万来源:中移动官方发布信息134.0279.3479.8810.91394.32043.
22、72956.8TD-LTETD-LTE终端降低客户终端降低客户4G4G的使用门槛的使用门槛TD-LTE支持多模多频,以适应全球漫游的需求和解决终端通用性的问题全球化多样化新体验低成本TD-LTE终端产品进一步丰富,包括手机、路由器等支持VoLTE高清化语音通信,目前已有多款手机支持iPhone6已支持六模20频共530款 千元机占一半以上 平均单价由5101元下降到1826元 三模、四模终端价格下降至399元TD-LTETD-LTE更适合移动互联网业务更适合移动互联网业务TD-LTE特性 数据传输实时性强频谱资源灵活配置系统传输速率高系统时隙动态调配nTD-LTE具有上下时隙动态配比,频谱灵活
23、配置、高带宽和低时延等特点,适合移动互联应用多样化的需求更适应上下行时隙动态配比动态TDD更能满足移动应用低时延要求更能满足不同传输带宽的需求更适合移动高速数据业务需求UL:50MbpsDL:100MbpsTD-LTETD-LTE助力移动互联变革传统产业助力移动互联变革传统产业n 2013年,中国智能手机用户存量和增量全球第一n 信息技术改造传统产业3.2万亿信息消费巨大市场机遇n信息技术变革传统产业,信息消费市场巨大1G-4G介绍移动互联发展趋势5G简介5G的关键技术5G新型网络架构26信息通信技术进入移动互联网络时代信息通信技术进入移动互联网络时代带来社会与生活的深刻改变带来社会与生活的深
24、刻改变-在计算机、芯片、互联网和移动通信网络的共同推动下,移动互联网络时代来临 大型计算机(1960)小型和微型计算机(1970)互联网(窄带)(1980)互联网(宽带)(1990)移动互联网(2002)随着移动宽带网络发展和智能手机普及,进入移动互联时代个人电脑20101958发明IC1969发明internet19791989发明万维网20023G商用大哥大发明计算机19461966发明光纤4G商用19742009国内3G商用国内4G商用发明数据用户线19892007Iphone信息通信发展历程2013趋势趋势1 1:移动通信网络向随时、随地、随需:移动通信网络向随时、随地、随需接入演进接
25、入演进移动通信网络融合多种技术、多种业务,实现更高速、更高效、更智能无线宽带化实现按需接入融合化实现互联互通普遍覆盖化实现无缝覆盖软件化实现集中管理,随需扩展扁平化实现紧贴服务 2002年 2005年 2010年 2018年384Kbps2Mbps100Mbps1Gbps智能终端推动应用服务快速创新,移动互联网以6个月为周期快速迭代 -桌面互联网/PC:以18个月为周期进行硬件和软件升级 -移动互联网/智能终端:产业周期趋近于6个月趋势2:智能终端引领移动互联的发展2013年智能终端出货量是PC 4倍智能手机 38.4%智能电视 55%联网汽车智能路由13亿平板电脑 50.6%智能手表 500
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