1G通信到5G的区别.ppt

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1、1G通信到5G的区别。Page 2前几代移动通信系统简介前几代移动通信系统简介5G5G简介简介5G的关键技术的关键技术Page 3Page 4Page 5Page 6简析简析4G4G通常被用来描述相对于通常被用来描述相对于3G的下一代通信网络，但很少的下一代通信网络，但很少有人明确有人明确4G的含义，实际上，的含义，实际上，4G在开始阶段也是由众多在开始阶段也是由众多自主技术提供商和电信运营商合力推出的，技术和效果也自主技术提供商和电信运营商合力推出的，技术和效果也参差不齐。后来，国际电信联盟（参差不齐。后来，国际电信联盟（ITU）重新定义了）重新定义了4G的的标准标准符合符合100Mbps/

2、s传输数据的速度。达到这个标传输数据的速度。达到这个标准的通信技术，理论上都可以称之为准的通信技术，理论上都可以称之为4G。4G移动系统网络结构可分为三层：移动系统网络结构可分为三层：物理网络层、中间环物理网络层、中间环境层、应用网络层境层、应用网络层。物理网络层提供接入和路由选择功能，。物理网络层提供接入和路由选择功能，它们由无线和核心网的结合格式完成。中间环境层的功能它们由无线和核心网的结合格式完成。中间环境层的功能有有QoS映射、地址变换和完全性管理等。物理网络层与中映射、地址变换和完全性管理等。物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的，它使发展和间环境层及其应用环境之间的接

3、口是开放的，它使发展和提供新的应用及服务变得更为容易，提供无缝高数据率的提供新的应用及服务变得更为容易，提供无缝高数据率的无线服务，并运行于多个频带。无线服务，并运行于多个频带。Page 7简析简析4G第四代移动通信系统的关键技术包括：第四代移动通信系统的关键技术包括：1.信道传输；信道传输；2.抗抗干扰性强的高速接入技术、调制和信息传输技术；干扰性强的高速接入技术、调制和信息传输技术；3.高性高性能、小型化和低成本的自适应阵列智能天线；能、小型化和低成本的自适应阵列智能天线；4.大容量、大容量、低成本的无线接口和光接口；低成本的无线接口和光接口；5.系统管理资源；系统管理资源；6.软件无软件

4、无线电、网络结构协议等。线电、网络结构协议等。第四代移动通信系统主要是以第四代移动通信系统主要是以正交频分复用（正交频分复用（OFDM）为为技术核心。技术核心。Page 81G主要解决语音通信的问题主要解决语音通信的问题;2G可支持窄带的分组数据通信，最高理论速率为可支持窄带的分组数据通信，最高理论速率为236kbps;3G在在2G的基础上，发展了诸如图像、音乐、视频流的高带宽多的基础上，发展了诸如图像、音乐、视频流的高带宽多媒体通信，并提高了语音通话安全性，解决了部分移动互联网媒体通信，并提高了语音通话安全性，解决了部分移动互联网相关网络及高速数据传输问题，最高理论速率为相关网络及高速数据传

5、输问题，最高理论速率为14.4Mbps;4G是专为移动互联网而设计的通信技术，从网速、容量、稳定是专为移动互联网而设计的通信技术，从网速、容量、稳定性上相比之前的技术都有了跳跃性的提升，传输速度可达性上相比之前的技术都有了跳跃性的提升，传输速度可达100Mbit/s,甚至更高。甚至更高。那么，5G将为我们带来什么？Page 9二二.5G简介简介n5G，第五代移动通信技术，也是，第五代移动通信技术，也是4G之后的延伸，目前正在研究中。目前还没有任何电之后的延伸，目前正在研究中。目前还没有任何电信公司或标准订定组织（像信公司或标准订定组织（像3GPP、WiMAX论坛及论坛及ITU-R）的公开规格或

6、官方文件有提）的公开规格或官方文件有提到到5G。n按照业内初步估计，包括按照业内初步估计，包括5G在内的未来无线移动网络业务能力的提升将在在内的未来无线移动网络业务能力的提升将在3个维度上个维度上同时进行同时进行:n1)通过引入新的无线传输技术将资源利用率在通过引入新的无线传输技术将资源利用率在4G的基础上提高的基础上提高10倍以上倍以上;n2)通过引入新的体系结构通过引入新的体系结构(如超密集小区结构等如超密集小区结构等)和更加深度的智能化能力将整个系统的和更加深度的智能化能力将整个系统的吞吐率提高吞吐率提高25倍左右倍左右;n3)进一步挖掘新的频率资源进一步挖掘新的频率资源(如高频段、毫米

7、波与可见光等如高频段、毫米波与可见光等),使未来无线移动通信的频使未来无线移动通信的频率资源扩展率资源扩展4倍左右倍左右.Page 105Gn5G有以下特点：有以下特点：n1)5G研究在推进技术变革的同时将更加注重用户体验研究在推进技术变革的同时将更加注重用户体验,网络平均吞吐速率、传网络平均吞吐速率、传输时延以及对虚拟现实、输时延以及对虚拟现实、3D、交互式游戏等新兴移动业务的支撑能力等将成、交互式游戏等新兴移动业务的支撑能力等将成为衡量为衡量5G系统性能的关键指标系统性能的关键指标.n2)与传统的移动通信系统理念不同与传统的移动通信系统理念不同,5G系统研究将不仅仅把点到点的物理层传系统研

8、究将不仅仅把点到点的物理层传输与信道编译码输与信道编译码 等经典技术作为核心目标等经典技术作为核心目标,而是从更为广泛的多点、多用户、而是从更为广泛的多点、多用户、多天线、多小区协作组网作为突破的重点多天线、多小区协作组网作为突破的重点,力求在体系构架上寻求系统性能的力求在体系构架上寻求系统性能的大幅度提高大幅度提高.n3)室内移动通信业务已占据应用的主导地位室内移动通信业务已占据应用的主导地位,5G室内无线覆盖性能及业务支撑室内无线覆盖性能及业务支撑能力将作为系统能力将作为系统 优先设计目标优先设计目标,从而改变传统移动通信系统从而改变传统移动通信系统“以大范围覆盖为以大范围覆盖为主、兼顾室

9、内主、兼顾室内”的设计理念的设计理念.n4)高频段频谱资源将更多地应用于高频段频谱资源将更多地应用于5G移动通信系统移动通信系统,但由于受到高频段无线电但由于受到高频段无线电波穿透能力的限波穿透能力的限 制制,无线与有线的融合、光载无线组网等技术将被更为普遍地无线与有线的融合、光载无线组网等技术将被更为普遍地应用应用.n5)可可“软软”配置的配置的5G无线网络将成为未来的重要研究方向无线网络将成为未来的重要研究方向,运营商可根据业务运营商可根据业务流量的动态变化流量的动态变化 实时调整网络资源实时调整网络资源,有效地降低网络运营的成本和能源的消耗有效地降低网络运营的成本和能源的消耗.Page

10、115G与与4G的对比的对比4G在在4G技术支持技术支持100Mbps150Mbps的下行网络带宽的下行网络带宽仍处在仍处在3GHz一下的频段范围内一下的频段范围内开启了全球移动通信标准全面融合的趋势；但仍存在开启了全球移动通信标准全面融合的趋势；但仍存在TD-LTE与与LTE-FDD的标准之争的标准之争是专为移动互联网而设计的通信技术，是单一的无线接入是专为移动互联网而设计的通信技术，是单一的无线接入技术。技术。5G将可提供超级容量的带宽，短距离传输速率是将可提供超级容量的带宽，短距离传输速率是10Gbps；高频段频谱资源将更多地应用于高频段频谱资源将更多地应用于5G；超高容量、超可靠性、随

11、时随地可接入性，有望解决超高容量、超可靠性、随时随地可接入性，有望解决“流量流量风暴风暴”；在通信、智能性、资源利用率、无线覆盖性能、传输时延、在通信、智能性、资源利用率、无线覆盖性能、传输时延、系统安全和用户体验都比系统安全和用户体验都比4G有了数以倍计的增加；有了数以倍计的增加；全球全球5G技术有望共用一个标准；技术有望共用一个标准；5G并不是一个单一的无线接入技术，也不是几个全新的无线并不是一个单一的无线接入技术，也不是几个全新的无线接入技术，而是多种新型无线接入技术和现有无线接入技术集接入技术，而是多种新型无线接入技术和现有无线接入技术集成后的解决方案总称。所以说成后的解决方案总称。所

12、以说5G是一个真正意义上的融合网络。是一个真正意义上的融合网络。Page 125G与与4G的对比的对比n总的来说，总的来说，5G相比相比4G有着很大的优势：有着很大的优势：n在容量方面，在容量方面，5G通信技术将比通信技术将比4G实现单位面积移动数据流量增长实现单位面积移动数据流量增长1000倍；在传输速率方面，典型用户数据速率提升倍；在传输速率方面，典型用户数据速率提升10到到100倍，峰值倍，峰值传输速率可达传输速率可达10Gbps（4G为为100Mbps），端到端时延缩短），端到端时延缩短5倍；在倍；在可接入性方面：可联网设备的数量增加可接入性方面：可联网设备的数量增加10到到100倍；

13、在可靠性方面：倍；在可靠性方面：低功率低功率MMC（机器型设备）的电池续航时间增加（机器型设备）的电池续航时间增加10倍。倍。n由此可见，由此可见，5G将在方方面面全面超越将在方方面面全面超越4G，实现真正意义的融合性网，实现真正意义的融合性网络。络。Page 135G的发展现状的发展现状n欧盟宣布成立欧盟宣布成立METIS，投资，投资2700万欧元用于万欧元用于5G技术应用研究。据了技术应用研究。据了解，解，METIS由由29个成员组成，其中包括爱立信、华为、法国电信等主个成员组成，其中包括爱立信、华为、法国电信等主要设备商和运营商，欧洲众多的学术机构以及宝马集团。要设备商和运营商，欧洲众多

14、的学术机构以及宝马集团。n中国工业和信息化部科技司司长闻库此前表示，工信部已成立工作小中国工业和信息化部科技司司长闻库此前表示，工信部已成立工作小组进行组进行5G研发，中国移动研究院等国内组织也有相关部门在推进。研发，中国移动研究院等国内组织也有相关部门在推进。作为国家无线电管理技术机构，国家无线电监测中心正积极参与到作为国家无线电管理技术机构，国家无线电监测中心正积极参与到5G相关的组织与研究项目中。目前，监测中心频谱工程实验室正在相关的组织与研究项目中。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的架构（大力建设基于面向服务的架构（SOA）的开放式电磁兼容分析测试平）的开放式电磁兼

15、容分析测试平台，实现大规模软件、硬件及高性能测试仪器仪表的集成与应用，将台，实现大规模软件、硬件及高性能测试仪器仪表的集成与应用，将为无线电管理机构、科研院所及业界相关单位等提供良好的无线电系为无线电管理机构、科研院所及业界相关单位等提供良好的无线电系统研究、开发与验证实验环境。面向统研究、开发与验证实验环境。面向5G关键技术评估工作，监测中关键技术评估工作，监测中心计划利用该平台搭建心计划利用该平台搭建5G系统测试与验证环境，从而实现对系统测试与验证环境，从而实现对5G各项各项关键技术客观高效的评估。关键技术客观高效的评估。n三星已开展三星已开展5G技术试验，透过技术试验，透过64根天线，以

16、根天线，以28GHz频段进行最快达频段进行最快达1.056Gbps的速度进行无线传输，最远传输距离可达的速度进行无线传输，最远传输距离可达2公里，其速度公里，其速度几乎是几乎是4G的百倍以上。的百倍以上。Page 14三三.5G的关键技术的关键技术5G有以下六大关键技术：高频段传输；新型多天线传输技术；同时同频全双工技术；D2D技术；密集组网和超密集组网技术；新型网络架构。下面就这六大技术进行简要介绍，并挑选一些部分进行重点解析。Page 15新型多天线传输技术新型多天线传输技术新型多天线传输技术新型多天线传输技术高频段传输高频段传输高频段传输高频段传输 移动通信传统工作频段主要集中在移动通信

17、传统工作频段主要集中在3GHz以下，这使得频谱资源十分拥挤，而在以下，这使得频谱资源十分拥挤，而在高频段（如毫米波、厘米波频段）可用频谱高频段（如毫米波、厘米波频段）可用频谱资源丰富，能够有效缓解频谱资源紧张的现资源丰富，能够有效缓解频谱资源紧张的现状，可以实现极高速短距离通信，支持状，可以实现极高速短距离通信，支持5G容容量和传输速率等方面的需求。量和传输速率等方面的需求。高频段在移动通信中的应用是未来的发高频段在移动通信中的应用是未来的发展趋势，业界对此高度关注。足够量的可用展趋势，业界对此高度关注。足够量的可用带宽、小型化的天线和设备、较高的天线增带宽、小型化的天线和设备、较高的天线增益

18、是高频段毫米波移动通信的主要优点，但益是高频段毫米波移动通信的主要优点，但也存在传输距离短、穿透和绕射能力差、容也存在传输距离短、穿透和绕射能力差、容易受气候环境影响等缺点。射频器件、系统易受气候环境影响等缺点。射频器件、系统设计等方面的问题也有待进一步研究和解决。设计等方面的问题也有待进一步研究和解决。监测中心目前正在积极开展高频段需求监测中心目前正在积极开展高频段需求研究以及潜在候选频段的遴选工作。高频段研究以及潜在候选频段的遴选工作。高频段资源虽然目前较为丰富，但是仍需要进行科资源虽然目前较为丰富，但是仍需要进行科学规划，统筹兼顾，从而使宝贵的频谱资源学规划，统筹兼顾，从而使宝贵的频谱资

19、源得到最优配置。得到最优配置。多天线技术经历了从无源到有源，从二多天线技术经历了从无源到有源，从二维（维（2D）到三维（）到三维（3D），从高阶），从高阶MIMO到大到大规模阵列的发展，将有望实现频谱效率提升数规模阵列的发展，将有望实现频谱效率提升数十倍甚至更高，是目前十倍甚至更高，是目前5G技术重要的研究方技术重要的研究方向之一。向之一。由于引入了有源天线阵列，基站侧可支持由于引入了有源天线阵列，基站侧可支持的协作天线数量将达到的协作天线数量将达到128根。此外，原来的根。此外，原来的2D天线阵列拓展成为天线阵列拓展成为3D天线阵列，形成新颖天线阵列，形成新颖的的3D-MIMO技术，支持多用

20、户波束智能赋型，技术，支持多用户波束智能赋型，减少用户间干扰，结合高频段毫米波技术，将减少用户间干扰，结合高频段毫米波技术，将进一步改善无线信号覆盖性能。进一步改善无线信号覆盖性能。目前研究人员正在针对大规模天线信道测目前研究人员正在针对大规模天线信道测量与建模、阵列设计与校准、导频信道、码本量与建模、阵列设计与校准、导频信道、码本及反馈机制等问题进行研究，未来将支持更多及反馈机制等问题进行研究，未来将支持更多的用户空分多址（的用户空分多址（SDMA），显著降低发射功），显著降低发射功率，实现绿色节能，提升覆盖能力。率，实现绿色节能，提升覆盖能力。Page 16D2DD2DD2DD2D技术技术

21、技术技术同时同频全双工技术同时同频全双工技术同时同频全双工技术同时同频全双工技术 现有的无线通信系统中现有的无线通信系统中,由于技术条件的由于技术条件的限制限制,不能实现同时同频的双向通信不能实现同时同频的双向通信,双向链路双向链路都是通过时间或频率进行区分的都是通过时间或频率进行区分的,对应于对应于TDD和和FDD方式方式.由于不能进行同时、同频双向通由于不能进行同时、同频双向通信信,理论上浪费了一半的无线资源理论上浪费了一半的无线资源(频率和时频率和时间间)。最近几年，同时同频全双工技术吸引了最近几年，同时同频全双工技术吸引了业界的注意力。利用该技术，在相同的频谱业界的注意力。利用该技术，

22、在相同的频谱上，通信的收发双方同时发射和接收信号，上，通信的收发双方同时发射和接收信号，与传统的与传统的TDD和和FDD双工方式相比，从理论双工方式相比，从理论上可使空口频谱效率提高上可使空口频谱效率提高1倍。倍。由于接收和发送信号之间的功率差异非由于接收和发送信号之间的功率差异非常大常大,导致严重的自干扰，因此实现全双工技导致严重的自干扰，因此实现全双工技术应用的首要问题是自干扰的抵消。目前为术应用的首要问题是自干扰的抵消。目前为止，全双工技术已被证明可行，但暂时不适止，全双工技术已被证明可行，但暂时不适用于用于MIMO系统。系统。Device-to-Device(D2D)通信是一种在系通信

23、是一种在系统的控制下，允许统的控制下，允许终端之间终端之间通过复用小区资源通过复用小区资源直接进行通信直接进行通信的新型技术，它能够增加蜂窝通的新型技术，它能够增加蜂窝通信系统频谱效率，降低终端发射功率，在一定信系统频谱效率，降低终端发射功率，在一定程度上解决无线通信系统频谱资源匮乏的问题。程度上解决无线通信系统频谱资源匮乏的问题。由于短距离直接通信，信道质量高，由于短距离直接通信，信道质量高，D2D能够能够实现较高的数据速率、较低的时延和较低的功实现较高的数据速率、较低的时延和较低的功耗；通过广泛分布的终端，能够改善覆盖，实耗；通过广泛分布的终端，能够改善覆盖，实现频谱资源的高效利用；支持更

24、灵活的网络架现频谱资源的高效利用；支持更灵活的网络架构和连接方法，提升链路灵活性和网络可靠性。构和连接方法，提升链路灵活性和网络可靠性。目前，目前，D2D采用广播、组播和单播技术方采用广播、组播和单播技术方案，未来将发展其增强技术，包括案，未来将发展其增强技术，包括基于基于D2D的的中继技术、多天线技术和联合编码技术中继技术、多天线技术和联合编码技术等。等。Page 17新型网络架构新型网络架构新型网络架构新型网络架构密集和超密集组网技术密集和超密集组网技术密集和超密集组网技术密集和超密集组网技术 在未来的在未来的5G通信中，无线通信网络正通信中，无线通信网络正朝着网络多元化、宽带化、综合化、

25、智能化朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向演进。随着各种智能终端的普及，数的方向演进。随着各种智能终端的普及，数据流量将出现井喷式的增长。未来数据业务据流量将出现井喷式的增长。未来数据业务将主要分布在室内和热点地区，这使得超密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集网络成为实现未来5G的的1000倍流量需求的倍流量需求的主要手段之一。超密集网络能够改善网络覆主要手段之一。超密集网络能够改善网络覆盖，大幅度提升系统容量，并且对业务进行盖，大幅度提升系统容量，并且对业务进行分流，具有更灵活的网络部署和更高效的频分流，具有更灵活的网络部署和更高效的频率复用。未来，面向高频段

26、大带宽，将采用率复用。未来，面向高频段大带宽，将采用更加密集的网络方案，部署小小区更加密集的网络方案，部署小小区/扇区将高扇区将高达达100个以上。个以上。其中，干扰消除、小区快速发现、密集其中，干扰消除、小区快速发现、密集小区间协作、基于终端能力提升的移动性增小区间协作、基于终端能力提升的移动性增强方案等，都是目前密集网络方面的研究热强方案等，都是目前密集网络方面的研究热点。点。目前，目前，LTE接入网采用网络扁平化架构，接入网采用网络扁平化架构，减小了系统时延，降低了建网成本和维护成本。减小了系统时延，降低了建网成本和维护成本。未来未来5G可能采用可能采用C-RAN接入网架构。接入网架构。

27、C-RAN是基于集中化处理、协作式无线电和实时云计是基于集中化处理、协作式无线电和实时云计算构架的绿色无线接入网构架。算构架的绿色无线接入网构架。C-RAN的基的基本思想是通过充分利用低成本高速光传输网络，本思想是通过充分利用低成本高速光传输网络，直接在远端天线和集中化的中心节点间传送无直接在远端天线和集中化的中心节点间传送无线信号，以构建覆盖上百个基站服务区域，甚线信号，以构建覆盖上百个基站服务区域，甚至上百平方公里的无线接入系统。至上百平方公里的无线接入系统。C-RAN架架构适于采用协同技术，能够减小干扰，降低功构适于采用协同技术，能够减小干扰，降低功耗，提升频谱效率，同时便于实现动态使用的耗，提升频谱效率，同时便于实现动态使用的智能化组网，集中处理有利于降低成本，便于智能化组网，集中处理有利于降低成本，便于维护，减少运营支出。目前的研究内容包括维护，减少运营支出。目前的研究内容包括C-RAN的架构和功能，如集中控制、基带池的架构和功能，如集中控制、基带池RRU接口定义、基于接口定义、基于C-RAN的更紧密协作，的更紧密协作，如基站簇、虚拟小区等。如基站簇、虚拟小区等。Thank you！此此课件下件下载可自行可自行编辑修改，修改，仅供参考！供参考！感感谢您的支持，我您的支持，我们努力做得更好！努力做得更好！谢谢!