第四代移动通信技术应用及组网(李彦虎)

深圳日海通讯技术股份有限公司第四代移动通信技术国内营销中心技术部李彦虎目次概述——概念4G（fourth-generation）——是第四代移动通信及其技术的简称，是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像的技术产品。

4G描述了下列两种概念：高速的行动电话网络无限网络技术概述——全球4G标准WiMAX（全球互通微波存取）：由Intel主导，在移动通信环境下可以让上下行最高速率达到对称的75Mbps；新一代的IEEE 802.16m (WiMAX 2)可让行动接收上下行最高速率可达到300Mbps，在静止定点接收可高达1Gbps。

LTE-Advanced：是LTE的增强，完全向后兼容LTE，通常通过在LTE 上通过软件升级即可，升级过程类似于从WCDMA升级到HSPA。

峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps。

概述——4G演进之路GSM CDMA GPRS EDGEWCDMAHSPA+LTE-FDDLTE-TDDCDMA20001xRTT1xEV-DOEV-DO Rev AEV-DO Rev BTDD LTE-AdvancedTD-SCDMAHSPA2G 2.5G3G 3.9G4GTD-HSPA+TD-HSPAFDD LTE-Advanced802.16e WiMax 802.16e概述——4G的全球发展状况截止2012年6月，全球LTE用户数量已经达到2393万。

其中，美国、日本和韩国成为全球LTE发展最快的市场，用户数分别达到1329万、292万、584万，在全球用户占比中达到92%。

全球已经有99个国家的327个运营商投资LTE网络，81个LTE商用网络完成部署，其中，有10家运营商开通了TD-LTE商用服务，包括沙特Mobily、STC，日本Softbank，巴西SKY TV，瑞典Hi3G，英国UK Broadband，印度Bharti Airtel，丹麦Hi3G，澳大利亚NBN，波兰AERO2等。

在终端方面，截至2012年6月，LTE终端产品达到417款，较去年同期增长3倍。

LTE智能手机也增长迅速，2012年上半年增长了73%，已经达到83款。

概述——中国采用的准4G标准目前，国内运营商在大力发展3G的基础上开始部署准4G网络，我国参与研发的LTE成为首选技术标准，将作为移动网络的长期演进目标： LTE-TDD：时分双工(CHINA MOBILE)LTE-FDD：频分双工(CHINA UNICOM)上行/下行频率上行/下行时间保护间隔下行上行下行时间频率下行上行双工滤波器保护带概述——中国移动LTE进程中国移动TD-LTE规模试验网部署项目，建网覆盖北京、天津、上海、南京、杭州、广州、深圳、厦门、青岛、宁波、成都、福州、沈阳、无锡共计14个城市展开TD-LTE扩大规模网络试验，每个城市将部署约200个基站。

深圳TD-LTE规模试验网覆盖37.58平方公里区域。

共覆盖以下四个区域：南山、福田、罗湖、龙岗四个中心区，一期工程新建TD-LTE基站220个,其中宏蜂窝基站200个、室内覆盖基站20个。

目次智能性能更高提供各种增值服务网络频谱更宽通信更加灵活兼容性能更平滑高质量多媒体通信频率使用效率更高通信费用更加便宜4G网络的优势4G网络的优势1、通信速度更快 第一代模拟式仅提供语音服务；第二代数位式移动通信系统传输速率也只有9.6Kbps，最高可达32Kbps；第三代数据传输速率可达到2Mbps；第四代可以达到1Gbps。

2、网络频谱更宽每个4G信道会占有的频谱，相当于W-CDMA3G网络的20倍。

3、通信更加灵活 4G通信不仅可以随时随地通信，更可以双向下载传递，相互联网。

4、智能性能更高第四代移动通信的智能性更高，不仅表现于4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化，更重要的4G手机可以实现许多难以想象的功能。

4G网络的优势5、兼容性能更平滑第四代移动通信系统具备全球漫游，接口开放，能跟多种网络互联，终端多样化。

6、提供各种增值服务4G通信并不是从3G通信的基础上经过简单的升级而演变过来的，它们的核心建设技术根本就是不同的，3G移动通信系统主要是以CDMA为核心技术，而4G移动通信系统技术则以正交多任务分频技术(OFDM)最受瞩目，利用这种技术人们可以实现例如无线区域环路(WLL)、数字音讯广播(DAB)等方面的无线通信增殖服务。

7、实现高质量通信第四代移动通信系统也称为“多媒体移动通信”。

4G网络的优势8、频率使用效率更高相比第三代移动通信技术来说，第四代移动通信技术引入许多功能强大的突破性技术，如交换层级技术，这种技术能同时涵盖不同类型的通信接口。

第四代主要是运用路由技术(Routing)为主的网络架构，所以无线频率的使用比第二代和第三代系统有效得多，这种有效性可以让更多的人使用与以前相同数量的无线频谱做更多的事情。

9、通信费用更加便宜由于4G通信不仅解决了与3G通信的兼容性问题，让更多的现有通信用户能轻易地升级到4G通信，相对其他技术来说，4G通信部署起来就容易迅速得多；同时在建设4G通信网络系统时，通信营运商们会考虑直接在3G通信网络的基础设施之上，采用逐步引入的方法，这样就能够有效地降低运行者和用户的费用。

目次业务应用——异地实时传送岸边设置摄像头及CPE 帆船设置摄像头及CPE TDLTE-SAE回传系统监控中心户外大屏幕业务应用——全方位视频监控前端采集LTE-SAE 回传业务展示移动性、实时性工作用车演出船，巡逻艇视频监控平台LTE/SAE 监控中心监控前端LTE UE 公交车游牧方式定点移动监控车业务应用——移动实景导航⏹通过安放于渡轮的高清信息屏，为乘客提供1080P高清分辨率格式的实景导航体验，展望LTE终端成熟后的手机高清实景导航新生活。

⏹乘客能在显示屏上观看到与船外类似的景观，但视角更为开阔，并且包含更丰富的信息，包括场馆介绍、经纬度、风向、水深等。

业务应用——网真业务网真会议室A网真会议室B网真平台⏹网真技术：将视频通信与沟通体验融为一体的远程会议技术⏹优点：真人大小、超高清晰、低延时的特点业务应用——远程实时医疗评估现场救护车医生视频&生命特征数据传输 1.在救护车上，护士将患者紧急数据传输到专家2.专家及时给出处理方法医生LTE/internet网络LTE/internet网络⏹在事故现场，伤员的情况可以实时传送到医疗专家团队⏹医疗团队对现在情况作出评估并指导⏹TD-LTE网络能够满足实时传输各种数据及现场图象Internet业务应用——室内高速综合业务LTE -SAELaptopFTP ServerVoD ServerInternet Application ServerUploadGameTDLTE CPE VoD Download目次LTE关键技术第四代移动通信系统的关键技术包括：正交频分复用技术（OFDM）为技术核心。

OFDM技术的特点是网络结构高度可扩展，具有良好的抗噪声性能和抗多信道干扰能力，可以提供无线数据技术质量更高（速率高、时延小）的服务和更好的性能价格比。

多输入多输出技术（MIM0） 。

多输入多输出是指在基站和移动终端都有多个天线。

MIM0技术为系统提供空间复用增益和空间分集增益。

软件无线电技术。

软件无线电是将标准化、模块化的硬件功能单元经一通用硬件平台，利用软件加载方式来实现各类无线电通信系统的一种开放式结构的技术。

智能天线技术（SA）。

智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束调节等功能，是未来移动通信的关键技术。

智能天线成形波束可在空间域内抑制交互干扰，增强特殊范围内想要的信号，既能改善信号质量又能增加传输容量。

关键技术——OFDMOFDM将频域划分为多个子信道，各相邻子信道相互重叠，但不同子信道相互正交。

将高速的串行数据流分解成若干并行的子数据流同时传输。

关键技术——正交时域描述所有的子载波在一个积分区间里正交，要保持波形的完整，完整的周期，周期整数相差。

关键技术——正交频域描述频域上，某个子载波最大的时候，其他子载波都是0。

关键技术——MIMO◆ MIMO：多入多出 (Multiple Input Multiple Output)◆ SISO：单入单出 (Single Input Single Output)◆ SIMO：单入多出 (Single Input Multiple Output)关键技术——MIMOMIMO技术的基本出发点是将用户数据分解为多个并行的数据流，在指定的带宽内由多个发射天线上同时刻发射，经过无线信道后，由多个接收天线接收，并根据各个并行数据流的空间特性（Spatial Signature），利用解调技术，最终恢复出原数据流。

关键技术——软件无线电技术将硬件作为其通用的基本平台，把无线及个人通信的功能通过可编程软件来实现，使其成为一种多频段、多模式、多信号传输处理的无线电系统。

是一种用软件来实现物理层连接的无线通信方式。

软件无线电使得系统具有灵活性和适应性，能够适应不同的网络和空中接口。

软件无线电技术能支持采用不同空中接口的多模式手机和基站，能实现各种应用的可变QoS。

软件无线电技术有助于不同标准和系统的融合。

采用软件无线电实现的基站可同时为多个网络服务；当终端移动时，可重新配置。

采用软件无线电技术实现的移动终端或采用模块化的结构，主要由天线模块、LNA模块、功率放大器模块、ADC\DAC模块等组成。

关键技术——智能天线技术智能天线是应用波束转换技术和自适应空间数字处理技术，把无线电的信号导向某个特定的方向，使无线电频谱的利用率更高，信号的传输更为效。

提高通信系统的容量和频谱利用效率。

增大基站的覆盖面积。

提高数据传输速率。

降低基站发射功率，节省系统成本，减少信号干扰与电磁环境污染。

目次网络结构——分层结构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。

中间环境层的功能有QoS映射、地址变换和安全性管理等。

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。

能自适应多个无线标准及多模终端，跨越多个运营者和服务，提供大范围服务。

物理层接入 路由中间环境层地址转换 QOS映射 安全管理 即插即用应用环境层AP4G系统的网络体系分层网络结构——LTE系统架构PCRFHSSUEGERANUTRANSGSNE-UTRANeNodeB BBU+RRUMMEServingGatewayPDN GatewayIP Servicese.g. IMS,EPC网络结构——TD-LTE硬件架构1.TD-LTE采用分布式架构，基本功能模块有两种：基带控制单元BBU3900和射频拉远单元RRU3211，BBU3900与RRU3211之间采用CPRI接口光纤进行通信;2.TD-LTE配套设备是BBU3900和RRU3211的支撑部分，为BBU3900提供安装空间，为BBU3900和RRU3211提供供电支持。