4G网络技术概述

4G网络技术概述课程：无线网络原理姓名：XXX时间：2012年3月26日4G网络技术概述什么是4G网络14G网络的特点24G网络的主要技术34G网络的安全问题44G网络的现状及未来54G网络技术概述什么是4G网络1什么是4G网络？每一代无线通信网络的进步的核心标志是什么？速度更畅快的速度体验！4G网络的定义4G通信即第四代移动通信(The4thGeneration)的简称。到目前为止4G的定义、它的技术参数、国际标准、网络结构、乃至业务内容依然没有完全统一。一种较广泛认同的定义：4G是一种宽带接入和分布式的全ip架构网络，是集成多功能的宽带移动通信系统。4G网络的官方描述2008年2月，国际电信联盟（ITU）发出通函，向各国和各标准化组织征集IMT-Advanced（4G的标准族）技术提案。IMT-A就是4G。IMT-A技术的目标峰值速率为：低速移动、热点覆盖场景下1Gbit/s，高速移动、广域覆盖场景下100Mbit/s。4G网络技术概述什么是4G网络14G网络的特点24G网络的特点（1）多网络融合：多种无线通信技术系统共存；（2）全ip化网络：从单纯的电路交换向分组交换过渡，并最终演变为基于分组交换的全网络；（3）用户容量更大：预计其容量为3G系统的10倍；（4）无缝的全球覆盖：用户可在任何时间、任何地点使用无线网络；4G网络的特点（5）带宽更宽：更高的单位信道带宽和频谱传输效率；（6）智能灵活性：用户的无线网络可以通过其他网络扩展其应用业务，自适应地变换不同信道，提供更高质量和个性化的服务；（7）兼容性：兼容多种制式的通讯协议和终端应用环境，及各种终端硬件设备。4G网络的特点4G网络必须实现更灵活的兼容性4G网络技术概述什么是4G网络14G网络的特点24G网络的主要技术34G技术性能4G性能无缝覆盖多网兼容传输速度LTE、WIMAX4G技术的演进过程4G网络是蜂窝移动技术宽带化和无线宽带技术移动化的汇聚点脱胎于3G的B3G（准4G）技术2008年，美国高通电信公司放弃了UMB技术研发，转为LTE的研发。至此，有望成为4G标准的技术主要是LTE和WIMAX。3G技术B3G技术LTE（LongTermEvolution）LTE（longtermevolution），即长期演进技术。始于2004年3GPP的多伦多会议。它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM（正交频分复用技术）和MIMO（多入多出技术）作为其无线网络演进的技术方式。实现在20MHz频谱带宽下提供下行326Mbit/s与上行86Mbit/s的峰值速率。LTE并非等同于4G，而是一种B3G技术，其300多兆的速度虽然远超3G，但与ITU提出的1Gbit/s的4G技术要求，还有距离。ITE常被称为3.9G。LTE的演进过程GSM-----GPRS---EDGE----WCDMA-----HSPA-----HSPA+-------LTE长期演进传输速度分别是：GSM：9.6KbpsGPRS：171.2KbpsEDGE：384KbpsWCDMA：384Kbps~2MbpsHSDPA：14.4MbpsHSUPA：5.76MbpsHSDPA+：42MbpsHSUPA+：22MbpsLTE：300MbpsLTE体系的进一步发展LTE根据其具体实现细节、采用技术手段和研发组织的差别，形成了许多分支，最主要的两大分支是LTE-TDD（TD-LTE）和LTE-FDD（FD-LTE）。其中，TD和FD分别代表时分双工和频分双工。TD-LTE是中国采用的LTE的技术方案，目前正由中国移动在部分城市进行商业试运营，预计成为未来中国的4G标准。WIMAXWiMax（WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess）,即全球微波互联接入。WiMAX也叫802·16无线城域网或802.16。WiMAX是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50km。802.16工作的频段采用的是无需授权频段，范围在2GHz至66GHz之间。4G技术性能4G性能无缝覆盖多网兼容传输速度LTE、WIMAXAll-ip架构4G网络的all-ip网络架构All-ip结构具有良好的可兼容性，便于4G网络的多网融合；all-ip网络抽象模型All-ip结构可以发挥出分组交换中QoS控制等优势，比电路交换网络具有更高的服务质量，分层特点具有更好的可重用性，降低基站成本。4G技术性能4G性能无缝覆盖多网兼容传输速度LTE、WIMAXAll-ip架构4G移动终端4G对手机的要求4G通信终端需要能在数字蜂窝网、无线局域网（WLAN）无线城域网（WIMAX）、卫星信号之间自由切换。实现4G标准的主要技术手段1、正交频分复用技术（OFDM）将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。2、多入多出技术（MIMO）又称空间分集，实现同时收发同一信号的多个多分信号，提高传输效率，用于移动终端与基站之间。实现4G标准的主要技术手段3、智能天线技术（SA）采用天线阵列，根据信号的空间特性，能够自适应调整加权值，以调整其方向圆图，形成多个自适应波束，达到抑制干扰、提取信号目的的天线。4、软件无线电技术（SWR）软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托，通过软件编程来实现无线电台的各种功能，从基于硬件、面向用途的电台设计方法中解放出来。4G网络技术概述什么是4G网络14G网络的特点24G网络的主要技术34G网络的安全问题44G网络面临的安全问题1、无线链路的安全问题；2、各种异构网络的存在，凸显“木板效应”；3、不同技术平台、不同制式的网络自由切换，给数据库同步带来新挑战；4、移动终端的性能的提升给终端病毒带来了更大的生成空间；5、计费、审计、授权、访问控制、认证都需要突破单一网络框架内的设计。4G网络技术概述什么是4G网络14G网络的特点24G网络的主要技术34G网络的安全问题44G网络的现状及未来54G的发展现状2010年5月25日，爱立信和瑞典运营商TeliaSonera在斯德哥尔摩启动全球首个LTE商用站点。截止到2012年2月，全球在欧洲、南美、中东和日本先后有5家移动通信公司建立了LTE商用服务；以日本软银公司为例，其今年初推出的“4G宽带业务”覆盖东京、横滨等几个大城市，其终端设备是肥皂盒大小的小型wifi路由器，允许最多10个用户同时接入，传输下行速率为76Mbit/s,上行10Mbit/s。4G的发展现状北美地区主要采用WIMAX技术标准，事实上，WIMAX技术的商业起步很早，2005年，全球运营商加入WIMAX联盟的已有300多个，但这与4G的概念还相差甚远。主要是WIMAX的用户终端设备很局限，基本以笔记本移动用户为主。在商用WIMAX性能上，以美国SPRINT公司一款基于WIMAX的无线宽带套餐为例，其网络覆盖了全美62个城市，最高速率可达10Mbit/s以上。中国的商用4G业务我国的4G业务主要以中国移动推出的TD-LTE技术为主，目前已在杭州进行小范围试运行，中国移动计划在2013年实现TD-SCDMA向TD-LTE的平滑过度，并建立TD_LTE基站20万个以上。正式的4G商用服务计划在2012年底在香港推出。4G的未来泛在网（4G技术的多网融合网络）是必然趋势4G的未来由于4G技术的复杂性和成熟度，短期内将处于“群雄割据”的局面；由于4G理念包含了大量非技术因素（经济利益、政治利益、国家安全等），短期内无法实现真正意义上的全球覆盖无缝接入的4G网路。未来10年内的网络通信将处于2G、3G、4G并存的时代。由于我国的商业3G技术刚刚兴起，4G的民用时代还比较遥远。