5G技术移动通信讨论课.pptx

未来移动通信的发展趋势The development trend of future mobile communication14级通信工程4班第4小组目 录03010204从移动通信的发展历史展望未来从移动通信的现状中发现问题未来移动通信网络体系结构及业务需求未来移动通信关键技术 第一部分从移动通信的发展历史中展望未来PART 0101历史阶段通信技术特点1G蜂窝式模拟移动技术业务量小、质量差、速度低2G以TDMA和FDMA为主的数字蜂窝语音技术业务单一、低速数据通信、无法全球漫游3G以CDMA为核心的窄带数据多媒体移动通信提供高质量多媒体综合业务4G以OFDM和MIMO为核心的宽带数据移动互联网通信速度快、灵活、智能性5G多种新型无线接入技术快、密、全、佳、实移动通信的时代发展及展望4G网络架构演进CRANCRAN架构：架构：C-RAN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。4G4G核心网的演进：核心网的演进：现有的EPC核心网架构主要面向传统的语音和数据业务模型，对新的OTT业务、物联网业务难以适配。所以灵活开放的网络架构、低成本建网和海量业务提供能力以及快速业务部署能力成为4G核心网发展的重要趋势。第二部分从移动通信的现状中发现问题PART 0202 移动通信现状 发展中出现的问题移动通信现状通信业务发展现状移动通信网络覆盖面及技术的发展现状目前我国移动通信行业大体上已建成了综合通信网络，具备覆盖面甚广且通信质量优越的特点。1.我国移动通信用户自1987年蜂窝移动通信出台以来，一直处于增长趋势；2.移动通话分数至今仍维持着较高增长率；3.通信业务的收入始终稳步上升，其中，新业务的收入比例呈现上升的动态发展趋势。技术过于个性化，标准过于统一容量受到限制，导致速度上不去市场难以消化，主要是受价格限制设备难以更新软件设计和开发跟不上运营商可能因为利益问题不能及时更换最新技术和设备桎梏&问题发展中出现的问题基于发展现状及出现的问题，未来的移动通信网络应怎样发展呢？第三部分未来移动通信网络体系结构及业务需求PART 0303 未来移动通信网络体系结构 未来移动通信的业务需求 未来移动通信系统的特征 关于5G未来移动通信网络体系结构未来移动通信系统网络可以称为广带接入和分布网络。该系统网络具有非对称的超过2Mbit/s的数据传输能力及自适应的速率切换能力，是多功能集成的宽带移动通信系统、宽带接入IP系统。包括广带无线固定接入、广带无线局域网、移动广带系统和互操作的广播网络，集成了不同模式的无线通信。网络体系简介未来移动通信系统的网络体系分为三层：1、物理层：提供接入和选路功能；2、网络层：作为桥接器提供QoS映射、地址转换、即插即用、安全管理、有源网络。3、应用层：与网络业务执行技术层之间是开放式接口，用于第三方开发和提供新业务。网络体系分层未来移动通信系统的特征对于高速移动用户数据速率为2Mb/s，对于中速移动用户速率为20Mbit/s，对于低速移动用户（室内或步行者），数据速率为100Mbit/s高速率、高容量01应接口开放、能够跟多种网络互连、在不同系统间无缝切换、传送高速多媒体业务数据。兼容性更加平滑02用智能技术，可自适应进行资源分配。灵活性更强03能根据网络状况和信道条件进行自适应处理，使低、高速用户和各种用户设备能够并存与互通，从而满足多类型用户的需求。用户共存性04能对结构进行自适应管理，从而满足业务在用户和容量上的变化和演进。高度自治的自适应网络05未来移动通信的业务需求公共网络安全准确、及时需针对防护数据加密等技术进行完善。全面的网络覆盖系统容量适应发展需求因为一旦系统容量受到限制，速度会变慢。随着移动通信的发展，人们对于网络要求的质量越来越高，由于移动对于固话的替代作用，网络覆盖进一步完善已经成为无线网络发展的基本要求。关于5G5G简介e5G特点未来5G网络可提供10Gps的终端用户下载速率。5G将不同于传统的几代移动通信，它不仅是更高速率、更大带宽、更强能力的空口技术，更是面向业务应用和用户体验的智能网络；5G不再由某项业务能力或者某个典型技术特征所定义，它将是一个多业务多技术融合的网络。1.快：5G将为未来移动宽带用户提供更高的数据速率。2.密：5G将确保人口密集地区也能获得高质量移动宽带接入。3.全：即“支持各类联网设备”，高效处理形形色色的各类终端设备。4.佳：即“最佳体验如影随形”，5G致力于为移动用户提供更好的用户体验。5.实：即“超实时，超可靠”。5G的需求5G的需求业务需求技术需求云业务的需求（云计算）虚拟现实的需求高清视频的需求物联网的需求峰值速率：应达到2050Gbps用户体验速率：应保证在用户在任何地方具备1Gbps的速率时延：端到端时延较少到5ms；空口时延减小到1ms同时支持的连接数:应同时支持120亿个连接Bit成本速率：应比4G提高50倍以上。5G等未来移动通信面临的挑战频谱短缺终端设备的挑战技术不成熟能耗的挑战5G会带来流量用户的激增，相应的设备比特能耗效率需要提升将近1000倍。技术融合的障碍业务适配的挑战5G不依赖于某个单点技术，将是一个多技术融合的多业务网络，因此存在技术融合的障碍。例如既满足低速海量连接，又满足高速移动场景等。5G三大应用场景（ITU发布）我国5G研发进展我国IMT-2020(5G)总体愿景 第四部分未来移动通信关键技术PART 0404多入多出（MIMO）技术MIMO技术利用发送端和接收端的多个天线对抗无线电信道衰落，从而在不增加系统带宽和天线发射功率的情况下可以有效提高无线系统的容量。先进的信号处理及传输技术主要包括OFDM技术以及自适应传输和迭代接收技术。其中OFDM技术是一种无线环境下的高速传输技术。自适应传输技术也是未来移动通信系统基带信号处理的核心技术。智能天线（SA）技术具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能。网络结构与协议包括多种功能模块及多种核心技术。认知无线电技术（CR）指无线终端具有足够的认知能力，通过学习，不断感知外界的环境变化，自适应地调整其自身内部的通信机理来达到对环境变化的适应。软件无线电（SDR）技术是利用数字信号处理技术，在一个通用、可编程控制硬件平台上，将无线电的标准化、模块化硬件功能单元利用软件加载方式来实现的一种具有开放式结构的技术。未来移动通信关键技术5G核心技术及特点高频段传输大规模MIMO主要在毫米（mm）波段传输，有时会用到可见光波段传输。能有效缓解频谱资源紧张的问题，可以实现极高速短距离通信。非正交多址技术（NOMA）超密集组网如稀疏码多址。预计将提供增强的多址接入控制(MAC)能力。且优点为：干扰低、高速运动的情况下传输效率好、多用户共享高速传输速率（容量大）。利用利用软件定义网络SDN作为组网技术。可显著提高频谱效率和能量效率。5G关键技术指标与4G相比，5G在规模和场景、数据速率、时延、能耗成本上体现了巨大的差异。5G安全架构物理层安全技术e网络域安全机制物理层安全是从根本上解决无线通信的安全问题，在保证用户通信质量的同时防止信息被潜在的窃听者截获。传统方法：采用信源加密来避免信息泄露 采用序列扩频/调频、超宽带等调制解调技术，提高信号传输的隐蔽性和信息还原的复杂度。研究热点：设计安全传输方法如Massive MIMO(大规模天线阵列)使得信道差异的空间分辨率更高，高频段使得信道差异对位置更加敏感，丰富了信道特征的多样性和时变性。主要研究：终端接入隧道保护机制 增强双向认证机制 统一的鉴权认证 谢谢观看!