文档介绍：第五代移动通信的进展及其关键技术 The fifth generation(5G) works
重庆大学通信工程学院
冯文江
2015年07月
5G之路
5G需求
5G关键
提纲
一、5G之路
众所周知,在近30年的时间内,全球移动通信已从20世纪80年代的第一代发展到目前的第四代。我国的移动通信产业经历了全过程,从第一代的引进、第二代的跟进、第三代的参与、到第四代的自主研发,力图在第五代达到引领,得益于国家政策的大力支持和通信人的不懈努力
我国移动通信先后建设了9张网络:A、B、C、G、D、3G(3张)和目前正在大力建设的TD-LTE(4G)
一、5G之路
1G(the first generation): A网和B网,模拟体制、FDMA,不同用户同时分配不同频点
由爱立信和摩托罗拉建设,形成了 A网和 B网,两张网用户不能互通,A网地区是北京、天津、上海以及除河北、山东以外的全国各地;B网地区是北京、天津、上海、河北、辽宁、江苏、浙江、四川、黑龙江、山东等地。1996年1月,A、B网联网,能在全国30个省(市、自治区)自动漫游,但从A网区到B网区,需要用户在手机上操作转网(1999年A网和B网同时关闭)
一、5G之路
2G(the second generation):C网、G网和D网,数字体制、TDMA,不同用户同频分配不同时隙
C网:CDMA1X,接通率高、噪声小、发射功率小,能实现移动电话的各种智能业务,电信运营商重组前由中国联通拥有
G网:GSM, 20世纪90 年代中期开始建设,能提供许多新业务,具有漫游范围广的特点,称为“全球通”。G 网工作于900MHz频段,频带比较窄。随着移动用户的迅猛增长, G 网已达到容量饱和,为此又建设了“D”网
一、5G之路
D网:DCS1800,基本体制与GSM900系统一致,但工作于1800MHz频段,需要用全球通1800手机。如果使用双频手机,也能在G网漫游、自动切换。许多城市是 DCS1800系统和 GSM900系统同时覆盖一个地区,称为全球通双频系统,其容量能成倍增长
:2G到3G的衔接,典型代表有:
GPRS(General Packet Radio System):提供分组数据交换,采用与G网相同的频段、带宽、调制模式和TDMA帧结构,数据传输速率可达115kbps,支持随时在线,按流量或时间计费
一、5G之路
EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution):将 GPRS 发挥到极限,可透过无线网络提供宽带多媒体服务,数据传输速率可达 384kbps,支持无线多媒体、电子邮件、网络娱乐、视频会议等
WAP(Wireless Application Protocol):移动通信与互联网结合的第一阶段性产物。用户可用手机上网,但要求网站以WML(无线标记语言)编写,上的HTML(超文件标记语言)
一、5G之路
3G (the third generation): TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000和WiMAX,不同用户同时同频分配不同码字
可提供丰富的移动多媒体业务,传输速率在高速移动环境 144kb/s,步行慢速移动环境384kb/s,静止状态2Mb/s。其设计目标是提供比 2G更大的系统容量、更好的通信质量,能在全球范围内实现无缝漫游,为用户提供话音、数据及多媒体业务,并与2G系统兼容。3G的主流标准有:WCDMA(中国联通)、CDMA2000(中国电信)与TD-SCDMA(***) ,我国2009年1月颁发3张3G牌照
一、5G之路
4G (the fourth generation): TD-LTE和FDD-LTE,不同用户分配不同子载波组
集3G与WLAN于一体并能传输高质量视频业务,视频质量与高清电视相当。4G系统能提供100Mbps的下行速率,上行速率也高达20Mbps,能满足几乎所有用户对无线服务的要求。我国2013年12月向3家运营商同时颁发了TD-LTE牌照
一、5G之路
随着4G的全球商用,针对第五代移动通信(5G) 的研究已成为近几年通信业界共同关注的热点,业界致力于2020年全面开展5G商用
人们将时间节点瞄准2020年的主要原因是:
近几年,移动通信网承载的IP数据业务年均增幅超过100%,从2010 年的 3 艾字节(1艾字节=1016字节) 增长到 2018 年将超过190艾字节,预计 2020 年将超过 500 艾字节
目前需求最大的业务是视频流,但到2020年可能会有新的业务形态出现(如互动业务)
终端数量和数据速率也将持续呈指数增长,预计2020年通信终端将达到数十亿- 数百亿台(D2D、M2M)
必须发展新的通信技术来应