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5、級,第五級,北京郵電大學(xué),科委,4G,項目（,D08080100620802,）,Click to add title,Click to change format,Level 1,Level 2,Level 3,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,北京郵電大學(xué),科委,4G,項目（,D08080100620802,）,Click to add title,Click to change format,Level 1,Level 2,Level 3,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,北京郵電

6、大學(xué),科委,4G,項目（,D08080100620802,）,Click to add title,Click to change format,Level 1,Level 2,Level 3,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,北京郵電大學(xué),科委,4G,項目（,D08080100620802,）,Click to add title,Click to change format,Level 1,Level 2,Level 3,*,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式

7、,第二級,第三級,第四級,第五級,單擊此處編輯母版標題樣式,4.,擬研究內(nèi)容及目標,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,單擊此處編輯母版標題樣式,*,5G時代的無線需求及技術(shù)進展探討張平,2,移動通信系統(tǒng)進展中的顛覆性技術(shù),移動通信系統(tǒng)每一次更新?lián)Q代都有,顛覆性技術(shù)引領(lǐng),1G,2G,3G,4G,5G,大區(qū)制到蜂窩，,FDMA,接入,模擬到數(shù)字，,TDMA,接入,單一話音到多媒體，,CDMA,接入,OFDM-MIMO,，空域資源利用,？：頻譜，接入，組網(wǎng),容量,話音業(yè)務(wù)和容量,多媒體業(yè)務(wù)和容

8、量,高速高質(zhì)多媒體業(yè)務(wù)和容量,容量，能耗，業(yè)務(wù),移動通信系統(tǒng)每一次更新?lián)Q代都,解決了當時的最主要需求,3,1G：模擬蜂窩+FDMA,Power,Frequency,Time,FDMA,高功率200250w的放射天線,幾百甚至上千平方公里的范圍的掩蓋,每個大區(qū)的可用信道數(shù)很少,蜂窩系統(tǒng)是一種革命性的變革,提高了頻譜利用率和系統(tǒng)的效勞質(zhì)量,FDMA：每個用戶占用一個頻率,特點：,以頻率復(fù)用為根底，以頻帶劃分小區(qū),頻率受限，需要嚴格的頻率規(guī)劃,以頻道區(qū)分用戶地址,大區(qū)制,蜂窩,最主要需求：系統(tǒng)容量,4,2G：數(shù)字技術(shù)+TDMA,Frequency,Power,Time,FDMA/TDMA,數(shù)字化技術(shù)

9、，如數(shù)字語音編碼技術(shù)，是2G移動通信的主要突破,意義：,提高通話質(zhì)量數(shù)字化信道編碼糾錯,提高頻譜利用率低碼率編碼,提高系統(tǒng)容量低碼率，語音激活技術(shù),TDMA:每個用戶占用一個時隙，提高系統(tǒng)容量,特點：,以頻率復(fù)用為根底，小區(qū)內(nèi)以時隙區(qū)分用戶,每個時隙傳輸一路數(shù)字信號，軟件對時隙動態(tài)配置,最主要需求：高質(zhì)量話音，系統(tǒng)容量,5,3G：Turbo碼+CDMA,Turbo碼,90年月以前，主流的前向糾錯技術(shù)是線性分組碼和卷積碼，其性能與Shannon在1948年提出的理論可達限之間存在較大距離。,1993年，C.Berrou等人提出了Turbo碼，徹底顛覆了全部人們認為成功的糾錯碼所要具備的因素。在簡

10、單度可控的譯碼器的幫助下,到達了近Shannon限的性能。,Turbo碼在3G的應(yīng)用，使得3G能夠支持多媒體業(yè)務(wù)，打破了2G只支持話音和短消息業(yè)務(wù)的局限。,Frequency,CDMA,Power,Time,CDMA,：每個用戶使用一個碼型，頻率,/,時間共享,特點,每個碼傳輸一路數(shù)字信號,每個用戶共享時間和頻率,軟容量、軟切換，系統(tǒng)容量大,最主要需求：多媒體業(yè)務(wù)，系統(tǒng)容量,6,4G：OFDM-MIMO+空分多址SDMA,最主要需求：高質(zhì)量多媒體業(yè)務(wù)，更大系統(tǒng)容量,6,MIMO：多根放射天線與多根接收天線,打破利用時、頻、碼三維資源傳輸數(shù)據(jù)的局限，有效開發(fā)了新的空域資源。,基于MIMO的SDM

11、A進一步提高頻譜效率。,OFDM：多個低速數(shù)據(jù)流同時調(diào)制在相互正交的子載波上傳送，適用于無線寬帶信道下的高速傳輸。,與,CDMA,相比，,OFDM,傳送數(shù)據(jù)的速度更快,，并且能夠更好地對抗無線傳輸環(huán)境中的多徑效應(yīng)。,7,容量需求和頻譜短缺沖突突出,容量需求：依據(jù)猜測，隨著智能終端普及和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長，移動通信業(yè)務(wù)量將來每年會以近一倍的速度增長，將來10年數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將增長1000倍。,頻譜短缺：FCC猜測，2023年移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增長將導(dǎo)致巨大的頻譜赤字，達300MHz。,Source:FCC 2010,頻譜短缺和容量需求的沖突需要技術(shù)和策略的突破,8,5G：顛覆性技術(shù)在哪里？,需要技術(shù)和策略突破,

12、5G,：解決三個主要問題？,容量不足,能耗高,提升用戶體驗,頻譜利用,無線接入,無線傳輸,無線組網(wǎng),業(yè)務(wù)與終端,產(chǎn)生顛覆性技術(shù)的五個方向,9,問題1：容量缺乏,移動通信的進展史說明，容量缺乏始終是無線通信系統(tǒng)進展中的主要問題,5G面臨更大容量需求和頻譜赤字：,依據(jù)猜測，至2023年無線網(wǎng)絡(luò)容量增長達1000倍,如何滿足1000倍的容量增長需求？,1更多頻譜3 或10 ,4 ,2更高頻譜效率6(或 10,12),無線接入,無線傳輸,3更多基站更小小區(qū)50(或10,10),解決思路,更多頻譜,10,新頻段技術(shù),更高頻譜效率,10,無線傳輸和接入,更多基站,（更小小區(qū)）,10,無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)革新,新技

13、術(shù),新頻譜,新體制,蜂窩,WLAN,廣播,衛(wèi)星,新頻段,優(yōu)良頻率資源匱缺,網(wǎng)絡(luò)獨立，建設(shè)成本巨大,通信效率提升遭遇,“,收益遞減法則,”,再過,10,年怎么辦?。?需要技術(shù)和體制的革新,解決思路,更多頻譜,10,新頻段技術(shù),異構(gòu)協(xié)同,10,無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)革新,蜂窩,WLAN,廣播,衛(wèi)星,新頻段,互聯(lián)網(wǎng),異構(gòu)協(xié)同：建立,高效、開放、可擴展、可信、智能,的無線網(wǎng)絡(luò)體制,需要技術(shù)和體制的革新,高效協(xié)作,用戶,新技術(shù),新頻譜,新體制,更高頻譜效率,10,無線傳輸和接入,總體規(guī)劃,新技術(shù),新頻譜,新體制,新頻段通信技術(shù),新型無線通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),高效無線通信技術(shù),更多頻譜,300MHz,新頻段技術(shù),異構(gòu)協(xié)同,

14、60,無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)革新,更高頻譜效率,6,無線傳輸和接入,13,提高容量1更多頻譜,新頻譜開發(fā)：主要是較高頻段，適合更小小區(qū),615GHz,空間隔離性好,60GHz,毫米波,有較高的頻寬，但穿透性較差,白頻譜,可見光通信,頻譜共享,智能頻譜利用,重點建議：智能頻譜利用,根底：新頻譜電波特性的測量與建模,14,傳統(tǒng)靜態(tài)頻譜安排策略與挑戰(zhàn),傳統(tǒng)靜態(tài)頻譜安排策略,行政指派或拍賣方式，靜態(tài)使用。,面臨的挑戰(zhàn),挑戰(zhàn)1：頻譜利用存在不均衡問題,挑戰(zhàn)2：存在時-頻-空多維頻譜空洞,挑戰(zhàn)3：頻譜利用效率較低,現(xiàn)有頻譜安排殆盡,北郵頻譜測量結(jié)果顯示北京頻譜利用存在,空洞,英國播送電視頻段頻譜利用存在不均衡問題,

15、美國芝加哥地區(qū),30MHz-3GHz,頻譜利用率較低,，僅為,5.2%,15,動態(tài)頻譜安排策略,？,打破傳統(tǒng)靜態(tài)頻譜安排方法的局限，結(jié)合時-頻-空多維頻譜的動態(tài)安排，促進頻譜資源利用能夠智能化，以使其使用更高效敏捷，從而提高頻譜利用效率。,頻譜,緊缺,頻譜,浪費,頻譜緊缺與頻譜鋪張是一對沖突，如何提升頻譜利用效率？,頻譜利用,不均衡,，存在頻譜,空洞,，頻譜,利用效率低,解決方法,動態(tài)頻譜,16,頻譜安排從靜態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)方式將面臨多方面挑戰(zhàn),動態(tài)頻譜安排策略面臨的挑戰(zhàn),政策監(jiān)管部門,電信運營商,設(shè)備制造商,頻譜安排政策由固定安排與行政指派向動態(tài)頻譜安排政策轉(zhuǎn)變，將面臨政策和法規(guī)制定的挑戰(zhàn),頻譜

16、治理將更加智能與敏捷，設(shè)備認證治理及非法設(shè)備核查力量提升的挑戰(zhàn),如何智能、高效協(xié)調(diào)授權(quán)的靜態(tài)頻譜和動態(tài)安排的頻譜使用,如何對具備動態(tài)頻譜功能的終端設(shè)備進展網(wǎng)絡(luò)接入過程的有效治理和掌握,如何升級現(xiàn)有核心網(wǎng)、接入網(wǎng)設(shè)備以支持認知等新功能,如何對終端和基站的射頻模塊進展工作頻段的擴展、如何設(shè)計高性能的濾波器,17,提高容量2更高頻譜效率：多址接入,多址技術(shù)是移動通信系統(tǒng)升級換代的核心之一,1G：頻分多址FDMA,2G：時分多址TDMA,3G：碼分多址CDMA,4G：空分多址OFDMA+SDMA,4G以O(shè)FDM-MIMO為核心的OFDMA和SDMA具有很強的生命力,新型無線接入的嘗試：非正交？,趨勢：單一資源到多維資源聯(lián)合使用,提高資源利用率,頻率,時間,功率,FDMA,頻率,時間,功率,TDMA,CDMA,時間,頻率,功率,1G,2G,3G,4G,大規(guī)模MIMO,信道建模與分析,信道信息獵取相應(yīng)導(dǎo)頻設(shè)計,協(xié)調(diào)多用戶聯(lián)合資源調(diào)配,能耗問題,天線配置、基站選址,導(dǎo)頻污染,高效傳輸方法如預(yù)編碼方案,3D MIMO,電磁波的傳輸平面增加俯仰角，,進一步擴展空間自由度,無線網(wǎng)絡(luò)的干擾治理和容量爭論,構(gòu)