G移动通信系统.pptx

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4G移动通信系统
内容提要
1 4G发展背景
2 4G网络结构
3 4G协议栈
4 4G核心技术
5 LTE系统的无线接口
6 4G增强技术
第一次课
第二次课
上次课重点回顾
4G移动通信系统有何基本特征？
相比前几代移动通信系统，4G系统网络架构的主要有哪些变化？
从信号处理角度，MIMO技术可分为哪三类？
为何Alamouti 码为可实现空间分集？
为何LST 码为可实现空间复用？
本次课的要求与重难点
要求与重点
理解OFDM技术的基本原理。
了解4G增强技术的基本原理。
理解4G三种信道之间的映射关系。
重点： OFDM技术的基本原理
难点：OFDM信号可用IDFT实现的原理
本次课需要解决的主要问题
OFDM抗码间串扰的基本原理是什么？为何4G选用OFDM技术？
OFDM系统的调制和解调为何可以分别由IDFT/DFT来代替？
无线资源管理技术在4G移动通信系统有何作用？
选用载波聚合、无线中继和协作多点传输等技术会给4G带来何好处 ？
4G的三种信道是如何定义的？它们之间有何映射关系？
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4G移动通信系统
1 4G发展背景
2 4G网络结构
3 4G协议栈
4 4G核心技术
5 LTE系统的无线接口
6 4G增强技术
4G关键技术
为了满足4G移动通信系统的高数据率、高终端移动性、高频谱利用率和功率效率等方面的要求，人们发展了众多的新理论与新技术。
以MIMO为代表的多天线技术
以OFDM为代表的多载波技术
无线资源管理技术
……
随着无线数据速率的不断提高，无线通信系统的性能不仅仅受到噪声的限制，更主要受制于无线信道时延扩展所带来的码间串扰。
为了传输高速数据业务，必须采用措施消除码间串扰。
经典的抗码间干扰方法是信道均衡，但在采用单载波均衡的情况下，往往要设计抽头系数很大的均衡器，这是现有技术难以支持的。
同样，在现有技术条件下，采用CDMA技术来传输高速数据业务也十分困难。
OFDM技术
研究表明，在传输5Mbit/s以上的高速数据业务时，采用OFDM技术既能抗码间串扰，又能支持高速的数据业务，且不需要复杂的信道均衡器。因此，4G选用了OFDM技术。
OFDM的出发点是将高速的数据流分解为多路并行的低速数据流，在多个载波上同时进行传输。
对于低速并行的子载波而言，由于符号周期展宽，多径效应造成的时延扩展相对变小，码间串扰几乎就可以忽略。
OFDM技术
正交频分复用——Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)，也被称为离散多音调制。
OFDM的发展简史
最早起源于20世纪50年代中期。
20世纪60年代就已形成了使用并行数据传输和频分复用的概念，但因使用模拟滤波器复杂度较高，发展缓慢。
1971年Weinstein和Ebert在杂志上发表了用离散傅立叶变换实现多载波调制的方法，是一里程碑事件，该方法为OFDM的实用化奠定了理论基础。
20世纪80年代，开始应用于高速调制解调器，如短波并传调制解调器等。
OFDM技术
OFDM的发展简史（续）
20世纪90年代，随着DSP和VLSI技术的发展， OFDM开始得到广泛应用，如数字音频广播、非对称数字用户环路（ADSL）、无线局域网等。
近期，人们用OFDM技术解决高速信息流在无线信道中的传输问题，如4G、WLAN 、HDTV等。
OFDM的基本思想
将高速数据流分解为若干个独立的低速子数据流，用这样低比特率形成的低速率多状态符号去调制相应的子载波，就构成了多个低速率符号并行调制传输系统（即多载波传输系统）。
OFDM技术