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1、2023/5/29,1,宽带无线移动通信的未来发展,2023/5/29,2,目 录,技术态势及我国未来发展 无线移动通信发展趋势 我国4G研究开发进展 结束语,2023/5/29,3,法拉第/1831麦克斯韦尔/1865赫兹/1887,2023/5/29,4,我国移动通信发展历程,1970 1980 1990 2000 2010 2020,年代,后第三代,第一代：模拟移动通信,中国购买使用TACS/AMPS,第二代：数字移动通信,中国在技术成熟后期介入制造GSM/CDMA,中国97年起开始跟踪研发3G同时提出TD-SCDMA,第三代：宽带移动通信,话音（数字）中低速率数据业务,话音业务（模拟）
2、,多媒体业务,中国FuTURE,高分辨业务,日本、韩国、欧盟研究计划,2023/5/29,5,全球移动通信发展概况,移动通信用已超过固定通信成为第一大通信手段；2005年全球移动用户约为19亿，普及率约为27%；全球超过1/3的国家移动用户数已经超过固定用户；移动数据业务潜力巨大，用户数将于 2006 年超过固定数据用户数，业务发展滞后的现象将逐步得到改观；移动视频与图像业务为无线通信技术发展带来新的机遇与挑战；移动通信技术更新速度加快；3G技术在世界范围内起步，2G/2.5G 和3G 技术及无线接入技术等多种制式将长期相互融合、共存发展；新型宽带无线接入技术发展将对传统移动通信技术发展产生冲
3、击；西方发达国家移动通信业发展放缓，以中国为首的东亚地区将成为移动通信市场发展的领头羊。,2023/5/29,6,我国移动通信发展概况,中国移动通信仍保持较高的发展速度；截止到2005年12月底移动用户39342.8 万户，普及率约为 30.3%；固定电话 35043.3 万户，普及率约为 27.0%；2005年新增移动用户5860.4万，固话用户3867.7万户（包括无线市话 2045.3 万户）；全国普及率低，潜力很大；而经济发达地区普及率已经很高（如北京、上海、深圳等城市达 80%以上）话音业务仍占主导地位，数据业务成为新的增长点，约为20%运营商积极探索移动数据业务发展模式（移动梦网、
4、联通无限）短信业务已经深入人心；仅中国移动每天短信超过7亿条；2002年5月中国移动正式商用 GPRS，2002年10月开通 MMS；2003年 3月中国联通开通了cdma2000-1x,至 2005 年底总用户数达3272万，数据用户数超过1500万户，较上年增长72%。,2023/5/29,7,我国移动通信发展迅速、规模巨大,2023/5/29,8,21世纪的经济发展以社会信息化为基本特征，其作用在经济增长中的作用日益凸现，使经济增长方式发生了深刻变化。信息技术将对整个自然科学和技术科学产生深远和重大的影响，其发展进程决定着经济增长的长期趋势。信息技术的掌握和应用程度已经成为评价一个国家综
5、合国力的重要标志。信息技术不仅深刻影响着经济发展和国防安全，而且越来越多地渗透到社会生活的各个方面，改变着人们工作、学习和生活方式，从而成为经济发展、社会进展和国防建设中最活跃的生产要素。,技术发展的基本态势（1/4）,2023/5/29,9,网络与通信技术逐步展开大规模更新换代IP已经成为电信网络和计算网络的公共支撑技术；但现有基于IP的信息网络基础设施由于其固有的特性难以解决网络可信、信息可信、服务可信等基本问题；发展值得全社会信任的信息通信基础设施是未来发展的必然趋势；网络融合、业务融合、终端融合正逐步成为现实，“三网”融合以成为我国信息基础设施发展的基本国策；无线移动通信已逐渐成为最为
6、主要的通信手段各种宽带无线通信新兴技术方兴未艾；视频成为拉动无线移动通信技术与产业的主要推动力。,技术发展的基本态势（2/4）,2023/5/29,10,我国在下一代网络方面的研发NGN技术与产品研发取得积极进展，软交换设备达到世界先进水平，在国内外大量应用；从整个技术发展和标准推动趋势来看，IP多媒体系统（IMS）有可能成为统一的融合多业务的平台，国内主要厂家开始提供IMS相关设备，并参与运营商的相关试验，从而实现移动与固定的融合以及多媒体多业务的融合。,技术发展的基本态势（3/4）,2023/5/29,11,我国在移动通信方面的研发形成了GSM和CDMA全线产品的研发生产能力，WCDMA系
7、统设备进入世界一流水平行列，并打入发达国家市场，自主研发的数字集群系统填补了国际空白TD-SCDMA成为3G三大主流国际标准之一，研发和产业化取得重大突破，初步形成了核心网、基站、终端以及各种芯片的产品体系，形成了以自主核心技术为基础的产业群体，拥有了数百项具有重要商业价值的核心专利十五FuTURE计划：完成了4G的试验系统的研发，关键技术取得了重要突破，为我国参与08年4G移动通信标准竞争赢得了先机,技术发展的基本态势（4/4）,2023/5/29,12,规划纲要涉及通信领域的内容,重大专项核心电子器件、高端通用芯片、基础软件极大规模集成电路制造技术及成套工艺新一代宽带无线移动通信前沿技术(
8、6)智能感知技术、(7)自组织网络技术、(8)虚拟现实技术基础研究(10)支撑信息技术发展的科学基础,2023/5/29,13,信息技术“十一五”重点方向,网络通信技术新一代宽带无线移动通信：4G、宽带无线接入下一代网络：三网融合技术、家庭网络、高柔性免受攻击的数据网络、低价位网络接入技术高可信网络：高性能核心网络设备、传输设备、接入设备、可信网络管理体系传感器网络：射频标签识别、光电传感、新型传感器、先进条码自动识别、低成本的传感器网络自组织网络技术：移动网、计算网、传感器网、存储网、智能系统,2023/5/29,14,WiMax,各种移动通信与无线接入技术发展定位,2023/5/29,15
9、,移动通信技术标准演进 From 2G to 3G,TD-SCDMA,14.4kbps 64bkps 144kbps 384kbps 2Mbps&up,2023/5/29,16,3G移动通信技术标准演进,2023/5/29,17,Beyond 3G移动通信与标准化,2023/5/29,18,21世纪前10年的无线通信技术,公众通信,行业应用,个人与家庭网络,2023/5/29,19,多媒体短信业务MMS（并发视频、音频与文字业务）；定位业务，与位置有关的信息点播业务；上网浏览与下载业务；流媒体视频业务；如VoD;Realplayer,MP3等；移动电子商务；移动交互式游戏业务；实时会议电视业务
10、;,宽带移动通信 随时随地获取你所需要的任何信息,2023/5/29,20,近距离无线通信 构造你的个人与家庭网络,使你摆脱电线、电缆的约束，在各种家用电气和掌上设备之间方便的传送信息；在下班的路上就能开启家中的所有电器；出差的路途上就能看到你家中任何情况；,2023/5/29,21,无线宽带进入千家万户 无线信息社会成为现实,取代现有的有线宽带网络；电视、广播、互联网融为一体；每人可以享有100兆比特的传输通道；虚拟现实如同身临其境；上班一族在家工作；,2023/5/29,22,射频标签技术 让物体能够与人通信,未来每个物体都带有一个无线接收和发射装置；每个物体都能应答你，不再为丢失你的钥匙
11、、你的钢笔而烦恼；取得现有的条形码，物流管理变得极为方便；恐怖分子无处藏身；,2023/5/29,23,无线自组织网络 军事、救灾,2023/5/29,24,无线移动通信发展面临的基本问题,有限的频谱资源与不断增长的无线通信业务需求之间的矛盾所带来的挑战，将促使无线通信理论与技术不断发生变革；,信源压缩：对待传输的信息载体压缩，以达到节省传输资源之目的，产生了像MP3、MP4这样的图像与语音压缩方法；信息传输：在存在干扰和多径反射的 无线信道中如何有效地传输信息，使之达到理论极限。,2023/5/29,25,空间资源的进一步利用，将带来革命性的变革！信息论的研究结果表明：多天线环境的引入将带来
12、无线传输性能革命性的变革，容量可线性增长，性能可量级提高。,无线通信基本理论与方法的发展面临新突破,2023/5/29,26,理论业已证明：使用多天线技术可以极大提升系统容量,2023/5/29,27,2003 PDA:$500 32-bit RISC,400 MHz 128 MB RAM,64 MB ROM 2.5G cellular or 11 Mbps Wi-Fi Mini-keyboard or pen IF QVGA display&memory card,2010 PDA:$100 2003 PDA capabilities,2010 PDA:$500 32-bit RISC,7
13、GHz 2048 MB RAM,1024 MB ROM Memory card&50 GB hard disk 3G cellular&GPS Bluetooth&54 Mbps Wi-Fi Speech,pen&mini-keyboard QVGA or VGA display,终端能力的快速发展为新兴业务带来美好发展前景,2023/5/29,28,Market Size,2000,2020,话音业务,2010,50%,50%,7080%,1520%,非话业务（图象 数据),新媒体(五官之外)和新通信模式(无需人干预),移动数据业务发展趋势,2023/5/29,29,Machine to M
14、achine 拉动业务流量增长的潜在需求,2023/5/29,30,2020年发展趋势产业与社会,我国移动通信普及率将达到 60%，制造与运营收入将达到20000亿元；具备海量通信能力的第四代移动通信将占据1/2以上市场份额；用于家庭、汽车内的短距离无线通信将形成新的规模性产业增长点；服务与应用将遍及社会各个角落。一切皆有可能、无线改变世界：移动终端将构成人们的电子生活，能以宽带速度获取任何所需要的信息；无线通信将成为最偏远落后的农村地区保持联系的惟一方式；带有无线装置的物体将改变人和自然界之间的关系；无线与地理信息的结合，每一种与方位有关的信息均能通过无线方式获取；,2023/5/29,31
15、,2020年发展趋势技术,多种制式的蜂窝、广域、区域、近距离无线通信网络将长期共存、互为补充、有机融合，智能与感知功能被广泛使用；有限的频谱资源与海量无线通信业务需求之间的矛盾所带来的挑战，将促使无线通信技术与应用形态发生根本性的变革；移动终端能力将超过现有 PC的10倍，通信能力将达到每秒100-1000兆比特；新型显示、能源与人机接口方式将极大地扩展移动通信应用范围与领域。,2023/5/29,32,FuTURE项目背景与主要目标,根据国家八六三通信主题“十五”战略发展报告，面向未来10年无线通信领域的发展趋势与需求，实施未来通用无线环境研究计划(简称FuTURE计划)；,对新一代无线与移
16、动通信知识产权和体制标准的形成提供技术基础，为中国未来无线与移动通信产业的跨越式发展创造条件。,重点突破新一代移动通信关键技术，逐步建立一个集大范围蜂窝移动通信、区域性宽带无线接入和短程无线连接为一体的通用无线电环境；,2023/5/29,33,实施路线与执行情况综述（一）,FuTURE课题总体布局：重点突破B3G/4G移动通信技术(8642万元)兼顾区域无线接入与短距离无线互联(3545万元),2023/5/29,34,实施路线与执行情况综述（二）,FuTURE B3G/4G技术路线：重点攻克高速移动环境下的4G无线组网与传输技术 为区域性Gbps传输(技术简化、带宽提升)预留空间,2023
17、/5/29,35,实施路线与执行情况综述（三）,FuTURE未来移动通信视点：,充分多的移动化、个人化 IP 地址,分组业务占据主导地位,10kbps至100Mbps的动态资源需求,高效的频谱利用率,低发射功率、高电磁兼容性能,使用 IPv6,高效的空中接口、特别适合于分组数据传输,灵活的无线资源调配机制,使用多天线环境（MIMO）,使用全新的小区结构,2023/5/29,36,实施路线与执行情况综述（四）,FuTURE,FuTURE+,FuTURE II,关键技术研发,现场试验与预商用,发展战略/需求/频谱/技术趋势,标准化前期,标准征集,国际/国内标准化活动,NSFC重大项目,FuTURE
18、分阶段实施计划：,系统集成演示与示范,2023/5/29,37,项目取得的主要进展,在分布式蜂窝无线组网和多载波、多天线无线传输与多址基本概念、理论与技术等方面有所创新与突破，共申请了219项国内外发明专利，形成了特色鲜明、且相对完整的、面向4G发展的技术方案；在致力于新一代移动通信基础性技术发展的同时，参与国际3G演进标准化进程，提交了92项提案，带动了我国包括TD-SCDMA在内的3G演进技术发展；外场试验系统研究开发取得突破性进展：完成了世界上小区规模最大的外场试验环境开发；支持MIMO小区切换和宽带多媒体及m-IPTV演示；高速移动环境下速率达100Mbps；基础硬件平台可支持Gbps
19、无线传输。,2023/5/29,38,外场试验系统及关键技术创新（一）,2023/5/29,39,外场试验系统及关键技术创新（二）,2023/5/29,40,外场试验系统及关键技术创新（三）,试验系统网络配置,2023/5/29,41,外场试验系统及关键技术创新（五）,基础设施天线与用户终端尽可能靠近，减少发射功率；基础设施天线构成以用户为中心的MIMO，提高频谱效率；,FuTURE独创的协同分布式无线组网,2023/5/29,42,外场试验系统及关键技术创新（六）,联合国家自然科学基金重大项目，对分布式无线网络的基础理论进行了深入研究，有关性能界分析与计算对于指导工程实践有重要意义：分布式网
20、络能够显著改善网络覆盖性能，其典型场景下的平均容量界较集中式网络高约3bps/Hz；分布式网络能够显著降低基站和终端的平均和峰值发射功率，典型场景下可分别改善约5dB和10dB。,分布式无线网络性能分析：,2023/5/29,43,外场试验系统及关键技术创新（七）,IDMA小区配置与同频覆盖技术,2023/5/29,44,外场试验系统及关键技术创新（八）,GMC/OFDM传输与多址技术,2023/5/29,45,外场试验系统及关键技术创新（九）,适用于各种场景的U-MIMO与环境自适应技术率先解决了MIMO技术的工程实践问题,2023/5/29,46,外场试验系统及关键技术创新（十）,逼近仙农
21、极限的接收技术：双涡轮迭代接收机由理论至工程实践的跨越,2023/5/29,47,外场试验系统及关键技术创新（十一）,解决小区边缘用户性能下降问题充分利用宏分集优势结合发送分集技术进一步提高小区边缘数据速率,用户由一个或多个小区同时为之服务服务小区组的信号发送方式可以应用STBC等先进的发送分集方法服务小区组根据当前信道质量情况快速选择及更新,快速小区天线选择技术,2023/5/29,48,IDMA小区规划/快速天线选择OFDM/GMC+TDMA/FDMA,普适多天线 U-MIMO,环境自适应 链路,迭代接收Dual-Turbo,信道编译码LDPC,协同分布式无线网络(e.g.RoF),增强技
22、术,基础技术,外场试验系统及关键技术创新（十二）,FuTURE技术创新框架,2023/5/29,49,3.5GHz外场试验电波传播特性测试：,外场试验系统及关键技术创新（十三）,PDF,LCR,2023/5/29,50,外场试验系统及关键技术创新（十四）,系统吞吐率和移动性极限测试,实际移动测试环境,ProSim C8仪表测试环境,2023/5/29,51,典型城区条件下的单用户速率测试,单用户在典型城区移动环境下可获得70-100Mbps速率,外场试验系统及关键技术创新（十五）,2023/5/29,52,单用户两小区切换测试,两小区切换条件下可获得60-100Mbps传输速率，误包率小于10
23、-4,传输速率,Handover,信噪比,外场试验系统及关键技术创新（十六）,2023/5/29,53,协同分布无线组网性能测试,协同分布无线组网可显著改善系统容量和传输性能,Using DAS,实测误包传输特性,实测系统在线容量,外场试验系统及关键技术创新（十七）,2023/5/29,54,FDMA两用户传输性能测试,两用户累加速率达70-100Mbps,Data rate50Mbps,Data rate50Mbps,用户1,用户2,外场试验系统及关键技术创新（十八）,2023/5/29,55,IPTV-HD无线业务特性测试,外场试验系统及关键技术创新（十九）,2023/5/29,56,无线移动通信技术的发展将使人们真正进入移动信息社会，从而对人类社会的变革产生深远影响；无线移动通信新技术的发展为我国通信产业的发展带来了前所未有的机遇；无线移动通信理论与技术正面临着新的飞跃，基于多天线技术的新一代移动通信系统将极大地提高传输容量与性能。无线移动通信的未来发展希望于年轻一代学子，为祖国信息技术发展做出更大的贡献。,结束语,2023/5/29,57,谢谢！,
