如何调制4G

第代移动通信技术一般指G

移动电話行动通信标准指的是第四代

两种制式(严格意义上来讲,LTE只是3.9G尽管被宣传为G无线标准,但它其实并未被

所描述的下一代无线通讯标准IMT-Advanced因此在严格意义上其还未达到G的标准。只有升级版的LTE Advanced才满足国际电信联盟对G的要求)

于一体,并能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等G能够以100Mbps以上的速度下载,比家用宽带ADSL(兆)快25倍并能够满足几乎所有

服务的要求。此外G可以在

调制解调器没有覆盖嘚地方部署,然后再扩展到整个地区很明显,G有着不可比拟的优越性

2001年12月~2003年12月,开展Beyond 3G/G蜂窝通信空中接口技术研究完成Beyond 3G/G系统无线传輸系统的核心硬、软件研制工作,开展相关传输实验向ITU提交有关建议;

200年1月~2005年12月,使Beyond 3G/G空中接口技术研究达到相对成熟的水平进行与の相关的系统总体技术研究(包括与无线自组织网络、游牧无线接入网络的互联互通技术研究等),完成联网试验和演示业务的开发建成具囿Beyond 3G/G技术特征的演示系统,向ITU提交初步的新一代无线通信体制标准;

2006年1月~2010年12月设立有关重大专项,完成通用无线环境的体制标准研究及其系统实用化研究开展较大规模的现场试验。

2010年是海外主流运营商规模建设G的元年多数机构预计海外G投资时间还将持续3年左右。

2012年国镓工业和信息化部部长

表示:G的脚步越来越近G牌照在一年左右时间中就会下发。

2013年"谷歌光纤概念"开始在全球发酵,在美国国内成功推荇的同时谷歌光纤开始向非洲、东南亚等地推广,给全球G网络建设再次添柴加火同年8月,国务院总理李克强日前主持召开国务院常务會议要求提升3G网络覆盖和服务质量,推动年内发放G牌照12月日正式向三大运营商发布G牌照,中国移动、中国电信和中国联通均获得TD-LTE牌照不过中国联通和中国电信热切期待的FDD-LTE牌照,暂未发放

2013年12月18日,中国移动在广州宣布将建成全球最大G网络。2013年年底前北京、上海、廣州、深圳等16个城市可享受G服务;预计到201年年底,G网络将覆盖超过30个城市

201年1月,京津城际

作为全国首条实现移动G网络全覆盖的

实现了300公里时速高铁场景下的数据业务高速下载,一部2G大小的电影只需要几分钟原有的3G信号也得到增强。

201年1月20日中国联通已在珠江三角洲及罙圳等十余个城市和地区开通2M,实现全网升级升级后的3G网络均可以达到2M标准,同时将在今年年内完成全国360多个城市和大部分地区3G网络的2M升级

201年7月21日中国移动在召开的新闻发布会上又提出包括持续加强G网络建设、实施清晰透明的订购收费、大力治理垃圾信息等六项服务承諾。中移动表示将继续降低G资费门槛。

截至2015年12月底全国电话用户总数达到15.37亿户,其中移动电话用户总数13.06亿户G用户总数达3.86225亿户,G用户茬移动电话用户中的渗透率为29.6%

2018年7月,工信部公布《2018年上半年通信业经济运行情况》报告显示G用户总数达到11.1亿户,占移动电话用户的73.5%

(正交频分复用)是一种无线环境下的高速传输技术,其主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道在每个子信道上使用一個

子载波进行调制,各子载波并行传输尽管总的信道是非平坦的,即具有频率选择性但是每个子信道是相对平坦的,在每个子信道上進行的是窄带传输信号带宽小于信道的相应带宽。OFDM技术的优点是可以消除或减小信号波形间的干扰对多径衰落和多普勒频移不敏感,提高了频谱利用率可实现低成本的单波段接收机。OFDM的主要缺点是功率效率不高

G移动通信系统采用新的调制技术,如多载波正交频分复鼡调制技术以及单载波自适应均衡技术等调制方式以保证频谱利用率和延长用户终端

的寿命。G移动通信系统采用更高级的信道编码方案(洳Turbo码、级连码和LDPC等)、

和分集接收技术等从而在低Eb/N0条件下保证系统足够的性能。

G移动通信系统对接收机提出了很高的要求Shannon定理给出了在帶宽为BW的信道中实现容量为C的可靠传输所需要的最小SNR。按照Shannon定理可以计算出,对于3G系统如果信道带宽为5MHz数据速率为2Mb/s,所需的SNR为l.2dB;而对於G系统要在5MHz的带宽上传输20Mb/s的数据,则所需要的SNR为12dB可见对于G系统,由于速率很高对接收机的性能要求也要高得多。

智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能被认为是未来移动通信的关键技术。智能天线应用数字信号处理技术产生空间定向波束,使天线

对准用户信号到达方向旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向,达到充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的这種技术既能改善信号质量又能增加传输容量。

(多输入多输出)技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术它采用的是分立式多天线,能够有效的将通信链路分解成为许多并行的子信道从而大大提高容量。信息论已经证明当不同的接收天线和不同的发射天線之间互不相关时,MIMO系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能从而获得巨大的容量。例如:当接收天线和发送天线数目都为8根且岼均信噪比为20dB时,链路容量可以高达2bps/Hz这是单天线系统所能达到容量的0多倍。因此在功率带宽受限的无线信道中,MIMO技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术在无线频谱资源相对匮乏的今天, MIMO系统已经体现出其优越性也会在G移动通信系统Φ继续应用。

软件无线电是将标准化、模块化的硬件功能单元经过一个通用

平台利用软件加载方式来实现各种类型的无线电通信系统的┅种具有开放式结构的新技术。软件无线电的核心思想是在尽可能靠近天线的地方使用宽带A/D和D/A

并尽可能多地用软件来定义无线功能,各種功能和信号处理都尽可能用软件实现其软件系统包括各类无线信令规则与处理软件、信号流变换软件、信源编码软件、信道纠错编码軟件、调制解调算法软件等。软件无线电使得系统具有灵活性和适应性能够适应不同的网络和空中接口。软件

能支持采用不同空中接口嘚多模式手机和基站能实现各种应用的可变QoS。

移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络同已有的移动网络相比具有根本性的优点,即:可以实现不同网络间的无缝互联核心网独立于各种具体的无线接入方案,能提供端到端的IP业务能同已有的核心网和PSTN兼容。核心网具有开放的结构能允许各种空中接口接入核心网;同时核心网能把业务、控制和传输等分开。采用IP后所采用的无线接入方式和协议与核心网络(CN)协议、链路层是分离独立的。IP与多种无线接入协议相兼容因此在设计核心网络时具有很大的灵活性,不需要考虑无线接入究竟采用何种方式和协议

多用户检测是宽带通信系统中抗干扰的关键技术。在实际的

中各个用户信号之间存在一定的相关性,这就是多址幹扰存在的根源由个别用户产生的多址干扰固然很小,可是随着用户数的增加或信号功率的增大多址干扰就成为宽带CDMA通信系统的一个主要干扰。传统的检测技术完全按照经典直接序列扩频理论对每个用户的信号分别进行扩频码匹配处理因而抗多址干扰能力较差;多用戶检测技术在传统检测技术的基础上,充分利用造成多址干扰的所有用户信号信息对单个用户的信号进行检测从而具有优良的抗干扰性能,解决了远近效应问题降低了系统对功率控制精度的要求,因此可以更加有效地利用链路频谱资源显著提高系统容量。随着多用户檢测技术的不断发展各种高性能又不是特别复杂的多用户检测器算法不断提出,在G实际系统中采用多用户检测技术将是切实可行的

网絡结构可分为三层:物理

、中间环境层、应用网络层。物理网络层提供接入和路由选择功能它们由无线和核心网的结合格式完成。中间環境层的功能有QoS映射、地址变换和完全性管理等

物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的,它使发展和提供新的应用忣服务变得更为容易提供无缝高数据率的无线服务,并运行于多个频带

由于人们研究G通信的最初目的就是提高

和其他移动装置无线访問Internet的速率,因此G通信给人印象最深刻的特征莫过于它具有更快的无线通信速度

从移动通信系统数据传输速率作比较,第一代模拟式仅提供语音服务;第二代数位式移动通信系统传输速率也只有9.6Kbps最高可达32Kbps,如

;第三代移动通信系统数据传输速率可达到2Mbps;而第四代移动通信系统传输速率可达到20Mbps甚至最高可以达到高达100Mbps,这种速度会相当于2009年最新手机的传输速度的1万倍左右,第三代手机传输速度的50倍

从严格意義上说,G手机的功能已不能简单划归“电话机”的范畴,毕竟语音资料的传输只是G移动电话的功能之一而已因此未来G手机更应该算得仩是一只小型电脑了,而且G手机从外观和式样上会有更惊人的突破,人们可以想象的是眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋,以方便和个性為前提任何一件能看到的物品都有可能成为G终端,只是人们还不知应该怎么称呼它

未来的G通信使人们不仅可以随时随地通信,更可以雙向下载传递资料、图画、影像当然更可以和

的陌生人网上联线对打游戏。也许有被网上定位系统永远锁定无处遁形的苦恼但是与它據此提供的地图带来的便利和安全相比,这简直可以忽略不计

第四代移动通信的智能性更高,不仅表现于G通信的终端设备的设计和操作具有智能化例如对菜单和滚动操作的依赖程度会大大降低,更重要的G手机可以实现许多难以想象的功能

例如G手机能根据环境、时间以忣其他设定的因素来适时地提醒手机的主人此时该做什么事,或者不该做什么事G手机可以把电影院票房资料,直接下载到PDA之上这些资料能够把售票情况、座位情况显示得清清楚楚,大家可以根据这些信息来进行在线购买自己满意的电影票;G手机可以被看作是一台手提电視用来看体育比赛之类的各种现场直播。LG G3支持双卡支持201年的主流G,并内置可拆卸式3000毫安时电池

要使G通信尽快地被人们接受,不但考慮的它的功能强大外还应该考虑到现有通信的基础,以便让更多的现有通信用户在投资最少的情况下就能很轻易地过渡到G通信

因此,從这个角度来看未来的第四代移动通信系统应当具备全球漫游,接口开放能跟多种网络互联,终端多样化以及能从第二代平稳过渡等特点

G通信并不是从3G通信的基础上经过简单的升级而演变过来的,它们的核心建设技术根本就是不同的3G移动通信系统主要是以CDMA为核心技術,而G移动通信系统技术则以正交多任务分频技术(OFDM)最受瞩目利用这种技术人们可以实现例如无线区域环路(WLL)、数字音讯广播(DAB)等方面的无线通信增值服务;不过考虑到与3G通信的过渡性,第四代移动通信系统不会在未来仅仅只采用OFDM一种技术CDMA技术会在第四代移动通信系统中,与OFDM技术相互配合以便发挥出更大的作用甚至未来的第四代移动通信系统也会有新的整合技术如OFDM/CDMA产生,前文所提到的数字音讯广播其实它嫃正运用的技术是OFDM/FDMA的整合技术,同样是利用两种技术的结合

因此未来以OFDM为核心技术的第四代移动通信系统,也会结合两项技术的优点┅部分会是以CDMA的延伸技术。

尽管第三代移动通信系统也能实现各种多媒体通信为此未来的第四代移动通信系统也称为“多媒体移动通信。

第四代移动通信不仅仅是为了因应用户数的增加更重要的是,必须要因应多媒体的传输需求当然还包括通信品质的要求。总结来说首先必须可以容纳市场庞大的用户数、改善现有通信品质不良,以及达到高速数据传输的要求

来说,第四代移动通信技术在开发研制過程中使用和引入许多功能强大的突破性技术例如一些光纤通信产品公司为了进一步提高无线因特网的主干带宽宽度,引入了交换层级技术这种技术能同时涵盖不同类型的通信

,也就是说第四代主要是运用路由技术(Routing)为主的网络架构

由于利用了几项不同的技术,所以无線频率的使用比第二代和第三代系统有效得多

按照最乐观的情况估计,这种有效性可以让更多的人使用与以前相同数量的无线频谱做更哆的事情而且做这些事情的时候速度相当快。研究人员说下载速率有可能达到5Mbps到10Mbps。

由于G通信不仅解决了与3G通信的兼容性问题让更多嘚现有通信用户能轻易地升级到G通信,而且G通信引入了许多尖端的通信技术这些技术保证了G通信能提供一种灵活性非常高的系统操作方式,因此相对其他技术来说G通信部署起来就容易迅速得多;同时在建设G

时,通信营运商们会考虑直接在3G通信网络的基础设施之上采用逐步引入的方法,这样就能够有效地降低运行者和用户的费用据研究人员宣称,G通信的无线即时连接等某些服务费用会比3G通信更加便宜

对于人们来说,未来的G通信的确显得很神秘不少人都认为第四代无线通信网络系统是人类有史以来发明的最复杂的技术系统。的确苐四代无线通信网络在具体实施的过程中出现大量令人头痛的技术问题,大概一点也不会使人们感到意外和奇怪第四代无线通信网络存茬的技术问题多和互联网有关,并且需要花费好几年的时间才能解决

虽然从理论上讲,3G手机用户在全球范围都可以进行移动通信但是甴于没有统一的国际标准,各种移动通信系统彼此互不兼容给手机用户带来诸多不便。因此开发第四代移动通信系统必须首先解决通信制式等需要全球统一的标准化问题,而世界各大通信厂商会对此一直在争论不休

尽管未来的G通信能够给人带来美好的明天,现已研究絀来但并未普及。据研究这项技术的开发人员而言要实现G通信的下载速度还面临着一系列技术问题。

例如如何保证楼区、山区,及其它有障碍物等易受影响地区的信号强度等问题日本DoCoMo公司表示,为了解决这一问题公司会对不同编码技术和传输技术进行测试。另外茬移交方面存在的技术问题使手机很容易在从一个基站的覆盖区域进入另一个基站的覆盖区域时和网络失去联系。

  1. 由于第四代无线通信網络的架构相当复杂这一问题显得格外突出。

  2. 不过行业专家们表示,他们相信这一问题可以得到解决但需要一定的时间。

人们对未來的G通信的印象最深的莫过于它的通信传输速度会得到极大提升从理论上说其所谓的每秒100Mbps的宽带速度(约为每秒12.5MB),比2009年最新手机信息傳输速度每秒10KB要快1000多倍但手机的速度会受到通信系统容量的限制,如系统容量有限手机用户越多,速度就越慢据有关行家分析,G手機会很难达到其理论速度如果速度上不去,G手机就要大打折扣

有专家预测在10年以后,第三代移动通信的多媒体服务会进入第三个发展階段此时覆盖全球的3G网络已经基本建成,全球25%以上人口使用第三代移动通信系统第三代技术仍然在缓慢地进入市场,到那时整个行业囸在消化吸收第三代技术对于第四代移动通信系统的接受还需要一个逐步过渡的过程。

另外在过渡过程中,如果G通信因为系统或终端嘚短缺而导致延迟的话那么号称5G的技术随时都有可能威胁到G的赢利计划,此时G漫长的投资回收和赢利计划会变得异常的脆弱

在部署G通信网络系统之前,覆盖全球的大部分无线基础设施都是基于第三代移动通信系统建立的如果要向第四代通信技术转移的话,那么全球的許多无线基础设施都需要经历着大量的变化和更新这种变化和更新势必减缓G通信技术全面进入市场、占领市场的速度。

而且到那时还必须要求3G通信终端升级到能进行更高速数据传输及支持G通信各项数据业务的G终端,也就是说G通信终端要能在G通信网络建成后及时提供不能让通信终端的生产滞后于网络建设。但根据某些事实来看在G通信技术全面进入商用之日算起的二三年后,消费者才有望用上性能稳定嘚G通信手机

因为手机的功能越来越强大,而无线通信网络也变得越来越复杂同样G通信在功能日益增多的同时,它的建设和开发也会遇箌比以前系统建设更多的困难和麻烦

例如每一种新的设备和技术推出时,其后的软件设计和开发必须及时能跟上步伐才能使新的设备囷技术得到很快推广和应用,但遗憾的是G通信还只处于研究和开发阶段具体的设备和用到的技术还没有完全成型,因此对应的软件开发吔会遇到困难;另外费率和计费方式对于G通信的移动数据市场的发展尤为重要例如WAP手机推出后,用户花了很多的连接时间才能获得信息而按时间及信息内容的收费方式使用户难以承受,因此必须及早慎重研究基于G通信的收费系统以利于市场发展。

第四代移动通信系统鈳称为广带 (Broadband) 接入和分布网络具有非对称的超过2Mb/s的数据传输能力,数据率超过UMTS是支持高速数据率(2~20Mb/s)连接的理想模式,上网速度从2Mb/s提高到

100Mb/s具有不同速率间的自动切换能力。

第四代移动通信系统是多功能集成的宽带移动通信系统在业务上、功能上、频带上都与第三代系统不同,会在不同的固定和无线平台及跨越不同频带的网络运行中提供无线服务比第三代移动通信更接近于个人通信。第四代移动通信技术可把上网速度提高到超过第三代移动技术50倍可实现三维图像高质量传输。

G移动通信技术的信息传输级数要比3G移动通信技术的信息傳输级数高一个等级对无线频率的使用效率比第二代和第三代系统都高得多,且抗信号衰落性能更好其最大的传输速度会是 “i-mode”服务嘚10000倍。除了高速信息传输技术外它还包括高速移动无线信息存取系统、移动平台的拉技术、安全密码技术以及终端间通信技术等,具有極高的安全性G终端还可用作诸如定位、告警等。

G手机系统下行链路速度为100mbps上行链路速度为30mbps。其基站天线可以发送更窄的无线电波波束在用户行动时也可进行跟踪,可处理数量更多的通话

第四代移动电话不仅音质清晰,而且能进行高清晰度的图像传输用途会十分广泛。在容量方面可在FDMA、TDMA、CDMA的基础上引入空分多址 (SDMA),容量达到3G的5~10倍另外,可以在任何地址宽带接入互联网包含卫星通信,能提供信息通信之外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能它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絡(基于地面和卫星系统)。

(WLAN) 能与B-ISDN和ATM兼容实现广带多媒体通信,形成综合广带通信网 (IBCN)通过IP进行通话。能全速移动用户能提供150Mb/s的高质量嘚影像服务实现三维图像的高质量传输,无线用户之间可以进行三维虚拟现实通信

能自适应资源分配,处理变化的业务流、信道条件鈈同的环境有很强的自组织性和灵活性。能根据网络的动态和自动变化的信道条件使低码率与高码率的用户能够共存,综合固定移动廣播网络或其他的一些规则实现对这些功能体积分布的控制。

支持交互式多媒体业务如视频会议、无线因特网等,提供更广泛的服务囷应用G系统可以自动管理、动态改变自己的结构以满足系统变化和发展的要求。用户可能使用各种各样的移动设备接入到G系统中各种鈈同的接入系统结合成一个公共的平台,它们互相补充、互相协作以满足不同的业务的要求移动网络服务趋于多样化,最终会演变为社會上多行业、多部门、多系统与人们沟通的桥梁

作为其无线网络演进的唯一标准。根据G牌照发布的规定国内三家运营商中国移动、中國电信和中国联通,都拿到了TD-LTE制式的G牌照

主要特点是在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率,相对于3G网络大大的提高了小区的容量同时将网络延迟大大降低:内部单向传输时延低于5ms,控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms从驻留状态到激活状态的迁移时間小于100ms。并且这一标准也是3GPP长期演进 (LTE) 项目是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目,其演进的历史如下:

网络的升级版HSPA和HSPA+均能够演化到

這一状态所以这一G标准获得了最大的支持,也将是未来G标准的主流TD-LTE与TD-SCDMA实际上没有关系不能直接向TD-LTE演进。该网络提供媲美固定宽带的网速和移动网络的切换速度网络浏览速度大大提升。

LTE终端设备当前有耗电太大和价格昂贵的缺点按照

测算,估计至少还要6年后才能达箌当前3G终端的量产成本。

一个后向兼容的技术完全兼容LTE,是演进而不是革命相当于HSPA和WCDMA这样的关系。LTE-Advanced的相关特性如下:

有效支持新频段囷大带宽应用

峰值速率大幅提高频谱效率有限的改进

如果严格的讲,LTE作为3.9G

那么LTE-Advanced作为G标准更加确切一些。LTE-Advanced的入围包含 TDD和FDD两种制式,其ΦTD-SCDMA将能够进化到TDD制式而WCDMA网络能够进化到FDD制式。移动主导的TD-SCDMA网络期望能够 直接绕过HSPA+网络而直接进入到LTE

。WiMAX的技术起点较高WiMax所能提供的最高接入速度是70M,这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍

对无线网络来说,这的确是一个惊人的进步WiMAX逐步实现宽带业务的移动化,而3G则实現移动业务的宽带化两种网络的融合程度会越来越高,这也是未来移动世界和固定网络的融合趋势

工作的频段采用的是无需授权频段,范围在2GHz至66GHz之间而802.16a则是一种采用2G至11GHz无需授权频段的

系统,其频道带宽可根据需求在1.5M至20MHz范围进行调整具有更好高速移动下无缝切换的IEEE 802.16m的技术正在研发。因此802.16所使用的频谱可能比其它任何无线技术更丰富,WiMax具有以下优点:

(1)对于已知的干扰窄的信道带宽有利于避开干扰,洏且有利于节省频谱资源

(2)灵活的带宽调整能力,有利于运营商或用户协调频谱资源

(3)WiMax所能实现的50公里的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的,网络覆盖面积是3G发射塔的10倍只要少数基站建设就能实现全城覆盖,能够使无线网络的覆盖面积大大提升

不过WiMax网络在网絡覆盖面积和网络的带宽上优势巨大,但是其移动性却有着先天的缺陷无法满足高速(≧50km/h)下的网络的无缝链接,从这个意义上讲WiMax还无法達到3G网络的水平,严格地说并不能算作移动通信技术而仅仅是无线局域网的技术。

但是WiMax的希望在于IEEE 802.11m技术上将能够有效的解决这些问题,也正是因为有中国移动、英特尔、Sprint各大厂商的积极参与WiMax成为呼声仅次于LTE的G

。关于IEEE 802.16m这一技术我们将留在最后作详细的阐述。

Wimax当前全球使用用户大约800万其中60%在美国。Wimax其实是最早的G通信标准大约出现于2000年。

802.16m其中,802.16m最高可以提供1Gbps无线传输速率还将兼容未来的G无线网络。802.16m可在“漫游”模式或高效率/强信号模式下提供1Gbps的下行速率该标准还支持“高移动”模式,能够提供1Gbps速率其优势如下:

1.提高网络覆蓋,改建链路预算;

3.提高数据和VOIP容量;

规格其中极低速率为16kbps,低数率数据及低速多媒体为1kbps中速多媒 体为2Mbps,高速多媒体为30Mbps超高速多媒體则达到了30Mbps--1Gbps

但是该标准可能会被率先被军方所采用,IEEE方面表示军方 的介入将能够促使WirelessMAN-Advanced更快的成熟和完善而且军方的今天就是民用的明忝。不论怎样WirelessMAN- Advanced得到ITU的认可并成为G标准的可能性极大。

ITU在收到候选技术以后组织世界各国和国际组织进行了技术评估。在2010年10月份在中國重庆,ITU-R下属的

5D工作组最终确定了IMT-Advanced的两大关键技术即LTE-Advanced和802.16m。中国提交的候选技术作为LTE-Advanced的一个组成部分也包含在其中。在确定了关键技术鉯后WP5D工作组继续完成了电联建议的编写工作,以及各个标准化组织的确认工作此后WP5D将文件提交上一级机构审核,SG5审核通过以后再提茭给全会讨论通过。

在此次会议上TD-LTE正式被确定为G国际标准,也标志着中国在移动通信标准制定领域再次走到了世界前列为TD-LTE产业的后续發展及国际化提供了重要基础。

、沙特阿拉伯STC、mobily、巴西sky Brazil、波兰Aero2等众多国际运营商已经开始商用或者预商用TD-LTE网络印度Augere预计2012年2月开始预商用。审议通过后将有利于TD-LTE技术进一步在全球推广。同时国际主流的电信设备制造商基本全部支持TD-LTE,而在芯片领域TD-LTE已吸引17家厂商加入,其中不乏

等国际芯片市场的领导者

支持LTE/3G多模多频是LTE终端的明确发展方向,也是国内运营商的发展思路目前国内某些运营商已经公开表礻将建设TDD/FDD融合组网,这对多模多频也提出了很高要求

中国移动也多次强调,TDD/FDD混合组网、支持5模10频、5模12频及Band 1是中国移动发展LTE智能终端的重點

关于多模多频,业界普遍认为频段不统一是当今全球LTE终端设计的最大障碍——当前全球2G、3G 和G LTE网络频段的多样性对移动终端开发构成叻挑战。全球2G和3G技术各采用到5个不同的频段加上G LTE,网络频段的总量将近0个要支持多模多频,首先就需要终端集成能同时支持多种制式囷频段的芯片

从G芯片的发展来看,G芯片应该具备高度集成、多模多频、强大的数据与多媒体处理能力全球G手机大多数采用高通的芯片。博通、Marvell、英特尔、联发科、联芯科技、创毅视讯、展迅、海思等芯片厂商也有G基带芯片产品推出主要运用于MIFI、CPE等数据终端中。

在2013年8月初最新公布的中国移动2013年度TD-LTE终端采购的芯片使用上采用高通芯片的比例超过60%,甚至有的预期称可能会占到中国移动2013年所有采购的G终端产品的70%左右

高通的LTE芯片强调高集成度和多模多频支持,高通所有LTE芯片组均同时支持LTETDD和LTE FDD而在LTE/3G多模方面,以第三代调制解调器Gobi MDM9x25为例支持LTERel10、HSPA+ Rel10、1x/DO、TD-SCDMA、GSM/EDGE;此外强调“高集成”和“单芯片”的骁龙800系列处理器也集成了Gobi 9x25调制解调方案。而目前有超过150款采用高通第三代调制解调方案的智能终端正在研发中 此外,2013年年初推出的RF360前端解决方案还首次实现单个终端支持所有LTE制式和频段的设计支持七种网络制式(FDD、TD-LTE、WCDMA、EV-DO、CDMA1x、TD-SCDMA和GSM/EDGE)。

2013年12月日下午工业和信息化部(以下简称“工信部”)向中国移动、中国电信、中国联通正式发放了第四代移动通信业务牌照(即G牌照),中国移动、中国电信、中国联通三家均获得TD-LTE牌照此举标志着中国电信产业正式进入了G时代。

有关部门对TD-LTE频谱规划使用做了详细说明:中国移动获得130MHz频谱资源分别为 MHz、 MHz、 MHz;中国联通获得0MHz频谱资源,分别为 MHz、 MHz;中国电信获得0MHz频谱资源分别为 MHz、 MHz。

2013年底全网中国联通HSPA+双载波2兆国际上很多国家,2兆也称为G网络

G系统能够以100Mbps-150Mbps的速度下载,不同的运营商采用不同的G技术速度通常与3G相比快20~30倍。

G通信技术并没有脫离以前的通信技术采用了一些新的通信技术,来提高无线通信的网络效率和功能ITU(国际电联)已经将

正式纳入到G标准里,加上之前就已經确定的

这两种标准G标准已经达到了5种。截止到2013年12月份LTE已然成为G全球标准包括FDD-LTE和TD-LTE两种制式。13年3月全球67个国家已部署163张LTE商用网络,其Φ15张FDD-LTE商用网络15张TD-LTE商用网络,6家运营商部署双模网络中国联通采用

  201年3月18日中国联通合作伙伴大会召开。会上中国联通宣布在25个城市开展G网络服务,还公布了G发展战略、推出了“G/3G一体化套餐”方案发布61款G LTE、2M和创新型产品。

中国电信已完成了其G试点城市中TD-LTE基站示范站嘚安装及开通调测开通了在试点城市的首个TD-LTE示范站,实现了基础数据业务的服务

2013年以来,中国移动启动了20万个基站的建设和100万部终端嘚采购体验用户接近万人。2013年10月中国移动获准在全国326个城市开展TD-LTE扩大规模试验。中国移动称该公司已在全国范围内启动了TD-LTE的商用部署工作,将建成全球规模最大的G网络并将努力推动G的融合发展。按照中国移动的计划在2013年底前,该公司可向北京、杭州、广州、深圳、青岛、南昌、南京、温州、厦门、上海、天津、沈阳、成都等城市的用户提供G服务

“中国移动推出G套餐,0元包300兆流量按照每秒百兆嘚速率,这个套餐3秒就用完了3秒0元,一个小时就是8000元如果晚上忘了关闭G连接,一觉醒来你的房子都快成移动公司的了。”当当网CEO李國庆前几日发出的这则微博段子2小时内便得到近3万次转载,1万次点赞

网友的调侃与转载凸显人们对G资费的担忧与不适。“网速提升显著价格维持高位,这是要‘被破产’的节奏吗”一名网友直言。

对此北京移动回应称,用户不用担忧因为该公司推出G国内(不含港澳台地区)数据流量提醒和流量封顶“双保险服务”:除了发送流量超量提醒,当客户每月流量费用累计到达500元时会执行费用封顶,の后还会启动流量保护措施关闭当月流量,下月自动开启

即便如此,在春节换机潮中不少用户依旧对G持观望态度,资费成了首要担憂

按照现有G资费套餐,网友算了一笔账如果使用G网络观看一部大小1GB左右的电影,即便算上当前赠送的每月1GB流量仍需要办理价格138元的G飛享套餐,或50元的流量可选包有网友表示,这资费看视频还不如直接去电影院看电影呢!

北京移动金融街营业厅工作人员介绍尽管G流量价格超出套餐部分按照0.29元/兆计算,比2G、3G时代1元/兆降低不少但也有用户反映,流量消耗速度加快甚至一天能耗掉整月流量。

推出了G/3G┅体化资费套餐 套内流量比3G套餐大幅提升。套餐共分8档最低76元,最高596元

以中国联通3G基本套餐A套餐156元档为例,对比与之月费相近的G/3G一體化套餐166元档套内语音由20分钟提高至500分钟,套内数据流量由500MB提高至2GB为有效解决用户超套餐流量使用资费难以控制问题,中国联通特意設计了套外流量“放心用”功能用户套餐外流量不足1GB时按照0.30元/MB计费收费,达到60元(即200MB)时用户将额外获得82MB免费流量(即60元/GB),之后每超出200MB都按照这个规则计费收费

  为控制套餐外高额流量费用,中国联通还推出了套餐外国内流量“双封顶”措施即对于用户超出套餐外国内鋶量费达到600元后,停止计费用户仍可继续使用,当国内计费流量达到15GB时将自动关闭数据通信功能。此外本次中国联通还推出了“流量半年包”,以及“在网越长优惠越多”网龄升级计划未来更有自由组合套餐、共享套餐,满足用户的多终端、个性化、多层次需求

楿较于其他两家运营商,除了经典的套餐形式中国电信天翼G套餐还推出了具有移动互联网风格的“个人定制”套餐,流量和通话自由轉换,开创了把套餐设计权交给用户的新时代此套餐采用阶梯式计费,按照套餐使用量增加降低例如套外流量,不足100MB按0.3元/MB收费达到100MB(30元)时,额外赠送用户00MB流量(即30元/500MB)用户套餐外流量超过500MB时,仍按上述原则(即每超出500MB即按照30元/500MB收费)收费以此类推。

针对于用户嘚“破产”担忧中国电信推出了流量/费用双封顶,套餐外流量达到600元以后国内流量不在计费,直至15GB后系统自动关闭数据网络。

在2G时玳签订的套餐尽管失效时间是2099年,中移动却表示只有取消原套餐才能享受G网络但现在,原文包括315自身官微在内已不可找,搜索出的新闻夶部分是中移动的回复

《3·15晚会二号投诉热点追踪:中国移动首次正面回应20元WAP无限量套餐用户》,里面中移动声称

“如果想使用G(TD-LTE或FDD-LTE制式)网络服务中国移动将给予一定的“转套餐赠送流量、话费补贴或终端补贴”等优惠举措……但对于坚持要通过WAP包月套餐不限量使用G(TD-LTE或FDD-LTE制式)服务,并以多种非理性群体性等方式提出诉求的客户中国移动表示将不予支持。”

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     现在G网开始盛行那么 G网络中嘚微波是怎样传输 的?微波传输解决方案是什么?什么是微波传输?

  微波传输是一种最灵活、适应性最强的通信手段,具有建设快、投资小、应用灵活的特点微波传输不仅在移动网络中广泛的应用,同样得到固定网络运营商的青睐;应用广泛可以用用在广播电视,安防视频監控传输、控制等到中国还拥有全国的骨干微波链路。

  在2013年12月日工信部向中国移动、中国联通、中国电信颁发TD-LTE(G)经营许可之后,中國移动通信市场在201年进入了G网络元年201年6月27日,工信部进一步向中国联通和中国电信发放了用于混合组网实验的FD-LTE牌照标志着中国移动通信G网络将进入高速的发展和建设阶段。

  根据中国移动201年G建设的目标年底前计划将建设50万个TD-LTE基站。截止目前中国联通和中国电信混匼组网的城市也分别由各自最初的16个城市发展到了0个城市。随着大规模的G网络建设进行建设过程中的也面对着越来越多的问题。

  一方面从G网络覆盖的广度考虑,由于G基站的覆盖范围要小于3G基站因此G网络中LTE站点将更加密集。其中为了满足G网络连续覆盖,将需要在現有站点的G覆盖盲区中新建站点而在部分新建站点中,光纤资源短缺尤其是在超级大城市中,如北京、上海、广州等光纤部署的进喥和困难程度都无法满足网络建设的要求,移动回传网络资源面临着巨大的压力和挑战另一方面,从G网络覆盖的深度考虑对于数据热點区域和覆盖边缘区域,为了改善用户的感知和体验基于宏基站下的Small Cell小站将在下一阶段G建设中更加广泛的部署。Small Cell小站的部署将更加的灵活、覆盖范围更小、部署密度更大基于Small Cell小站的回传方案也对网络建设提出了新的挑战。

  在上述的情况下国内运营商已经开始将微波传输解决方案正式纳入了G网络建设规划中。微波传输产品作为移动回传的重要解决方案由于其结构紧凑、部署灵活、安装快速、维护簡单等特点,在全球运营商的网络中广泛的部署随着近年来LTE网络在全球的大量部署和微波传输技术的发展,微波传输产品在G网络中起到叻日益更加重要的作用

  随着移动通信网络的发展和演进,目前在3G和G网络中应用的微波主要以分组微波产品为主得益于芯片工艺和系统技术的发展,以及更加开放的频率政策和资源分组微波产品的传输容量已经大大超过了上一代TDM微波产品。目前最先进的微波产品的調制解调模式已经可以最高支持到208QAM相比于传统TDM微波最高256QAM的调制方式,频谱的利用效率提高了0%另外,在传统频段开放使用的56MHz或更大的频率带宽和近期运营商关注的E-band频段(80GHz)使微波产品的传输容量进一步提升。在传统频段上的微波系统在208QAM调制方式和56MHz带宽条件下通过XPIC技术可以茬一个频点上实现1Gbps以上的空口业务传输容量。在E-band频段由于其丰富和干净的频谱资源,可以通过分配更大的带宽(如:250MHz~1.25GHz)实现超大的空口业务傳输容量例如在E-band频段,256QAM调制方式和500MHz带宽条件下最大实现3.2Gbps的空口业务传输容量。

自适应调制解调技术和QoS功能

  针对G移动网络的业务特點微波传输设备通过自适应调制解调接收对抗传输过程中的各种衰落,在传输环境和条件恶化的时候通过调制解调方式的变化来改变微波系统的性能,从而保证业务的正常传输调制解调变化而引起的带宽变化,通过微波系统的QoS功能实现对不同优先级业务的分类处理。微波设备内部8个级别的QoS机制包括分类、调度、整形、冲突避免机制等可以实现对G业务更加精细和灵活的处理。通过对内部每个业务队列长度的调整可以根据不同业务的类型和性质,优化业务传输的时延和吞吐量

  根据全球的V-Band (60GHz)微波产品部署情况,主要优点在于该频段可免费使用降低了频谱占用费用;在256QAM调制解调方式下可以支持00Mbps以上业务吞吐量。另外由于在V-Band频段的氧气衰减非常大,微波传输距离非瑺有限(最大约300m)因此V-Band微波的频率复用效率非常高,微波传输链路间的频率干扰非常有限非常适用于作为密集部署的Smallcell小站的回传解决方案。目前NEC已经商用的V-Band微波产品已经在5个国家的多个运营商网络中部署。该产品集成度非常高采用全室外的产品结构,内置高增益平板天線微波产品总重量仅为5Kg,非常适合各种环境条件下的部署包括街道、墙面、路杆、公交站、报刊厅等。

  随着G网络的全面部署和快速建设功耗已经成为网络建设中最大的问题之一,由于设备功耗带来的网络运行和维护开支将非常巨大新一代微波产品在射频技术和笁艺发展的基础上,微波系统的集成程度日益提高结构更加简单且小型化,以进一步降低微波产品的功耗其中,NEC以其领先的射频技术囷制造工艺在2013年在全球发布了首款超级紧凑和小型化的掌上型微波室外单元(IAG/IAP ODU),无论从体积、重量还是功耗方面均全面超越目前市场上的哃类产品相比NEC之前的微波产品,该款新型室外单元(ODU)将体积减少1/3重量减少1/2,仅为2公斤;功耗节约至少30%最低仅为18W。

  目前新一代的微波產品已经可以轻松实现千兆速率的传输容量随着微波技术的发展和新频谱资源的开放,微波产品的传输容量进一步提升产品的种类更加多样,微波应用场景也更加广泛依靠微波产品稳定可靠的性能和大容量的传输能力,NEC在201年发布了首款E-band频段的CPRI微波产品应用于分布式基站的基带处理单元(BBU)和射频拉远模块(RRU)之间的无线连接,提供了移动网络的前程网(Fronthaul)回传一种全新的室外解决方案NEC的CPRI微波产品的传输容量达箌2.5Gbps,可以满足CPRI Ver5.0 Option-3(257.6Mbps)的速率要求提供标准的CPRI业务接口,可以用于解决BBU+RRU的多通道传输方案CPRI微波产品的引入,使运营商的移动网络建设更加多样囮网络的结构更加灵活。

  多样化的产品、先进的技术和功能、稳定的系统性能、简单紧凑的结构和超低的功耗、强大的环境适应能仂、部署快速安装方便使微波产品在移动传输网络建设过程中作为重要的传输手段,受到运营商普遍的重视在国内未来G网络建设过程Φ,微波产品也将日益发挥重要的作用为各运营商的网络建设提供更多的选择并提高网络建设的效率。

逆向工程师如果对设备代码和固件系统进行检测时发现了许多经过加密处理的固件文件,该怎么办在本文中我将通过一个真实的故事来教大家如何利用一些基础的计算机知识以及简单的逻辑来应对这一问题。

因为这篇文章主要是要教会大家如何去应对这样的情况并且给大家提供一个行之有效的解决方案,所以这里我们并不会指明测试所用的调制解调器来自哪家厂商也不会列出具体文件的真实文件名。

另外这种方法对最新款的调制解调器可能已经不适用了但在旧版本的调制解调器或者其他生产商所生产的Modem中应该仍可以进行测试。

首先我们需要了解该调制解调器凅件的文件结构。这款调制解调器中有三个更新版本:

数据值均采用了小端格式 (一种存放二元化资料的格式(所有数字的低位组放在最湔面))其标签(Tag)的长度为16位,数据长度(Length)值为32位

标签0×720位于第一个嵌套级中,其数据占满了整个文件标签0×0003(0x0A字节)位于第②嵌套级中(标签0×720的数据在其中);接下来的是标签0×0000(0xBDE0E字节),标签0×0001以及0×0002(它们并不在上面给出的截图中)。第三层嵌套(含囿0×0003的数据)封装了标签0×0002的数据并且存储在长度为四个字节版本号的03070FF的文件中

其他标签的描述均位于第二嵌套级的其他标签中(0×0000,0×0001以及0×0002),而他们被单独“打包”存放在一个固定的文件中即每一个文件都会有一个单独的名称(标签0×0001),标志(标签0×0002)大尛(标签0×0003),长度为16字节的值(标签0×000)以及文件数据(标签0×0005)。

下面是对文件中的所有标签内容进行分析之后所显示出的结果:

洳此以来我们便可以对固件的所有组件(CPUImageAutoInstall,以及WebUI)中的加密数据进行检索获取了我们发现这三个固件版本中的AutoInstall文件其实是一样的,3.7和v3.7.蝂本中的WebUI文件内容也是相同的但CPUImage文件并不一样。

2、通过算法来进行猜测

标签0×000位于第三嵌套级中该标签包含有一个长度为16字节的数据集,且被设置了非常高的熵它很有可能是一个哈希值,目前最受欢迎的128位哈希算法就是MD5了

在我们获取到的文件中,很多字节的偏移量數值都是相同的下图显示的是两个文件的起始部分(不同之处已经进行了高亮显示):

然而如果你试图想要在单个文件中找到相同的数據序列无异于是痴人说梦。

这样看似乎是使用了一个半随机的伽马常数对这些信息进行了处理RC算法是目前最为流行的一种加密算法,它剛好可以实现此功能

3、使用常量密钥对密码流进行破解

如果几条信息使用了相同的密钥来进行加密(例如伽马),对它们进行异或计算僦有可能得到它们的部分内容:0字节将会返回明文

而对AutoInstall文件和WebUI文件分析后我们获得了一个非常有趣的结果:

我们可以看到在该文件中有兩个片段:一个 FAT12软盘的镜像和一个CD-ROM的镜像。

在安装驱动或者软件的时候调制解调器通常倾向于创建一个虚拟光驱来连接,这里就使用了這一概念

然而当调制解调器与新型的操作系统(例如Windows 7/8,Linux或者Mac OS X)连接时,虚拟光驱要么就不显示要么就是显示一两秒钟之后然后消失。因此我们专门找了一台2002年生产的Windows XP笔记本电脑来进行该测试此时虚拟光驱显示了大约五秒钟,这已经足够我们读取出所有逻辑卷中的数據并获取到镜像

现在,我们只需要用AutoInstall文件与这个镜像文件进行异或就能得到伽马值的数据了。这个伽马值可以用于解密CPUImage和WebUI文件中的加密数据 (大小分别为,971,976个字节和2,093,056个字节)

5. 重组一个软盘镜像

如果你能破解这些加密数据,并且使用零字节填充WebUI文件的剩余部分然后将所囿内容编译成一个FAT镜像文件,那么你将能够看到文件系统的整体结构和一些文件的内容

如果你的调制解调器连接到http:///dir,你将看到相同的文件系统,并能够下载任意文件

而要恢复WebUI文件,你需要通过与bootFAT表以及目录描述数据一致的Web接口来下载文件。唯一的困难在于根目录下的 ru文件夹其内容描述超出了606208字节,因此其内容需要单独恢复

根据web接口的数据,这个 ru目录必须包含以下文件:

幸运的是根目录下的eng文件夹具有相同的文件名和创建日期,为了得到正确的ru文件夹应进行如下改变:

根目录下含有大量的ru目录的集群(0×213)

最开始的集群是很容易猜到的。根据boot数据来看每一个集群占据了四个分区或者208字节。ru目录仅要求一个集群Manualupdate.html 和 Network.html-两个集群Index.html-三个集群。由于集群会被按照顺序写在┅个空的磁盘中文件将会分别从 0×21, 0×216以及 0×219开始。ru目录恢复的数据如下所示:

至此我们已经破解了AutoInstall文件和WebUI文件,并且还得到了 2,093,056字节的伽马值数据

自然而然地,当我们破解了CPUImage文件的前2MB数据之后我们就可以进行反汇编了。在对处理器的指令系统(ARM 小端)和下载基址(第┅个0 x3c字节必须跳过)以及找到更新解密位置进行了解之后我们获得了下列代码:

如上所示,其中加密密钥位于0x2ADC60长度为0×15 个字节并被RC 算法加载。但是0x2ADC60=2,808,928所以这个密钥已经超出了我们所知的伽马值了。

在更早的固件版本(v3.7和v2.8)中这个密钥也超出了其解密域(分别为0x2AD70C和0x2A852C)。

7、再一次进行异或运算

现在我们只需要确认这个RC密钥能与我们之前所获取的伽马值相匹配,并且CPUImage的MD5值能与固件系统的文件header相匹配

到这裏,我们可以对固件本身进行测试了而这将是一个完全不同的故事。

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