个人报告4G移动通信

移动通信已成为当代通信领域内的发展潜力最大、市场前景最广的热点技术。目前全球已具有相当规模的移动通信标准有GSMCDMA和TDMA三大分支，每个分支都在抢占市场。全球无线技术各自为营，各厂商都在不断推出新技术，以迅速抢占行业标准的主导地位。尽管第三代移动通信（3G标准比现有无线技术更强大，但也将面积竞争和标准不兼容等问题。人们开始呼吁移动通信标准的统一，以期通过第四代移动通信标准的制定来解决兼容问题。国际电信联盟（ITU）目前已经开始研究制订第四代移动通信标准，并已达成共识：把移动通信系统同其他系统（例如无限局域网，W-LAN等）结合起来，产生4G技术，2010年之前使数据传输数率达到100Mbps以提供更有效的多种业务。目前相互兼容移动通信技术的第四代移动通信标准（4Q正在业界萌动。第四代移动通信与第三代移动通信相比，将在技术和应用上有质的飞跃。4G将适合所有的移动通信用户，最终实现商业无线网络、局域网、蓝牙、广播、电视卫星通信的无缝衔接并相互兼容。1. 随着近年来3G服务的日渐普及，各厂商开始投入4G的研发，4G技术标准有着三大阵营：移动WiMAXLTE及UMB一、移动通信发展历程第一代移动通信技术（1G）主要采用的是模拟技术和频分多址（FDMA技术。由于受到传输带宽的限制，不能进行移动通信的长途温游，只能是一种区域性的移动通信系统。第一代移动通信有多种制式，我国主要采用的是TACS第一代移动通信有很多不足之处，比如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通话质量不高、不能提供数据业务、不能提供自动温游等。2. 第二代移动通信技术（2G）主要采用的是数字的时分多址（TDMA技术和码分多址（CDM）技术。主要业务是语音，其主特性是提供数字化的话音业务及低速数据业务。它克服了模拟移动通信系统的弱点，话音质量、保密性能得到大的提高，并可进行省内、省际自动漫游。第二代移动通信替代第一代移动通信系统完成模拟技术向数字技术的转变，但由于第二代采用不同的制式，移动通信标准不统一，用户只能在同一制式覆盖的范围内进行漫游，因而无法进行全球漫游，由于第二代数字移动通信系统带宽有限，限制了数据业务的应用，也无法实现高速率的业务如移动的多媒体业务。第三代移动通信技术(3G)与从前以模拟技术为代表的第一代和目前正在使用的第二代移动通信技术相比，3G将有更宽的带宽，其传输速度最低为384K,最高为2M带宽可达5MHz以上。不仅能传输话音，还能传输数据，从而提供快捷、方便的无线应用，如无线接入Internet。能够实现高速数据传输和宽带多媒体服务是第三代移动通信的另个主要特点。第三代移动通信网络能将高速移动接入和基于互联网协议的服务结合起来，提高无线频率利用效率。提供包括卫星在内的全球覆盖并实现有线和无线以及不同无线网络之间业务的无缝连接。满足多媒体业务的要求，从而为用户提供更经济、内容更丰富的无线通信服务。二、第四代移动通信及其性能就ITU对4G的系统标准定义，主要是集3G与WLA于一体，能够传输高质量视频图像，传输速率达到100Mbps上传速度20Mbps并能够满足所有用户对于无线服务的要求，且价格与固定宽带网络相同，并实现商业无线网络、局域网、蓝牙、广播、电视卫星通信等的无缝连接并相互兼容。4G具有更高的数据率和频谱利用率，更高的安全性、智慧性和灵活性，更高的传输质量和服务质量。4G系统应体现移动与无线接入网及IP网络不断融合的发展趋势。三、4G系统网络结构及其关键技术4G移动系统网络结构可分为三层：物理网络层、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。中间环境层的功能有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及服务变得更为容易，提供无缝高数据率的无线服务，并运行于多个频带。4G网络系统有以下几个关键技术：(a) OFDM/技术(b) 软件无线电(c) 智能天线(SA)MIMO技术四、4G网络系统的几个技术标准目前4G系统以LTE、WiMA)及UMBE大标准为主，其中WiMAX(IEEE802.16)近年来在Intel的大力推广下颇受重视，尤其在ITU宣布批准WiMAX成为ITU移动无线标准后，更是备受看好成为4G主要标准；至于LTE(LongTermEvolution)在获得GSM协会的宣布支持下，加上美国电信业者AT&T及Verizon相继宣布4G采用此技术后，未来前景后势看涨；UMB(UltraMobileBroadband)则是由高通(Qualcomm)主推，本来认为在CDMA为主的美国市场可望居于领先地位，但在Verizon宣布以LTE为主后，发展落于WiMA)及LTE之后。在4G技术标准中，主要移动WiMAXLTE及UM磁三个阵营，以下将就这三个标准说介绍及比较。1. 移动WiMAX(802.16e)移动WiMAX指的是WiMax全名为WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess，于2001年6月由WiMaxForum提出，2004年6月IEEE802.16-2004固定式标准制定完成，并于世界各国开始针对频谱分配进行审核，一些国家也开始进行布建。2005年12月IEEE802.16e-2005标准制定完成，这也就是所谓的移动WiMAX随着标准的底定，加上WiMAXForum中的网络工作群组(NetworkWorkingGroup)于2007年3月底完成1.0.0版网络架构(NetworkArchitecture)文件，使得支持移动性功能的都会宽带无线网络俨然成形，让WiMAX技术朝向移动式迈进。在移动WiMAX中,WiMAXForum在兼具模块化、弹性、扩展性与延伸性，并满足安全性、移动性、服务质量(QoS)与服务应用等功能的考虑下，定义WiMAX端对端的网络系统架构，以网络关联模块(NetworkReferenceModel,NRM)作为逻辑上的呈现。在NRM中定义功能组件(FunctionalEntities)及关联点(ReferencePoints,RP)，功能组件藉由关联点来达成交互式的沟通。2. LTE(LongTermEvolution)LTE全名是LongTermEvolution，是由3GPP组织所制订的规格，是从GSMIGPRSEDGEWCDMAHSDPAHSUPAMBMS一脉相承的技术体系，符合3GPPRelease8的技术规范。LTE的研究项目(studyitem)是于2004年底在3GPP中提出的，当时的目标和关键特性还不是很清楚，争论也比较多，但在2005年6月的魁北克会议上最终确立了系统目标(requirement)，到此LTE的概念正式确立。LTE在技术提案征集上有6个选项，按照双工方式可FDD和TDD两种，而按照无线链路的调制方式或多址方式主要可分为CDMAiOFDM两种。随着LTE标准化工作的不断推进，业界也提出了WCDMATD-SCDM等现有3G技术标准向LTE演进的明确路线。3. WCDMALTE演进路线TD-SCDMALTE演进路线UMB(UltraMobileBroadband)UMB是CDMA200系列标准的演进升级版本，可以在1.25MHz和20MHZ间以约150KHZ的频率增量灵活部署，支持频段包括450MHz700MHz850MHz1700MHz1900MHz1700/2100MHZ1900/2100MHz(IMT)和2500MHz(3G扩展频段)，主要由CDM业界所主导，其可与现有的CDMA20001和1xEV-DO系统兼容，但在数据传输速率、延迟性、覆盖度、移动能力及布建弹性等方面都更具优势。UMB是CDMA200标准家族中的最新成员，属于OFDM解决方案；该标准使用先进的控制与信令机制、无线电资源管理(RRM)适应性反向链路(RL)干扰管理和先进的天线技术，如MIMOSDMA和波束形成技术。UMB解决方案可提供先进的移动宽带服务，在频谱的一端提供经济低潜伏时间的语音业务，而在另一端提供潜伏时间敏感宽带的数据通信。五第四代移动通信面临的问题要使第四代移动通信系统能投入实际应用，就需要对现有的移动通信基础设施进行更新改造，首先需要解决无线系统中的移动性管理和核心网的移动IP技术等冋题，当然还有4G的标准冋题。网络层移动性是4G移动性管理的关键，移动性通常涉及到在不同网段间漫游的移动用户，数据链路层的移动性支持通常限制在同类网络之间。移动IP代表了一种简单而且可以升级的全球移动性方案。但是，对于第四代移动通信系统而言，它缺乏实时位置管理和快速无缝切换机制的支持。要解决这些冋题，必须采用新的网络结构和管理路由优化方案，需要采用高效的发送和切换协议，这些协议必须能很好地解决数据丢失和延迟的冋题。另外，移动IP环境下的QoS所使用的综合业务/RSVP技术(IntSev/RSVP)和区别型业务技术(DifServ)也需解决。在4G系统中，要开发新的频谱资源，提供频谱利用率并选择合适的传输技术，如多载波传输方式以及自适应均衡等技术来对抗频率选择性衰。利用RAKE接收、跳频以及Turbo码等技术来增强系统的性能，提高信干比；提高检测可用的资源以及信号质量、动态分配频率资源和信号发射功率、增加移动通信系统容量、降低信号发射功率；提高通信的覆盖范围，并支持多媒体通信、无线接入宽带固定网以及在不同系统之间的漫游等。六、发展我国的第四代移动通信我国在4G领域也取得得大成果。汉网公司研制出的汉网“宽带无线IP通信系统”要用了4G技术和IP网络技术，以汉网特有的包分多址（PDM）接入技术为核心，上下行数据速率采用不对称设计，可为无线用户提供高达近2Mbps的高速无线互联网业务，同时提供高速率的文字、图像、视频、话音等不同类型数据业务。可实现手机、PDAPC之间的自由通信和组播、多点通信等扩展业务，预计2003年可投入市场使用。目前世界发送国家都正在积极进行第四代移动通信技术规格的研究制定工作，以期在全球第四代移动通信规格制定中能享有发言权。第四代移动通信设备“智能化”程度极高，移动通信面向个人、正反馈良好循环发展的特性，决定其市场潜力仍非常巨大。移动通信与互联网的结合，给移动通信与互联网的发展都将注入更大的活力。随着互联网高速发展，第四代移动通信系统将会得到更快的发展。据预测，这种以宽带、接入因特网、具有多种综合功能第四代移动通信技术在2010年将成为移动通信市场主流技术。21世纪我国移动通信还有一个巨大的发展空间同，这为我国移动通信的发展提供了前所未有的机遇，同时也带来了严峻的挑战。为此，我们有必要在大力开发第三代移动通信技术系统的同时，提前作好准备，积极参与ITU关于第四代移动通信标准建议的研究，掌握世界移动通信技术的研究动向和最新成果，加强国际合作，关注并积极进行第四代移动通信技术的研究与开发工作，把第四代移动通信的研发与建立我国移动通信产业结合起来，加快我国移动通信产业的发展，使我国的移动通信产业在国内外拥有强大的市场。