移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展及展望

1、移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展及展望Mobile communication technology devel opm ent andprosp ects電子通信與物理學(xué)院專業(yè)、班級(jí)：通信14-1報(bào)告人：杜超 論文結(jié)題時(shí)間：2014.1 摘要：在過去的10年中，世界電信發(fā)生了巨大的變化，移動(dòng)通信特別是蜂窩小 區(qū)的迅速發(fā)展，使用戶徹底擺脫終端設(shè)備的束縛、實(shí)現(xiàn)完整的個(gè)人移動(dòng)性、可靠 的傳輸手段和接續(xù)方式。進(jìn)入 21世紀(jì)，移動(dòng)通信將逐漸演變成社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步 的必不可少的工具。移動(dòng)通信技術(shù)日新月異，先后經(jīng)歷了第一代、第二代移動(dòng)通 信技術(shù)的興起與淘汰，完成了第三代移動(dòng)通信技術(shù)的快速覆蓋與普及，目前正在 進(jìn)行第四代移動(dòng)

2、通信技術(shù)的嘗試與推廣，以及第五代移動(dòng)通信技術(shù)的研究與探索。 相信在越來越先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)的強(qiáng)有力支持下，以及未來移動(dòng)數(shù)據(jù)通信與多媒體 業(yè)務(wù)需求發(fā)展的需求下，第四代移動(dòng)通信技術(shù)會(huì)給人們帶來更加美好的未來。關(guān)鍵詞：移動(dòng)通信;發(fā)展歷程;發(fā)展趨勢(shì)Abstract:I n the p ast ten years, great cha nges have take n pl ace in theworld telecom, mobile com muni cati ons, esp ecially the rapid devel opment of the cell, the user comp letel

3、y get rid of the bon dage of term inal equipment, to achieve a complete personal mobility, reliabletransmissionmeans and ways. En teri ng the 21st cen tury, mobile com muni cati on will gradually evolve into the tools of social development and progress. Mobile com muni cati on tech no logy, has exp

4、erie need the rise of the first gen erati on and sec ond gen erati on of mobile com muni cati on tech no logy and elim in ated, compi eted the rapid coverage and popu larity of the third gen erati on mobile com muni cati on tech no logy, is curre ntly in the fourth gen erati on mobile com muni cati

5、on tech no logy to try and pro moti on, as well as the fifth gen erati on of mobile com muni cati on tech no logy research and expIo rati on. Believe that there are more and more adva need un der the strong support of scie nee and tech no logy, and the future devel opment of mobile data com muni cat

6、i on and multimedia bus in ess requireme nts,un der therequireme nts of the fourth gen eratio n mobile com muni cati on tech no logy will bring people a better future.Key words: Mobile com muni cati on; The devel opment course; The devel opment trend、第一代移動(dòng)通信技術(shù)二、第二代移動(dòng)通信技術(shù)三、第三代移動(dòng)通信技術(shù)四、第四代移動(dòng)通信技術(shù)1. 簡(jiǎn)介2.

7、 核心技術(shù)3. 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)4.4G 特點(diǎn)5.4G 標(biāo)準(zhǔn)目錄摘要關(guān)鍵詞五、未來展望第五代移動(dòng)通信技術(shù)161. 發(fā)展現(xiàn)狀162. 最新研究成果17六、結(jié)束語(yǔ)19參考文獻(xiàn)、第一代移動(dòng)通信技術(shù)第一代移動(dòng)通信技術(shù)（1G）是指最初的模擬、僅限語(yǔ)音的蜂窩電 話標(biāo)準(zhǔn)，制定于上世紀(jì)80年代。Nordic移動(dòng)電話（NMT）就是這樣 一種標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用于 Nordic 國(guó)家、東歐以及俄羅斯。其它還包括美國(guó) 的高級(jí)移動(dòng)電話系統(tǒng)（AMPS）,英國(guó)的總訪問通信系統(tǒng)（TACS以及 日本的JTAGS西德的C-Netz,法國(guó)的Radiocom 2000和意大利的RTMI。模擬蜂窩服務(wù)在許多地方正被逐步淘汰。第一代移動(dòng)通信主要采用的是

8、模擬技術(shù)和頻分多址 （FDMA技術(shù)。由于受到傳輸帶寬的限制, 不能進(jìn)行移動(dòng)通信的長(zhǎng)途漫游, 只能是 種區(qū)域性的移動(dòng)通信系統(tǒng)。 第一代移動(dòng)通信有多種制式, 我國(guó)主要采 用的是TACS第一代移動(dòng)通信有很多不足之處，如容量有限、制式 太多、互不兼容、保密性差、通話質(zhì)量不高、不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和不 能提供自動(dòng)漫游等。二、第二代移動(dòng)通信技術(shù)第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)（2G）起源于90年代初期。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié) 會(huì)在1996年提出了 GSMPhase2+目的在于擴(kuò)展和改進(jìn) GSMPhase1及Phase2中原定的業(yè)務(wù)和性能。它主要包括CMAEL客戶化應(yīng)用移動(dòng) 網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)邏輯），S0（支持最佳路由）、立即計(jì)費(fèi)，GSM90

9、0/1800雙頻 段工作等內(nèi)容，也包含了與全速率完全兼容的增強(qiáng)型話音編解碼技術(shù)，使得話音質(zhì)量得到了質(zhì)的改進(jìn)；半速率編解碼器可使GSM系統(tǒng)的容量提近一倍。在GSMPhase2階段中，采用更密集的頻率復(fù)用、多復(fù) 用、多重復(fù)用結(jié)構(gòu)技術(shù)，引入智能天線技術(shù)、雙頻段等技術(shù)，有效地 克服了隨著業(yè)務(wù)量劇增所引發(fā)的 GSM 系統(tǒng)容量不足的缺陷；自適應(yīng) 語(yǔ)音編碼（AMR）技術(shù)的應(yīng)用，極大提高了系統(tǒng)通話質(zhì)量；GPRsZEDGE 技術(shù)的引入，使GSM與計(jì)算機(jī)通信/ In ternet有機(jī)相結(jié)合，數(shù)據(jù)傳送速率可達(dá)115/384kbit/s,從而使GSM功能得到不斷增強(qiáng)，初步具 備了支持多媒體業(yè)務(wù)的能力。盡管 2G技術(shù)在

10、發(fā)展中不斷得到完善,但隨著用戶規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大， 頻率資源己接近枯竭， 語(yǔ)音 質(zhì)量不能達(dá)到用戶滿意的標(biāo)準(zhǔn), 數(shù)據(jù)通信速率太低, 無法在真正意義 上滿足移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的需求。三、第三代移動(dòng)通信技術(shù)第三代移動(dòng)通信技術(shù)（3G）,是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通 訊技術(shù)。3G服務(wù)能夠同時(shí)傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps 以上。 3G 是指將無線通信與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代 移動(dòng)通信系統(tǒng),目前 3G 存在 3 種標(biāo)準(zhǔn)： CDMA2000、 WCDMA、TD-SCDMA。3G下行速度峰值理論可達(dá) 3.6Mbit/s （一說2.8Mbit/s）,上行速 度峰值也可達(dá)384kbi

11、t/s。不可能像網(wǎng)上說的每秒 2G,當(dāng)然，下載一部電影也不可能瞬間完成。中國(guó)國(guó)內(nèi)支持國(guó)際電聯(lián)確定三個(gè)無線接口標(biāo)準(zhǔn)， 分別是中國(guó)電信 的CDMA2000,中國(guó)聯(lián)通的 WCDMA,中國(guó)移動(dòng)的 TD-SCDMA GSM設(shè)備采用的是時(shí)分多址，而CDMA使用碼分?jǐn)U頻技術(shù)，先進(jìn)功率和話 音激活至少可提供大于3倍GSM網(wǎng)絡(luò)容量，業(yè)界將CDMA技術(shù)作為3G 的主流技術(shù)，國(guó)際電聯(lián)確定三個(gè)無線接口標(biāo)準(zhǔn)，分別是美國(guó)CDMA2000,歐洲 WCDMA,中國(guó)TD-SCDMA原中國(guó)聯(lián)通的 CDMA賣給中國(guó)電信，中國(guó)電信已經(jīng)將CDMA升級(jí)到3G網(wǎng)絡(luò)，3G主要特征 是可提供移動(dòng)寬帶多媒體業(yè)務(wù)。已有538個(gè)WCDMA運(yùn)營(yíng)商在2

12、46個(gè)國(guó)家和地區(qū)開通了 WCDMA網(wǎng)絡(luò)，3G商用市場(chǎng)份額超過80%,而WCDMA向下兼容的GSM網(wǎng)絡(luò) 已覆蓋184個(gè)國(guó)家，遍布全球，WCDMA用戶數(shù)已超過6億。四、第四代移動(dòng)通信技術(shù)1、簡(jiǎn)介第四代移動(dòng)通信技術(shù)（4G）該技術(shù)包括TD-LTE和FDD-LTE兩種 制式（嚴(yán)格意義上來講，LTE只是3.9G，盡管被宣傳為4G無線標(biāo)準(zhǔn), 但它其實(shí)并未被3GPP認(rèn)可為國(guó)際電信聯(lián)盟所描述的下一代無線通訊 標(biāo)準(zhǔn)IMT-Advaneed,因此在嚴(yán)格意義上其還未達(dá)到 4G的標(biāo)準(zhǔn)。只有升級(jí)版的LTE Advancec才滿足國(guó)際電信聯(lián)盟對(duì)4G的要求）。4G是集 3G 與 WLAN 于一體,并能夠快速傳輸數(shù)據(jù)、高質(zhì)量、

13、音頻、視頻和 圖像等。4G能夠以100Mbps以上的速度下載，比目前的家用寬帶ADSL4 兆）快 25 倍,并能夠滿足幾乎所有用戶對(duì)于無線服務(wù)的要求。此外，4G可以在DSL和有線電視調(diào)制解調(diào)器沒有覆蓋的地方部署, 然后再擴(kuò)展到整個(gè)地區(qū)。很明顯，4G有著不可比擬的優(yōu)越性。2、核心技術(shù)2.1 接入方式和多址方案正交頻分復(fù)用） 是一種無線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù)， 其主要思想就是在頻域內(nèi)將給定信道分成許多正交子信道, 在每個(gè)子信道上使 用一個(gè)子載波進(jìn)行調(diào)制， 各子載波并行傳輸。 盡管總的信道是非平坦 的，即具有頻率選擇性，但是每個(gè)子信道是相對(duì)平坦的，在每個(gè)子信道上進(jìn)行的是窄帶傳輸，信號(hào)帶寬小于信道的相應(yīng)

14、帶寬。OFDM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可以消除或減小信號(hào)波形間的干擾, 對(duì)多徑衰落和多普勒頻 移不敏感，提高了頻譜利用率， 可實(shí)現(xiàn)低成本的單波段接收機(jī)。 OFDM的主要缺點(diǎn)是功率效率不高。2.2 調(diào)制與編碼技術(shù)4G 移動(dòng)通信系統(tǒng)采用新的調(diào)制技術(shù)，如多載波正交頻分復(fù)用調(diào)制技術(shù)以及單載波自適應(yīng)均衡技術(shù)等調(diào)制方式, 以保證頻譜利用率和 延長(zhǎng)用戶終端電池的壽命。 4G 移動(dòng)通信系統(tǒng)采用更高級(jí)的信道編碼 方案（如Turbo碼、級(jí)連碼和LDPC等）、自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求（ARQ技術(shù)和分 集接收技術(shù)等，從而在低 Eb/N0 條件下保證系統(tǒng)足夠的性能。2.3 高性能的接收機(jī)4G 移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)接收機(jī)提出了很高的要求。 Shann

15、on 定理給 出了在帶寬為 BW 的信道中實(shí)現(xiàn)容量為 C 的可靠傳輸所需要的最小SNR按照Shannon定理，可以計(jì)算出，對(duì)于3G系統(tǒng)如果信道帶寬為5MHz,數(shù)據(jù)速率為2Mb/s，所需的SNR為l.2dB；而對(duì)于4G系統(tǒng), 要在5MHz的帶寬上傳輸20Mb/s的數(shù)據(jù)，則所需要的SNR為12dB?？梢妼?duì)于4G系統(tǒng)，由于速率很高，對(duì)接收機(jī)的性能要求也要高得多。2.4 智能天線技術(shù)智能天線具有抑制信號(hào)干擾、 自動(dòng)跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能 功能，被認(rèn)為是未來移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)。 智能天線應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處 理技術(shù)，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對(duì)準(zhǔn)用戶信號(hào)到達(dá)方向， 旁瓣或零陷對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)到達(dá)方向, 達(dá)

16、到充分利用移動(dòng)用戶信號(hào)并消 除或抑制干擾信號(hào)的目的。 這種技術(shù)既能改善信號(hào)質(zhì)量又能增加傳輸 容量。2.5MI MO 技術(shù)多輸入多輸出） 技術(shù)是指利用多發(fā)射、 多接收天線進(jìn)行空間分集的技術(shù)， 它采用的是分立式多天線， 能夠有效的將通信鏈路分解成為許多并行的子信道，從而大大提高容量。信息論已經(jīng)證明，當(dāng)不同的接收天線和不同的發(fā)射天線之間互不相關(guān)時(shí)，MIM O系統(tǒng)能夠很好地提高系統(tǒng)的抗衰落和噪聲性能，從而獲得巨大的容量。例如：當(dāng)接 收天線和發(fā)送天線數(shù)目都為8根，且平均信噪比為20dB時(shí)，鏈路容 量可以高達(dá)42bps/Hz,這是單天線系統(tǒng)所能達(dá)到容量的 40多倍。因此，在功率帶寬受限的無線信道中，MIM

17、O技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率、提高系統(tǒng)容量、 提高傳輸質(zhì)量的空間分集技術(shù)。 在無線頻譜資源相對(duì)匱乏的今天，MIMO系統(tǒng)已經(jīng)體現(xiàn)出其優(yōu)越性，也會(huì)在 4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中繼續(xù)應(yīng)用。2.6 軟件無線電技術(shù)軟件無線電是將標(biāo)準(zhǔn)化、 模塊化的硬件功能單元經(jīng)過一個(gè)通用硬件平臺(tái)，利用軟件加載方式來實(shí)現(xiàn)各種類型的無線電通信系統(tǒng)的一種 具有開放式結(jié)構(gòu)的新技術(shù)。 軟件無線電的核心思想是在盡可能靠近天 線的地方使用寬帶A/D和D/A變換器，并盡可能多地用軟件來定義無 線功能，各種功能和信號(hào)處理都盡可能用軟件實(shí)現(xiàn)。 其軟件系統(tǒng)包括 各類無線信令規(guī)則與處理軟件、信號(hào)流變換軟件、信源編碼軟件、信 道糾錯(cuò)編碼軟件、 調(diào)制解調(diào)算法軟件

18、等。 軟件無線電使得系統(tǒng)具有靈 活性和適應(yīng)性， 能夠適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)和空中接口。 軟件無線電技術(shù)能 支持采用不同空中接口的多模式手機(jī)和基站， 能實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用的可變QoS。2.7 基于 IP 的核心網(wǎng)移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心網(wǎng)是一個(gè)基于全 IP 的網(wǎng)絡(luò)，同已有的移動(dòng) 網(wǎng)絡(luò)相比具有根本性的優(yōu)點(diǎn)，即：可以實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的無縫互聯(lián)。核心網(wǎng)獨(dú)立于各種具體的無線接入方案，能提供端到端的 IP 業(yè)務(wù)， 能同已有的核心網(wǎng)和P STN兼容。核心網(wǎng)具有開放的結(jié)構(gòu)，能允許各種空中接口接入核心網(wǎng)；同時(shí)核心網(wǎng)能把業(yè)務(wù)、控制和傳輸?shù)确珠_。采用 IP 后，所采用的無線接入方式和協(xié)議與核心網(wǎng)絡(luò) (CN )協(xié)議、鏈路層是分離獨(dú)立的。

19、IP 與多種無線接入?yún)f(xié)議相兼容，因此在設(shè)計(jì)核 心網(wǎng)絡(luò)時(shí)具有很大的靈活性， 不需要考慮無線接入究竟采用何種方式 和協(xié)議。2.8 多用戶檢測(cè)技術(shù)多用戶檢測(cè)是寬帶通信系統(tǒng)中抗干擾的關(guān)鍵技術(shù)。 在實(shí)際的 CDMA通信系統(tǒng)中， 各個(gè)用戶信號(hào)之間存在一定的相關(guān)性， 這就是多址干擾存在的根源。 由個(gè)別用戶產(chǎn)生的多址干擾固然很小， 可是隨著用戶數(shù) 的增加或信號(hào)功率的增大，多址干擾就成為寬帶 CDMA通信系統(tǒng)的一個(gè)主要干擾。傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)完全按照經(jīng)典直接序列擴(kuò)頻理論對(duì)每個(gè) 用戶的信號(hào)分別進(jìn)行擴(kuò)頻碼匹配處理， 因而抗多址干擾能力較差； 多 用戶檢測(cè)技術(shù)在傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上， 充分利用造成多址干擾的所 有用戶信號(hào)

20、信息對(duì)單個(gè)用戶的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)， 從而具有優(yōu)良的抗干擾 性能，解決了遠(yuǎn)近效應(yīng)問題，降低了系統(tǒng)對(duì)功率控制精度的要求，因 此可以更加有效地利用鏈路頻譜資源， 顯著提高系統(tǒng)容量。 隨著多用 戶檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展， 各種高性能又不是特別復(fù)雜的多用戶檢測(cè)器 算法不斷提出，在4G實(shí)際系統(tǒng)中采用多用戶檢測(cè)技術(shù)將是切實(shí)可行 的。3、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)4G 移動(dòng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為三層：物理網(wǎng)絡(luò)層、中間環(huán)境層、應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò)層。物理網(wǎng)絡(luò)層提供接入和路由選擇功能， 它們由無線和核心網(wǎng) 的結(jié)合格式完成。中間環(huán)境層的功能有QoS映射、地址變換和完全性 管理等。物理網(wǎng)絡(luò)層與中間環(huán)境層及其應(yīng)用環(huán)境之間的接口是開放的， 它使發(fā) 展和提供新的

21、應(yīng)用及服務(wù)變得更為容易， 提供無縫高數(shù)據(jù)率的無線服 務(wù)，并運(yùn)行于多個(gè)頻帶。4、4G特點(diǎn)4.1 通信速度快由于人們研究4G通信的最初目的就是提高蜂窩電話和其他移動(dòng)裝置 無線訪問In ternet的速率，因此4G通信給人印象最深刻的特征莫過于它具有更快的無線通信速度。從移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率作比較， 第一代模擬式僅提供語(yǔ)音服務(wù)；第二代數(shù)位式移動(dòng)通信系統(tǒng)傳輸速率也只有9.6Kbps ，最高可達(dá)- 24 -32Kbps,如PHS第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到2Mbps而第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)傳輸速率可達(dá)到20Mbps甚至最高可以達(dá)到高達(dá)100Mbps這種速度會(huì)相當(dāng)于2009年最新手機(jī)的傳輸速度的1

22、 萬(wàn)倍左右,第三代手機(jī)傳輸速度的 50倍。4.2 網(wǎng)絡(luò)頻譜寬要想使4G通信達(dá)到100Mbps的傳輸，通信營(yíng)運(yùn)商必須在3G通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行大幅度的改造和研究，以便使4G網(wǎng)絡(luò)在通信帶寬上比3G網(wǎng)絡(luò)的蜂窩系統(tǒng)的帶寬高出許多。據(jù)研究 4G通信的AT&T的執(zhí)行官們說，估計(jì)每個(gè) 4G信道會(huì)占有100MHz的頻譜，相當(dāng)于W-CDMA3網(wǎng)絡(luò)的 20 倍。4.3 智能性能高第四代移動(dòng)通信的智能性更高，不僅表現(xiàn)于 4G通信的終端設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作具有智能化， 例如對(duì)菜單和滾動(dòng)操作的依賴程度會(huì)大大降低，更重要的4G手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)許多難以想象的功能。例如 4G 手機(jī)能根據(jù)環(huán)境、時(shí)間以及其他設(shè)定的因素來適時(shí)地

23、提醒手機(jī)的主人此時(shí)該做什么事，或者不該做什么事， 4G 手機(jī)可以把電影院票房資料，直接下載到PDA之上，這些資料能夠把售票情況、座位情況顯示得清清楚楚， 大家可以根據(jù)這些信息來進(jìn)行在線購(gòu)買自 己滿意的電影票；4G手機(jī)可以被看作是一臺(tái)手提電視，用來看體育 比賽之類的各種現(xiàn)場(chǎng)直播。LGG3支持雙卡，支持2014年的主流4G 并內(nèi)置可拆卸式 3000 毫安時(shí)電池。4.4 兼容性好要使4G通信盡快地被人們接受，不但考慮的它的功能強(qiáng)大外, 還應(yīng)該考慮到現(xiàn)有通信的基礎(chǔ)， 以便讓更多的現(xiàn)有通信用戶在投資最 少的情況下就能很輕易地過渡到 4G通信。因此，從這個(gè)角度來看， 未來的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備全 球

24、漫游，接口開放，能跟多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，終端多樣化以及能從第二代 平穩(wěn)過渡等特點(diǎn)。4.5 頻率效率高相比第三代移動(dòng)通信技術(shù)來說， 第四代移動(dòng)通信技術(shù)在開發(fā)研制 過程中使用和引入許多功能強(qiáng)大的突破性技術(shù)， 例如一些光纖通信產(chǎn) 品公司為了進(jìn)一步提高無線因特網(wǎng)的主干帶寬寬度， 引入了交換層級(jí) 技術(shù)，這種技術(shù)能同時(shí)涵蓋不同類型的通信接口， 也就是說第四代主 要是運(yùn)用路由技術(shù) (Routing) 為主的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。由于利用了幾項(xiàng)不同的技術(shù)， 所以無線頻率的使用比第二代和第 三代系統(tǒng)有效得多。5、4G標(biāo)準(zhǔn)5.1 LTELTE (Long Term Evolution，長(zhǎng)期演進(jìn))項(xiàng)目是3G的演進(jìn)，它改進(jìn)并增強(qiáng)了 3

25、G的空中接入技術(shù)，采用 OFD帥MIMO乍為其無線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)4G牌照發(fā)布的規(guī)定，國(guó)內(nèi)三家運(yùn)營(yíng)商中國(guó)移動(dòng)、 中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通，都拿到了 TD-LTE制式的4G牌照。主要特點(diǎn)是在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行 50Mbit/s的峰值速率，相對(duì)于3G網(wǎng)絡(luò)大大的提高了小區(qū)的容量，同時(shí)將網(wǎng)絡(luò)延遲大大降低：內(nèi)部單向傳輸時(shí)延低于 5ms控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時(shí)間低于50ms從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時(shí)間小于100ms并且這一標(biāo)準(zhǔn)也是 3GPP長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE）項(xiàng)目,是近兩年來3GPP啟動(dòng)的最大的新技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目，其演進(jìn)的歷史如下:GSM->GPRS-&

26、gt;EDGE->WCDMA->HSDPA/HSUPA->HSDPA+/HSUPA+->FDD-LTE長(zhǎng)期演進(jìn)GSM : 9K ->GPRS:42K-> EDGE:172K ->WCDMA:364k ->HSDPA/HSUPA:14.4M ->HSDPA+/HSUPA+:42M ->FDD-LTE:300M由于 WCDM網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)版HSPA和HSPA均能夠演化到FDD-LTE這一狀態(tài)，所以這一 4G標(biāo)準(zhǔn)獲得了最大的支持，也將是未來4G標(biāo)準(zhǔn)的主流。TD-LTE與TD-SCDM實(shí)際上沒有關(guān)系不能直接向 TD-LTE演進(jìn)。該網(wǎng)絡(luò)提供媲美固定

27、寬帶的網(wǎng)速和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的切換速度， 網(wǎng)絡(luò)瀏覽速 度大大提升。5.2 LTE-AdvancedLTE-Advaneed:從字面上看，LTE-Advaneed就是LTE技術(shù)的升級(jí)版，那么為何兩種標(biāo)準(zhǔn)都能夠成為 4G標(biāo)準(zhǔn)呢？ LTE-Advaneed的正式名稱為 Further Advaneements for E-UTRA ，它滿足 ITU-R 的IMT-Advaneed技術(shù)征集的需求，是 3GPP形成歐洲IMT-Advaneed技術(shù)提案的一個(gè)重要來源。LTE-Advaneed是一個(gè)后向兼容的技術(shù)，完 全兼容LTE,是演進(jìn)而不是革命，相當(dāng)于HSPA和WCDM這樣的關(guān)系。LTE-Adva need的相

28、關(guān)特性如下:帶寬： 100MHz峰值速率：下行1Gbps上行500Mbps峰值頻譜效率：下行 30b ps/Hz,上行15b ps/Hz針對(duì)室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化有效支持新頻段和大帶寬應(yīng)用峰值速率大幅提高,頻譜效率有限的改進(jìn)如果嚴(yán)格的講, LTE 作為 3.9G 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù), 那么LTE-Advaneed作為4G標(biāo)準(zhǔn)更加確切一些。LTE-Advaneed的入圍，包含TDD和FDD兩種制式，其中TD-SCDM將能夠進(jìn)化到TDD制式，而WCDM網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)化到FDD制式。移動(dòng)主導(dǎo)的TD-SCDM網(wǎng)絡(luò)期望能夠直接繞過HSPA網(wǎng)絡(luò)而直接進(jìn)入到LTEo5.3WiMaxWiMax： WiMax (Worldw

29、ide Interoperability for MierowaveAeeess），即全球微波互聯(lián)接入，WiMAX勺另一個(gè)名字是IEEE 802.16。WiMAX勺技術(shù)起點(diǎn)較高，WiMax所能提供的最高接入速度是 70M這個(gè)速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍。對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)來說，這的確是一個(gè)驚人的進(jìn)步。WiMAX逐步實(shí)現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)的移動(dòng)化，而3G則實(shí)現(xiàn)移動(dòng)業(yè)務(wù)的寬帶化，兩種網(wǎng)絡(luò)的融合程度會(huì)越來越高，這也是未來移動(dòng)世界和固定網(wǎng)絡(luò)的融合趨勢(shì)。802.16工作的頻段采用的是無需授權(quán)頻段，范圍在2GHz至 66GHz之間，而802.16a則是一種采用2G至11GHz無需授權(quán)頻段的寬帶無 線接入系統(tǒng)，其頻道

30、帶寬可根據(jù)需求在1.5M至20MHZ范圍進(jìn)行調(diào)整, 具有更好高速移動(dòng)下無縫切換的 IEEE 802.16m 的技術(shù)正在研發(fā)。因此，802.16所使用的頻譜可能比其它任何無線技術(shù)更豐富，WiMax具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1) 對(duì)于已知的干擾，窄的信道帶寬有利于避開干擾，而且有利 于節(jié)省頻譜資源。(2) 靈活的帶寬調(diào)整能力，有利于運(yùn)營(yíng)商或用戶協(xié)調(diào)頻譜資源。(3) WiMax所能實(shí)現(xiàn)的50公里的無線信號(hào)傳輸距離是無線局域網(wǎng)所不能比擬的，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積是3G發(fā)射塔的10倍，只要少數(shù)基站建 設(shè)就能實(shí)現(xiàn)全城覆蓋，能夠使無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積大大提升。不過WiMax網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積和網(wǎng)絡(luò)的帶寬上優(yōu)勢(shì)巨大，但是 其移動(dòng)性

31、卻有著先天的缺陷，無法滿足高速(三50km/h)下的網(wǎng)絡(luò)的無 縫鏈接，從這個(gè)意義上講， WiMax還無法達(dá)到3G網(wǎng)絡(luò)的水平，嚴(yán)格地說并不能算作移動(dòng)通信技術(shù)，而僅僅是無線局域網(wǎng)的技術(shù)。但是 WiMax的希望在于IEEE 802.11m技術(shù)上，將能夠有效的解決這些問題，也正是因?yàn)橛兄袊?guó)移動(dòng)、英特爾、 Sprint 各大廠商的 積極參與，WiMax成為呼聲僅次于LTE的4G網(wǎng)絡(luò)手機(jī)。關(guān)于IEEE802.16m這一技術(shù)，我們將留在最后作詳細(xì)的闡述。Wimax當(dāng)前全球使用用戶大約 800萬(wàn)，其中60%在美國(guó)。Wimax其實(shí)是最早的4G通信標(biāo)準(zhǔn)，大約出現(xiàn)于2000年。5.4Wireless MANWire

32、lessMAN-Advanced： WirelessMAN- Advanced 事實(shí)上就是WiMaX的升級(jí)版，即IEEE 802.16m標(biāo)準(zhǔn)，802.16系列標(biāo)準(zhǔn)在IEEE正式稱為 WirelessMAN，而 WirelessMAN-Advaneed 即為 IEEE 802.16m。其中，802.16m最高可以提供1Gbps無線傳輸速率，還將兼容未來的4G無線網(wǎng)絡(luò)。802.16m可在“漫游”模式或高效率/強(qiáng)信號(hào)模式下提供1Gbps的下行速率。該標(biāo)準(zhǔn)還支持“高移動(dòng)”模式，能夠提供1Gb ps速率。WirelessMAN-Advaneed 有 5 種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)規(guī)格，其中極低速率為16kbps,低數(shù)率

33、數(shù)據(jù)及低速多媒體為144kbps，中速多媒 體為2Mbps高速多媒體為30Mbps超高速多媒體則達(dá)到了 30Mbps-1Gbps但是該標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)被率先被軍方所采用，IEEE方面表示軍方 的介入將能夠促使 WirelessMAN-Advaneed 更快的成熟和完善，而且軍方的今天就是民用的明天。不論怎樣， WirelessMAN- Advanced 得到ITU的認(rèn)可并成為4G標(biāo)準(zhǔn)的可能性極大。5.5 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)2012年 1 月18日下午 5時(shí)，國(guó)際電信聯(lián)盟在2012 年無線電通信 全 會(huì) 全 體 會(huì) 議 上 ， 正 式 審 議 通 過 將LTE-Advaneed 和WirelessMAN-Adv

34、anced(802.16m)技術(shù)規(guī)范確立為IMT-Adva nced(俗稱“ 4G'）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)主導(dǎo)制定的TD-LTE-Adva need和FDD-LTE-Advanee同時(shí)并列成為4G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。4G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)工作歷時(shí)三年。從 2009年初開始，ITU在全世界范圍內(nèi)征集IMT-Advaneed候選技術(shù)。2009年10月，ITU共計(jì)征集到了 六個(gè)候選技術(shù)，分別來自北美標(biāo)準(zhǔn)化組織IEEE的802.16m日本3GPP 的 FDD-LTE-Advanee韓國(guó)(基于 802.16m)和中國(guó)(TD-LTE-Advaneed)、歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織 3GPP(FDD-LTE-Advanee、。4G國(guó)際標(biāo)

35、準(zhǔn)公布有兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)分別是 LTE-Advanee和IEEE, 一類 是LTE-Advanee的FDD部分和中國(guó)提交的 TD-LTE-Advaneed的TDD部分，總基于3GPP的LTE-Advanee。另外一類是基于IEEE 802.16m的技術(shù)。ITU 在收到候選技術(shù)以后，組織世界各國(guó)和國(guó)際組織進(jìn)行了技術(shù) 評(píng)估。在2010年10月份，在中國(guó)重慶，ITU-R下屬的WP5DC作組 最終確定了 IMT-Advaneed 的兩大關(guān)鍵技術(shù)，即 LTE-Advaneed 和802.16m。中國(guó)提交的候選技術(shù)作為 LTE-Advaneed的一個(gè)組成部分,也包含在其中。在確定了關(guān)鍵技術(shù)以后， WP5工作組繼續(xù)

36、完成了電聯(lián)建議的編寫工作，以及各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織的確認(rèn)工作。此后WP5各文件提交上一級(jí)機(jī)構(gòu)審核，SG5審核通過以后，再提交給全會(huì)討論通 過。在此次會(huì)議上，TD-LTE正式被確定為4G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，也標(biāo)志著中國(guó)在移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)制定領(lǐng)域再次走到了世界前列，為TD-LTE產(chǎn)業(yè)的后續(xù)發(fā)展及國(guó)際化提供了重要基礎(chǔ)。日本軟銀、沙特阿拉伯 STC、 mobily 、巴西 sky Brazil 、波蘭Aero2等眾多國(guó)際運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開始商用或者預(yù)商用TD-LTE網(wǎng)絡(luò)。印度 Augere 預(yù)計(jì) 2012年 2月開始預(yù)商用。審議通過后，將有利于 TD-LTE技術(shù)進(jìn)一步在全球推廣。 同時(shí)，國(guó)際主流的電信設(shè)備制造商基本全部 支持T

37、D-LTE而在芯片領(lǐng)域，TD-LTE已吸引17家廠商加入，其中不 乏高通等國(guó)際芯片市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者。5.6 速率對(duì)比無 線 蜂 窩 技 術(shù) ： CDMA20001x/EVDo;GSM EDGE;TD-SCDMAHSPA;WCDMA HSPA;TD-LTE;FDD-LTE4G網(wǎng)絡(luò)的下行速率能達(dá)到 100Mbps- 150Mbps比3G快快20倍30倍，上傳的速度也能達(dá)到 20MbP40Mbps這種速率能滿足幾乎所有用戶對(duì)于無線服務(wù)的要求。有人曾這樣比較3G和4G的網(wǎng)速，3G的網(wǎng)速相當(dāng)于“高速公路”，4G的網(wǎng)速相當(dāng)于“磁懸浮”。多模多頻芯片支持LTE/3G多模多頻是LTE終端的明確發(fā)展方向，也是國(guó)內(nèi)運(yùn)

38、營(yíng)商的發(fā)展思路。目前國(guó)內(nèi)某些運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)公開表示將建設(shè) TDD/FDD融合組網(wǎng)， 這對(duì)多模多頻也提出了很高要求。 14 中國(guó)移動(dòng)也多 次強(qiáng)調(diào)，TDD/FDD混合組網(wǎng)、支持5模10頻、5模12頻及Band 41是中國(guó)移動(dòng)發(fā)展LTE智能終端的重點(diǎn)。15關(guān)于多模多頻，業(yè)界普遍認(rèn)為頻段不統(tǒng)一是當(dāng)今全球 LTE終端設(shè)計(jì)的最大障礙一一當(dāng)前，全球 2G 3G和4G LTE網(wǎng)絡(luò)頻段的多樣性對(duì)移動(dòng)終端開發(fā)構(gòu)成了挑戰(zhàn)。全球2G和3G技術(shù)各采用4到5個(gè)不同 的頻段，加上4GLTE,網(wǎng)絡(luò)頻段的總量將近40個(gè)。要支持多模多頻, 首先就需要終端集成能同時(shí)支持多種制式和頻段的芯片。5.7 芯片標(biāo)準(zhǔn)從 4G 芯片的發(fā)展來看，

39、4G 芯片應(yīng)該具備高度集成、多模多頻、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)與多媒體處理能力。全球4G手機(jī)大多數(shù)采用高通的芯片。博通、 Marvell 、英特爾、聯(lián)發(fā)科、聯(lián)芯科技、創(chuàng)毅視訊、展迅、海 思等芯片廠商也有4G基帶芯片產(chǎn)品推出，主要運(yùn)用于 MIFI、CPE等數(shù)據(jù)終端中。在2013年8月初最新公布的中國(guó)移動(dòng)2013年度TD-LTE終端采 購(gòu)的芯片使用上，采用高通芯片的比例超過 60%，甚至有的預(yù)期稱可能會(huì)占到中國(guó)移動(dòng)2013年所有采購(gòu)的4G終端產(chǎn)品的70注右。高通的LTE芯片強(qiáng)調(diào)高集成度和多模多頻支持，高通所有LTE芯 片組均同時(shí)支持 LTETDDn LTE FDD而在LTE/3G多模方面，以第三代調(diào)制解調(diào)器 G

40、obi MDM9X25為例，支持LTERellO HSPA+ Rel10 1x/DO TD-SCDMAGSM/EDGE此外強(qiáng)調(diào)“高集成”和“單芯片”的驍龍800系列處理器也集成了 Gobi 9x25調(diào)制解調(diào)方案。而目前有超過 150 款采用高通第三代調(diào)制解調(diào)方案的智能終端正在研發(fā)中。外，2013年年初推出的RF360前端解決方案還首次實(shí)現(xiàn)單個(gè)終端支 持所有 LTE 制式和頻段的設(shè)計(jì)，支持七種網(wǎng)絡(luò)制式 (FDD、 TD-LTE、WCDMAEV-DO CDMA1X TD-SCDM和 GSM/EDGE)五、未來展望第五代移動(dòng)通信技術(shù)1. 發(fā)展現(xiàn)狀第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G）。也是4G之后的延伸，目前正

41、在研 究中。目前還沒有任何電信公司或標(biāo)準(zhǔn)訂定組織（像 3GPR WiMAX論壇及ITU-R）的公開規(guī)格或官方文件有提到 5G第五代移動(dòng)通信技術(shù)， 2014 年還沒有一個(gè)具體標(biāo)準(zhǔn)。不過在有 消息報(bào)道韓國(guó)成功研發(fā)第五代移動(dòng)通信技術(shù)， 手機(jī)在利用該技術(shù)后無 線下載速度可以達(dá)到每秒10G這一新的通信技術(shù)名為“流浪本地?zé)o 線接入”（外語(yǔ)：NOmadic Local Area wireless access、外語(yǔ)縮寫： NOLA） 。而作為全球最大的電信設(shè)備商華為日前已正式宣布， 其目前已經(jīng) 在包括加拿大、英國(guó)等地為5G投入200多位研發(fā)人員，并將在未來5 年內(nèi)為此繼續(xù)投資 6 億美元。2. 最新研究進(jìn)展

42、 2.1 三星三星電子計(jì)劃以 2020年實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的商用化為目標(biāo)，全面研發(fā) 5G 移動(dòng)通信核心技術(shù)。隨著三星電子研發(fā)出這一技術(shù)，世界各國(guó)的 第五代移動(dòng)通信技術(shù)的研究將更加活躍， 其國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)和商用化 也將提速。據(jù)悉，韓國(guó)電子通信研究院的專家稱，NoLA可作為鋪設(shè)5G網(wǎng)絡(luò) 的基礎(chǔ)技術(shù)。使用NoLA技術(shù)下載一部DVD格式標(biāo)準(zhǔn)電影只需要幾秒 時(shí)間。目前世界上最快的無線通訊技術(shù)是由三星公司研發(fā)的， 使用三 星的這一技術(shù)可實(shí)現(xiàn)每秒1G的下載速度。韓國(guó)電子通信研究院院長(zhǎng) 稱：“我們一直在同其他國(guó)家爭(zhēng)奪第一個(gè) 4G標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在我們成功研發(fā)出了無線傳輸速度達(dá)3.7G每秒的技術(shù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了我們的對(duì)手?！?韓國(guó)電子通信研究院代表稱， 2013年他們投入 1960萬(wàn)美元開始研發(fā)這一技術(shù)，通過同三星，LG等大公司的合作成功研發(fā)出了 NoLA技術(shù)。第四代技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確立后，NoLA有望用于家庭網(wǎng)絡(luò)以及其他移動(dòng)通信 終端。據(jù)權(quán)威研究及分析機(jī)構(gòu) Gartner 預(yù)計(jì)，全球家庭網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)以每年16%勺