第四代移动通信

第 四 代 通 讯 技 术 学院 电子信息工程学院 专业 电子信息科学与技 术 班级 学号 姓名 齐明博 第四代移动通信 第四代移动通信 4G 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 GSM CDMA 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 4G 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 移动通信发展历程移动通信发展历程 1 1 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 1 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 CDMA 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 1 3 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 但第三代移动通信仍是基于地面 标准不的区域性通信系 统 虽然第三代移动通信可以比现有传输率快上千倍 但是未来仍 无法满足多媒体的通信需求 第四代移动通信系统的提供便是希望 能满足提供更大的频宽需求 满足第三代移动通信尚不能达到的在 覆盖 质量 造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要 2 第四代移动通信及其性能 随着 3G 在 2001 年开始于日本和韩国投入商用后 近年来 全球发展越来越快速 布建 3G 系统及启动 3G 服务的国家数目与日 遽增 不过由于用户对移动通信系统的数据传输速率要求越来越高 而 3G 系统实际所能提供的最高速率虽然号称可达 2Mbps 但目前 最高的也只有 384kbps 并不能满足用户的实际需求 因此国际电信 联盟 ITU 及各厂商们亦在开始思索 4G 系统的研究和技术标准制定 早在 1999 年 9 月 ITU 就把 3G 系统之后的标准化问题排入工作计 划中 其有关 4G 的提法是 Beyond IMT 2000 3G 并提议各会员国 于 2010 年实现 4G 的商用 但到现在 4G 也仅是一个基本框架而已 定义并不明晰 就 ITU 对 4G 的系统标准定义 主要是集 3G 与 WLAN 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 QoS 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 因此 4G 系统应当是一个全 IP 的网络 4 4G 网络系统的几个技术标准 目前 4G 系统以 LTE WiMAX 及 UMB 三大标准为主 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 Long Term Evolution 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 Ultra Mobile Broadband 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 WiMAX 及 LTE 之后 在 4G 技术标准中 主要移动 WiMAX LTE 及 UMB 这三个阵营 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 Worldwide Interoperability for Microwave Access 于 2001 年 6 月由 WiMax Forum 提出 2004 年 6 月 IEEE 802 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 WiMAX Forum 中 的网络工作群组 Network Working Group 于 2007 年 3 月底完成 1 0 0 版网络架构 Network Architecture 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 WiMAX Forum 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 Network Reference Model NRM 作为逻辑上的呈现 在 NRM 中定 义功能组件 Functional Entities 及关联点 Reference Points RP 功能 组件藉由关联点来达成交互式的沟通 功能组