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（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 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。 功能组件包括有客