移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)

1、移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)侯永宏 最早的無線通信最早的無線通信 1895年，馬可尼年，馬可尼(G. M. Marconi) 成功地進(jìn)行了約成功地進(jìn)行了約3公里的無公里的無線電通信；線電通信； 1901年，他在英格蘭和紐芬蘭之間進(jìn)行了橫跨年，他在英格蘭和紐芬蘭之間進(jìn)行了橫跨大西洋的莫爾斯電報(bào)碼發(fā)射和接收試驗(yàn)，通信距離超過大西洋的莫爾斯電報(bào)碼發(fā)射和接收試驗(yàn)，通信距離超過3000公里；馬可尼的貢獻(xiàn)貫穿在無線電、電視、移動(dòng)電話、公里；馬可尼的貢獻(xiàn)貫穿在無線電、電視、移動(dòng)電話、衛(wèi)星通信等廣泛領(lǐng)域。衛(wèi)星通信等廣泛領(lǐng)域。1909年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。之前，通信靠吼。不受束縛地自由通話只是一個(gè)傳說

2、、夢想、神話通信技術(shù)的發(fā)展歷史就是：一系列顛覆生活常識的創(chuàng)新過程早期的點(diǎn)對點(diǎn)通信設(shè)備1940年，加爾文制造公司工程師研發(fā)推出手提式調(diào)幅(AM)無線對講機(jī)“SCR536”，這款軍用對講機(jī)在二戰(zhàn)時(shí)成為前沿陣地的標(biāo)志。1943年，加爾文制造公司設(shè)計(jì)出全球首個(gè)背負(fù)式調(diào)頻步話機(jī)SCR300，這款對講機(jī)重35英鎊(約16公斤)，通話范圍約10-20英里(16-32公里)，供美國陸軍通訊兵使用。大區(qū)制移動(dòng)電話系統(tǒng)大區(qū)制：在一個(gè)服務(wù)區(qū)域內(nèi)只有一個(gè)或幾個(gè)基站(BS)?；咀饔茫贺?fù)責(zé)移動(dòng)通信的聯(lián)絡(luò)和控制特點(diǎn)：天線架設(shè)得高；發(fā)射機(jī)輸出功率 大（200W)；服務(wù)區(qū)內(nèi)所有頻道都不能重復(fù)；覆蓋半徑大約為30km至50km

3、。優(yōu)點(diǎn)：組成簡單，投資少，見效快。缺點(diǎn)：服務(wù)區(qū)內(nèi)的所有頻道（一個(gè)頻道包含收、發(fā)一對頻率）的頻率都不能重復(fù)，頻率利用率和通信容量都受到了限制。移動(dòng)臺功耗摩托羅拉的車載無線電話 1946年10月2日，多用戶接入需要解決的問題-用戶間干擾每個(gè)用戶占用一個(gè)頻率以頻道區(qū)分用戶地址，一個(gè)頻道傳輸一路話音PowerFrequencyTimeFDMA超聲波聲音次聲波頻譜可以表示一個(gè)訊號是由哪些頻率的弦波所組成，也可以看出各頻率弦波的大小及相位等信息。大區(qū)制的容量同時(shí)服務(wù)的用戶數(shù) 可用頻譜帶寬：20MHz 每個(gè)用戶占用帶寬25Khz 可以同時(shí)服務(wù)的用戶數(shù)：800 缺點(diǎn)擴(kuò)容非常困難，隨著移動(dòng)用戶數(shù)量的急劇增加，這

4、種覆蓋方式顯然無法滿足實(shí)際需要。小區(qū)制蜂窩移動(dòng)電話（1G）小區(qū)：把整個(gè)服務(wù)區(qū)域劃分為若干個(gè)無線小區(qū)（cell)，每個(gè)小區(qū)分別設(shè)置一個(gè)基站。半徑2至20km，小的1至3km、500m.功率：5至20W.西德：C-450MHz，1984。加拿大：MTS-450MHz。瑞典等北歐四國：NMT450，1980年，1978年底，美國貝爾試驗(yàn)室研制成功先進(jìn)移動(dòng)電話系統(tǒng)(AMPS)日本： HAMTS-800MHz， 1979英國：TACS，900MHz，1985空分復(fù)用+頻分復(fù)用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)GSM /GPRS BSSBTSBSCNodeBRNCPCUUTRAN SCPSMSSCEPSTN/PLMNInt

5、ernet,IntranetHLR/AUC/HSSSGSNCGBGGGSNGPRSbackboneVMSC ServerGMSC ServerIP/ATM BackboneCS domainPS domainIu-CSIu-PSIP backboneIMS domainP-CSCFS-CSCFMGCFMRFCSS7需要解決的問題：無縫覆蓋 小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn) 用戶的接入方式采用頻分多址（FDMA），當(dāng)一個(gè)呼叫建立后，該用戶在其呼叫結(jié)束以前一直占用一個(gè)頻段 調(diào)制方式：FM 業(yè)務(wù)的種類單一，主要是話音業(yè)務(wù) 系統(tǒng)的保密性較差 頻譜效率較低，有限頻譜資源和無限用戶 容量之間的矛盾十

6、分突出第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)第二代移動(dòng)通信系統(tǒng) 特點(diǎn)： 使用數(shù)字傳輸技術(shù)，可提供的業(yè)務(wù)包括話音和低 速率的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)。 更高的頻譜效率、更好的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及更先進(jìn)的漫游。采用時(shí)分多址接入（TDMA）：GSM，PDC（Personal Digital Cellular）,IS-136(D-AMPS)碼分多址接入 (CDMA)： IS-95時(shí)分多址（TDMA）以頻率復(fù)用為基礎(chǔ)，多用戶共享一個(gè)載波，以時(shí)隙區(qū)分用戶，每個(gè)用戶占用一個(gè)時(shí)隙每個(gè)時(shí)隙傳輸一路數(shù)字信號，軟件對時(shí)隙動(dòng)態(tài)配置系統(tǒng)要求嚴(yán)格的系統(tǒng)定時(shí)同步對功控的要求不嚴(yán)是時(shí)隙受限和干擾受限系統(tǒng)FrequencyPowerTimeFDMA/TDMA其實(shí)

7、、通信可以是不連續(xù)的時(shí)分多址（TDMA）TDMA幀每個(gè)TDMA幀含8個(gè)時(shí)隙，整個(gè)幀時(shí)長約為4.615ms，每個(gè)時(shí)隙含156.25個(gè)碼元，時(shí)隙時(shí)長為0.577ms。 更靈活的資源分配 可以采用跳頻GSM-Global System for Mobile Communication第一代標(biāo)準(zhǔn)可以說是移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的戰(zhàn)國時(shí)代漫游帶來很大的困難 是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的移動(dòng)電話標(biāo)準(zhǔn)。 歐洲國家聯(lián)合研制泛歐洲的移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)。 1992年，第一個(gè)數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)歐洲的GSM（Global System for Mobile Communication）網(wǎng)絡(luò)在歐洲開始鋪設(shè)。 1993年，中國的第一個(gè)全數(shù)字移動(dòng)電話

8、年，中國的第一個(gè)全數(shù)字移動(dòng)電話GSM系統(tǒng)建系統(tǒng)建成開通，之后中國電信和中國聯(lián)通都采用了成開通，之后中國電信和中國聯(lián)通都采用了GSM。 之后的移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)競爭中一直占主導(dǎo)GSMGSM的演進(jìn)的演進(jìn)10 10 k k100 100 k k64 64 k k1 1 M M2 2 M M1 1 k k9899000102時(shí)間時(shí)間速率速率bpsbps9.6SMS14.4EDGEEDGE電路型電路型分組型分組型話音GPRS2.52.5代代IMT-2000IMT-2000WCDMACDMA TDD3 3代代HSCSDHSCSD97032022-3-23163G-1通用分組無線服務(wù)(GPRS) 將信包交換模式引

9、入到GSM網(wǎng)絡(luò)中，從而提高了資源利用率。 GPRS可以使多個(gè)用戶共享某些固定的信道資源，并將每個(gè)時(shí)隙的傳輸速率從9.6kb/s提高到21.4kb/s，使用8個(gè)時(shí)隙傳送數(shù)據(jù)，在全速移動(dòng)和大范圍覆蓋時(shí)的數(shù)據(jù)率可以達(dá)171.2kb/s，并能支持Internet的IP協(xié)議及X，25協(xié)議。GPRS4GPRS4種信道編碼方案種信道編碼方案 （調(diào)制方式不變，幀結(jié)構(gòu)和信道編碼方案有改進(jìn)）（調(diào)制方式不變，幀結(jié)構(gòu)和信道編碼方案有改進(jìn)）CS1CS1，傳輸速率為，傳輸速率為9.05Kbps9.05Kbps，凈數(shù)據(jù)與總信息的比例大約是，凈數(shù)據(jù)與總信息的比例大約是1:2 1:2 CS2CS2，傳輸速率為，傳輸速率為13.

10、4Kbps13.4Kbps，凈數(shù)據(jù)與總信息的比例大約是，凈數(shù)據(jù)與總信息的比例大約是2:3 2:3 CS3CS3，傳輸速率為，傳輸速率為15.6Kbps15.6Kbps，凈數(shù)據(jù)與總信息的比例大約是，凈數(shù)據(jù)與總信息的比例大約是3:4 3:4 CS4CS4，傳輸速率為，傳輸速率為21.4Kbps21.4Kbps，凈數(shù)據(jù)與總信息的比例大約是，凈數(shù)據(jù)與總信息的比例大約是1:11:1分組交換和電路交換電路交換：在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，首先需要通過一系列的信令過程，為特定的信息傳輸過程（如通話）分配信道，建立連接。數(shù)據(jù)傳輸過程結(jié)束以后再釋放信道資源。優(yōu)點(diǎn)：恒定帶寬，時(shí)延小，穩(wěn)定。缺點(diǎn)：占用大量的信道資源。分組交換

11、:數(shù)據(jù)被分成一定長度的包（分組），每個(gè)包的前面有一個(gè)分組頭 ，數(shù)據(jù)傳送之前并不需要預(yù)先分配信道建立連接，而是在每一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)，臨時(shí)尋找一個(gè)可用的信道資源。優(yōu)點(diǎn)：信道資源可以可以看作是由所有的用戶共享使用。缺點(diǎn)：突發(fā)性的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，不能保證傳送數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和完整性。(A(BCDEDGE :Enhanced Data rates for GSM Evolution EDGE技術(shù)在不改變GSM 200kHz帶寬載波、TDMA框架結(jié)構(gòu)及通道的情況下，其幀結(jié)構(gòu)與GSM相同，采用8PSK調(diào)制，使每時(shí)隙可傳48kb/s甚至69.2kb/s，如集中8個(gè)時(shí)隙，使數(shù)據(jù)率可達(dá)到384kb/s，從而提供無線多媒體服

12、務(wù)。GPRS/EDGE協(xié)議及接口計(jì)算公式：數(shù)據(jù)塊8/20mS。2G2G標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 日本的日本的 PDC PDC PDC-Personal Digital Cellular，90年代初產(chǎn)生于日本，且只在日本使用。和美國的IS-54有很多相似之處。PDC采用25 kHz載波、3個(gè)時(shí)間格、pi/4-DQPSK 編碼及低速率11.2 kbit/s 及 5.6 kbit/s (半速率) 話音編解碼器。 PDC最高峰時(shí)期曾有接近8000萬使用者，2005年12月使用者數(shù)字為4585.6萬，2007年3月底的使用者為2621萬人(約占所有移動(dòng)電話使用者的27.1%)。逐漸被3G技術(shù)如W-CDMA或 CDMA2

13、000淘汰。2022-3-23213G-12G2G標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)： USTDMAUSTDMA： D-AMPS D-AMPS 1989年，TIA/CTIA選擇了兼容FDMA的TDMA技術(shù)。IS-54是帶有一個(gè)模擬控制信道的US-TDMA標(biāo)準(zhǔn)；IS-136是只有數(shù)字控制信道的US-TDMA標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在，IS-136主要分布在北美、南美和亞洲的一些地方，它的市場占有率僅次于GSM系統(tǒng)。2022-3-23223G-1D-AMPS向3G的演進(jìn)基于D-AMP（IS-136）的演進(jìn) 第一個(gè)階段為IS-136+，它利用新的頻率調(diào)制技術(shù)，使數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到64kbps。 第二階段為136HS（High Speed），

14、采用EDGE技術(shù)。使數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到384kbps，在室內(nèi)或低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，提供2Mbps的傳輸速率，同時(shí)，在系統(tǒng)容量、覆蓋范圍及通信質(zhì)量方面都有改善。 2G標(biāo)準(zhǔn)-CDMA95A/B/C 歷史回顧歷史回顧：1995年，美國的高通公司（Qualcomm）提出了一種采用碼分多址（CDMA)方式的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)技術(shù)解決方案（IS-95 CDMA)，目前已分別在中國香港、韓國、北美等國家和地區(qū)投入使用，用戶反映良好。 CDMACDMA系統(tǒng)的主要特點(diǎn)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)： 用戶的接入方式采用碼分多址（CDMA） 軟容量、軟切換，系統(tǒng)容量大 抗多徑衰落 可運(yùn)用話音激活、分集接收等先進(jìn)技術(shù)含義含義：每個(gè)用戶使用一個(gè)碼型

15、，頻率/時(shí)間共享用戶識別用戶識別：碼型特點(diǎn)特點(diǎn)：每個(gè)基站只需一個(gè)射頻系統(tǒng)每個(gè)碼傳輸一路數(shù)字信號每個(gè)用戶共享時(shí)間和頻率是一個(gè)多址干擾受限系統(tǒng)需要嚴(yán)格的功率控制需要定時(shí)同步軟容量、軟切換，系統(tǒng)容量大抗衰落、抗多徑能力強(qiáng)應(yīng)用：應(yīng)用：IS-95 CDMA系統(tǒng)、cdma2000系統(tǒng)、WCDMA系統(tǒng)FrequencyCDMAPowerTime碼分多址例子用戶1信息：x1=0-”1”用戶1特征碼：s1=1 -1 1 -1 1 -1 1 -1用戶2信息：x2=1-”-1” 用戶2特征碼：s2: 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1信道波形 r=s1*x1+s2*x2=0 -2 2 0 0 -2 2 0 r1

16、=sum(s1*r)=120 判決為 0 r1=sum(s1*r)=-12 2 2 M M1 1 k k9899000102時(shí)間時(shí)間速率速率bpsbpsSMS話音9.614.4電路型電路型分組型分組型IS-95AIS-95A IS-95B IS-95B115.2/64308308/144/144cdma2000-1xcdma2000-1x2.4M/3.1M/1XEV1XEVWCDMAWCDMA? ?cdma2000-3Xcdma2000-3X? ?98032022-3-23273G-12G向3G演進(jìn)過程示意圖GSMPDCcdmaOneGPRSCDPDCDMA2000 1XTDMA(IS-136

17、)TD-SCDMAWCDMACDMA2000 3XEDGEFirst Step into 3G2G3GIMT-2000定義的3G標(biāo)準(zhǔn)IMT-International Mobile Telecommunications全球統(tǒng)一頻段、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、無縫覆蓋、全球漫游全球統(tǒng)一頻段、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、無縫覆蓋、全球漫游 保證一定后向兼容性保證一定后向兼容性數(shù)據(jù)傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸速率：高速移動(dòng)：高速移動(dòng)：144Kbps144Kbps；室外靜止或步行室外靜止或步行：384Kbps384Kbps；室內(nèi)室內(nèi)：2Mbps2Mbps；ITUITU批準(zhǔn)的批準(zhǔn)的四四個(gè)個(gè)種種3G3G標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)：CDMA2000CDMA2000，W

18、CDMAWCDMA，TD-SCDMATD-SCDMA, ,WiMAXWiMAX。3G的主要特點(diǎn) 支持移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù) 高頻譜效率 FDMA/TDMA/CDMA 從電路交換到分組交換 從媒體(media)到多媒體(Multi-media) 高保密性 全球范圍無縫漫游系統(tǒng) 微蜂窩結(jié)構(gòu) 手機(jī)郵件：手機(jī)郵件：手機(jī)與郵箱帳號綁定，實(shí)時(shí)接收郵件，進(jìn)行回復(fù)刪除等管理。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)：移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)：將Internet內(nèi)容和數(shù)據(jù)服務(wù)帶入移動(dòng)電話終端。移動(dòng)炒股移動(dòng)炒股移動(dòng)支付：移動(dòng)支付：允許用戶通過手機(jī)支付商品，進(jìn)行遠(yuǎn)程購物。手機(jī)廣告：手機(jī)廣告：針對目標(biāo)人群，向特定地理區(qū)域提供直接的、個(gè)性化的廣告。手機(jī)博客：手機(jī)博客：實(shí)

19、時(shí)將身邊的照片視頻等多媒體信息放到互聯(lián)網(wǎng)，隨時(shí)隨地更新博客。手機(jī)視頻點(diǎn)播：手機(jī)視頻點(diǎn)播：手機(jī)用戶可以通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在線收看新聞、影視、體育等電視節(jié)目。標(biāo)準(zhǔn)化組織聯(lián)合體3GPP第三代伙伴計(jì)劃-WCDMAARIB (Japan) CWTS (China)ETSI (Europe) ATIS（US）TTA (Korea) TTC (Japan)3GPP2 CDMA2000ARIB (Japan)CCSA (China)TIA (US)TTA (Korea)TTC (Japan)主要主要IMT-2000IMT-2000無線傳輸方案無線傳輸方案無線傳輸系統(tǒng)名稱 無線傳輸 技術(shù)參數(shù) WCDMA cdma

20、2000 TD-SCDMA 雙工方式 FDD/TDD FDD TDD 信道帶寬（MHz） 51020 1.2551020 1.2 碼片速率（Mc/s） N3.84，N=1,2,4 N1.2288, N=1,3,6,9,12 1.1136 多址方式 DS-CDMA DS-CDMA 或 MC-CDMA TD-SCDMA 幀長（ms） 10 20 10 多速率 可變擴(kuò)頻和多碼擴(kuò)頻 可變擴(kuò)頻和多碼擴(kuò)頻 可變擴(kuò)頻因子多時(shí)隙 FEC 編碼 卷積碼 （碼率 1/2,1/3；K=9） RS 碼或 Turbo 碼（數(shù)據(jù)） 卷 積碼 （碼率 1/2,1/3 ；K=9） Turbo 碼 卷積碼 （碼率 1/41；

21、K=9） RS 碼（數(shù)據(jù)） 交織 幀內(nèi)交織（卷積碼） 幀間交織（RS 碼） 塊交織（20ms） 幀內(nèi)交織（卷積碼） 幀間交織（RS 碼） 擴(kuò)頻 前向：Walsh（信道化）Gold 序列 218（區(qū)分小區(qū)） 反向：Walsh（信道化）Gold 序列 241（區(qū)分用戶） 前向：Walsh（信道化）M 序列 215（區(qū)分小區(qū)） 反向：Walsh（信道化）M 序列 241-1（區(qū)分用戶） 前向：Walsh（信道化）PN 序列（區(qū)分小區(qū)） 反向：Walsh（信道化）PN 序列（區(qū)分用戶） 調(diào)制 數(shù)據(jù)調(diào)制：QPSK/BPSK 擴(kuò)頻調(diào)制：QPSK 數(shù)據(jù)調(diào)制：QPSK/BPSK 擴(kuò)頻調(diào)制：OQPSK 前向信道

22、：DQPSK 反向信道：QPSK/16QAM 相干解調(diào) 前向： 專用導(dǎo)頻信道 （TDM） 反向： 專用導(dǎo)頻信道 （TDM） 前向：公共導(dǎo)頻信道 反向：專用導(dǎo)頻信道 前向：專用導(dǎo)頻信道 反向：專用導(dǎo)頻信道 功率控制 FDD ： 開 環(huán) + 快 速 閉 環(huán)（1.6kHz） TDD: 開環(huán)+慢速閉環(huán) 開環(huán)快速閉環(huán) （800kHz） 開環(huán)快速閉環(huán) （200kHz） 基站間同步 異步同步（可選） 同步（GPS） 同步（GPS 或其他方式） 2022-3-23323G-1TD-SCDMA TimeDivisionSynchronousCDMA中國信息產(chǎn)業(yè)部電信科學(xué)研究院和以大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司為主提出

23、的3G標(biāo)準(zhǔn)。TD-SCDMA采用了許多先進(jìn)和特色技術(shù)，包括TDD的非對稱業(yè)務(wù)技術(shù)、智能天線技術(shù)、多用戶聯(lián)合檢測技術(shù)、動(dòng)態(tài)信道分配技術(shù)、上行同步技術(shù)、軟件無線電技術(shù)、接力切換技術(shù)、高速分組數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、低碼片速率接入技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。TDD vs FDDTD-SCDMA的優(yōu)點(diǎn)：方便地支持非對稱業(yè)務(wù)和語音+數(shù)據(jù)的混合業(yè)務(wù)。靈活的組網(wǎng)方式，規(guī)劃靈活性強(qiáng)。系統(tǒng)性能穩(wěn)定。系統(tǒng)收發(fā)信使用同一頻段，上下行鏈路的無線環(huán)境一致性好，適合使用智能天線技術(shù)；。 雙工的概念I(lǐng)MT-A 對4G標(biāo)準(zhǔn)的要求基于全I(xiàn)P 包交換網(wǎng)絡(luò)。高速移動(dòng)環(huán)境下數(shù)據(jù)傳輸速率 100 Mbit/s 。靜止環(huán)境下數(shù)據(jù)傳輸 1 Gbit/s 。52

24、0 MHz, 可變帶寬。下行鏈路峰值頻譜效率 15 bit/s/Hz ， 上行鏈路峰值頻譜效率6.75 bit/s/Hz。 系統(tǒng)頻譜效率3 bit/s/Hz/cell 下行鏈路。 2.25 bit/s/Hz/cell 室內(nèi)環(huán)境。支持高服務(wù)質(zhì)量的多媒體通信。全球漫游，可以在不同網(wǎng)絡(luò)間切換。容量概念的轉(zhuǎn)變?nèi)萘扛拍畹霓D(zhuǎn)變更強(qiáng)調(diào)單用戶時(shí)的峰值更強(qiáng)調(diào)單用戶時(shí)的峰值速率與頻譜效率。速率與頻譜效率。3G 標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)2001-2006年 2007年 TD-HSPA+ DL:25.2MbpsUL:19.2Mbps DL:100MbpsUL:50MbpsHSPA+DL40MBps; UL10Mbps 2010年

25、2008年 2009年 Mobile WiMAX Wave115MbpsEV-DO Rel. 0DL: 2.4MbpsUL:153.6kbpscdma2000 1x 153.6kbpsD0 Rel. ADL: 3.1MbpsUL: 1.8MbpsDo Rev B（ 多載波 DO）DL：46.5MbpsUL: 27MbpsUMB DL: 100MbpsUL: 50MbpsGREAN600kbpsMobile WiMAX Wave230MbpsTD-HSDPA2.88.4MbpsTD-HSUPA2.26.6MbpsWCDMA384KbpsHSDPA1.8/3.6MbpsHSDPA7.2MbpsHS

26、UPA1.45.8MbpsGPRS/EDGE 200kbpsLTE-TDDDL:100MbpsUL:50MbpsLTETDD+16m100Mbps1GbpsITUIMT-Advanced(4G)UMB 100Mbps-1Gbps100Mbps1GbpsLTE+B3GLTEFDD關(guān)鍵技術(shù)-多載波調(diào)制OFDM,00,11Diffracted and Scattered PathsReflected PathLOS Path,kk ns p() (PDP)理解多徑傳播的影響發(fā)送信號發(fā)送信號:接收接收:直達(dá)路徑:反射路徑:合成波形合成波形Delays并行傳輸?shù)母拍钚诺烂}沖響應(yīng)單信道傳輸信道傳輸函數(shù)隨著

27、信道劃分越來越細(xì)，每路信道都變?yōu)檎瓗诺馈彪p信道并行傳輸FrequencyFrequency8 信道并行傳輸FrequencyFrequencyTime寬帶信號理解循環(huán)前綴的作用Transmitter pulse prototype w(t) Channel impulse response Receiver filter (implemented by FFT) time time Prefix Postfix effective TX-time kT Twin Tguard TFFT TFFT excess delay time max T 41OFDM vsFDM FDM （頻分復(fù)用）相

28、鄰信道之間需要有保護(hù)帶寬OFDM 載波頻率和帶寬之間滿足關(guān)系 fk = kDf where Df = 1/TU(TU - symbol period) 載波之間是正交的關(guān)鍵技術(shù)-OFDM實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)-MIMOMultiple-Input Multiple-Output 實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)流并行發(fā)送，獲得空間復(fù)用增益，提高傳輸?shù)挠行?實(shí)現(xiàn)多個(gè)子信道信號的有效合并，獲得空間分集增益，提高傳輸?shù)目煽啃岳眯诺揽臻g特性21 ,211 ,11xhxhy22 ,212 ,12xhxhy21121yyHxx2121xxHyyAlmouti 發(fā)射分集*2*212221111shshrshshr候選標(biāo)準(zhǔn)之一3GPP

29、 LTE-A-關(guān)注度最高的標(biāo)準(zhǔn)組織目前的進(jìn)展支持多種帶寬、中繼多址技術(shù)：OFDMA時(shí)域循環(huán)前綴，抑制多徑引起的ISI頻域分成多個(gè)子載波，與信道編碼結(jié)合對抗多徑衰落子載波相互正交，提高頻譜利用率時(shí)-頻二維調(diào)度，提高系統(tǒng)性能可擴(kuò)展帶寬，充分利用不同帶寬的頻譜 含CP的OFDMA符號時(shí)域結(jié)構(gòu) 含CP的OFDMA符號頻域子載波結(jié)構(gòu)載波聚合協(xié)作多點(diǎn)傳輸CoMP一些試驗(yàn)結(jié)果WiMAXWiMAXW Worldwide I Interoperability for M Microwave A Access 是產(chǎn)業(yè)界為主導(dǎo)的非贏利經(jīng)濟(jì)組織，宗旨在于促進(jìn)WiMAX在全球發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。 WiMAX論壇推動(dòng)基于IEEE 802.16/ETSI HiperMan標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無線產(chǎn)品的認(rèn)證、互通性和兼容性。 WiMAX論壇的目標(biāo)是加速這些設(shè)備進(jìn)入市場。 WiMAX Forum Certified 的產(chǎn)品之間是完全互連互通的，支持固定、便攜和移動(dòng)的寬帶服務(wù)。802.16 802.16 系列標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展到擴(kuò)展到2-11 GHz頻段頻段: 以支持以