移动5G快说发展现状以及未来展望

10、引文_________________________________________________21、LTE-advanced和802.16m________________________________51.1LTE-Advanced_______________________________________61.2802.16m关键技术___________________________________91.2.1MIMO天线技术____________________________________91.2.2干扰协调调度技术_______________________________101.2.3多址方式_______________________________________101.2.4帧结构_________________________________________111.2.5多载波技术_____________________________________111.2.6向IMT-Advanced迈进____________________________111.3LTE-advanced和802.16m的技术对比__________________132、TDD-LTE与FDD-LTE的关键技术以及融合_________________162.1TD-LTE-Advanced技术特点___________________________162.1.1多址方式_______________________________________162.2.2帧结构_________________________________________162.2.3MIMO方案______________________________________162.2.4性能评估达到或超过4G要求______________________172.2TDD-LTE和FDD-LTE之间的融合_______________________182.2.1标准进展_______________________________________182.2.2帧结构_________________________________________192.2.3平台共用_______________________________________2122.2.4存在的问题_____________________________________222.2.5总结___________________________________________233、4G标准的一些提案分析________________________________240、引文●4G的关键技术1）正交频分复用（OFDM）技术OFDM是一种无线环境下的高速传输技术，其主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，各子载波并行传输。尽管总的信道是非平坦的，即具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽。OFDM技术的优点是可以消除或减小信号波形间的干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高了频谱利用率，可实现低成本的单波段接收机。2）软件无线电软件无线电的基本思想是把尽可能多的无线及个人通信功能通过可编程软件来实现，使其成为一种多工作频段、多工作模式、多信号传输与处理的无线电系统。也可以说，是一种用软件来实现物理层连接的无线通信方式。3）智能天线技术3智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，是未来移动通信的关键技术。智能天线应用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。4）多输入多输出（MIMO）技术MIMO技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术，它采用的是分立式多天线，能够有效地将通信链路分解成为许多并行的子信道，从而大大提高容量。信息论已经证明，当不同的接收天线和不同的发射天线之间互不相关时，MIMO系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能，从而获得巨大的容量。在功率带宽受限的无线信道中，MIMO技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。5）基于IP的核心网4G移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络，可以实现不同网络间的无缝互联。核心网独立于各种具体的无线接入方案，能提供端到端的IP业务，能同已有的核心网和PSTN兼容。核心网具有开放的结构，能允许各种空中接口接入核心网；同时核心网能把业务、控制和传输等分开。采用IP后，所采用的无线接入方式和协议与核心网络(CN)协议、链路层是分离独立的。IP与多种无线接入协议相兼容，因此在设计核心网络时具有很大的4灵活性，不需要考虑无线接入究竟采用何种方式和协议。●有可能成为4G的技术1)IEEE802.16m是以移动WiMAX(MobileWiMAX,IEEE802.16e-2005)为基础的无线通信技术,也称为WiMAXII。未来IEEE802.16m在高速移动下,将可支持达到100Mbps的传输速率;而在慢速状态下,传输速率将能达到1Gbps。在都市中,其传输距离约2km,而在郊区的传输距离可达10km。WiMAX由美国英特尔(Intel)所主导,知名厂家如摩托罗拉(Motorola),诺基亚(Nokia),阿尔卡特朗讯(Alcatel-Lucent),三星(Samsung)及SprintNextel等都已加入发展。预计于2009年完成初步的IEEE802.16m规格标准制定[1]。2)LTE(Long-TermEvolution)以欧盟厂家为主的3G标准组织3GPP(TheThird-GenerationPartnershipProject)已着手新一代无线通信技术规格的制定,称为LTE。LTE为GSM(2G)/UMTS(3G)、WCDMA(3G)标准家族的最新成员。它是以GSM为技术基础、3G为发展延伸的技术。对于现有3G业而言,LTE似乎是顺理成章的选择。爱立信(Ericsson)主张推广LTE,摩托罗拉(Motorola)、阿尔卡特朗讯(Alcatel-Lucent)、VerizonWireless、Vodafone、ChinaMobile、NTTDoCoMo等厂商也支持LTE发展。目前LTE可达到的最高下载速率约为325Mbps,而上载速率约为86Mbps。虽然LTE现阶5段仍未符合4G系统的需求标准,但3GPP已积极进行技术的研发与规格的制定,预定2008年将完成第一个LTE技术规格版本。3)UMBUMB是由3G(CDMA2000)标准组织3GPP2(TheThird-GenerationPartnershipProject2)所制定的技术,高通(Qualcomm)为主要推动者,摩托罗拉(Motorola),阿尔卡特朗讯(Alcatel-Lucent),VerizonWireless等厂家也加入发展UMB技术。但是，2008年11月，美国高通宣布放弃UMB（EV-DORev.C）技术，因此802.16m在4G时代将单枪匹马挑战LTE。2007年10月，802.16e已经成功跻身3G标准；而在4G时代，尽管LTE已经公认拥有最多的支持者，802.16m作为颠覆者的表现同样令人期待。下面详细介绍LTE和802.16m技术1、LTE-advanced和802.16m在介绍LTE-advanced之前先简单介绍一下LTE的关键技术1）LTE物理层的传输技术LTE物理层传输技术包括物理层上下行传输方案、帧结构设计、小区间干扰控制技术、多天线技术、小区搜索技术和随机接入技术等。2）采用OFDM是LTE系统的主要特点,其优点是对时延扩展有较强的抵抗力,减小符号间干扰，通常在OFDM符号前加入保护间隔，只要保护间隔大于信道的时延扩展则可以完全消除符号间干扰。3）MIMO作为提高系统传输率的最主要手段，也受到了广泛关注。由于OFDM的载波衰落情况相对平坦，十分适合与MIMO技术6相结合，提高系统性能。MIMO系统在发射端和接收端均采用多天线(或阵列天线)和多通道。4）LTE的空中接口协议由于基于全分组的协议，3GPPLTE的协议结构得到极大简化，RLC和MAC都位于节点eNB，因此调度器可以根据信道质量对RLC服务数据单元(SDU)进行切割，从而减少填充和充分利用信道的传输能力，同时可以对RLC层的自动重发请求(ARQ)和MAC层的混合自动重发请求(HARQ)进行联合优化。1.1LTE-AdvancedLTE-Advanced是LTE的演进，正式名称为FurtherAdvancementsforE-UTRA，2008年3月开始，2008年5月确定需求。它满足ITU-R的IMT-Advanced技术征集的需求，是3GPP形成欧洲IMT-Advanced技术提案的一个重要来源。是一个后向兼容的技术，完全兼容LTE，是演进而不是革命。●LTE-Advanced技术参数带宽：100MHz峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps峰值频谱效率：下行30bps/Hz，上行15bps/Hz针对室内环境进行优化有效支持新频段和大带宽应用峰值速率大幅提高，频谱效率有限改进●LTE-Advanced关键技术7为了满足IMT-Advanced的性能要求,3GPP制定了LTE-Advanced的研究目标,开始了基于LTE系统的技术发展方向的讨论。其关键技术包括了包括载波聚合(CarrierAggregation)、增强型上下行MIMO、协作的多点传输与接收(CoordinatedMultiplePointTransmissionandReception,CoMP)、接力通信(Relay)等1)载波聚合LTE目前最大支持20MHz的系统带宽,可实现下行300Mbit/s、上行80Mbit/s的峰值速率。在ITU关于IMT-Advanced的规划中,提出了下行峰值速率1Gbit/s、上行500Mbit/s的目标,并将系统最大支持带宽不小于40MHz作为IMT-Advanced系统的技术要求之一,因此需要对LTE的系统带宽作进一步的扩展。LTE-Advanced将采用载波聚合的方式实现系统带宽的扩展。2)增强型的MIMO■上行MIMO：在LTE中,上行仅支持单天线的发送,也就是说不支持SU-MIMO。为了提高上行传输速率,同时也为了满足IMT-Advanced对上行峰值频谱效率的要求,LTE-Advanced将在LTE的基础上引人上行SU-MIMO,支持最多4个发送天线。■下行MIMO：LTE下行可以支持最多4个发送天线,而LTE-Advanced将会在此基础上进一步增强以提高下行吞吐量。目前确定将扩展到支持最多8个发送天线。3)CoMP8LTE-Advanced中提出的协作式多点传输技术可分为分布式天线系统(DisfributedAntennaSystem,DAS)和协作式MIMO两大类。DAS改变了传统蜂窝系统中集中式天线系统的风格,将天线分散安装,再用光纤或电缆将它们连接到一个中央处理单元统一进行收发信号处理。这使得发送功率得以降低,可提高整个系统的功率使用效率,降低小区间的干扰,还可以提高资源管理的灵活性、优化资源的使用和提高频谱效率等。协作MlMO是对传统的基于单基站的MIMO技术的补充。它通过基站间协作的MIMO传输来达到减小小区间干扰、提高系统容量、改善小区边缘的覆盖和用户数据速率的目的4)中继技术所谓中继技术,举个简单例子就是将一条基站与移动台的链路分割为基站与中继站、中继站与移动台两条链路,从而有机会将一条质量较差的链路替换为两条质量较好的链路,以获得更高的链路容量和更好的传输效率。在LTE中的层