第13章_B3G与4G移动通信系统.ppt

第十三章 B3G与4G移动通信系统 牛 凯niukai@ 内容提要 本章主要介绍B3G和4G移动通信系统。首先简要介绍宽带移动通信标准化进展，然后分别介绍HSPA、cdma2000 EVDO、LTE与WiMax等B3G宽带移动通信系统的空中接口与关键技术，最后简要介绍4G移动通信——IMT-Advanced(International Mobile Telecommunications-Advanced)的系统需求。 §13.1 标准化进程 13.1.1 概述 IMT-2000原含义为International Mobile Telecommunications，工作于2000MHz频段，大约于2000年左右商用。IMT-2000的目标与要求：全球同一频段、统一体制标准、无缝隙覆盖，并至少可实现全球漫游，提供以下不同环境下的多媒体业务：车速环境：144kbps，步行环境：384kbps，室内环境：2Mbps。 当前国际电联ITU-R WP5D工作组负责IMT-2000的标准化工作，该工作组主要负责3G标准系列的定义与建议，并不负责具体的技术规范。IMT-2000的建议标准称为ITU-R M.1457，包括六个无线接口标准，如下图所示。 §13.1 标准化进程 其中前五项标准1999年10月被接纳为3G国际标准，第六项标准2007年10月被ITU接纳为3G标准。这些标准中UWC136与DECT只是地区性标准，只有WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA与TDD WiMax等四项标准是具有全球推广能力的3G标准。 §13.1 标准化进程 3G移动通信标准的演进包括3G－B3G－E3G－4G四个阶段，其中WCDMA－HSPA－LTE－LTE-Advanced标准的演进由3GPP标准化组织负责；cdma2000－EVDO－UMB标准的研究由3GPP2标准化组织负责；802.16d－802.16e－802.16m标准的研究由IEEE标准化组织负责，这些标准都正在向4G IMT-Advanced演进。 中国提出的TD-SCDMA标准已融合入WCDMA标准中，韩国提出的WiBro标准已融合入802.16标准中。 §13.1 标准化进程 宽带移动通信技术的演进 随着移动通信技术的演进，数据传输速率从300kbps－1Mbps－10Mbps－100Mbps，最终演进到1Gbps的4G要求。 §13.1 标准化进程 13.1.2 3GPP标准演进 §13.1 标准化进程 13.1.2 3GPP标准演进 迄今为止，3GPP组织发布了10个标准版本，主要特征如图1.2所示。 §13.1 标准化进程 13.1.2 3GPP标准演进 为了进一步提升系统性能，3GPP组织启动了长期演进(LTE)计划。2008年12月发布的R8 LTE版本，引入了OFDMA/SC-FDMA多址接入方式，峰值速率提升为DL: 160Mbps/UL: 50Mbps。目前正在标准化的R9版本对LTE/HSPA+进一步增强，并且重点开展R10 LTE-Advanced的标准化工作。 3G频段最早是在世界无线电管理大会(WARC-92)上经各国协调划分的。其中1885-2025、2110-2200MHz这230MHz的对称频段称为IMT-2000核心频段。 在WRC-2000大会上，为3G分配了2500-2690MHz的新频段。WRC’07大会上，为IMT-2000与IMT-Advanced分配了额外的频段，包括：450-470、698-806、2300-2400以及3400-3600MHz频段。这些频段分配在不同的国家与地区有所变化。UTRA与E-UTRA的频谱分配情况如下表所示。 §13.1 标准化进程 13.1.2 3GPP标准演进 §13.1 标准化进程 13.1.2 3GPP标准演进 §13.1 标准化进程 13.1.2 3GPP标准演进 §13.1 标准化进程 13.1.3 3GPP2标准演进 §13.1 标准化进程 13.1.3 3GPP2标准演进 迄今为止，3GPP2组织发布了7个标准版本 §13.1 标准化进程 13.1.4 WiMax标准演进 §13.1 标准化进程 13.1.4 WiMax标准演进 迄今为止，802.16 标准化组织发布了10个协议版本 §13.2 HSPA系统 13.2.1 WCDMA概述 3GPP的WCDMA方案分为UTRA-FDD和UTRA-TDD方式。R99版本的系统参数如下表所示。 §13.2 HSPA系统 13.2.1 WCDMA概述 §13.2 HSPA系统 13.2.1 WCDMA概述 1. 物理信道与帧结构 §13.2 HSPA系统 13.2.1 WCDMA