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三、蜂窝移动通信系统
蜂窝移动通信是采用蜂窝无线组网方式,在终端和网络设备之间通过无线通道连接,实现用户在活动中相互通信的系统,主要特征是终端的移动性并具有越区切换和跨本地网自动漫游功能。蜂窝移动通信业务是指经过由基站子系统和移动交换子系统等设备组成蜂窝移动通信网提供的话音、数据、视频图像等业务。
(一)第三代蜂窝移动通信系统
第三代数字蜂窝移动通信(3G移动通信)业务是指利用第三代移动通信网络提供的话音、数据、视频图像等业务。第三代数字蜂窝移动通信业务主要特征是可提供移动宽带多媒体业务,其中高速移动环境下支持144kb/s速率,步行和慢速移动环境下支持384kb/s速率,室内环境支持2Mb/s速率数据传输,并保证高可靠服务质量。第三代数字蜂窝移动通信业务包括第二代蜂窝移动通信可提供的所有的业务类型和移动多媒体业务。
第三代数字蜂窝移动通信业务的经营者需自己组建3G移动通信网络,所提供的移动通信业务类型可以是一部分或全部;提供一次移动通信业务经过的网络可以是同一个运营者网络设施,也可以由不同运营者的网络设施共同完成;提供移动网国际通信业务,必须经过国家批准设立的国际通信出入口。
(二)LTE移动通信系统
长期演进(long term evolution,LTE)是第三代合作伙伴计划(the 3rd generation partnership project,3GPP)组织制定的通用移动通信系统技术标准的长期演进,于2004年12月在3GPP多伦多会议上正式立项并启动。LTE系统引入了正交频分复用和多输入多输出等关键传输技术,显著增加了频谱效率和数据传输速率,并支持多种带宽分配及全球主流2G/3G频段和一些新增频段,因而频谱分配更加灵活,系统容量和覆盖也显著提升。LTE系统网络架构更加扁平化、简单化,减少了网络节点和系统复杂度,从而减小了系统时延,也降低了网络部署和维护成本。LTE系统支持与其他3GPP系统互操作,LTE系统有FDD-LTE和TDD-LTE两种制式,即频分双工LTE系统和时分双工LTE系统。LTE基于旧有的GSM/EDGE和UMTS/HSPA网络技术,是GSM/ UMTS标准的升级,LTE借助新技术和调制方法提升无线网络的数据传输能力和速度。
LTE网络可提供300 Mbps的下载速率和75 Mbps的上传速率,在E-UTRA环境下可借助QoS技术实现低于5ms的延迟。LTE可提供高速移动中的通信需求,支持多播和广播流。LTE频段扩展度好,支持1. 4~20MHz的时分多址和码分多址频段。全IP基础网络结构也称核心分组网演进,将替代原来的GPRS核心分组网,向网络如GSM、UMTS和CDMA2000提供语音数据的无缝切换。
(三)LTE-A移动通信系统
LTE-A是LTE的演进,其目的是为满足未来几年内无线通信市场的更高需求和更多应用,满足和超过IMT-Advanced的需求,同时还保持对LTE较好的后向兼容性。LTE-A采用了载波聚合、上/下行多天线增强、多点协作传输、中继、异构网干扰协调增强等关键技术,能大幅提高无线通信系统的峰值数据速率、峰值频谱效率、小区平均谱效率及小区边界用户性能,同时能提高整个网络的组网效率,使LTE 和LTE-A系统成为未来几年内无线通信发展的主流,系统关键技术和标准进展如下:
1.多频段协同与频谱整合
多频段层叠无线接入系统和高频段优化系统用于小范围热点、室内和家庭基站等场景,基于低频段的系统为高频段系统提供底衬,填补高频段系统的覆盖空洞和高速移动用户。频谱整合将相邻的较小频带整合为一个较大的频带。
2.中继(Relay)技术
改善覆盖和提高容量直放站。
3.协同多点传输
协同多点传输(coordinative multiple point,CoMP)类似于分布式天线,增强服务,尤其是小区边缘服务。
4.家庭基站
家庭基站所有权的变化,使运营商可能丧失部分网规、网优的控制权,加剧了干扰控制和接入管理的难度。
5.物理层传输技术
上行沿用SC-FDMA (DFT-S-OFDM)技术,小区间干扰抑制技术包括联合检测和干扰消除。