第四代数字蜂窝移动通信(4G),在国际电联(ITU)被命名为“IMT-Advanced”。实际上在ITU,对于IMT的研究,IMT-Advanced同IMT-2000(3G)、IMT-2020(5G)一样,主要研究的内容指的是无线接入网络部分的技术。在IMT-2000时称为无线传输技术(RTT,Radio Transmission Technology),在IMT-Advanced时称为无线接口技术(RIT,Radio Interface Technology),只是称呼上的差异,都是指的数字蜂窝移动通信系统的无线接入网络部分的技术。
1、IMT-Advanced的由来
当时的国际无线电咨询委员会(CCIR)自1985 年开始针对“未来公共陆地移动通信系统(FPLMTS)”开展课题研究(SQ),后来将EPLMTS命名为IMT-2000,总共用了15年的时间,包括在1992年确定IMT-2000无线电频谱;在2000年5月首次制定了IMT-2000的RTT规范(ITU-R M.1457建议书);此后便开始了对IMT-2000系统的部署工作。至此,ITU对IMT-2000的研究迎来了一个重要里程碑。此时,ITU紧接着就正式开始对IMT-2000后续系统的研究,当时,ITU将所谓的4G系统临时称之为“IMT-2000后续系统”。
在2003年6月,ITU首次发布了ITU-R 建议书M.1645《IMT-2000和IMT-2000后续系统未来发展的框架和总体目标》,该建议为无线接入网确定了IMT-2000和IMT-2000后续系统未来发展的框架和总体目标。当时,ITU已经注意到要对临时命名应变以正式命名,这反映在WRC-03的第228号决议中。在第228号决议中指出,将为IMT-2000未来发展及IMT-2000后继系统制定相应的名称。于是,直到2007年10月在瑞士日内瓦召开的无线电通信全会(RA-07)上,通过的第56号决议《国际移动通信的命名》中决议:将临时名称“IMT-2000后续系统”命名为“IMT-Advanced”;同时还决议,“IMT”是总称,包括IMT-2000和IMT-Advanced两者。
至此,ITU对第四代数字蜂窝移动通信(4G)命名了一个正式的名称:IMT-Advanced。值得注意的是,4G不像3G、5G那样,在IMT总称之后用年代来标记,而是用“Advanced”来标记,Advanced是先进的、高级的、增强的意思。可能是因为,4G与3G相比,在技术上并没有发生质的变化,仅仅是在IMT-2000的基础上的一个演进。事实上从ITU公布的IMT-Advanced建议的RIT方案(M.2012)也可以看出(见后面叙述)。
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2、IMT-Advanced的发展
ITU在2000年5月首次发布了IMT-2000的RTT规范:ITU-R M.1457《IMT-2000无线接口详细规范》建议书之后,正式开始对IMT- Advanced的探讨与研究,用了不到3年的时间,于2003年6月首次发布了M.1645《IMT-2000和IMT-2000后续系统未来发展的框架和总体目标》建议书。M.1645对IMT- Advanced提出了愿景,包括重点研究的方面和建议的框架与目标。
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在M.1645建议书的指导下,又经过近9年的研究,在2012年1月ITU-R建议书M.2012《IMT-Advanced地面无线接口的详细规范》的首次发布,预示着ITU对IMT-Advanced的研究完成了决定性的阶段工作,将开始启动对IMT-Advanced后续系统(即IMT-2020)的正式研究。需要说明的是,ITU在对后续系统的研究的同时,仍会对以前系统进行研究,使之完善增强,如IMT-2000的RTT规范M.1457和IMT-Advanced的RIT规范M.2012在首次发布后都经过了多次的修订。
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事实上,ITU-R在对IMT-Advanced的研究中,不仅发布有建议书,而且也发布了不少研究报告,这些报告为建议书提供了不少技术素材。例如,在2008年发布了ITU-R报告M.2134《与IMT-Advanced无线接口技术性能相关的要求》,该报告旨在描述与IMT-Advanced无线接口技术(RIT)性能相关的需求,可用于评价ITU-R M.2012建议书中描述的IMT-Advanced的无线电接口技术。
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ITU在2012年1月发布了建议书M.2012后,只是ITU对IMT-Advanced的研究进入了重要里程碑阶段,而IMT-Advanced在全球的部署、运营的发展才刚刚开始。下图2是ITU提供的IMT发展及部署的大事记年表,从中可以清晰的看出IMT-Advanced的发展情况。
图2:IMT发展及部署的大事记年表
3、IMT-Advanced的RIT
ITU-R在2012年1月首次发布的M.2012《IMT-Advanced地面无线接口的详细规范》建议书中,共建议了IMT- Advanced的两种地面无线接口技术(RIT):LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced。
IMT- Advanced的候选RIT远没有IMT-2000的候选RTT那么多。当年IMT-2000的候选RTT多达十种之多,后经历了ITU的融合、协商、遴选的激烈的竞争过程,M.1457建议书最终建议了5种主流RTT技术。IMT- Advanced的候选RIT主要有3种,其中一种半途而废了。
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LTE-Advanced是由3GPP以LTE 版本 10 (Release 10)及更高之名(LTE-Advanced)开发的。实际上3GPP对于LTE的标准是从Release 8就开始了,3GPP将R10版本以上的LTE称之为LTE-Advanced,它是专门为适应于ITU-R建议M.1645而开发的;LTE-Advanced的无线方面亦包括LTE版本8和LTE版本9的能力,并提供关于版本8和版本9规范的信息。LTE-Advanced的RIT是一个RIT集(SRIT),它包括TDD-RIT和FDD-RIT。
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WirelessMAN-Advanced(即演进的无线城域网)是由美国电子和电气工程师学会(IEEE)以WirelessMAN-Advanced规范之名开发,从批准IEEE Std 802.16m开始归并到IEEE Std 802.16。它是WiMAX联盟基于演进的IEEE Std 802.16而开发的。
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由上可以看出,IMT- Advanced的两种RIT都是由3G的技术演进而来,它们都采用了OFDMA技术。LTE-Advanced是在M.1457建议的5种RTT中的DS-CDMA和TD-CDMA的演进;WirelessMAN-Advanced是在M.1457建议书2007年修订时新增的所谓第6种RTT,名字叫“OFDMA TDD WMAN”的演进。因此可以说,从IMT-2000到IMT- Advanced,其技术没有发生质的飞跃,其服务没有带来革命性变化,不论从传输数据速率方面、业务和应用方面,还是移动性方面等。
4、IMT-Advanced的频谱安排
ITU对于IMT-Advanced的频谱安排,纳入到了IMT的总体频谱研究之中。ITU已经对于IMT-Advanced的频谱安排,在ITU-R建议M.1036《“无线电规则”中为IMT确定的频段内实现国际移动通信(IMT)地面部分的频谱安排》中给出了明确。
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5、IMT-Advanced的特点
虽然IMT-Advanced系统远没有满足世人的愿望,但它毕竟是数字蜂窝移动通信技术的一大进步,本来人们对通信技术在业务和应用方面的需求也是无止境的。在ITU-R的M.2012中给出了IMT- Advanced的显著特点,在体现8个方面,详见下表5中。
表5:IMT- Advanced的显著特点
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