第四代數字蜂窩移動通信(4G),在國際電聯(ITU)被命名為“IMT-Advanced”。實際上在ITU,對于IMT的研究,IMT-Advanced同IMT-2000(3G)、IMT-2020(5G)一樣,主要研究的內容指的是無線接入網絡部分的技術。在IMT-2000時稱為無線傳輸技術(RTT,Radio Transmission Technology),在IMT-Advanced時稱為無線接口技術(RIT,Radio Interface Technology),只是稱呼上的差異,都是指的數字蜂窩移動通信系統的無線接入網絡部分的技術。
1、IMT-Advanced的由來
當時的國際無線電咨詢委員會(CCIR)自1985 年開始針對“未來公共陸地移動通信系統(FPLMTS)”開展課題研究(SQ),后來將EPLMTS命名為IMT-2000,總共用了15年的時間,包括在1992年確定IMT-2000無線電頻譜;在2000年5月首次制定了IMT-2000的RTT規范(ITU-R M.1457建議書);此后便開始了對IMT-2000系統的部署工作。至此,ITU對IMT-2000的研究迎來了一個重要里程碑。此時,ITU緊接著就正式開始對IMT-2000后續系統的研究,當時,ITU將所謂的4G系統臨時稱之為“IMT-2000后續系統”。
在2003年6月,ITU首次發布了ITU-R 建議書M.1645《IMT-2000和IMT-2000后續系統未來發展的框架和總體目標》,該建議為無線接入網確定了IMT-2000和IMT-2000后續系統未來發展的框架和總體目標。當時,ITU已經注意到要對臨時命名應變以正式命名,這反映在WRC-03的第228號決議中。在第228號決議中指出,將為IMT-2000未來發展及IMT-2000后繼系統制定相應的名稱。于是,直到2007年10月在瑞士日內瓦召開的無線電通信全會(RA-07)上,通過的第56號決議《國際移動通信的命名》中決議:將臨時名稱“IMT-2000后續系統”命名為“IMT-Advanced”;同時還決議,“IMT”是總稱,包括IMT-2000和IMT-Advanced兩者。
至此,ITU對第四代數字蜂窩移動通信(4G)命名了一個正式的名稱:IMT-Advanced。值得注意的是,4G不像3G、5G那樣,在IMT總稱之后用年代來標記,而是用“Advanced”來標記,Advanced是先進的、高級的、增強的意思。可能是因為,4G與3G相比,在技術上并沒有發生質的變化,僅僅是在IMT-2000的基礎上的一個演進。事實上從ITU公布的IMT-Advanced建議的RIT方案(M.2012)也可以看出(見后面敘述)。
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2、IMT-Advanced的發展
ITU在2000年5月首次發布了IMT-2000的RTT規范:ITU-R M.1457《IMT-2000無線接口詳細規范》建議書之后,正式開始對IMT- Advanced的探討與研究,用了不到3年的時間,于2003年6月首次發布了M.1645《IMT-2000和IMT-2000后續系統未來發展的框架和總體目標》建議書。M.1645對IMT- Advanced提出了愿景,包括重點研究的方面和建議的框架與目標。
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在M.1645建議書的指導下,又經過近9年的研究,在2012年1月ITU-R建議書M.2012《IMT-Advanced地面無線接口的詳細規范》的首次發布,預示著ITU對IMT-Advanced的研究完成了決定性的階段工作,將開始啟動對IMT-Advanced后續系統(即IMT-2020)的正式研究。需要說明的是,ITU在對后續系統的研究的同時,仍會對以前系統進行研究,使之完善增強,如IMT-2000的RTT規范M.1457和IMT-Advanced的RIT規范M.2012在首次發布后都經過了多次的修訂。
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事實上,ITU-R在對IMT-Advanced的研究中,不僅發布有建議書,而且也發布了不少研究報告,這些報告為建議書提供了不少技術素材。例如,在2008年發布了ITU-R報告M.2134《與IMT-Advanced無線接口技術性能相關的要求》,該報告旨在描述與IMT-Advanced無線接口技術(RIT)性能相關的需求,可用于評價ITU-R M.2012建議書中描述的IMT-Advanced的無線電接口技術。
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ITU在2012年1月發布了建議書M.2012后,只是ITU對IMT-Advanced的研究進入了重要里程碑階段,而IMT-Advanced在全球的部署、運營的發展才剛剛開始。下圖2是ITU提供的IMT發展及部署的大事記年表,從中可以清晰的看出IMT-Advanced的發展情況。
圖2:IMT發展及部署的大事記年表
3、IMT-Advanced的RIT
ITU-R在2012年1月首次發布的M.2012《IMT-Advanced地面無線接口的詳細規范》建議書中,共建議了IMT- Advanced的兩種地面無線接口技術(RIT):LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced。
IMT- Advanced的候選RIT遠沒有IMT-2000的候選RTT那么多。當年IMT-2000的候選RTT多達十種之多,后經歷了ITU的融合、協商、遴選的激烈的競爭過程,M.1457建議書最終建議了5種主流RTT技術。IMT- Advanced的候選RIT主要有3種,其中一種半途而廢了。
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LTE-Advanced是由3GPP以LTE 版本 10 (Release 10)及更高之名(LTE-Advanced)開發的。實際上3GPP對于LTE的標準是從Release 8就開始了,3GPP將R10版本以上的LTE稱之為LTE-Advanced,它是專門為適應于ITU-R建議M.1645而開發的;LTE-Advanced的無線方面亦包括LTE版本8和LTE版本9的能力,并提供關于版本8和版本9規范的信息。LTE-Advanced的RIT是一個RIT集(SRIT),它包括TDD-RIT和FDD-RIT。
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WirelessMAN-Advanced(即演進的無線城域網)是由美國電子和電氣工程師學會(IEEE)以WirelessMAN-Advanced規范之名開發,從批準IEEE Std 802.16m開始歸并到IEEE Std 802.16。它是WiMAX聯盟基于演進的IEEE Std 802.16而開發的。
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由上可以看出,IMT- Advanced的兩種RIT都是由3G的技術演進而來,它們都采用了OFDMA技術。LTE-Advanced是在M.1457建議的5種RTT中的DS-CDMA和TD-CDMA的演進;WirelessMAN-Advanced是在M.1457建議書2007年修訂時新增的所謂第6種RTT,名字叫“OFDMA TDD WMAN”的演進。因此可以說,從IMT-2000到IMT- Advanced,其技術沒有發生質的飛躍,其服務沒有帶來革命性變化,不論從傳輸數據速率方面、業務和應用方面,還是移動性方面等。
4、IMT-Advanced的頻譜安排
ITU對于IMT-Advanced的頻譜安排,納入到了IMT的總體頻譜研究之中。ITU已經對于IMT-Advanced的頻譜安排,在ITU-R建議M.1036《“無線電規則”中為IMT確定的頻段內實現國際移動通信(IMT)地面部分的頻譜安排》中給出了明確。
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5、IMT-Advanced的特點
雖然IMT-Advanced系統遠沒有滿足世人的愿望,但它畢竟是數字蜂窩移動通信技術的一大進步,本來人們對通信技術在業務和應用方面的需求也是無止境的。在ITU-R的M.2012中給出了IMT- Advanced的顯著特點,在體現8個方面,詳見下表5中。
表5:IMT- Advanced的顯著特點
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