4G Technology Features and Evolution towards IMT-Advanced

Abstract

Kiinteiden- ja mobiilipalveluiden kysyntä kasvaa nopeasti ympäri maailmaa. Älykkäiden päätelaitteiden, kuten iPhone:n ja Nokia N900:n markkinoilletulo yhdistettynä näiden korkeaan markkinapenetraatioon ja korkealuokkaiseen käyttäjäkokemukseen lisäävät entisestään palveluiden kysyntää ja luovat tarpeen jatkuvalle innovoinnille langattomien teknologioiden alalla tavoitteena lisäkapasiteetin ja paremman palvelunlaadun tarjoaminen.

Termi 4G (4th Generation) viittaa tuleviin neljännen sukupolven mobiileihin langattomiin palveluihin, jotka International Telecommunications Union:in Radiocommunication Sector (ITU-R) on määritellyt ja nimennyt International Mobile Telecommunications-Advanced (IMT-Advanced). Nämä ovat järjestelmiä, jotka pitävät sisällään IMT:n ne uudet ominaisuudet, jotka ylittävät IMT-2000:n vaatimukset. Long Term Evolution-Advanced (LTE-Advanced) ja IEEE 802.16m ovat IMT-A sertifiointiin lähetetyt kaksi pääasiallista kandidaattiteknologiaa.

Tässä diplomityössä esitellään kolmannen sukupolven järjestelmien kehityspolku LTE:hen ja IEEE 802.16e-2005 asti. Lisäksi työssä esitetään LTE-Advanced:n ja IEEE 802.16m:n uudet vaatimukset ja ominaisuudet sekä vertaillaan näiden lähestymistapoja IMT-A vaatimusten täyttämiseksi. Lopuksi työssä luodaan katsaus LTE ja IEEE 802.16e-2005 (markkinointinimeltään Mobile WiMAX) -järjestelmien markkinatilanteeseen.

The demand for affordable bandwidth in fixed and mobile services is growing rapidly around the world. The emergence of smart devices like the iPhone and Nokia N900, coupled with their high market penetration and superior user experience is behind this increased demand, inevitably driving the need for continued innovations in the wireless data technologies industry to provide more capacity and higher quality of service.

The term "4G" meaning the 4th Generation of wireless technology describes mobile wireless services which have been defined by the ITU's Radiocommunication Sector (ITU-R) and titled International Mobile Telecommunications-Advanced (IMT-Advanced). These are mobile systems that include the new capabilities of IMT that go beyond those of IMT-2000. Long Term Evolution-Advanced (LTE-Advanced) and IEEE 802.16m are the two main candidate technologies submitted for IMT-Advanced certification.

This thesis reviews the technology roadmap up to and including current 3G systems LTE from the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) and IEEE 802.16e-2005 from the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Furthermore, new requirements and features for LTE-Advanced and IEEE 802.16m as well as a comparative approach towards IMT-Advanced certification are presented. Finally, the thesis concludes with a discussion on the market status and deployment strategies of LTE and IEEE 802.16e-2005, or Mobile WiMAX as it is being marketed.