1、对 4G 移动通信技术的探讨摘要：当代通信领域中发展潜力最大、市场前景最广的热点技术是移动通信。适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第四代移动通信开始兴起，是随着数据通信与多媒体业务需求的发展而发展，因此有足够充分的原因来期待这种第四代移动通信技术给人们带来更加美好的未来。 关键词：4G 移动通信技术 中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号： 1 第四代移动通信及其性能 又名，广带（Broadband)接入和分布网络，数据率超过 UMTS，是支持高速数据率（220Mb/s）连接形式的理想模式，并且数据传输能力超过 2Mb/s。并且 4G 移动具有不同速率间的自动切换能力，
2、由上网数据传输能力从 2Mb/s 上升至 100Mb/s 就可以看出。第四代移动通信是多功能集成的宽度移动通信系统，也正因与第三代的不同，第四代移动通信更接近于个人，在业务、功能、频带上都不同，也将在不同的固定和无线平台及跨越不同频带的网络运行中提供无线服务。 4G 上网速度也提高到 3G 移动技术的 50 倍，并且可以实现三维图像高质量的传输。4G 手机系统下行链路速度是 100mbps，上行链路速度为30mbps,更窄的无线电波波束可以由基站天线来发送，且在行动中的用户也可以进行跟踪，可以处理更多的通话，并且 4G 电话不仅通话音质清楚，并且也传输高清晰度的图像，用途十分广阔。除了高速信息
3、传输技术之外，第四代通信系统还包括了告诉移动无线信息存取系统、移动平台技术、安全密码技术及终端间通信技术等优势，具有极高的安排性及保密性，诸如定位，警告等等。 2 4G 概念通信技术特点目前，业界专业人士对 4G 概念移动通信系统的共识主要有以下几点：1) 用户可以在任何地点、任何时间以任何方式不受限地接入网络中来；2) 移动终端可以是任何类型的；3) 用户可以自由地选择业务、应用和网络；4) 可以实现非常先进的移动电子商务；5) 新的技术可以非常容易地被引入到系统和业务中来。根据以上描述，未来的 4G 系统应具备以下的基本条件。(1) 具有很高的数据传输速率。对于大范围高速移动用户(250k
4、m/h)，数据速率为 2 Mbit/s;对于中速移动用户(60km/h)，数据速率为 20 Mbbit/s;对于低速移动用户(室内或步行者)，数据速率为 100 Mbit/s。(2) 实现真正的无缝漫游。 4G 移动通信系统实现全球统一的标准，能使各类媒体、通信主机及网络之间进行“无缝连接” ，真正实现一部手机在全球的任何地点都能进行通信。(3) 高度智能化的网络。采用智能技术的 4G 通信系统将是一个高度自治、自适应的网络。采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境进行结合的正常发送与接收，有很强的智能性、适应性和灵活性。(4) 良好的覆盖性能。4G 通信系统应具有良好的覆盖并能提供高
5、速可变速率传输。对于室内环境，由于要提供高速传输，小区的半径会更小。(5) 基于 IP 的网络。4G 通信系统将会采用 IPv6，IPv6 将能在 IP 网络上实现话音和多媒体业务。(6) 实现不同 QoS 的业务。4G 通信系统通过动态带宽分配和调节发射功率来提供不同质量的业务。34G 网络中的关键技术 4G 系统针对各种不同业务的接人系统，通过多媒体接入连接到基于口的核心网中。基于 IP 技术的网络结构使用户可实现在 3G、4G、WLAN及固定网间无缝漫游。4G 网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层、应用网络层。 (1)物理网络层提供接入和路南选择功能。 (2)中间环境层的功能有网络
6、服务质量映射、地址变换和完全性管理等。 (3)物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的，使发展和提供新的服务变得更容易，提供无缝高数据率的无线服务。并运行于多个频带，这一服务能自适应于多个无线标准及多模终端，跨越多个运营商和服务商，提供更大范围服务。 据国际电信联盟定义，4G 技术是可为移动中的用户提供 100 Mb/S 的数据传输、为静止的用户提供 1Gb/S 的数据传输的无线通讯技术，包含OFDM、智能天线(SA)与多人多出天线(MIMO)技术、软件无线电技术(SDR)三大关键技术。 3.1 OFDM OFDM 即正交频分复用技术，实际上 OFDM 是 MCM Multi-Ca
7、rrierModulation，多载波调制的一种。OFDM 技术有很多优点：可以消除或减小信号波形间的干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高了频谱利用率；适合高速数据传输；抗衰落能力强；抗码间干扰(ISI)能力强。 3.2 智能天线(SA)与多入多出天线(MIMO)技术 智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，被认为是未来移动通信的关键技术。智能天线成形波束能在空间域内抑制交互干扰，增强特殊范围内想要的信号，这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。其基本原理是在无线基站端使用天线阵和相干无线收发信机来实现射频信号的接收和发射。同时通过基带数字信号处理器，对各个天线链路
8、上接收到的信号按一定算法进行合并，实现上行波束赋形。目前智能天线的工作方式主要有两种：全自适应方式和基于预多波束的波束切换方式。 移动通信环境中的多径传播对通信的有效性与可靠性造成了严重的影响。而多输入多输出(M1MO)技术在通信链路两端均使用多个天线，发端将信源输出的串行码流转成多路并行子码流，分别通过不同的发射天线阵元同频、同时发送，接收方则利用多径引起的多个接收天线上信号的不相关性从混合信号中分离估计出原始子码流，这相当于频带资源重复利用，使频谱利用率和链路可靠性极大的提高。 3.3 软件无线电技术(SDR) 软件无线电(SDR)是将标准化、模块化的硬件功能单元经一通用硬件平台，利用软件
9、加载方式来实现各类无线电通信系统的一种开放式结构的技术。其中心思想是使宽带模数转换器(A/D)及数模转换器(D/A)等先进的模块尽可能地靠近射频天线的要求。尽可能多地用软件来定义无线功能。其软件系统包括各类无线信令规则与处理软件、信号流变换软件、调制解调算法软件、信道纠错编码软件、信源编码软件等。软件无线电技术主要涉及数字信号处理硬件(DSPH)、现场可编程器件(FPGA)、数字信号处理(DSP)等。 3.4 基于 IP 的核心网 4G 移动通信系统的核心网是一个基于全 IP 的网络，可以实现不同网络间的无缝互联。核心网独立于各种具体的无线接人方案，能提供端到端的 IP 业务，能同已有的核心网
10、和 PSTN 兼容。核心网具有开放的结构，能允许各种窄中接口接人核心网；同时核心网能把业务、控制和传输等分开。采用 IP 后，所采用的无线接入方式和协议与核心网络(CN)协议、链路层是分离独立的。在 4G 通信系统中将取代 IPv4 协议，主要采用全分组方式 IPv6 技术。 4 结束尽管 4G 移动通信系统目前还只是一个基本概念,定义仍然还不明确,仍处于实验室研究开发阶段,在其他关键性技术上如:信道编码、高性能接收机技术等方面还不完善。但是,作为新一代移动通信技术,其发展的前景是不可限量的。4G 技术的发展和实现,将真正实现我们充满个性化的通信梦想。 参考文献 1 陈忠民，田增山.浅谈软件无线电技术及其在 4G 中的应用.电信快报，2006（1） 2 刘伟,丁志杰.4G 移动通信系统研究进展与关键技术.中国数据通信
