浅谈第四代移动通讯技术

摘要：本文对第四代移动通信技术(4G)的概念、主要指标、主要特点、关键技术进行了介绍，并对未来的技术发展进行了展望。

关键词：第四代通讯技术无线通信

中图分类号： C35 文献标识码： A

目前，发达国家已经着手研制第四代移动通信的标准和产品。美国AT&T公司已经在实验室中研究第四代移动通信技术，其目的是提高蜂窝电话和其他移动设备访问互联网的速率；大约五年后，这项技术即可面世。日本的DoCoMo移动通信公司也在进行第四代移动通信的研究，争取在2008年左右推出4G产品。爱立信公司宣布已开始着手研制第四代移动通信系统，其研究机构负责人表示，第四代移动通信技术不仅可以将上网速度提高到超过3G技术的50倍，而且届时人类将首次实现三维图像的高质量传输。该公司预计第四代移动通信系统大约在2010年正式投入市场。我国目前对第四代移动通信技还处于探讨起步阶段，因此，对4G移动通信的研制工作显得十分迫切。

一、第四代移动通讯技术的概念

4G（第四代移动通信技术)的概念可称为宽带接入和分布网络，具有非对称的超过2Mb/s的数据传输能力。它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和交互式广播网络。 第四代移动通信标准比第三代标准具有更多的功能。第四代移动通信可以在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方用宽带接入互联网（包括卫星通信和平流层通信），能够提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。此外，第四代移动通信系统是集成多功能的宽带移动通信系统，是宽带接入IP系统。

二、第四代移动通讯技术的主要指标：

1、数据速率从2Mb/s提高到100Mb/s，移动速率从步行到车速以上。

2、支持高速数据和高分辨率多媒体服务的需要。宽带局域网应能与B-ISDN和ATM兼容，实现宽带多媒体通信，形成综合宽带通信网。

3、对全速移动用户能够提供150Mb/s的高质量影像等多媒体业务。

三、第四代移动通讯技术的特点

1.具有很高的传输速率和传输质量。未来的移动通信系统应该能够承载大量的多媒体信息，因此要具备50-100Mbit/s的最大传输速率、非对称的上下行链路速率、地区的连续覆盖、QoS机制、很低的比特开销等功能；

2.灵活多样的业务功能。未来的移动通信网络应能使各类媒体、通信主机及网络之间进行“无缝”连接，使得用户能够自由的在各种网络环境间无缝漫游，并觉察不到业务质量上的变化，因此新的通信系统要具备媒体转换、网间移动管理及鉴权、Adhoc网络(自组网)、等功能；

3.开放的平台。未来的移动通信系统应在移动终端、业务节点及移动网络机制上具有“开放性”，使得用户能够自由的选择协议、应用和网络；

4.高度智能化的网络。未来的移动通信网将是一个高度自治、自适应的网络，具有很好的重构性、可变性、自组织性等，以便于满足不同用户在不同环境下的通信需求。

四、第四代移动通讯技术的关键技术

在4G移动通信中，下列关键技术需进一步研究和解决。

1.定位技术：定位是指移动终端位置的测量方法和计算方法。它主要分为基于移动终端定位、基于移动网络定位或者混合定位三种方式。在4G移动通信系统中，移动终端可能在不同系统(平台)间进行移动通信。因此，对移动终端的定位和跟踪，是实现移动终端在不同系统(平台)间无缝连接和系统中高速率和高质量的移动通信的前提和保障。

2.切换技术：切换技术适用于移动终端在不同移动小区之间、不同频率之间通信或者信号降低信道选择等情况。切换技术是未来移动终端在众多通信系统、移动小区之间建立可靠移动通信的基础和重要技术。它主要有软切换和硬切换。在4G通信系统中，切换技术的适用范围更为广泛，并朝着软切换和硬切换相结合的方向发展。v * 软件无线电技术：在4G移动通信系统中，软件将会变得非常繁杂。为此，专家们提议引入软件无线电技术，将其作为从第二代移动通信通向第三代和第四代移动通信的桥梁。软件无线电技术能够将模拟信号的数字化过程尽可能地接近天线，即将 A/D和D/A转换器尽可能地靠近RF前端，利用DSP进行信道分离、调制解调和信道编译码等工作。它旨在建立一个无线电通信平台，在平台上运行各种软件系统，以实现多通路、多层次和多模式的无线通信。因此，应用软件无线电技术，一个移动终端，就可以实现在不同系统和平台之间，畅通无阻的使用。目前比较成熟的软件无线电技术有参数控制软件无线电系统。

3.智能天线技术：智能天线具有抑制噪声、自动跟踪信号、智能化时空处理算法形成数字波束等功能。

4.无线电在光纤中的传输技术：在未来的通信系统中，光纤网将发挥十分重要的作用。可以利用光纤传送宽带无线电信号，与其他传输媒介相比，损耗很小。还可以用光纤传送包含多种业务的高频(60GHz)无线电信号。因此，利用光纤传输无线电信号，成为研究的一个重点。

5. 网络协议与安全：未来移动网络包含许多类型的通信网络，采用以软件连接和控制为主的方法进行网络互连。因此，无线接口协议成为4G移动通信网络的关键技术之一。同时，网络的安全问题，随着网络的扩展，也需高度重视。

6.传输技术：主要研究在高速率(

7. 调制和信号传输技术：在高频段进行高速移动通信，将面临严重的选频衰落(frequency-selective fading)。为提高信号性能，研究和发展智能调制和解调技术，来有效抑制这种衰落。例如正交频分复用技术(OFDM)、自适应均衡器等。另一方面，采用TPC、RAKE扩频接收、跳频、FEC(如AQR和Turbo编码)等技术，来获取更好的信号能量噪声比(Eb/N0)。

结束语

随着新技术和人们的新需求不断出现，第四代移动通信技术将会做相应调整和进一步发展。纵观移动通信发展规律，我们相信，第四代移动通信技术的高速率、高质量、大容量的多媒体服务，将使我们的世界更美好！

参考文献

1、胡海明，董绍经，姜有田，等：《第四代移动通信技术浅析》（万方数据库）

2、《移动通信原理与技术》王华奎编，清华大学出版社