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详解4G网络关键技术我国开始实施“新一代宽带无线移动通信网”重大专项。由实施纲要可见，公共通信网在相当长的阶段仍然是无线移动通信的主导产业，仍将在未来无线公众信息服务中扮演基础作用。在可预见的未来，公众蜂窝移动通信系统的商用化进程将在2011年前后由现有的3G及其增强型HSPA，升级至3G演进型技术(LTE和UMB)，并在2015年前后发展至4G技术。由于E3G和4G的标准化时间间隔较短，因此应考虑E3G与4G的协调发展。可以预见，在“新一代宽带无线移动通信网”重大专项的实施过程中，将主要以新一代宽带蜂窝移动通信网为主，同时也辅以宽带无线接入系统、短距离互联系统以及自组织无线网络，共同组成融合的、泛在的新一代宽带无线移动通信网。针对4G网络，需要重点关注关键技术测试验证、中继技术、分布式组网技术以及频谱共享技术等的研发。1关键技术测试验证需求：测试平台和外场环境是每一项无线通信技术研究开发过程中不可缺少的组成部分，国际上在3G/B3G/4G的研发过程中都通过建立测试现场/平台来加速技术标准化的进程、加快技术成熟化的速度、加强在市场话语权的力度。当前，无论是标准化技术评估的迫切需求，还是运营商拓展未来移动通信应用的技术升级需求，我国都需要迅速建立起一个开放式、直接服务于产-学-研-用技术创新的4G关键技术公共试验验证平台。解决方案：4G公共试验验证平台需面向我国4G关键技术自主研发需要，由具备开放灵活性和可重配置能力的试验验证通用平台以及实验室与现场测试试验验证环境组成。它能够支持4G峰值传输速率、多频段、多带宽、大动态业务范围的无线通信试验，支撑研发中的4G各类技术与原型系统测试试验，提炼出代表我国自主知识产权技术的测试评估规范，增强这些技术方案的质量、重要性和竞争力，为使我国自主研发的关键技术能够成为国际移动通信标准的核心技术铺平道路，并对中国自主知识产权提供必要、充分和有效的支撑。2中继技术需求：为获得更多的频谱资源并避免与其他无线系统的干扰，未来的移动通信系统将更多地工作于更高的频段，为对抗恶劣的无线传播环境，需要部署更多的基站或采用直放站等增强技术来保证有效的覆盖。前者的CAPEX和OPEX较高，后者则存在干扰信号被一并放大从而导致系统容量降低的潜在弊端。相比之下，无线多跳中继技术则能借助中继站(RS)的转发来改善信号传输质量，将覆盖拓展到常规小区以外的区域及其它覆盖盲区，并有效提高用户吞吐量，特别是小区边缘用户的吞吐量。解决方案：为了满足4 G提出的技术指标，无线多跳中继(Multi-hopRelay)技术将成为有效改善覆盖和提高系统容量的重要技术手段。学术界和产业界就此技术已经展开了广泛的研究，标准化工作也已取得实质性的进展。目前，IEEE802.16m(WiMAX演进技术)已明确支持中继技术，众多厂商和运营商也在3GPPLTE-Ad-vanced的讨论中将其确定为性能提高的重要技术方案之一。鉴于多跳中继在未来网络中的重要地位和潜在的商业价值，需要重点研究4G中的多跳中继技术，使未来的无线网络能够满足日益增长的高数据速率、高频谱效率、广泛的覆盖能力和全业务支撑能力等诸多方面的要求。3分布式组网技术需求：频谱的紧张状况将在很大程度上决定未来移动通信系统或多或少都需要采用分布式组网技术。在无线AdHoc网络以及Mesh网络中，主要都采用分布式组网技术。而在中继增强蜂窝(RelayEnhancedCellular，REC)系统中，至少必须采用部分的分布式组网技术。解决方案：我国在分布式天线的研究处于世界先进地位，然而在分布式组网关键技术上，还需要做进一步的努力。目前，国际上有关这一领域的研究还非常弱，能够真正实用化的技术还非常少。例如，在IEEE802.16(WiMAX)标准中，对于Mesh模式如何组网也只是笼统地定义了紧耦合和松耦合等等，却很难有具体的方案。我们必须尝试改变传统移动通信系统的集中控制模式，将愈来愈复杂的网络优化问题化解为分布式的基本互联单元间的信息交互与协同优化问题，从而为未来移动通信系统向高频段、海量化接入发展提供一个全新的途径。这种努力方向也符合将移动通信网络扁平化的目标。4频谱共享技术需求：频谱资源的有限性引发了人们对其利用效率的越发关注。与此同时，无线传输技术本身正朝着高频谱利用率方向不断发展，而不同体制间异构无线通信系统频谱资源共享技术与机制，是大幅度提高频谱利用率的另外一个重要的努力方向，能从更高的层次上有效解决制约未来宽带无线通信发展的频谱需求瓶颈问题。目前国际上的相关研究十分活跃，而且以IEEE802.22为代表的有关频谱感知共享与认知无线电(CognitiveRadio)技术的标准化工作正在如火如荼地开展。因此，发展具有频谱感知与动态共享及能力的无线通信技术与系统，是无线通信系统未来主要发展努力方向之一。频谱共享技术也将成为4G系统的关键支撑技术之一。解决方案：频谱共享技术的研究涉及到Underlay和Overlay两种不同的模式，其中Underlay主要是使用超宽带(UWB)技术以同时利用频谱，而Overlay主要是见缝插针式的频谱利用。另外，需要研究在同一运营商下的异构网络频谱共享以及不同运营商之间的频谱共享问题，前者主要靠频谱资源的调度，而后者则涉及到频谱竞争和拍卖等机制，需要从博弈论(GameTheory)的角度加以研究。目前，最典型的切入点是利用广播电视的空隙频段来进行无线通信。4G系统中多天线技术2011年01月09日 14:39 本站整理 作者：佚名 用户评论（0） 关键字：由于第三代移动通信系统（3G）还存在一些不足，包括很难达到较高的通信速率，提供服务速率的动态范围不大，不能满足各种业务类型要求，以及分配给3G系统的频率资源已经趋于饱和等，于是人们提出了第四代移动通信系统（4G）的构想。4G的关键技术包括：（1）调制和信号传输技术（OFDMOFDM）；（2）先进的信道编码方式（Turbo码和LDPC）；（3）多址接入方案（MC-CDMA和FH-OFCDMA）；（4）软件无线电技术；（5）MIMO和智能天线技术；（6）基于公共IP网的开放结构。研究表明，在基于CDMA技术的3G中使用多天线技术能够有效降低多址干扰，空时处理能够极大增加CDMA系统容量。凭在提高频谱利用率方面的卓越表现，MIMO和智能天线成为4G发展中炙手可热的课题。智能天线技术智能天线最初用于雷达、声纳及军事通信领域。使用智能天线可以在不显著增加系统复杂程度的情况下满足服务质量和扩充容量的需要。1.基本原理和结构智能天线利用数字信号处理技术，采用先进的波束转换技术（switchedbeamtechnology）和自适应空间数字处理技术（adaptivespatialdigitalprocessingtechnology），判断有用信号到达方向（DOA）通过选择适当的合并权值，在此方向上形成天线主波束，同时将低增益旁瓣或零陷对准干扰信号方向。在发射时，能使期望用户的接收信号功率最大化，同时使窄波束照射范围外的非期望用户受到的干扰最小，甚至为零。智能天线引入空分多址（SDMA）方式。在相同时隙、相同频率或相同地址码的情况下，用户仍可以根据信号空间传播路径的不同而区分。实际应用中，天线阵多采用均匀线阵或均匀圆阵。智能天线系统由天线阵；波束成形成网络；自适应算法控制三部分组成（见图1）。图1典型的智能天线系统2.智能天线的分类智能天线主要分为波束转换智能天线（switchedbeamantenna）和自适应阵列智能天线（adaptivearrayantenna）。（1）波束转换智能天线波束转换智能天线具有有限数目的、固定的、预定义的方向图，它利用多个并行窄波束（1530水平波束宽度）覆盖整个用户区，每个波束的指向是固定的，波束宽度也随天线元的数目而确定（见图2）。波束转换系统实现比较经济，与自适应天线相比结构简单，无需迭代，响应快、鲁棒性好。但预先设计好的工作模式有限，窄波束的特性将极大地影响系统性能。图2波束转换智能天线（2）自适应阵列智能天线自适应阵列智能天线实时地对用户到达方向（DOA）进行估计，在此方向上形成主波束，同时使旁瓣或零陷对准干扰方向。自适应天线阵列一般采用416天线阵元结构，阵元间距为1/2波长（若阵元间距过大会使接收信号彼此相关程度降低，太小则会在方向图形成不必要的栅瓣，可能放大噪声或干扰）。图3对自适应阵列智能天线与波束转换智能天线进行了比较。图3自适应阵列智能天线（a）与束转换智能天线（b）的比较3.智能天线的自适应波束成形技术智能天线技术研究的核心是自适应算法，可分为盲算法、半盲算法和非盲算法。非盲算法需借助参考信号，对接收到的预先知道的参考信号进行处理可以确定出信道响应，再按一定准则（如迫零准则）确定各加权值，或者直接根据某一准则自适应地调整权值（即算法模型的抽头系数）。常用的准则有最小均方误差MMSE(Minimummeansquareerror)、最小均方LMS(Leastmeansquare)和递归最小二乘等；而自适应调整则采取最优化方法，最常见的是最陡梯度下降法。盲算法无须参考信号或导频信号，它充分利用调制信号本身固有的、与具体承载信息比特无关的一些特征（如恒包络、子空间、有限符号集、循环平稳等）来调整权值，以使输出误差尽量小。常见的算法有常数模算法CMA(Constantmodulearithmetic)、子空间算法、判决反馈算法等。非盲算法相对盲算法而言，通常误差较小，收敛速度也较快，但发送参考信号浪费了一定的系统带宽。为此，又发展了半盲算法，即先用非盲算法确定初始权值，再用盲算法进行跟踪和调整。波束赋形的目标是根据系统性能指标，形成对基带信号的最佳组合与分配。软件无线电系统采用数安波束形成DBF(Digitalbindform)。实现智能天线波束形成的方式有两种：阵元空间处理方式和波束空间处理方式。阵元空间处理方式直接对各阵元按接收信号采样并进行加权处理后，形成阵列输出，使天线方向图主瓣对准用户信号到方向，天线阵列各阵元均参与自适应调整；波束空间处理方式包含两级处理过程，第一级对各阵元信号进行固定加权求和，形成指向不同方向的波速，第二级对一级输出进行自适应加权调整并合成，此方案不是对全部阵元都从整体最优计算加权系数，而是只对部分阵元作自适应处理，其特点是计算量小，收敛快，并且有良好的波束保形性能。4.智能天线的优点及应用智能天线能够获得更大的天线覆盖范围；有效减少多径衰落的影响，提高通信质量，并能够减少对其它用户的干扰；增加频谱效率和信道容量；动态信道分配；实现移动台定位；提高通信安全性。目前TD-SCDMA（时分同步码分多址）是世界上惟一采用智能天线的第三代移动通信系统，国际上已经把智能天线技术作B3G移动通信发展的主要方向之一。MIMO技术移动通信环境中存在多个散射体、反射体，在无线通信链路的发射与接收端存在多条传播路径，多径传播对通信的有效性与可靠性造成了严重的影响。研究表明，可以利用多径引起的接收信号的某些空间特性实现接收端的信号分离。多输入一多输出（MIMO）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（见图4）这相当于频带资源重复利用，可以在原有的频带内实现高速率的信息传输，使频谱利用率和链路可靠性极大的提高。MIMO系统提供分集增益（diversitygain）和复用增益（multiplexinggain）。图4MIMO无线传输系统1.分集增益MIMO系统中发射端和接收端结合，得到一个大的分集阶数（diversityorder）。假设发射天线MT，接收天线数MR，最大链路数为MTMR；如果所有这些链路具有相互独立的衰落，则得到MTMR阶分集。2.复用增益空分复用利用传播环境中丰富的多径分量，多个数据通道共用一个频率带宽，从而使信道容量线性（与天线数成正比）增加，而不需要额外带宽或功率消耗。输入数据流经过串并变换后形成MT路较低速率的数据流，并在同一时刻经过相同的频带从MT根发射天线发射出去。由于多径传播，每根接收天线所观察到的是所有发射信号的叠加，而每根发射天线在接收端具有不同的空间信号，接端利用这些信号的差异分离出独立的数据流，并将它们合并恢复出原始信号（见图5）。为获得复用增益所付出的代价是使用天线而带来的系统硬件复杂度和成本的增加。常见的几种线性和非线性接收机有迫零接收机，V-BLAST接收机，最小均方误差接收机和最大似然接收机等.图5空分复用系统3.MIMO与空时编码与MIMO技术密切相关的另一种技术是空时码，空时码是适合于多天线阵信道的一种编码方案。它综合了空间分集和时间分集的优点，同时提供分集增益和编码增益。现有的研究表明，空时码能够获得远远高于传统单天线系统的频带利用率。按照空时码适用信道环境的不同，可以将已有的空时编码分成两大类：一类要求接收端能够准确地估计信道特性，如分层空时码、网格空时码和分组空时码；另一类不要求接收端进行信道估计，如酉空时码和差分空时码。4.MIMO和OFDMOFDMOFDMOFDM技术是一种特殊的多载波传输方案，其多载波之间相互正交，可以高效利用频谱资源，同时OFDMOFDM将总带宽分割为若干个窄带子载波，可以有效抵抗频率选择性衰落。与MIMO相结合的MIMO-OFDMOFDM系统既有很高的传输效率，又通过分集达到很强的可靠性，从而成为第四代移动通信系统的研究热点。传统的智能天线终端只在发射端或接收端配备多个天线元，通常是在基站，因为额外的开销和空间与在移动台相比更容易得到满足。与智能天线系统相比，MIMO系统在发射端和接收端都为多天线，其潜力远远超过了传统的智能天线，可以使无线链路的容量有惊人的提高。MIMO信道的可分离性依赖于丰富多径的存在，使信道具有空间选择性。也就是说MIMO充分利用了多径。与之相反，一些智能天线在视距（LOS）或近似视距的情况下性能更好，也就是说在通过减少多径分量来获得好的工作性能；另一些基于分集的智能天线技术可以在非视距条件下表现的良好的性能，但它们也是在努力消除多径而不是利用多径。多天线系统凭借其在提高频谱效率方面的卓越表现，在4G中将发挥重要的作用。无线通信技术最终会走向4G网络时代作者：佚名来源：发布时间：2010-3-12 11:57:59收 藏 评 论无线通信技术最终会走向4G网络时代通信技术的日新月异，的确为我们带来了不少享受。随着数据通信与多媒体业务需求的发展，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，用户也因此有理由期待这种第四代移动通信技术将会给我们带来更加美好的未来。说到第四代移动通信技术，不少人肯定不是很清楚，本文将从五个方面向大家详细介绍这种技术。 第四代通信技术的发展背景 大家知道，所有技术的发展都不可能在一夜之间实现，从GSM、GPRS到4代，需要不断演进，而且这些技术可以同时存在。我们都知道最早的移动通信电话是采用的模拟蜂窝通信技术，这种技术只能提供区域性话音业务，而且通话效果差、保密性能也不好，用户的接听范围也是很有限。随着移动电话迅猛发展，用户增长迅速，传统的通信模式已经不能满足人们通信的需求，在这种情况下就出现了GSM通信技术，该技术用的是窄带TDMA，允许在一个射频(即蜂窝)同时进行8组通话。它是根据欧洲标准而确定的频率范围在9001800MHz之间的数字移动电话系统，频率为1800MHz的系统也被美国采纳。GSM是1991年开始投入使用的。到1997年底，已经在100多个国家运营，成为欧洲和亚洲实际上的标准。GSM数字网也具有较强的保密性和抗干扰性，音质清晰，通话稳定，并具备容量大，频率资源利用率高，接口开放，功能强大等优点。不过它能提供的数据传输率仅为9.6kbit/s，和五、六年前用固定电话拨号上网的速度相当，而当时的internet几乎只提供纯文本的信息。而时下正流行的数字移动通信手机是第二代（2G），一般采用GSM或CDMA技术。第二代手机除了可提供所谓“全球通”话音业务外，已经可以提供低速的数据业务了，也就是收发短消息之类。虽然从理论上讲，2G手机用户在全球范围都可以进行移动通信，但是由于没有统一的国际标准，各种移动通信系统彼此互不兼容，给手机用户带来诸多不便。 针对GSM通信出现的缺陷，人们在2000年又推出了一种新的通信技术GPRS，该技术是在GSM的基础上的一种过渡技术。GPRS的推出标志着人们在GSM的发展史上迈出了意义最重大的一步，GPRS在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP和X.25分组数据接入股务。 在这之后，通信运营商们又将推出EDGE技术，这种通信技术是一种介于现有的第二代移动网络与第三代移动网络之间的过渡技术，因此也有人称它为“二代半”技术，它有效提高了GPRS信道编码效率的高速移动数据标准，它允许高达384KbPs的数据传输速率，可以充分满足未来无线多媒体应用的带宽需求。EDGE提供了一个从GPRS到第三代移动通信的过渡性方案，从而使现有的网络运营商可以最大限度地利用现有的无线网络设备，在第三代移动网络商业化之前提前为用户提供个人多媒体通信业务。 在新兴通信技术的不断推动之下，象征着3G通信的标志技术WCDMA也将成为未来通信技术的主流。该技术能为用户带来了最高2Mbit/s的数据传输速率，在这样的条件下，现在计算机中应用的任何媒体都能通过无线网络轻松的传递。WCDMA通过有效的利用宽频带，不仅能顺畅的处理声音、图象数据、与互联网快速连接；此外WCDMA和MPEG-4技术结合起来还可以处理真实的动态图象。人们之间沟通的瓶颈将由现在的网络传输速率转变为各种新型应用的提供：如何让无线网络更好的为人们服务而不是给人们带来骚扰，如何让每个人都能从信息的海洋中快速的得到自己需要的信息，如何能够方便的携带、使用各种终端设备，各种终端设备之间如何更好的自动协同工作等等。在上述通信技术的基础之上，无线通信技术最终将迈向4G通信技术时代。 从无线通信系统的发展历程来看，第一代移动通信系统的任务已经达成，而现阶段是第二代移动通信系统的时代，今后十年将会是3G移动通信系统正兴的时期，或许到了十年以后将会是第四代移动通信的天下。但我们不难发现每一个不同的移动通信系统均会有重复性的时间点，大约每十年就有一项技术更新，不过随着通信科技的日新月异，或许转变会更快、时间也会更短。对于移动通信服务业者、系统设备供货商或其他相关产业来说，必须随时注意移动通信技术的变化，以因应市场需求。 第四代通信技术的概念介绍 就在3G通信技术正处于酝酿之中时，更高的技术应用已经在实验室进行研发。因此在我们期待第三代移动通信系统所带来的优质服务的同时，第四代移动通信系统的最新技术也在实验室悄然进行当中。那么到底什么是4G通信呢？ 到目前为止人们还无法对4G通信进行精确地定义，有人说4G通信的概念来自其他无线服务的技术，从无线应用协定、全球袖珍型无线服务到3G；有人说4G通信是一个超越2010年以外的研究主题，4G通信是系统中的系统，可利用各种不同的无线技术；但不管人们对4G通信怎样进行定义，有一点我们能够肯定的是4G通信将是一个比3G通信更完美的新无线世界，它将可创造出许多消费者难以想象的应用。4G最大的数据传输速率超过100Mbit/s，这个速率是目前移动电话数据传输速率的1万倍，也是3G移动电话速率的50倍。4G手机将可以提供高性能的汇流媒体内容，并通过ID应用程序成为个人身份鉴定设备。它也可以接受高分辨率的电影和电视节目，从而成为合并广播和通信的新基础设施中的一个纽带。此外，4G的无线即时连接等某些服务费用将比3G便宜。还有，4G有望集成不同模式的无线通信从无线局域网和蓝牙等室内网络、蜂窝信号、广播电视到卫星通信，移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。 4G通信技术并没有脱离以前的通信技术，而是以传统通信技术为基础，并利用了一些新的通信技术，来不断提高无线通信的网络效率和功能的。如果说现在的3G能为我们提供一个高速传输的无线通信环境的话，那么4G通信将是一种超高速无线网络，一种不需要电缆的信息超级高速公路，这种新网络可使电话用户以无线及三维空间虚拟实境连线。与传统的通信技术相比，4G通信技术最明显的优势在于通话质量及数据通信速度。然而，在通话品质方面，目前的移动电话消费者还是能接受的。随着技术的发展与应用，现有移动电话网中手机的通话质量还在进一步提高。数据通信速度的高速化的确是一个很大优点，它的最大数据传输速率达到100Mbit/s，简直是不可思议的事情。另外由于技术的先进性确保了成本投资的大大减少，未来的4G通信费用也要比目前的通信费用低。 4G通信技术将是继第三代以后的又一次无线通信技术演进，其开发更加具有明确的目标性：提高移动装置无线访问互联网的速度-据3G市场分三个阶段走的的发展计划，3G的多媒体服务在10年后将进入第三个发展阶段，此时覆盖全球的3G网络已经基本建成，全球25%以上人口使用第三代移动通信系统。在发达国家，3G服务的普及率更将超过60%，那么这时就需要有更新一代的系统来进一步提升服务质量。 为了充分利用4G通信给我们带来的先进服务，我们还必须借助各种各样的4G终端才能实现，而不少通信营运商正是看到了未来通信的巨大市场潜力，他们现在已经开始把眼光瞄准到生产4G通信终端产品上，例如生产具有高速分组通信功能的小型终端、生产对应配备摄像机的可视电话以及电影电视的影像发送服务的终端，或者是生产与计算机相匹配的卡式数据通信专用终端。有了这些通信终端后，我们手机用户就可以随心所欲的漫游了，随时随地的享受高质量的通信了。 第四代通信技术的主要优势 如果说2G、3G通信对于人类信息化的发展是微不足道的话，那么未来的4G通信却给了我们真正的沟通自由，并将彻底改变我们的生活方式甚至社会形态。目前正在构思中的4G通信具有下面的特征： 1、通信速度更快 由于人们研究4G通信的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问Internet的速率，因此4G通信给人印象最深刻的特征莫过于它具有更快的无线通信速度。从移动通信系统数据传输速率作比较，第一代模拟式仅提供语音服务；第二代数位式移动通信系统传输速率也只有9.6Kbps，最高可达32Kbps，如PHS；而第三代移动通信系统数据传输速率可达到2Mbps；专家则预估，第四代移动通信系统可以达到10Mbps至20Mbps，甚至最高可以达到每秒高达100Mbps速度传输无线信息，这种速度将相当于目前手机的传输速度的1万倍左右。 2、网络频谱更宽 要想使4G通信达到100Mbps的传输，通信营运商必须在3G通信网络的基础上，进行大幅度的改造和研究，以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的蜂窝系统的带宽高出许多。据研究4G通信的AT&T的执行官们说，估计每个4G信道将占有100MHz的频谱，相当于W-CDMA3G网路的20倍。 3、通信更加灵活 从严格意义上说，4G手机的功能，已不能简单划归“电话机”的范畴，毕竟语音资料的传输只是4G移动电话的功能之一而已，因此未来4G手机更应该算得上是一只小型电脑了，而且4G手机从外观和式样上，将有更惊人的突破，我们可以想象的是，眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋，以方便和个性为前提，任何一件你能看到的物品都有可能成为4G终端，只是目前我们还不知应该怎么称呼它。未来的4G通信将使我们不仅可以随时随地通信，更可以双向下载传递资料、图画、影像，当然更可以和从未谋面的陌生人网上联线对打游戏。也许你将有被网上定位系统永远锁定无处遁形的苦恼，但是与它据此提供的地图带来的便利和安全相比，这简直可以忽略不计。 4、智能性能更高 第四代移动通信的智能性更高，不仅表现在4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化，例如对菜单和滚动操作的依赖程度将大大降低，更重要的4G手机可以实现许多难以想象的功能。例如4G手机将能根据环境、时间以及其他设定的因素来适时地提醒手机的主人此时该做什么事，或者不该做什么事，4G手机可以将电影院票房资料，直接下载到PDA之上，这些资料能够把目前的售票情况、座位情况显示得清清楚楚，大家可以根据这些信息来进行在线购买自己满意的电影票；4G手机可以被看作是一台手提电视，用来看体育比赛之类的各种现场直播。 5、兼容性能更平滑 要使4G通信尽快地被人们接受，不但考虑的它的功能强大外，还应该考虑到现有通信的基础，以便让更多的现有通信用户在投资最少的情况下就能很轻易地过渡到4G通信。因此，从这个角度来看，未来的第四代移动通信系统应当具备全球漫游，接口开放，能跟多种网络互联，终端多样化以及能从第二代平稳过渡等特点。 6、提供各种增殖服务 4G通信并不是从3G通信的基础上经过简单的升级而演变过来的，它们的核心建设技术根本就是不同的，3G移动通信系统主要是以CDMA为核心技术，而4G移动通信系统技术则以正交多任务分频技术(OFDM)最受瞩目，利用这种技术人们可以实现例如无线区域环路(WLL)、数字音讯广播(DAB)等方面的无线通信增殖服务；不过考虑到与3G通信的过渡性，第四代移动通信系统不会在未来仅仅只采用OFDM一种技术，CDMA技术将会在第四代移动通信系统中，与OFDM技术相互配合以便发挥出更大的作用，甚至未来的第四代移动通信系统也会有新的整合技术如OFDM/CDMA产生，前文所提到的数字音讯广播，其实它真正运用的技术是OFDM/FDMA的整合技术，同样是利用两种技术的结合。因此未来以OFDM为核心技术的第四代移动通信系统，也将会结合两项技术的优点，一部份将是以CDMA的延伸技术。 7、实现更高质量的多媒体通信 尽管第三代移动通信系统也能实现各种多媒体通信，但未来的4G通信能满足第三代移动通信尚不能达到的在覆盖范围、通信质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要，第四代移动通信系统提供的无线多媒体通信服务将包括语音、数据、影像等大量信息透过宽频的信道传送出去，为此未来的第四代移动通信系统也称为“多媒体移动通信”。第四代移动通信不仅仅是为了因应用户数的增加，更重要的是，必须要因应多媒体的传输需求，当然还包括通信品质的要求。总结来说，首先必须可以容纳市场庞大的用户数、改善现有通信品质不良，以及达到高速数据传输的要求。 8、频率使用效率更高 相比第三代移动通信技术来说，第四代移动通信技术在开发研制过程中使用和引入许多功能强大的突破性技术，例如一些光纤通信产品公司为了进一步提高无线因特网的主干带宽宽度，引入了交换层级技术，这种技术能同时涵盖不同类型的通信接口，也就是说第四代主要是运用路由技术(Routing)为主的网络架构。由于利用了几项不同的技术，所以无线频率的使用比第二代和第三代系统有效得多。按照最乐观的情况估计，这种有效性可以让更多的人使用与以前相同数量的无线频谱做更多的事情，而且做这些事情的时候速度相当快。研究人员说，下载速率有可能达到5Mbps到10Mbps。 9、通信费用更加便宜 由于4G通信不仅解决了与3G通信的兼容性问题，让更多的现有通信用户能轻易地升级到4G通信，而且4G通信引入了许多尖端的通信技术，这些技术保证了4G通信能提供一种灵活性非常高的系统操作方式，因此相对其他技术来说，4G通信部署起来就容易迅速得多；同时在建设4G通信网络系统时，通信营运商们将考虑直接在3G通信网络的基础设施之上，采用逐步引入的方法，这样就能够有效地降低运行者和用户的费用。据研究人员宣称，4G通信的无线即时连接等某些服务费用将比3G通信更加便宜。 第四代通信技术存在的缺陷 对于现在的人来说，未来的4G通信的确显得很神秘，不少人都认为第四代无线通信网络系统是人类有史以来发明的最复杂的技术系统，的确第四代无线通信网络在具体实施的过程中出现大量令人头痛的技术问题，大概一点也不会使人们感到意外和奇怪，第四代无线通信网络存在的技术问题多和互联网有关，并且需要花费好几年的时间才能解决。总的来说，要顺利、全面地实施4G通信，将可能遇到下面的一些困难：1、标准难以统一 虽然从理论上讲，3G手机用户在全球范围都可以进行移动通信，但是由于没有统一的国际标准，各种移动通信系统彼此互不兼容，给手机用户带来诸多不便。因此，开发第四代移动通信系统必须首先解决通信制式等需要全球统一的标准化问题，而世界各大通信厂商将会对此一直在争论不休。 2、技术难以实现 尽管未来的4G通信能够给人带来美好的明天，但是别指望立刻就能用上这种技术，大约还需要5年左右的时间这项技术才能发布。据研究这项技术的开发人员而言，要实现4G通信的下载速度还面临着一系列技术问题。例如，如何保证楼区、山区，及其它有障碍物等易受影响地区的信号强度等问题。日本DoCoMo公司表示，为了解决这一问题，公司将对不同编码技术和传输技术进行测试。另外在移交方面存在的技术问题，使手机很容易在从一个基站的覆盖区域进入另一个基站的覆盖区域时和网络失去联系。由于第四代无线通信网络的架构相当复杂，这一问题显得格外突出。不过，行业专家们表示，他们相信这一问题可以得到解决，但需要一定的时间。 3、容量受到限制 人们对未来的4G通信的印象最深的莫过于它的通信传输速度将会得到极大提升，从理论上说其所谓的每秒100MB的宽带速度，比目前手机信息传输速度每秒10KB要快1万多倍，但手机的速度将受到通信系统容量的限制，如系统容量有限，手机用户越多，速度就越慢。据有关行家分析，4G手机将很难达到其理论速度。如果速度上不去，4G手机就要大打折扣。 4、市场难以消化 有专家预测在10年以后，第三代移动通信的多媒体服务将进入第三个发展阶段，此时覆盖全球的3G网络已经基本建成，全球25%以上人口使用第三代移动通信系统，第三代技术仍然在缓慢地进入市场，到那时整个行业正在消化吸收第三代技术，对于第四代移动通信系统的接受还需要一个逐步过渡的过程。另外，在过渡过程中，如果4G通信因为系统或终端的短缺而导致延迟的话，那么号称5G的技术随时都有可能威胁到4G的赢利计划，此时4G漫长的投资回收和赢利计划将变得异常的脆弱。 5、设施难以更新 在部署4G通信网络系统之前，覆盖全球的大部分无线基础设施都是基于第三代移动通信系统建立的，如果要向第四代通信技术转移的话，那么全球的许多无线基础设施都需要经历着大量的变化和更新，这种变化和更新势必减缓4G通信技术全面进入市场、占领市场的速度。而且到那时，还必须要求3G通信终端升级到能进行更高速数据传输及支持4G通信各项数据业务的4G终端，也就是说4G通信终端要能在4G通信网络建成后及时提供，不能让通信终端的生产滞后于网络建设。但根据目前的事实来看，在4G通信技术全面进入商用之日算起的二三年后，消费者才有望用上性能稳定的4G通信手机。 6、其他相关困难 因为手机的功能越来越强大，而无线通信网络也变得越来越复杂，同样4G通信在功能日益增多的同时，它的建设和开发也将会遇到比以前系统建设更多的困难和麻烦。例如每一种新的设备和技术推出时，其后的软件设计和开发必须及时能跟上步伐，才能使新的设备和技术得到很快推广和应用，但遗憾的是4G通信目前还只处于研究和开发阶段，具体的设备和用到的技术还没有完全成型，因此对应的软件开发也将会遇到困难；另外费率和计费方式对于4G通信的移动数据市场的发展尤为重要，例如WAP手机推出后，用户花了很多的连接时间才能获得信息，而按时间及信息内容的收费方式使用户难以承受，因此必须及早慎重研究基于4G通信的收费系统，以利于市场发展。还有4G通信不仅需要区分语音流量和互联网数据，还需要具备能到数据传输速度很慢的第三代无线通信网络上平稳使用的性能，这就需要通信营运商们必须能找到一个很好的解决这些问题的方法，而要解决办法就必须首先在大量不同的设备上精确执行4G规范，要做到这一点，也需要花费好几年的时间。况且到了4G通信真正开始推行时，熟悉4G通信业务的经验和专门技术人才还不多，这样同样也会延缓4G通信在市场上迅速推广的速度，因此到时对于设计、安装、运营、维护4G通信的专门技术人员还须早日进行培训。 第四代通信技术的发展展望 在新一代技术刚推出市场之后，更高的技术应用已经在实验室进行研发。目前日本的NTTDoCoMo公司已经表示，4G通信的试验网络已经部署在公司的横须贺研发园内，该网络集结了试验基站和移动终端，同时NTTDoCoMo公司还表示，4G通信服务将于2010年推出，网络的下载速度可以达到100Mbps，上载速度为20Mbps。美国AT&T公司推出的4G通信网络的试验，据说可以配合目前的EDGE进行无线上传，并通过OFDM技术达到快速下载的目的。美国AT&T公司声称大约还需要五年，这项技术才能发布；再有十年左右的时间，4G才能真正投入到商用阶段。在去年二月份，欧洲的四家移动设备生产商阿尔卡特、爱立信、诺基亚和西门子组成了世界无线研究论坛(WWRF)，以研究3G以后的发展方向。WWRF预计4G技术将在2010年开始投入应用。这一代通信技术可以将不同的无线局域网络和通信标准，手机信号，无线电通信和电视广播以及卫星通信结合起来，这样手机用户就可以随心所欲的漫游了。目前在欧洲地区，无线区域回路与数字音讯广播已针对其室内(Indoor)应用而进行相关的研发，测试项目包括10Mbps与MPEG影像传输应用，而第四代移动通信技术则将会是现有两项研发技术的延伸，先从室内技术开始，再逐渐扩展到室外的移动通信网路。爱立信公司的一位高级官员表示，该公司在经济不景气的情况下不会减少研发第四代无线通讯技术的预算的，该公司的负责人同时表示，该公司的研发工作具有3-10年的前瞻性，暂时的需求不振不会使该公司放慢研究的速度。 国际电信联盟无线电通信部也已经达成共识，将把移动通信系统同其他系统结合起来，在2010年之前是数据传输数率达到100Mbps。对于更高级的3G系统，ITU决定同时发展IMT-2000的两个标准提高数据包和声音文件的传输速率被日本NTTDoCoMo和J-Phone两家公司采用的WCDMA将能最大达到8Mbps的下在速率，而CDMA2000系统也将达到2.4Mbps的速率。同时ITU对外发表声明说目前第四代移动通信的频段尚未被讨论与制订，不过原则上将会是以高频段频谱为主，另外也将会使用到微波相关的技术与频段。 我们有理由相信，第四代无线通信网络技术将会给我们未来的生活带来无限美好的期待！4G通信系统关键技术2009年11月13日 18:54 本站整理 作者：佚名 用户评论（0） 关键字：4G通信系统关键技术摘要本文首先提出了3G系统目前存在的局限性，由此概括介绍了4G的引入及概念，并分别对其可能采用的新技术及网络构架的变动进行了简要介绍。最后列我国即将进行的3G通信系统建设与4G通信系统的关系进行阐述，并对4G的未来做出展望。1引言随着近年来3GPP各版本标准的逐一制定完成，特别是R99版本已相对成熟，3G网络的建设呈现出一触即发的势头，而3G牌照的发放将极有可能成为我国3G建设的触发点。然而，由于3G系统本身所具有的局限性已经引起人们的注意，因此世界通信业界的专家们已将目光更远的放向了“后3G技术”(IMT-2OOO Beyond)，也可以称为4G甚至是5G技术。3G的局限性主要体现在以下的几个方面。(1)难以达到较高的通信速率。3G采用的是CDMA技术，CDMA本身是一个自扰系统，所有的移动用户都占用相同的带宽和频率，因此在系统容量有限的情况下，用户数越多，越难达到较高的通信速率，不能够满足用户对高速多媒体业务的要求；(2)难以提供动态范围多速率业务。由于3G空中接口标准对核心网有所限制，因此3G将难以提供具有多种QoS及性能的各种速率的业务；(3)难以实现不同频段的不同业务环境间的无缝漫游。由于采用不同频段的不同业务环境，需要移动终端配置有相应不同的软、硬件模块，而3G移动终端目前尚不能够实现多业务环境的不同配置。基于以上3G系统的一些局限性，人们希望能够通过“后3G技术”来解决它们，并在未来能够真正实现“任何人在任何地点以任何形式接入网络”的梦想。本文主要对4G的相关技术