浅谈第四代移动通信技术

秦 洪

（四川化工职业技术学院，四川 泸州 646005）

浅谈第四代移动通信技术

秦 洪

（四川化工职业技术学院，四川 泸州 646005）

文章简要介绍了移动通信技术发展历程，重点对第四代移动通信系统（4G）的概念及特点、相关技术、面临挑战等方面进行了简要分析，并提出4G技术发展的几点思考。

浅谈；4G；OFDM技术

国际电信联盟（ITU）已开始研究制定4G系统标准，并已达成共识：把移动通信系统同其他系统（如无限局域网，WLAN）结合起来。4G系统应体现移动与无线接入网及IP网络不断融合的发展趋势。

1 移动通信的发展历程

（1）第一代——模拟移动通信技术（1G）。

（2）第二代——数字移动通信技术（2G）。

（3）第三代——多媒体移动通信技术（3G）。

虽然3G传输率快，仍无法满足多媒体的通信需求。4G希望能提供更大的频宽需求，满足 3G尚不能达到的在覆盖、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。

2 第四代移动通信技术

2.1 4G通信技术面临的挑战

要顺利地把 4G系统投入应用，会遇到技术和市场等多方面的挑战。

2.1.1 标准难以统一

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变。因此，4G系统必须首先解决通信制式等需要全球统一的标准问题，而世界各大通信厂商对此争论不休。

2.1.2 技术难以实现

4G系统所运用的各种核心技术还不完善，而这些技术的逐步完善是一个长期的过程。例如，核心网的移动 IP技术，对于第四代移动通信系统而言，移动 IP技术缺乏实时位置管理和快速切换机制的支持。另外移动IP环境下的QoS所使用的综合业务、RSVP技术和区别型业务技术也是有待解决的重要问题之一。

2.1.3 容量受到限制

4G通信的传输速度将会得到很大提升，从理论上说能达到100 Mb/s的宽带速率，比目前手机信息传输速率10 kb/s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。

2.1.4 市场难以消化

现在覆盖全球的 3G网路已经基本建成，全球正在消化吸收3G，对于4G的接受还需要一个逐步过渡的过程。在过渡过程中，如 4G通信因为系统或终端的短缺而导致延迟的话，那么以后的新技术随时都有可能威胁到4G技术。

2.2 4G的特点

4G可称为宽带接入和分布网络，具有非对称的超过2 Mb/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。4G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。4G具有以下特点：①通信速度更快；②网络频谱更宽；③多种业务的完整融合；④智能性能更高；⑤兼容性能更平滑；⑥实现更高质量的多媒体通信；⑦通信费用更加便宜。因此，相对其他技术来说，4G通信部署起来就容易、迅速得多。

2.3 4G中的关键技术

2.3.1 正交多任务分频（OFDM）调制技术

未来无线多媒体业务既要数据传输速率高，又要保证传输质量，这就要求所采用的调制解调技术既要有较高的信元速率，又要有较长的码元周期，OFDM 技术正满足这一需求。OFDM是一种无线环境下的高速传输技术。无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的，OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，各子载波并行传输，这样尽管总的信道是非平坦的，但每个子信道是相对平坦的。且在各子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道带宽，大大消除信号波形间的干扰。

2.3.2 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2G向3G和4G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。

2.3.3 智能天线技术

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，能满足数据中心、移动IP网络的性能要求。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。

2.3.4 MIMO技术

多输入多输出技术（MIMO）是指在基站和移动终端都有多个天线。MIMO技术为系统提供空间复用增益和空间分集增益。空间复用是在接收端和发射端使用多副天线，充分利用空间传播中的多径分量，在同一频带上使用多个子信道发射信号，使容量随天线数量的增加而线性增加。MIMO技术可提供很高的频谱利用率，且其空间分集可显著改善无线信道的性能，提高无线系统的容量及覆盖范围。

3 对4G移动技术发展的几点看法

为了抢占 4G时代的发展机遇，促进中国产业发展，提出以下建议：

3.1 围绕终端芯片设计及解决方案尽快推进产业化

中国应该积极吸引国内外知名企业，以终端芯片设计、解决方案为重点，加快推进产业化，并推动包括网络设备制造、整机制造、测试仪器等主要环节在内的 4G产业链的形成，走创新集群发展道路，以尽快打造优势产业，抢占国际市场。

3.2 进一步推进4G基础网络建设

基础网络建设是 4G应用开发及产业发展的基本条件。中国的通信网络建设有较好的基础，为推动 4G应用技术开发和产业发展奠定了基础。建议以现有网络，加快研究制定 4G基础网络建设规划，为中国 4G商业化进程的快速推进做好充分准备。

3.3 大力发展4G应用软件产业

当前，一批跨国企业在 4G相关技术掌握和网络设备的制造方面已抢占先机，深圳华为、中兴等企业也在基础网络设备制造及相关技术领域与国际同步。中国应以应用为导向，大力开展 4G应用技术开发，以重点软件产业园区为依托，大力支持4G应用软件开发产业发展，争取在应用领域的研究方面抢得先机。

4 结束语

目前，4G移动通信处于研究开发阶段，具体的设备和技术还没有完全成型，后续的软件开发还没有启动，这都会给 4G的发展带来诸多难题，有待人们深入研究。

1 唐 兴.移动通信技术的历史及发展趋势［J］.江西通信科技，2008（2）

2 杨 娟等.4G中的新技术及其与3G的比较［J］.信息技术，2004（6）

3 李显文.第四代移动通信系统的研究难点［M］.北京：中国通信学会，2004

4 胡文昌.浅谈关于移动通信发展趋势［J］.中国集体经济，2008（12）

Discussion on the Fourth-generation Mobile Communication Technology

Qin Hong

This paper simply describes the development process of mobile communication technology, briefly analyzes the concept,characteristics, related technologies, challenges, etc.of the fourth－generation mobile communication system（4G）, and reflects on the development of 4G technology.

discussion; 4G; OFDM technology

TN929.5

A

1000－8136（2011）03－0152－02