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4G移动通信技术综述

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摘要：主要介绍了第4代移动通信（4G）的含义、特点、国内外发展状况及发展趋势，指出4G移动通信中的要害技术及其目前存在的问题 。;要害词：4G移动通信OFDM软件无线电MIMO技术
移动通信已成为当代通信领域内的发展潜力最大、市场前景最广的热点技术 。尽管第三代移动通信（3G）标准比现有无线技术更强大，但也将面临竞争和标准不兼容等问题 。人们开始呼吁移动通信标准的统一，以期通过第四代移动通信标准的制定来解决兼容问题 。第四代移动通信与第三代移动通信相比，将在技术和应用上有质的飞跃 。4G将适合所有的移动通信用户，最终实现商业无线网络、局域网、蓝牙、广播、电视卫星通信的无缝衔接并相互兼容 。
一、4G简述
4G是指集3G与WLAN于一体，并能够传输高质量视频图像，它的图像传输质量与高清楚度电视不相上下 。4G系统能够以100Mbps的速度下载，比目前的ADSL快200倍，比通常意义上的3G快50倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求 。而在用户最为关注的价格方面，4G与固定宽带网络在价格方面不相上下，而且计费方式更加灵活机动，用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务 。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区 。
国际电信联盟（ITU）目前已开始研究制定4G系统标准，把移动通信系统同其他系统（如无限局域网，WLAN）结合起来，产生4G技术，2010年前使数据传输速率达到100Mbit/s 。提供更有效的多种业务，实现商业无线网络、局域网、蓝牙、广播、电视卫星通信等的无缝衔接并相互兼容 。4G具有更高的数据率和频谱利用率，更高的安全性、智能性和灵活性，更高的传输质量和服务质量（QoS） 。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 。因此4G系统应当是一个全IP的网络 。
二、4G的技术特点
4G是多功能集成宽带移动通信系统，比3G更接近于个人通信 。其特点主要有：
1．高速率
4G的信息传输速率要比3G高一个等级，从2Mbit/s提高到10Mbit/s 。
2．灵活性强
4G拟采用智能技术，可自适应地进行资源分配 。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信号的正常收发 。有很强的智能性、适应性和灵活性 。
3．兼容性好
目前ITU承认的、已有相当规模的移动通信标准有GSM、CDMA和TDMA三大分支，可通过4G标准的制定来解决兼容问题 。
4．用户共存性
4G能根据网络的状况和信道条件进行自适应处理，使低、高速用户和各种用户设备能够并存与互通从而满足多类型用户的需求 。
5．业务多样性
未来通信中所需的是多媒体通信：个人通信、信息系统、广播和娱乐等将结合成一个整体 。4G能提供各种标准的通信业务，满足宽带和综合多种业务需求 。
6．技术基础较好
4G将以几项突破性技术为基础，如OFDM、无线接入、软件无线电等，能大幅提高频率使用效率和系统可实现性 。
7．随时随地的移动接入
4G利用无线接入技术，提供话音、高速信息业务、广播及娱乐等多媒体业务接入方式，用户可随时随地接入系统 。
8．自治的网络结构
4G网络将是一个完全自治、自适应的网络 。可自动治理、动态改变自己的结构以满足系统变化和发展的要求 。
三、4G网络结构
4G系统针对各种不同业务的接入系统，通过多媒体接入连接到基于IP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 。物理网络层提供接入和路由选择功能，中间环境层的功能有网络服务质量映射、地址变换和完全性治理等 。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轻易，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 。

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