初探４Ｇ系統關鍵技術和網絡結構

摘 要:從4G主要技術指標分析了其優越于3G之處，探討了4G系統網絡結構和必須突破的關鍵技術，初步展望我國在4G方面發展#65377;

關鍵詞:4G;系統;關鍵技術;網絡結構

1 4G的定義與主要技術指標

第四代移動通信技術的概念可稱為寬帶接入和分布網絡，具有非對稱的超過2Mb/s的數據傳輸能力#65377;它包括寬帶無線固定接入#65380;寬帶無線局域網#65380;移動寬帶系統和交互式廣播網絡#65377; 

第四代移動通信技術的主要指標:1.數據速率從2Mb/s提高到100Mb/s，移動速率從步行到車速以上#65377;2.支持高速數據和高分辨率多媒體服務的需要#65377;寬帶局域網應能與B-ISDN和ATM兼容，實現寬帶多媒體通信，形成綜合寬帶通信網#65377;3#65380;對全速移動用戶能夠提供150Mb/s的高質量影像等多媒體業務#65377;

2 4G相對于3G的超越之處

與今年年內即將推出的3G移動通信服務相比，4G技術更為復雜，4G技術在通信特點方面較3G移動通信技術相比，有許多超越之處: 

(1)4G移動通信技術的信息傳輸級數要比3G移動通信技術的信息傳輸級數要高一個等級，其最大的傳輸速度將是目前“i-mode”服務的10000倍#65377; 

(2)主要發展數字廣帶(Broad band)為基礎的概念#65377;在“毫米”過程中，傳播條件相對困難，蜂窩小區也會相應小很多，這會引起一系列技術上的難題#65377; 

(3)靈活性要比3G強得多#65377;它能自適應的資源分配，能夠處理變化的業務流#65380;信道條件不同的環境，有很強的自組織性和靈活性#65377; 

(4)4G移動通信技術將可讓所有移動通信運營商的用戶，享受共同的4G服務#65377; 

(5)該技術應該能根據網絡的動態和自行變化的信道條件，使低碼與高碼的用戶能夠共存#65377;這些方面都要比2G#65380;3G先進#65377; 

(6)它能綜合固定移動廣播網絡或其他的一些規則，實現對這些功能體積分布的控制#65377; 

(7)該技術將以幾項突破性技術為基礎，例如一些光纖產品公司用來提高Internet主干帶寬的技術，它將對無線頻率的使用效率比第二代和第三代系統都高得多#65377; 

我們相信，在不久的將來4G在業務上#65380;功能上#65380;頻寬上均有別于3G，應該將會是將所有無線服務聯合在一起，能在任何地方接入互聯網，包括衛星通訊#65380;定位定時#65380;數據收集#65380;遠程控制等綜合功能#65377;移動無線互聯網會是無邊無際，而預計兩年后3G的傳輸速度上限2Mbps很可能會到達飽和#65377;所以4G將會是多功能集成的寬帶流動通訊系統，是寬帶接入IP的系統#65377;

3 4G系統網絡結構及其關鍵技術

4G移動系統網絡結構可分為3層:物理網絡層#65380;中間環境層#65380;應用網絡層#65377;物理網絡層提供接入和路由選擇功能，它們由無線和核心網的結合格式完成#65377;中間環境層的功能有QoS映射#65380;地址變換和完全性管理等#65377;物理網絡層與中間環境層及其應用環境之間的接口是開放的，它使發展和提供新的應用及服務變得更為容易，提供無縫高數據率的無線服務，并運行于多個頻帶#65377;第四代移動通信系統的關鍵技術包括信道傳輸;抗干擾性強的高速接入技術#65380;調制和信息傳輸技術;高性能#65380;小型化和低成本的自適應陣列智能天線;大容量#65380;低成本的無線接口和光接口;系統管理資源;軟件無線電#65380;網絡結構協議等#65377;第四代移動通信系統主要是以正交頻分復用(OFDM)為技術核心#65377;OFDM技術的特點是網絡結構高度可擴展，具有良好的抗噪聲性能和抗多信道干擾能力，可以提供比目前無線數據技術質量更高(速率高#65380;時延小)的服務和更好的性能價格比，能為4G無線網提供更好的方案#65377;例如無線區域環路(WLL)#65380;數字音訊廣播(DAB)等，都將采用OFDM技術#65377;

4 發展我國的第四代移動通信

“一個系統的建立，是一個很復雜的過程，需要考慮技術#65380;政治和經濟等多方面的因素#65377;而且，很難想像在未來的2010年，由一個單獨的國家制定出的標準會被廣泛采用#65377;”尤肖虎教授表示，“所以中國一定要開展廣泛的國際合作，與國際一流研究機構#65380;運營商和設備制造商共同開展4G研究，實現核心知識產權的共有#65377;”

漢網公司研制出的漢網“寬帶無線IP通信系統”要用了4G技術和IP網絡技術，以漢網特有的包分多址(PDMA)接入技術為核心，上下行數據速率采用不對稱設計，可為無線用戶提供高達近2Mbps的高速無線互聯網業務，同時提供高速率的文字#65380;圖像#65380;視頻#65380;話音等不同類型數據業務，可實現手機#65380;PDA#65380;PC之間的自由通信和組播#65380;多點通信等擴展業務#65377;