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1 移動通信概述

移動通信是指通信當中任意一方或者雙方可以在移動過程中進行通，也就是說，必須有一方具有移動性。其形式可以是移動方與固定方之間的通信，又或者是具有可移動性兩者之間的通信。移動通信能夠達到人們所希望的在任何時間任何地點都能進行通信的愿望。自從上世紀80年代，尤其是從上世紀90年代開始，移動通信得到了迅猛的發展。幾十年間移動通信技術的發展，促使移動電話從最初的富人獨享的玩具，到現在成為人人所能擁有的日常生活用品。移動通信技術經歷了模擬系統、數字系統直到當今的第三代寬帶系統的廣泛應用，而未來通信技術LTE也在緊張的測試當中。

2 移動通信技術的發展歷程

過去幾十年當中，全世界移動通信技術得到了極大的進步，移動通信技術尤其是蜂窩技術被迅速應用，令廣大的用戶擺脫了終端設備的束縛、完整的實現了個人通信方式的移動性、傳輸手段的可靠性及接續性。目前為止所使用過的移動通信技術按照其發展歷程可劃分為三代，其具有以下的特點：

1）第一代移動通信系統（1G）提出于上世紀80年代初，完成于90年代初。基于模擬傳輸的1G移動通信技術，具有業務量小、交全性差、質量差、缺乏加密行及速度低等特點。基于蜂窩結構組網的1G通信技術，直接采用模擬語音調制技術，傳輸速率約2.4kbit/s。不同國家采用不同的工作系統。

2）第二代移動通信系統（2G）。源于上世紀90年代的第二代移動通信系統中采用數字技術，利用蜂窩組網技術。多址方式由頻分多址轉向時分多址和碼分多址技術，雙工技術仍采用頻分雙工。2G通信網絡采用蜂窩數字移動通信，具有數字傳輸優點的同時也克服了1G通信網絡所具被的缺點，通話語音質量及保密性能得到了極大提高。

3）第三代移動通信系統（3G），也稱IMT2000，是正在全力開發的系統，最為突出的特點是具有智能信號處理的能力，智能信號處理單元將成為最基本的功能模塊，支持話音和多媒體數據通信，能夠提供前兩代產品所不具備各種寬帶信息業務的選項，例如高速數據傳輸、電視圖像和慢速圖像等。第三代移動通信系統的通信標準包括CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA。

3 移動通信新技術概述

目前正在測試應用的第四代移動通信技術（4G）又可稱之為分布網絡，具有高速非對稱傳輸數據的能力，數據傳輸速度可達2Mbit/S。4G作為集合多種無線技術的大系統，不但具備現有3G通信增強技術，還具備寬帶無線局域網（WLAN）、無寬帶無線固定接入及互操作廣播網絡系統的能力。4G移動通信核心技術如下文所述。

3.1 WiMAX

WiMax（World wide Interoperability for Microwave Access），即全球微波互聯接入。WiMAX又可稱作802.16無線城域網或802.16。WiMAX作為新興的接入技術，具備高速連接互聯網的能力，最遠的數據傳輸距離可達50km。WiMAX同時還具備傳輸速率高、QoS保障、多業務等優點。由于采用了代表未來通信技術發展方向的AAS、OFDM/OFDMA、MIMO等先進技術，因而從技術角度來看，Wimax的起點較高。隨著技術標準的發展，WiMAX將會逐漸實現寬帶業務被移動化，而3G通信移動業務則寬帶化，由此可推測隨著技術的發展兩種網絡的相互融合程度會越來越高。

3.2 LTE技術

長期演進LTE（Long Term Evolution）。LTE又被稱為3.9G通信技術，其數據下載能力可高達100Mbps，從而被視作從3G向4G演進的主流技術。LTE的研究，包含了一些普遍認為很重要的部分，如具備更高的用戶數據速率、減少時間的等待、系統容量和覆蓋區域的改善以及降低運營成本。3GPP長期演進（LTE）項目是近兩年來3GPP啟動的最大的新技術研發項目，這種以OFDM/FDMA為核心的技術可以被看作“準4G”技術。3GPPLTE項目的主要性能目標包括：在20MHz的帶寬下能夠提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值數據速率；提高小區的容量；對小區邊緣用戶的性能的改善；系統延遲時間的降低，用戶平面內部單向傳輸時延低于5毫秒，控制平面從睡眠狀態到激活狀態遷移時間低于50毫秒，從駐留狀態到激活狀態的遷移時間小于100毫秒；支持100公里半徑的小區覆蓋；能夠為移動速度達350Km/h的移動用戶提供數據傳輸速度大于100kbps的接入服務；支持成對或非成對頻譜，并可靈活配置從1.25MHz到20MHz多種帶寬。

3.3 OFDM

OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）

即正交頻分復用技術，實際上OFDM是多載波調制（MCM MultiC

Arrier Modulation）的一種。其核心思想是：將信道分成許多正交子信道，將高速的數據信號轉換成并行的低速子數據流，調制到在每個子信道上進行傳輸。在接收端應用相關技術對正交信號分開，通過此種方式可以降低子信道之間的相互干擾ICI。由于每個子信道上的信號帶寬小于對應的信道相關的帶寬，因此每個子信道上的可以看成平坦性衰落，因此能夠消除符號之間的干擾。再且每個子信道的帶寬只占原信道帶寬當中的一小部分，故信道均衡變得相對容易。

3.4 軟件無線電

軟件無線電作為志勇具有開放式結構的通信新技術，其是將標準化、模塊化的硬件以一個通用硬件平臺為基礎，采用軟件加載方式來實現各種類型的無線電通信系統。通過加載不同的軟件程序，在硬件平臺上可實現所需的功能，可以實現在不同系統中基于單一的終端進行漫游，它是解決移動終端在不同系統中工作的關鍵技術。軟件無線電技術主要涉及數字信號處理硬件（Digital Signal Process Hardware，DSPH）、現場可編程器件（Field Programmable Gate Array，FPGA）、數字信號處理（Digital Signal Processor，DSP）等。

3.5 M-QAM

IMT-2000所定義的關于未來個人通信，是多種業務的綜合。不僅包括傳統的語音服務（96kbps），還包括多媒體業務（384kbps和2Mbps）。若在這些高速數據傳輸中采用一般的調制技術，則會急劇增加信道帶寬并使原本寬帶頻率緊張的狀況加劇惡化。因此，采用高頻譜利用率的調制方式，是解決有限的頻譜資源與高速率多媒體業務這一對矛盾的有效方法。而M--QAM（正交振幅調制）就是這樣的一種技術。多進制正交幅度調制作為在中、大容量數字微波通信系統中被廣泛使用的一種載波控制方式，該方式具備極高的頻譜利用率，在調制進制數較高時，信號矢量集的分布也較合理，同時實現起來也較方便。目前在LMDS、SDH數字微波等大容量的數字微波通信系統中被廣泛使用的64QAM、128QAM等均屬于這種調制方式。

3.6 智能天線

智能天線原名自適應天線陣列（Adaptive Antenna Array，AAA），最初用來完成空間濾波和定位。智能天線是一種安裝在基站現場的雙向天線，通過一組具備可編程電子相位關系的固定天線單元獲取方向性，可同時對基站和移動臺之間各個鏈路的方向特性進行獲取。智能天線的原理是將無線電的信號導向具體的方向，向空間發射定向波束，使天線主波束對準用戶信號到達方向DOA（Direction of Arrinal），旁瓣或零陷對準干擾信號到達方向，達到充分高效利用移動用戶信號并刪除或抑制干擾信號的目的。智能天線具備精確定位功能，可實現接力切換，減少信道資源浪費，從而提高系統的性能，并且通過空分多址空間資源之間智能天線接收器的交疊最小，干擾最小，提高頻譜利用率。

3.7 多載波技術

多載波技術包括OFDM和多載波CDMA技術等，現在主要應用的是OFDM技術，其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流，調制在每個子信道上進行傳輸。正交信號可以通過在接收端采用相關技術來分開，這樣可以減少子信道之間的相互干擾（ICI）。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬，因此每個子信道上的可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號間干擾。

4 結論

移動通信無疑是現今社會最熱門，也是社會發展最離不開的技術，移動通信技術的發展狀況已成為評價一個國家科技實力的重要指標，移動通信技術相關的業務發展，產生了巨大的經濟效益，對現代移動通信新技術的研究將會成為今后科研機構、高校、企事業單位的重要課題。本文對移動通信新技術進行了概述，對當今存在的移動通信新技術進行總體概括，旨在分析當今移動通信新技術發展趨勢。

參考文獻：

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[2]李震，3G發展現狀與前景[J].網絡與信息，2007（5）.

[3]全慶一，衛星移動通信[M].北京：北京郵電大學出版社，2000.

[4]IEEE Wireless MAN 802.16 制定[M]. EStandard for Lo cal and met ropolitan areanetw or ks.

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所謂的移動通信是指移動體之間相互進行的通信，即通信的雙方在可移動的情況下進行的通信，具有顯著的可移動性特點。移動通信包括可移動體之間的通信，或是可移動體與固定體之間進行的通信。所指的移動體可以是人，也可以是移動狀態中的物體兩種。移動通信基本上滿足了人們在任何地點任何時間的通信要求，移動通信市場在進行著不斷的變化，所以，移動通信技術也快速的發展起來。

1、移動通信技術的發展歷程

1.1 第一代移動通信技術

對第一代移動通信技術的介紹，第一代通信技術簡稱為1G，在20世紀80年起，因為其采用了頻分多址技術和模擬技術，所以又被稱為是模擬移動通信技術。第一代移動通信技術的主體是AMPS和TACS，代表是頻分雙工、頻分多址制式，以蜂窩組網技術的應用來提高頻率資源的利用率。我國所使用的第一代移動通信技術是主要以TACS為主的移動通信技術，每秒的傳輸速率最高可達到2.4kB，即使傳輸速率足夠快，但是由于傳輸帶寬限制的原因，TACS的活動區域范圍有限，只能在有限的區域范圍內將移動通信系統的功能發揮出來，所以移動通信的長途漫游不易得到實現。隨著移動通信市場的快速發展，第一代移動通信技術的弊端就顯現的越來越明顯了，下面列舉一下它存在的缺陷，比如各制式不易兼容、頻譜利用率低、低傳輸速率、保密性能低等。

1.2 第二代移動通信技術

第二代移動通信技術的簡稱是2G，起源時間是上世紀90年代，第二代移動通信的關鍵技術使用的是碼分多址與時分多址的技術，所以又被稱為是數字移動通信技術。第二代移動通信技術的代表制式是CDMA和GSM兩種，我國主要使用的是GSM制式。2G的傳輸速率是9.6kB～28.8kB每秒，不同于第一代移動通信，第二代移動通信系統的保密性極強，頻譜使用率也較高。除此之外，還能提供很多其他的業務，也解決了異地漫游這個問題。因為國際制式缺乏統一，2G所具備的異地漫游，具有局限性，只能在統一制式的活動區域內進行。第二代移動通信的傳輸帶寬實現了增加，但是多媒體業務等高速率業務想要得以實現，第二代移動通信的數據仍存在一定的約束性。

2、現代移動通信的新技術

2.1 高速下行分組接入技術

移動通信系統中的數據業務在未來的發展趨勢中占據關鍵地位，所以，提供有效的多用戶高速下行數據業務技術是未來移動通信業務發展的必然趨勢，而現如今高速下行分組接入技術完全滿足這一需要，所以高速下行分組接入技術成為未來移動通信系統發展的主要且是唯一的趨勢之一。高速下行分組接入技術的主要構成是MIMO、H-ARQ技術，該技術能夠將下行速率由8Mbps提升到20Mbps，MIMO技術能使移動通信系統的容量得到擴充，還能夠將數據傳輸速率提升到14.4Mbps到21.6Mbps范圍內，但是MIMO技術也存在一些缺陷，比如會增加移動臺和基站的復雜度。研究表明，配有四付天線的移動臺的復雜度是單個天線的兩倍，所以為了彌補MIMO的信道空間存在的缺陷，使MIMO的信道空間得到充分地利用，所以空時處理方案的BLAST技術便產生了。BLAST技術的主要作用是通過多徑提供的空間并行性大大的提高比特率。BLAST系統的使用條件通常是在信道極窄的情況下才能使用，但是如果接收端使用的是MIMO-DFE技術，在頻率選擇性信道等較一般的情況下就可以使用BLAST技術。

2.2 自適應可變速率調制技術

未來移動通信系統所要求的是要滿足傳輸速率不同和質量不同的多種業務，還要具備靈活性，隨時間和傳播地點的變化而靈活變化，所以，根據以上要求，未來移動通信系統的發展趨勢之一是要有較強的自適應調制傳輸速率的能力。自適應編碼調制技術應該以確保傳輸的質量為基礎，根據不同的傳播條件進行有效地調整傳輸速率，這樣才能將所用頻譜的效率發揮到最大。可變速率調制技術主要有兩種方式：一個是調制可變速率正交振幅，又稱VRQAM。它主要是振幅和相位相互聯合構成的鍵控技術。電平數較少，每碼元攜帶的信息比特數就較少，反之亦然，電平數若較多，其每碼元攜帶的信息比特數便較多。另一個是可變擴頻增益碼分多址，又稱VSGCDMA。它主要采用的是通過改變發射的功率和擴頻的增益來對不同的業務速率進行傳輸。在對高速業務進行傳輸的過程中應該以保證傳輸質量為前提，才能降低擴頻的增益，此時要做的是適當地提高發射功率；但在對低速業務進行傳輸時必須要做的是在保證傳輸質量，適當增大擴頻增益，同時還要降低發射的功率，避免多址干擾的出現。

2.3 IP技術

將來的移動通信網絡會有一個十分完善的IP系統，該系統能使核心網得以IP化，更能使無線接入部分得到IP化。核心網的IP化考慮的主要內容是原有核心網的改動程度、改動后和兼容性以及改動的成本等。但是無線接入部分的IP化能夠保證IP技術的相互協調，促進了以IP包為基礎的統計復用技術的實現，同時很大程度上的降低了傳輸成本，實現了全帶寬的利用度，真正促進和實現了語音和業務數據融合。

2.4 軟件無線電技術

軟件無線電指的是研制出一個可編程的完全的硬件平臺以及軟件編程程序，所有的應用將通過這一平臺中的軟件編程程序得到獲得。也就是說，即使是不同系統的基站和移動終端也能夠通過相同硬件平臺上的不同軟件而得以實現。軟件無線電技術能夠有效地促進各種移動臺及各移動通信設備之間的無縫集成，同時能夠使移動通信系統的建設成本大大降低。同時將使移動通信的網絡結構有所改變，并加速無線網與有線網的相互融合，實現多種網絡互聯，增強網絡的靈活性。

2.5 多用戶檢測技術

多用戶檢測技術簡單來說主要是一種檢測系統中的幾個或多個平行傳送信號的高效檢測程序。多用戶檢測技術的出發點是把所有用戶的信號看成是有用的信號，不是干擾信號，以清除用戶受到的多址干擾信號的方式，來促進提高頻譜效率和增加容量。

2.6 智能天線陣列技術

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隨著4G網絡的全面建設，對移動通信網絡的建設提出了更高的要求。近幾年，基站建設數量的逐年增加，站間距越來越小，基站數越來越密，給我們基站選址工作帶來了很大的挑戰和難度，也暴露出了各種各樣的選址問題，嚴重影響了移動通信基站建設的步伐。

近年來在基站選址和建設方面運營商陷入了兩難的境地：一方面，為了滿足用戶不斷增長的通信需求，提高服務質量，運營商需要建設更多的基站來不斷完善網絡覆蓋和質量，在通信網絡上的建設任何延遲，可能都會帶來用戶的投訴和用戶滿意度的下降，甚至客戶的流失；另一方面，隨著人們環保意識的不斷提高以及對基站輻射了解程度不深的情況下，在基站的選址和建設中也遇到越來越多的關于基站輻射方面的投訴。

二、選址中常見的問題

政府層面：與城市規劃結合不夠緊密，政策上支持力度不夠，建設的過程中不容易得到規劃部門的許可和支持。

開發商層面：與開發商的協商過程中，很難得到土地開發商在建設中的配合。

業主層面：因站點費用問題，或者對基站輻射的錯誤認識，部分業主、村民抱團阻撓選址和施工。

部分困難場景：密集市區、老城區的鐵塔空間資源和站址資源較為緊張，隨著網絡的深度覆蓋，老城區、密集市區的選址工作難度也在加大。

三、原因分析

第一，基站對城市環境的主要影響為破壞城市景觀。隨著通信基站建設量的增大，天線架設五花八門，有的直接架設在樓頂女兒墻上，有的架設在樓頂鐵架上，有的直接安裝在落地的鐵塔上，在一定程度上影響了市容景觀。

第二，群對基站的抵觸心理。人們在對移動通信服務要求提高的同時，也越來越關注電磁輻射對人體健康的影響，加之一些群眾對基站輻射缺乏正確的認識，普遍擔心基站輻射對人體可能造成傷害，因此排斥通信基站的選址和建設。

第三，新技術的應用不夠深入，部分密集市區的站點選址困難，空間資源緊張。

四、新方案解決選址難題

4.1多功能路燈塔

疑難站址大部分是因為群眾的抵觸心理和市政規劃的許可。如果能夠結合現有的公共照明、治安監控、傳媒廣告等元素，大大的降低用戶的抵觸心理。此類站點對社會治安、環境保護、新聞傳媒等方面的民生效益較為突出，容易得到市政部門的規劃許可，為解決密集市區、老城區、街道的疑難站址提供了一個新的思路，如下圖所示。

4.2小型智慧機房

對于CBD、公園、機場、風景區、廣場綠地等美化隱蔽性要求高的區域，選點困難的敏感地區。選擇隱蔽性較高的機房，配合偽裝美化天線，降低周邊業主對基站的感知。此類站點根據周邊環境設計，機房的外觀造型與周邊環境融合，維護便利，安全防盜，為景區選址提供了一條新的思路，如下圖所示。

4.3都市之眼

利用混凝土筏基自重抗傾覆，依靠監控、廣告屏、美化天線罩作為偽裝，解決城區爭議站點的建設問題；實現“建的值”、“建的好”、“建的快”等多元化建設目標，滿足特殊場景快速建設的需求，提高客戶滿意度。該方案塔形適合對環境要求較高，需與周邊環境協調，尤其是景區。敏感地帶，市政不允許進行土方、大開挖作業，常規建設無法實施的區域，對于現場客觀因素限制的疑難站址，也是較為適用的解決方案。

4.4小基站覆蓋方案

小基站體積小、重量輕、對工程的建設環境要求較低，能夠解決工程建設、物業協調等方面的問題，更為實現深度覆蓋提供了可能。同時小基站耗電低，符合綠色節能發展的趨勢，能夠滿足運營商對節能增效降耗的要求。對于某些老式小區，用戶對宏基站輻射非常敏感，在小區內部選址建站難度很大，可以考慮在小區采用小基站的建設模式來解決覆蓋，如上圖所示。

4.5多頻天線替換方案

用于整合天面空間、解決無空余天面資源的問題，降低選址難度。同時可以減少天線數量，降低公眾對電磁輻射的恐懼。對于選址困難的站點，也可以考慮采用周邊站點，替換多頻天線，調整網絡覆蓋參數的手段來解決網絡覆蓋和質量問題。

4.6市政規劃結合的方案

對于農村、鄉鎮征地難的問題，可以主動介入當地的城鄉規劃，主動建議政府主管部門在城鄉規劃建設文化廣場、健身廣場等大型公眾場地的時候，預留通信基站位置，采用美化機房+景觀塔的方式結合覆蓋，此舉可大大的降低選址的難度，并且可以長期和城市規劃緊密結合，一舉多得。

五、總結

疑難站址的獲取目前是鐵塔公司和運營商關注的重點問題，以上主要是根據工作中常見的疑難站址，給出的解決方案。對于提高目前基站選址的質量和效率有較高的實用性。

基站的選址的順利推進，促進了城市通信事業的發展，對于鐵塔公司來說，基站的選址規劃是通信發展規劃以及網絡優化的必要前提，對通信產業的發展起到了良好的保障。

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11G移動通信系統

1G移動通信系統相對于以往的系統最主要的優勢是它采用了模擬蜂窩通信網，這是具有突破性的重要進展，這一系統的主要技術特征是FDMA，即模擬制式，是用電波的信號模擬人說話聲音的變化，質量很高，幾乎與固定電話相當。同時，1G系統的模式是雙頻分工，用戶只有被同時分配到一對頻率，并同時使用兩個信道時才能進行通信。盡管如此，1G系統也存在一些不盡人意的地方和難以解決的問題：由于FDMA技術的一個載頻被一個信道占用，所以經常在窄帶系統中實現；系統基站龐大而復雜，信道間會互相干擾。這種干擾可用帶通濾波器來限制。同時，因為切換越區不夠簡單，所以保密性不好。業務形式單一，長途漫游受到限制，同時傳輸速度低。

22G移動通信系統

無線通信系統從第二代系統（即2G）開始了純數字模式，其中PHS，PDC，GSM，HSCSD等網咯結構同屬于2G標準。時分多址技術在2G系統中大量采用，GSM在同一時間接受發射會引起干擾，為了解決這一問題，要分開時間的發和接受時限。2G在1G的基礎上有了明顯的優化，通信容量增加，也提高了頻譜的利用率，有較強的抗干擾能力，能方便地切換越區，加快了傳輸速度。但與此同時TDMA也有很多缺點，如：突發傳輸的速度遠高于語音傳輸的速率度，這增加了同步開銷；因為碼間串擾大，自適應均衡被廣泛地應用在了這一系統中。

33G移動通信系統

2G系統經過線性擴展后，構成了第三代移動通信技術（3G）。電路交換與包交換是該系統的兩種不同結構。常見的3G標準大體分為4種，被最大泛圍應用的標準是WCDMA標準，它的接納程度也是最高的。3G系統的信道依靠自己的代碼建立，是多址通信。3G較2G有了更大的提高，通信容量更大，同時也解除了自適均衡。大大加快了傳輸的速度。為增強市場競爭力，3G技術進行了一系列后期演進。主要改進了傳輸數據速度和系統的頻譜。并將FDMA/OFDM作為革命技術。新技術演進仍在完善工作模式與更替先進技術方面投入較大，它能有效增加系統的現有容量，并演化出了一些4G的特征。從一定程度上這為4G的發展打開了思路。

44G移動通信系統

第四代通信系統首次擁有了傳導三維影像的能力，并較前三代進化出了更強大的數據傳輸速度，能對移動的用戶提供高質量的服務。4G系統采用多種先進技術，實現了無線局域網等技術的革新。正交頻復用是4G的重點技術之一，這種技術用低速子數據流代替了高速數據信號，傳輸在每個子信道上。該技術可以使子信道之間減少相對干擾，同時因為信道的相關寬度較大，它的均衡也變得容易。4G系統應用了自適應天線，提供了極強的搜索能力和不受干擾的唯一通道，可以克服多種干擾。該技術可以在各種平臺與系統中自由切換，靈活性很強，方便了系統升級與互聯。并有了兩種不同的升級思路。同時，4G技術與無線技術相互融合，滿足未來的通信需求，并與汽車、民航等產業相互結合，與各種軟件運營、網絡設備等領域相互介入。為人們提供更靈活的信息交流方式。

5移動通信技術的發展趨勢

無線移動通信技術呈現多方向發展，在更高層面上將互聯網與移動通信緊密結合，呈現多元化發展。隨著多種多址技術的應用，核心的無線技術仍是提高數據傳輸能力，并且取得了重大進步，系統數據的傳輸量級也有了提高。同時，無線經歷了從只有語音業務發展到支持多媒體業務的進程，從早期的人與人的通信逐漸發展為人機通信、機器通信，業務種類更加多樣化。并逐漸出現了多種傳感、識別的功能。無線通信也由早期的單一體制發展為多種體制標準共存，并為未來十幾種體制的共同存在提供的可能。人與周邊環境的交流日益密切，泛在網絡概念也應運而生，多個國家和組織設想將網絡融合，服務對象向更大的方向拓展，由人向周邊環境轉變。未來或可實現人與任何客戶端的信息交融，互聯網將滲透入生活的每一部分。

6總結

近年來，移動通信技術獲得了長足的發展，并極大地豐富了人們的生活。雖然仍有一些問題的困擾，但這些困難正逐步被解決。未來的移動通信技術會有更多樣化的特征，人們自由漫游標準，在蜂窩數據、衛星通信等技術的切換將會實現。信息與各種技術結合從而形成一個密不可分的整體。用戶的各項需求也會得到滿足，網絡將會表現出自治性與自適性，并具有幾號的組織能力、重新構成能力與可變換的尺度，未來的無線通信技術仍會以高速的發展與進化改變我們的生活和與周邊環境的交流方式。

參考文獻

[1]張玉龍，李志峰，趙勛，等.對4G移動通信技術應用與發展的展望[J].信息通信，2013（1）：226.

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  一、引言

  伴隨著移動通信市場的快速發展，用戶對更高性能的移動通信系統提出了更高要求，希望享受更為豐富和高速的通信業務。第二代移動通信運營商發展速度趨于緩和而競爭越加激烈，為尋找新的增長點，通過發展數據業務來提高自身的服務質量和業務類型，需要3G的支持。同時由于第二代移動通信無線頻率資源日趨緊張，已不能滿足長期的通信需求發展需要。

  二、移動通信的發展歷程

第一代移動通信系統是在20世紀80年代初提出的，它完成于20世紀90年代初。第一代移動通信系統是基于模擬傳輸的，其特點是業務量小、質量差、交全性差、沒有加密和速度低。

第二代移動通信系統(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標準協會在1996 年提出了GSM Phase 2+，目的在于擴展和改進GSM Phase 1及Phase 2中原定的業務和性能。它主要包括CMAEL(客戶化應用移動網絡增強邏輯)，SO(支持最佳路由)、立即計費，GSM 900/1800雙頻段工作等內容，也包含了與全速率完全兼容的增強型話音編解碼技術，使得話音質量得到了質的改進；半速率編解碼器可使GSM系統的容量提高近一倍。在GSM Phase2+ 階段中，采用更密集的頻率復用、多復用、多重復用結構技術，引入智能天線技術、雙頻段等技術，有效地克服了隨著業務量劇增所引發的GSM 系統容量不足的缺陷；自適應語音編碼(AMR)技術的應用，極大提高了系統通話質量；GPRS/EDGE技術的引入，使GSM與計算機通信/Internet有機相結合，數據傳送速率可達115/384kbit/s，從而使GSM 功能得到不斷增強，初步具備了支持多媒體業務的能力。盡管2G技術在發展中不斷得到完善，但隨著用戶規模和網絡規模的不斷擴大，頻率資源己接近枯竭，語音質量不能達到用戶滿意的標準，數據通信速率太低，無法在真正意義上滿足移動多媒體業務的需求。?

  三、第三代移動通信系統概述

第三代移動通信系統(3G)，也稱IMT2000，是正在全力開發的系統，其最基本的特征是智能信號處理技術，智能信號處理單元將成為基本功能模塊，支持話音和多媒體數據通信，它可以提供前兩代產品不能提供的各種寬帶信息業務，例如高速數據、慢速圖像與電視圖像等。如WCDMA的傳輸速率在用戶靜止時最大為2Mbps，在用戶高速移動時最大支持144Kbps，所占頻帶寬度5MHz 左右。

但是，第三代移動通信系統的通信標準共有WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同組成一個IMT 2000家庭，成員間存在相互兼容的問題，因此已有的移動通信系統不是真正意義上的個人通信和全球通信；再者，3G的頻譜利用率還比較低，不能充分地利用寶貴的頻譜資源；第三，3G支持的速率還不夠高，如單載波只支持最大2Mbps 的業務，等等。這些不足點遠遠不能適應未來移動通信發展的需要，因此尋求一種既能解決現有問題，又能適應未來移動通信的需求的新技術(即新一代移動信:next generation mobile communication)是必要的。

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  伴隨著移動通信市場的快速發展，用戶對更高性能的移動通信系統提出了更高要求，希望享受更為豐富和高速的通信業務。第二代移動通信運營商發展速度趨于緩和而競爭越加激烈，為尋找新的增長點，通過發展數據業務來提高自身的服務質量和業務類型，需要3G的支持。同時由于第二代移動通信無線頻率資源日趨緊張，已不能滿足長期的通信需求發展需要。

  二、移動通信的發展歷程

第一代移動通信系統是在20世紀80年代初提出的，它完成于20世紀90年代初。第一代移動通信系統是基于模擬傳輸的，其特點是業務量小、質量差、交全性差、沒有加密和速度低。

第二代移動通信系統(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標準協會在1996 年提出了GSM Phase 2+，目的在于擴展和改進GSM Phase 1及Phase 2中原定的業務和性能。它主要包括CMAEL(客戶化應用移動網絡增強邏輯)，SO(支持最佳路由)、立即計費，GSM 900/1800雙頻段工作等內容，也包含了與全速率完全兼容的增強型話音編解碼技術，使得話音質量得到了質的改進；半速率編解碼器可使GSM系統的容量提高近一倍。在GSM Phase2+ 階段中，采用更密集的頻率復用、多復用、多重復用結構技術，引入智能天線技術、雙頻段等技術，有效地克服了隨著業務量劇增所引發的GSM 系統容量不足的缺陷；自適應語音編碼(AMR)技術的應用，極大提高了系統通話質量；GPRS/EDGE技術的引入，使GSM與計算機通信/Internet有機相結合，數據傳送速率可達115/384kbit/s，從而使GSM 功能得到不斷增強，初步具備了支持多媒體業務的能力。盡管2G技術在發展中不斷得到完善，但隨著用戶規模和網絡規模的不斷擴大，頻率資源己接近枯竭，語音質量不能達到用戶滿意的標準，數據通信速率太低，無法在真正意義上滿足移動多媒體業務的需求。?

  三、第三代移動通信系統概述

第三代移動通信系統(3G)，也稱IMT2000，是正在全力開發的系統，其最基本的特征是智能信號處理技術，智能信號處理單元將成為基本功能模塊，支持話音和多媒體數據通信，它可以提供前兩代產品不能提供的各種寬帶信息業務，例如高速數據、慢速圖像與電視圖像等。如WCDMA的傳輸速率在用戶靜止時最大為2Mbps，在用戶高速移動時最大支持144Kbps，所占頻帶寬度5MHz 左右。

但是，第三代移動通信系統的通信標準共有WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同組成一個IMT 2000家庭，成員間存在相互兼容的問題，因此已有的移動通信系統不是真正意義上的個人通信和全球通信；再者，3G的頻譜利用率還比較低，不能充分地利用寶貴的頻譜資源；第三，3G支持的速率還不夠高，如單載波只支持最大2Mbps 的業務，等等。這些不足點遠遠不能適應未來移動通信發展的需要，因此尋求一種既能解決現有問題，又能適應未來移動通信的需求的新技術(即新一代移動信:next generation mobile communication)是必要的。

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(二)第二代——數字移動通信系統

第二代(即2G，是thesecondgeneration的縮寫)移動通信系統是從20世紀90年代初期到目前廣泛使用的數字移動通信系統，采用的技術主要有時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)兩種技術，它能夠提供9．6-28．8kbps的傳輸速率。全球主要采用GSM和CDMA兩種制式，我國采用主要是GSM這一標準，主要提供數字化的語音業務級低速數據化業務，克服了模擬系統的弱點。和第一代模擬移動蜂窩移動系統相比，第二代移動通信系統具有保密性強，頻譜利用率高，能提供豐富的業務，標準化程度高等特點，可以進行省內外漫游。但因為采用的制式不同，移動標準還不統一，用戶只能在同一制式覆蓋的范圍內進行漫游，還無法進行全球漫游，雖然第二代比第一代有更大的帶寬，但帶寬還是很有限，限制了數據的應用，還無法實現高速率的業務，如移動的多媒體業務。

(三)第三代——多媒體移動通信系統

隨著通信業務的迅猛發展和通信量的激增，未來的移動通信系統不僅要有大的系統容量，還要能支持話音、數據、圖像、多媒體等多種業務的有效傳輸。第二代移動通信技術根本不能滿足這樣的通信要求，在這種情況下出現了第三代

(即3c，是thethirdgeneration的縮寫)多媒體移動通信系統。第三代移動通信系統在國際上統稱為IMT一2000，是國際電信聯盟(1TU)在1985年提出的工作在2000MHz頻段的系統。與第一代模擬移動通信和第二代數字移動通信系統相比，第三代的最主要特征是可提供移動多媒體業務。

二、第四代移動通信系統的概念

4G也稱為廣帶接入和分布網絡．具有超過2Mb／s的非對稱數據傳輸能力．對高速移動用戶能提供150Mb／s的高質量的影像服務．并首次實現三維圖像的高質量傳輸它包括廣帶無線固定接入、廣帶無線局域網．移動廣帶系統和互操作的廣播網絡(基于地面和衛星系統)．是集多種無線技術和無線LAN系統為一體的綜合系統．也是寬帶lP接入系統．在這個系統上．移動用戶可以實現全球無縫漫游．為了進一步提高其利用率．滿足高速率、大容量的業務需求．同時克服高速數據在無線信道下的多徑衰落和多徑干擾等眾多優勢。

三、4G的關鍵技術

1.OFDM技術。它實際上是多載波調制MCM的一種．其主要原理是：將待傳輸的高速串行數據經串／并變換，變成在N個子信道上并行傳輸的低速數據流，再用N個相互正交的載波進行調制，然后疊加一起發送。接收端用相干載波進行相干接收，再經并／串變換恢復為原高速數據。

2．多輸入多輸出(MIMO)技術。多輸入多輸出(MIMO)技術是無線移動通信領域智能天線技術的重大突破。該技術能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統的容量和頻譜利用率，是下一代移動通信系統的核心技術之一。MIMO系統采用空時處理技術進行信號處理，在豐富的散射環境下，空分復用MIMO系統(如BLAST結構)可以獲得與天線數成正比的容量增長，從而極大地提高頻譜效率，增加系統的數據傳輸速率。但是當散射程度欠佳時，會引起信道間的空間相關，尤其在室外環境下，由于基站的天線較高，從而角度擴展較小，其空間相關難以避免，在這種情況下MIMO不可能獲得所期望的數據傳輸速率。

3．切換技術。切換技術能夠實現移動終端在不同小區之間跨越和在不同頻率之間通信以及在信號質量降低時如何選擇信道。它是未來移動終端在眾多通信系統、移動小區之間建立可靠通信的基礎。主要劃分為硬切換、軟切換和更軟切換．硬切換發生在不同頻率的基站或不同系統之間。第4代移動通信中的切換技術正朝著軟切換和硬切換相結合的方向發展。

4.軟件無線電技術。軟件無線電是將標準化、模塊化的硬件功能單元經過一個通用硬件平臺，利用軟件加載方式來實現各種類型的無線電通信系統的一種具有開放式結構的新技術。通過下載不同的軟件程序，在硬件平臺上可實現不同功能，用以實現在不同系統中利用單一的終端進行漫游，它是解決移動終端在不同系統中工作的關鍵技術。軟件無線電技術主要涉及數字信號處理硬(DigitalSignalProcessHardware，DSPH)、現場可編程器件(FieldProgrammableGateArray，FPGA)、數字信號處理(DigitalSignalProcessor，DSP)等。

5.IPv6協議技術。3G網絡采用的主要是蜂窩組網，而4G系統將是一個基于全lP的移動通信網絡，可以實現不同類型的接入系統和通信網絡之間的無縫連。為了給用戶提供更為廣泛的業務，使運營商管理更加方便、靈活，4G中將取代現有的IPv4協議，采用全分組方式傳送數據的IPv6協議。

四、發展趨勢

目前，4G移動通信還只處于實驗室研究開發階段。具體的設備和技術還沒有完全成型，后續的軟件開發還沒有啟動。這都會給4G的發展帶來很多難題，有待人們深入研究。但未來移動通信必將具有文中描述的這些基本特征：高速率、高質量的數據傳輸，完全集中的服務。無所不在的移動接入，高智能的多樣化的用戶設備。隨著新問題、新要求的不斷出現。第四代移動通信技術將會相應地調整、完善和進一步發展。我們相信，不遠的將來，人們將會不受時間、地點限制，可以自由自在地利用移動網絡獲取和傳遞信息，從而使人們的學習、工作、生活發生更深刻的變化。

參考文獻：

[1]張重陽.數字移動通信技術[M].西安:江西科技大學出版社,2006.

[2]唐興.移動通信技術的歷史和發展趨勢[J].江西通信科技,2008(2).

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1、安裝的應用程序存在安全漏洞。

現階段網絡技術還處于不成熟階段，軟件中存在著許多的安全漏洞，網絡瀏覽器和其他應用程序很容易出現故障。很多人對4G網絡認識不清，對4G移動通信安全系統不了解，不正常的操作極易出現系統問題和死機現象導致信息的不安全和不完整。

2、病毒的破壞。

4G移動網絡通信技術雖然有很多的優勢，但它也跟其他網絡一樣懼怕病毒。病毒是安全系統的蛀蟲，當病毒入侵網絡系統后后不僅僅會對電腦網絡的傳輸途徑造成很大的破壞，而且會導致信號傳播中出現亂碼，妨礙信息的正確傳遞。

3、黑客的入侵。

黑客是指擁有高級知識的程序編輯人員，并且通過編程序來操作系統，利用電腦系統存在的漏洞非法的侵入他人系統，盜取他人的信息資料，非法獲得自身所需要的東西的人。黑客的入侵通常會導致系統安全的破壞，使他人利益損壞，對他人造成危害。

三、完善4G移動通信技術

4G系統是一個業務多種多樣的異構網絡，現有的3G安全方案加/解密匙的方法并不適用于4G系統。4G安全系統將是一種輕量的具有復合特點的能夠重復配置的系統。僅僅有防范和檢查作用的安全系統是不能完全保衛系統的安全的，建立能夠對病毒有一定的抵御能力和自動回復能力安全系統是非常必要的。所有的系統都會有一定的缺陷，一旦發生了信息的泄露將產生不可挽回的災難性的損失。人為的缺失和自然災害都會對網絡系統，造成毀滅性的災害。要在4G移動通信系統中加入系統容災技術，一些自然災害雖然會對通信系統產生危害但是在災難過后就能快速準確的恢復原有數據，保衛系統安全。作為最后數據屏障的數據備份系統，不能有失誤。要想保障數據不出現差錯，數據容災要選用兩個存儲器，這兩個存儲器內保存的內容雖然一致，但是他們兩個相互獨立一個出現問題不會直接影響另外一個，這兩個儲存器一個放在本地另外一個放在異地。它們通過IP連接在一起，是一個具有完整性、準確性、安全性的容災系統，二者同時為為本地的服務器服務，同時使用。要不斷地完善4G通信系統，無論是系統的硬件還是軟件都要全面升級，不斷地提升系統的安全性能。

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在任何時間,任何地點只有有人的存在,就需要進行通信,移動通信業務剛好滿足了人們進行通信的愿望。要實現未來的理想個人通信服務,移動通信是必經之路。移動通信技術在信息技術支持,和市場需求及競爭的影響下取得了突飛猛進的發展,未來的發展趨勢可以分為:(1)網絡業務的分組化;(2)網絡技術智能化;(3)網絡技術寬帶化;(4)高頻段的選擇;(5)高頻段的利用;(6)網絡融合。現在先簡單介紹下移動通信的發展歷程。

1 移動通信技術的發展歷程

1.1 第一代移動通信技術(模擬移動通信技術)

第一代移動通信系統提出于20世紀80年代。它的特點主要表現為模擬技術和頻分多址技術的采用。1G(縮寫于the first generation)有多種制式,我國采用的技術是TACS,其每秒能夠達到2.4kB的傳輸速率。但是考慮到傳輸帶寬的限制,TACS不能實現移動通信的長途漫游,僅僅可以在一定區域內發揮移動通信系統的功能。雖然第一代移動通信系統取得了巨大的商業利潤,但是不可遮掩其日益顯露的弊端。其主要有較低的頻譜利用率、業務少、制式多且不兼容、易被偷聽、傳輸速率低等弊端。

1.2 第二代移動通信技術(數字移動通信技術)

接替了1G的發展,2G起源于20世紀90年代初,到目前為止2G還在廣泛的使用中。2G主要采用了碼分多址與時分多址的技術。在不同的制式中,全球多采用CDMA和GSM這兩種制式,我國采用的是GSM標準。它能提供每秒9.6kB～28.8kB的傳輸速率。相比于第一代移動通信技術的蜂窩形象,2G有著更好的保密性,并且利用了更高的頻率段及更好的頻譜使用率。同時,2G可以實現異地漫游,提供更多的業務。但是由于國際制式并不統一,漫游只能限制在采用一致制式的區域范圍內。雖然第二代移動通信的帶寬更大了,但是還不足以實現如多媒體業務等高速率業務,數據應用受到一定的限制。

1.3 第三代移動通信技術(多媒體通信系統)

隨著通信需求的不斷擴大,數據量的激增,第二代移動通信不能滿足語音、圖像、多媒體等在內的業務的高效率傳輸,沒有比較大的系統容量,因此第三代移動通信應運而生。國際上統稱第三代移動通信為IMT-2000,這是因為國際電信聯盟曾于20世紀80年代提出工作頻段為2000MHz的通信系統。第三代移動通信系統最大的特點是可以提供多媒體業務,其傳輸速率為每秒384kB,某些局域網可以達到2M的速度。3G有CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA三大標準組成,由于制式兼容性問題,目前還不能實現真正意義上的全球通信。3G雖然有了更大的頻譜,但是使用率較低,寶貴的資源未得到充分的開發利用。同時,傳輸速率也要進一步提高,才能滿足新的多媒體業務的需要。

2 第四代移動通信的提出

第四代移動通信也被稱為分部網絡或者廣帶接入,傳輸能力有每秒2MB以上。4G的兩個基本目標是實現全球的無線通信以及提供高質量的無線業務。它是綜合了無線LAN系統和多種無線技術的綜合系統。

目前正在孕育階段的4G主要有以下特征:(1)更寬的網絡頻譜。4G比3G更寬的帶寬。100MHz的頻譜將會是3G網絡W-CDMA頻譜的20倍;(2)通信方式靈活多變。另外,其外形可能隨心設計,例如眼睛、手表、錢包等均可設計為4G服務終端;(3)更快的通信速度。人們進行第四代移動通信系統的原因是為提高移動終端訪問網絡的速率。(4)兼容性更好。比較于前面的3代通信系統,4G要有全球通信的功能,并且接口開放、終端多元化、可以跟多種網絡進行連接的特點,這樣才可以讓更多的手機用戶用比較少的投資就可以進入到4G通信的使用;(5)有更高的智能性。4G移動終端不僅要在設計和操作上保持智能,在許多目前難以想象的功能上也要實現智能化。

4G的關鍵技術主要包括了OFDM技術、多輸入多輸出技術、切換技術、軟件與無線電技術以及IPv6協議技術。

3 通信技術發展趨勢

3.1 網絡業務數據分組化

當前移動數據通信快速發展,無線數據被認為是未來移動通信發展的重要方向之一。隨著人們生活方式的轉變,職業、生活的需要使得人們必須在不同地點不同時間獲取重要的信息,這是驅動無線數據發展的重要因素。

GSM的數據傳輸是每秒9.6kB,而1998年提出的電路交換型數據服務實現了57kB每秒的傳輸率,對于無線圖像、電子郵件等要求連續比特率比較小的應用是很理想的。到99年的GPRS實現了100kB每秒的速率,EDGE則通過修改GSM的相關調制方式實現了超過300kB每秒的速率。這些技術的進步也為無線數據的發展提供了支持。

3.2 網絡技術智能化

移動網絡的迅速發展得益于移動通信需求的增長和新技術的廣泛采用。移動網絡已經有傳統的傳遞信息朝著智能化處理并存儲信息發展。移動智能網的是一種開放的智能平臺,能夠將智能網功能實體引入到移動網絡中,進而可以完成智能控制其移動呼叫。伴隨著3G的推進,通信網絡智能化程度將不斷提升。

3.3 通信技術寬帶化

隨著數據量的增加、多媒體業務的發展,移動網絡必然將更加寬帶化。通過采用蜂窩無線技術,第一代移動電話實現了無線接打電話,但是窄帶模擬標準。2G實現了無縫國際漫游,有更高的網絡容量但也屬于窄帶系統的發展。3G是真正意義上的寬帶多媒體系統,可以實現全球無縫覆蓋和更多的寬帶業務。

3.4 高頻段的選擇

1G系統的最初的頻段是在450MHz上,后來提升到900MHz。2G系統的工作頻段先是900MHz,而后出現了1800MHz的系統。已經在推廣使用的3G系統的頻段是2GHz。

3.5 高頻段的利用

無線電頻率是很寶貴的一項資源。有限的頻譜資源與急劇增長的用戶數量構成了尖銳的矛盾,出現頻段不夠用的狀況。模擬制式是頻分多址技術,數字制式是碼分多址技術,3G系統的寬帶碼分多址將會使無線頻率得到更高效率的應用。

3.6 網絡融合

隨著通信技術的發展、市場競爭的加劇和市場需求的變化,計算機網、電視網、電信網必然加速融合,形成統一的綜合通信寬帶網。

當前,4G系統還在研發階段,很多技術與設備沒有成型,4G的發展也必然面臨著更多的難題。但是移動通信未來發展的特征:高質量、高速率的傳輸數據,全面的業務服務是一定會得到實現的。相信在不久的將來,人們可以真正實現在不同地點、不同時間的的自由通話,利用移動網絡為生活學習提供便捷。

參考文獻

[1] 謝顯中.基于TDD的第四代移動通信技術[M].北京:電子工業出版社,2005.

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第四代移動通信技術可稱為廣帶(Broadband)接入和分布網絡，具有非對稱超過2Mb/s的數據傳輸能力，對全速移動用戶能提供150Mb/s的高質量影像服務，將首次實現三維圖像的高質量傳輸。它包括廣帶無線固定接入、廣帶無線局域網、移動廣帶系統和互操作的廣播網絡(基于地面和衛星系統)，集成不同模式的無線通信，移動用戶可以自由地從一個標準漫游到另一個標準。其廣帶無線局域網(WLAN)能與B-ISDN和ATM兼容，實現廣帶多媒體通信，形成綜合廣帶通信網(IBCN)，他還能提供信息之外的定位定時、數據采集、遠程控制等綜合功能。其主要技術要求是：

(1)通信速度提高，數據率超過UMTS，上網速率從2Mb/s提高到100Mb/s。

(2)以移動數據為主面向Internet大范圍覆蓋高速移動通信網絡，改變了以傳統移動電話業務為主設計移動通信網絡的設計觀念。

(3)采用多天線或分布天線的系統結構及終端形式，支持手機互助功能，采用可穿戴無線電，可下載無線電等新技術。

(4)發射功率比現有移動通信系統降低10～100倍，能夠較好地解決電磁干擾問題。

(5)支持更為豐富的移動通信業務，包括高分辨率實時圖像業務、會議電視虛擬現實業務。

二、4G的關鍵技術

1.OFDM(正交頻分復用)

OFDM技術實際上是MCM(Multi-CarrierModulation，多載波調制)的一種。其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流，調制在每個子信道上進行傳輸。正交信號可以通過在接收端采用相關技術來分開，這樣可以減少子信道之間的相互干擾(ICI)。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬，因此每個子信道上的可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號間干擾。而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得相對容易。由于OFDM技術由于具備上述特點，是對高速數據傳輸的一種潛在的解決方案，因此被公認為4G的核心技術之一。

2.軟件無線電

軟件無線電（SoftwareDefinedRadio,簡稱SDR）,就是采用數字信號處理技術,在可編程控制的通用硬件平臺上,利用軟件來定義實現無線電臺的各部分功能:包括前端接收、中頻處理以及信號的基帶處理等。即整個無線電臺從高頻、中頻、基帶直到控制協議部分全部由軟件編程來完成。其核心是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶的“數字/模擬”轉換器，盡早地完成信號的數字化,從而使得無線電臺的功能盡可能地用軟件來定義和實現。軟件無線電是一種基于數字信號處理(DSP)芯片以軟件為核心的嶄新的無線通信體系結構。

3.智能天線

智能天線是波束間沒有切換的多波束或自適應陣列天線。多波束天線在一個扇區中使用多個固定波束，而在自適應陣列中，多個天線的接收信號被加權并且合成在一起使信噪比達到最大。與固定波束天線相比，天線陣列的優點是除了提供高的天線增益外,還能提供相應倍數的分集增益。智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數字波束調節等智能功能,其基本工作原理是根據信號來波的方向自適應地調整方向圖,跟蹤強信號,減少或抵消干擾信號。智能天線的核心是智能算法,而算法決定電路實現的復雜程度和瞬時響應速率,因此需要選擇較好算法實現波束的智能控制。

4.IPv6協議

4G通信系統選擇了采用基于IP的全分組的方式傳送數據流，因此IPv6技術將成為下一代網絡的核心協議。

（1）巨大的地址空間。在一段可預見的時期內，它能夠為所有可以想像出的網絡設備提供一個全球惟一的地址。

（2）自動控制。IPv6還有另一個基本特性就是它支持無狀態和有狀態兩種地址自動配置的方式。無狀態地址自動配置方式是獲得地址的關鍵。在這種方式下，需要配置地址的節點使用一種鄰居發現機制獲得一個局部連接地址。一旦得到這個地址之后，它使用另一種即插即用的機制，在沒有任何人工干預的情況下，獲得一個全球惟一的路由地址。

（3）服務質量。服務質量（QoS）包含幾個方面的內容。從協議的角度看，IPv6與目前的IPv4提供相同的QoS，但是IPv6的優點體現在能提供不同的服務。IPv6報頭中新增加的字段“流標志”，有了這個20位長的字段，在傳輸過程中，中國的各節點就可以識別和分開處理任何IP地址流。

篇11

目前，無線數據業務只占GSM網絡全部業務量中的很小一部分，但是在未來的兩年中這種狀況將開始扭轉，并大大改變。1999年以后，隨著HSCSD、GPRS等新的高速數據解決方案顯露崢嶸，并成為數據應用的新焦點，無線數據將成為運營商經營計劃中越來越重要的部分，它預示著未來大量的商業機遇。

（1）應用驅動市場

無線數據業務的主要驅動力在于用戶的應用。話音是單一的、易于被大眾所接受的業務，然而無線數據則不同，無線數據最初的應用重點放在運輸管理這樣的專業市場。近期無線數據業務的目標市場是銷售人員或現場工程師這樣的用戶群。從這些先發目標的應用中積累無線數據的經驗，并從中受益。

在過去的十年里，傳統的生活方式已經在迅速改變，人們更經常性地移動，職業和個人生活之間的分界變得模糊，人們需要不分時間、地點訪問很重要的信息。發生在用戶身上的這種生活方式的改變將成為驅動無線數據業務發展的重要因素。

（2）因特網的影響

和通信的其他領域一樣，無線數據業務的一個最重要的驅動力來自Internet。根據最近的研究，未來兩年歐洲的因特網用戶數量將翻一番。在我國，因特網用戶的年增長率將高達300%，顯然用戶在運動中接入因特網的需求將會增長。

為了滿足接入因特網的需求，一個全球性的開放協議——無線應用協議（WAP）應運而生。WAP為將Internet的信息內容以及增值業務傳送到移動終端提供了一種開放的通用標準，實現了IP與GSM網絡的橋接，是一個為廠商提供加速市場增長、避免網絡割接、保護運營商投資的標準，WAP確保任何與WAP兼容的GSM手機都能工作。

（3）數據速率的發展

GSM承載業務所提供的GSM數據速率最高只能達到9.6kbit／s。國際上1998年引入的高速電路交換數據（HSCSD）技術將實現57kbit／s的數據速率，對要求連續比特率和傳輸時延小的應用是理想的，如會議電視、電子郵件、遠程接入企業的局域網和無線圖像。1999年商用化的GPRS是第一個GSM分組數據應用，將實現超過100kbit／s的數據速率。對較短的“突發”類型業務是理想的，如信用卡認證、遠程測量和遠程事務處理。EDGE（增強數據速率GSM改進模式）使用修改過的GSM調制方式來實現超過300kbit／s的數據速率。EDGE會讓GSM運營商特別受益，他們不但可以贏得第三代移動通信的經營執照，還可以提供有競爭力的寬帶數據業務。

2.2個人多媒體通信——網絡演進的方向

對隨時隨地話音通信的追求使早期移動通信走向成功。移動通信的商業價值和用戶市場得到了證明，全球移動市場以超凡的速度增長。移動通信演進的下一階段是向無線數據乃至個人移動多媒體轉移，這一進展已經開始，并將成為未來重要的增長點。個人移動多媒體將根據地點為人們提供無法想像的、完善的個人業務和無線信息，將對人們工作和生活的各個方面產生影響。在個人多媒體世界里，話音郵件和電子郵件被傳送到移動多媒體信箱中；短信將成為帶有照片和視頻內容的電子明信片；話音呼叫將與實時圖像相結合，產生大量的可視移動電話，還將實現移動因特網和萬維網瀏覽。像無線會議電視這樣的應用將隨處可見，電子商務將蓬勃開展。對于運動中的用戶還有隨時隨地的各種信箱和娛樂服務。

3網絡技術的寬帶化

在電信業歷史上，移動通信可能是技術和市場發展最快的領域。業務、技術、市場三者之間是一種互動的關系，伴隨著用戶對數據、多媒體業務需求的增加，網絡業務向數據化、分組化發展，移動網絡必然走向寬帶化。

通過使用電話交換技術和蜂窩無線電技術，70年代末誕生了第一代模擬移動電話。AMPS（北美蜂窩系統）、NMT（北歐移動電話）和TACS（全向通信系統）是三種主要的窄帶模擬標準。第一代無線網絡技術的一大成就就是去掉了將電話連接到網絡的用戶線。用戶第一次能夠在他們所在的任何地方無線接收和撥打電話。

第二代系統引入了數字無線電技術，它提供更高的網絡容量，改善了話音質量和保密性，并為用戶引入了無縫的國際漫游。今天世界市場的第二代數字無線標準，包括GSM、MMPS、PDC（日本數字蜂窩系統）和IS95CDMA等，均仍為窄帶系統。

第三代移動系統，即IMT-2000，是一種真正的寬帶多媒體系統，它能夠提供高質量寬帶綜合業務并實現全球無縫覆蓋。2000年以后，窄帶移動電話業務需求將依然很大，但隨著Internet等高速數據通信及多媒體通信需求的驅動，寬帶多媒體綜合業務將逐步增長，而且就未來信息高速公路建設的無縫覆蓋而言，寬帶移動通信作為整個移動市場份額的子集將顯得愈來愈重要。

第三代系統預計在2002年投入商用。

從第二代到第三代系統的變化并不像從第一代模擬網絡到第二代數字網絡那樣存在重大的技術變遷。從目前的技術發展現狀和趨勢來講，第二代系統將逐步子滑過渡到第三代系統，在此演進過程中，移動網絡所能實現的數據速率逐步升級：GSM承載業務所能提供的數據速率為9.6kbit／s，1998年商用的HSCSD技術實現了57kbit／s的數據速率，1999年引入的GPRS將實現超過100kbit／s的數據速率，將在2000年引入的EDGE技術可實現超過300kbit／s的數據速率。2001年后投入商用的第三代系統將能夠在廣域網上實現384kbit／s的數據速率，在辦公室和家中還可以達到2Mbit／s。

4網絡技術的智能化

移動通信需求的不斷增長以及新技術在移動通信中的廣泛應用，促使移動網絡得到了迅速發展。移動網絡由單純地傳遞和交換信息，逐步向存儲和處理信息的智能化發展，移動智能網由此而生。移動智能網是在移動網絡中引人智能網功能實體，以完成對移動呼叫的智能控制的一種網絡，是一種開放性的智能平臺，它使電信業務經營者能夠方便、快速、經濟、有效地提供客戶所需的各類電信新業務，使客戶對網絡有更強的控制功能，能夠方便靈活地獲取所需的信息。移動智能網通過把交換與業務分離，建立集中的業務控制點和數據庫，進而進一步建立集中的業務管理系統和業務生成環境來達到上述目標。通過智能網，運營公司可以最優地利用其網絡，加快新業務的生成；可以根據客戶的需要來設計業務，向其他業務提供者開放網絡，增加收益。

關于移動智能網的研究，早在1995年就已開始，剛開始并沒有具體的標準協議出現，各廠商各自制定了自己的標準，并且據此進行了不少的研究工作，如Alcatel、Nortel、Ericsson等都先后推出了自己的初期產品。這些工作為最終移動智能網標準的形成積累了經驗。

1997年末，美國蜂窩電信工業協會（CTIA）制定了移動智能網的第一個標準協議——IS-41D協議。1998年1月，歐洲電信標準研究所（ETSI）在GSMphase2+階段引入了CAMEL協議（移動通信高級邏輯的客戶化應用程序），當時的版本是Phase1。1998年4月，ITU-T在新推出的智能網能力集一2標準中描述了移動接入的功能實體，稱為CAMELphase2標準。

伴隨著移動網絡向第三代系統的演進，網絡的智能化程度也在不斷地提升。智能網及其智能業務是構成未來個人通信的基本條件。

5更高的頻段

從第一代的模擬移動電話，到第二代的數字移動網絡，再到將來的第三代移動通信系統，網絡使用的無線頻段遵循一種由低到高的發展趨勢。1981年誕生的第一個具有國際漫游功能的模擬系統NMT的使用頻段為450MHz，1986年NMT變遷到900MHz頻段。我國目前的模擬TACS系統的使用頻段也為900MHz。在第二代網絡中，GSM系統的開始使用頻段為900MHz，IS-95CDMA系統為800MHz。為了從根本上提高GSM系統的容量，1997年出現了1800MHz系統，GSM900／1800雙頻網絡迅速普及。2002年將投入商用的第三代系統IMT-2000則定位在2GHz頻段。

6更有效利用頻率

無線電頻率是一種寶貴資源。隨著移動通信的飛速發展，頻譜資源有限和移動用戶急劇增加的矛盾越來越尖銳，出現了“頻率嚴重短缺”的現象。解決頻率擁擠問題的出路是采用各種頻率有效利用技術和開發新頻段。

模擬制的早期蜂窩移動通信系統采用頻分多址方式，主要通過多信道共用、頻率復用和波道窄帶化等技術實現頻率的有效利用。隨著業務的發展，模擬系統已遠不能滿足用戶發展的需求。數字移動通信比模擬移動通信具有更大的容量。同樣的頻分多址技術，數字系統要求的載干比較小，因而頻率復用距離可以小一些，系統的容量可以大一些。而且，數字移動通信還可采用時分多址或碼分多址技術，它比模擬的頻分多址制在系統容量上大4-20倍。

GSM作為最具代表性和最為成熟的數字移動通信系統，其發展歷程就是一部頻率有效利用技術的演進史。GSM采用時分多址制式，其對頻率的有效利用主要是通過頻率復用技術的不斷升級實現的。從傳統的4×3方式，到3×3、1×3、MRP、2×6等新的復用技術，頻率復用的密集度逐步提升，頻譜效率快速提高，GSM系統的容量得到逐步釋放。1995年開始投入商用的IS－95CDMA（窄帶）系統，以無線技術的先進性和大容量等特點著稱。它以擴頻技術為基礎，不同用戶的信號靠不同的編碼序列來區分，如果從頻域或時域來觀察，多個CDMA信號是相互重疊的，故理論上CDMA系統的頻譜利用率比GSM系統更高，網絡容量更大。同時CDMA系統具有一定的過載能力，即系統具備軟容量。作為未來第三代移動通信系統主流無線接入技術的WCDMA（寬帶碼分多址）能夠更高效地利用無線電頻率。它利用分層小區結構、自適應天線陣和相干解調（雙向）等技術，網絡容量可得到大幅提高，可以更好地滿足未來移動通信的發展要求。

7網絡趨于融合，走向統一

7.1第三代移動通信系統的結構

篇12

Key words: communication system; 4 g;The key technology; Network system

中圖分類號：TN929.5文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)

引言

通信技術的廣泛應用，也使其不得不面臨各種環境的考驗。3G各種標準和規范已達成協議，并已開始商用。可是3G還是有其局限性：多用戶干擾的存在使得CDMA 系統難以達到很高的通信速率；空中接口標準對核心網的限制，導致3G 所能提供服務速率的動態范圍不大，限制了不同業務類型；分配給3G 的頻率資源已經趨于飽和；3G 所采用的語音交換架構仍承襲了第二代(2G)的電路交換，而不是純IP 方式；流媒體(視頻)的應用不盡如人意；數據傳輸率較低等。所以，在第三代移動通信還沒有完全鋪開，距離完全實用化還有一段時間的時候，已經有不少國家開始了對下一代移動通信系統的研究。

1.新一代移動通信系統及其特點

新一代移動通信標準比第三代標準具有更多的功能，新一代移動通信可以在不同的固定、無線平臺和跨越不同的頻帶的網絡中提供無線服務，可以在任何地方用寬帶接入互聯網(包括衛星通信和平流層通信)，能夠提供定位定時，數據采集、遠程控制等綜合功能。此外，新一代移動通信系統是集成多功能的寬帶移動通信系統，是寬帶接入IP系統。目前正在開發和研制中的4G通信將具有以下主要特點：

1.1信息傳播速率更快

由于人們研究現代移動通信的最初目的就是提高蜂窩電話和其他移動裝置無線訪問Internet的速率，因此4G通信的特征莫過于他具有更快的無線通信速度。第三代移動通信系統數據傳輸速率最高可達2Mbit/s，專家預估，現代移動通信系統的速度可達到10-20Mbit/s，最高可以達到100Mbit/s。

1.2多種業務的完整融合

4G應能集成不同模式的無線通信從無線局域網和藍牙等室內網絡、蜂窩信號、廣播電視到衛星通信，移動用戶可以自由地從一個標準漫游到另一個標準。各種業務應用、各種系統平臺間的互聯更便捷、安全，面向不同用戶要求，更富有個性化。4G技術能提供各種標準的通信業務，從而滿足寬帶和綜合多種業務需求。

1.3高度智能化的網絡

采用智能技術的4G通信系統可以用于滿足不同的環境、不同的用戶的通信需求。采用智能信號處理技術對信道條件不同的各種復雜環境進行結合的正常發送與接收，有很強的智能性、適應性和靈活性。能使其自適應地進行資源分配，能夠調整系統對通信過程中變化的業務流大小進行相應處理而滿足通信要求，終端設備的設計和操作也將具有智能化。

1.4兼容性能更強

要使4G通信盡快地被人們接受，還應該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下輕易地過渡到4G通信。因此，從這個角度來看，4G通信系統應當具備全球漫游、接口開放、能跟多種網絡互聯、終端多樣化以及能從2G，3G平穩過渡等特點。

1.5高速移動中不同系統間的無縫連接和隨時隨地的移動接入

用戶在高速移動中也能接入到系統中，并在不同系統間無縫切換，進行高速率的多媒體業務數據傳送。在4G系統中利用先進的無線接入技術，提供話音、高速信息業務、廣播以及娛樂等多媒體業務接入方式，讓用戶可在任何時間、任何地點接入到系統中。

2.移動通信的網絡體系結構

新一代移動通信系統的網絡體系分為三層：物理層（接入層）、網絡層（承載層）以及應用層。物理層提供接入和選路功能，網絡層作為橋接層提供QoS映射、地址轉換、即插即用、安全管理、有源網絡。物理層與網絡業務執行技術層提供開放式IP接口。應用層與網絡業務執行技術層之間也是開放式接口，用于第三方開發和提供新業務。新一代移動通信系統應該具有的特征：

2.1高速率，高容量：對于高速移動用戶數據速率為2 Mbit/s，對于中速移動用戶數據速率為20 Mbit/s，對于低速移動用戶(室內或步行者)，數據速率為100 Mbit/s；

2.2兼容性更加平滑：4G應該接口開放、能夠跟多種網絡互聯，在不同系統間無縫切換，傳送高速多媒體業務數據；

2.3靈活性更強：4G擬采用智能技術，可自適應地進行資源分配；

2.4用戶共存性：能根據網絡的狀況和信道條件進行自適應處理，使低、高速用戶和各種用戶設備能夠并存與互通，從而滿足多類型用戶的需求；

2.5高度自治的自適應網絡：能對其結構進行自適應管理，從而滿足用戶在業務和容量上的變化和演進。

3.新一代移動通信關鍵技術

3.1多入多出（MIMO）技術

MIMO(多輸入多輸出)技術是指利用多發射、多接收天線進行空間分集的技術，它采用的是分立式多天線，能夠有效的將通信鏈路分解成為許多并行的子信道，從而大大提高容量，其本質是一種基于空域和時域聯合分集的通信信號處理方法。理論和計算機仿真表明：在信道狀態已知的情況下，基于MIMO 的無線系統信道容量可隨著收、發端天線的增加而線性增大， 因此具有廣泛的應用價值。MIMO 技術領域的一個研究熱點就是空時編碼，常見的編碼方法主要有空時分組碼、空時格碼和BLAST 碼。

3.2先進的信號處理及傳輸技術

3.2.1 OFDM 技術

在無線通信中，高速移動會產生較大的多普勒頻移，會導致嚴重的頻率選擇性衰落。新的調制技術如多載波正交頻分復用（OFDM）調制技術可以有效的對抗頻率選擇性衰落，同時還具有很高的頻譜效率。

OFDM是一種無線環境下的高速傳輸技術。無線信道的頻率響應曲線大多是非平坦的，而OFDM技術的主要思想就是在頻域內將給定信道分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進行調制，并且各子載波并行傳輸，這樣，盡管總的信道是非平坦的，即具有頻率選擇性，但是每個子信道是相對平坦的，并且在每個子信道上進行的是窄帶傳輸，信號帶寬小于信道的相應帶寬，因此就可以大大消除信號波形間的干擾。OFDM技術的最大優點是能對抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾。

3.2.2 自適應傳輸和迭代接收

自適應傳輸技術也是未來移動通信系統基帶信號處理的核心技術。自適應無線傳輸技術是指移動通信設備能夠根據無線網絡的不同情況選取不同的傳輸方式來獲得最佳的無線傳輸效果。在未來移動通信系統中，這種自適應無線傳輸技術將得到廣泛的采用。其中信源信道聯合編碼技術、OFDM 子載波自適應調制技術就是自適應技術的很好體現。OFDM 自適應調制機制允許各個子載波根據信道狀況的不同采用動態的調制方式：在信道條件比較好的時候采用高效的調制方案；信道狀況比較差的時候采用效率較低而性能較好的調制方案。

迭代接收技術是提高接收系統可靠性的主要手段之一。迭代接收是指在接收端通過多次循環迭代使得接收機的檢測和解碼性能達到最佳。迭代技術從1993 年提出的Turbo 碼迭代譯碼技術發展而來，Turbo 迭代信道估計和解碼、波束形成和解碼的聯合迭代接收、面向MIMO 的迭代接收技術都是迭代接收技術具體應用的體現。隨著硬件器件和數字信號處理技術的飛速發展， 這些迭代技術將會在未來通信技術中得到廣泛應用。除此之外，高性能的前向糾錯（FEC）編碼如Turbo編碼、LDPC編碼技術等、自動重發請求（ARQ）和分集接收技術也是未來移動通信網絡信號處理使用的主要技術。

3.3智能天線（SA）技術

智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數字波束調節等智能功能，被認為是未來移動通信的關鍵技術。智能天線應用數字信號處理技術，產生空間定向波束，使天線主波束對準用戶信號到達方向，旁瓣或零陷對準干擾信號到達方向，達到充分利用移動用戶信號并消除或抑制干擾信號的目的。這種技術既能改善信號質量又能增加傳輸容量。

和傳統的幾種常用的多址接入方式相比，即時分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)和碼分多址(CDMA)，智能天線引入空分多址(SDMA)接入方式。智能天線起到的作用相當于空時濾波器，在相同時隙、相同頻率或相同地址碼情況下，用戶仍可以根據信號不同的空間傳播路徑而區分，等于在多維信號處理中又增加了一維。智能天線在消除干擾、擴大小區半徑、降低系統成本、提高系統容量等方面具有獨特的優越性。這種技術優點主要在于可以改善信號質量和增加傳輸容量，同時又能擴大覆蓋區域、降低系統建設成本，因此將在未來系統中得到廣泛應用。

3.4軟件無線電技術

軟件無線電是將標準化、模塊化的硬件功能單元經過一個通用硬件平臺，利用軟件加載方式來實現各種類型的無線電通信系統的一種具有開放式結構的新技術。軟件無線電的核心思想是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶A/D和D/A變換器，并盡可能多地用軟件來定義無線功能，各種功能和信號處理都盡可能用軟件實現。其軟件系統包括各類無線信令規則與處理軟件、信號流變換軟件、信源編碼軟件、信道糾錯編碼軟件、調制解調算法軟件等。軟件無線電使得系統具有靈活性和適應性，能夠適應不同的網絡和空中接口。

3.5切換技術

切換技術適用于移動終端在不同移動小區之間、不同頻率之間通信或者信號降低信道選擇等情況。切換技術是未來移動終端在眾多通信系統、移動小區之間建立可靠移動通信的基礎和重要技術。它主要有軟切換和硬切換。在4G通信系統中，切換技術的適用范圍更為廣泛，并朝著軟切換和硬切換相結合的方向發展。

4.結論

新一代移動通信技術盡管有著比3G 更快的通信速度、更寬的網絡頻譜、更靈活等一系列優越性，但要真正實現，現在看來還面臨著許多難題。不少人都認為新一代無線通信網絡系統是人類有史以來最復雜的技術系統，總的來說，要順利、全面地實施4G 通信，還將可能遇到一些困難。因此，現在對未來移動通信網絡結構的可行性、靈活性及其關鍵技術的探討將對它的盡快實現有十分重要的意義。

參考文獻

篇13

LTE（長期演進）項目是3G的演進，它改進并增強了3G的空中接入技術，采用OFDM和MIMO作為其無線網絡演進技術，LTE移動通信網絡系統在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbps（TD-LTE）或150Mbps（FDD-LTE）、上行50Mbps（TD-LTE）或40Mbps（FDD-LTE）的峰值速率。國際上大多數國家采用FDD-LTE制式，FDD-LTE是主流的4G標準，也是終端種類最豐富的一種4G標準。TD-LTE是我國主導的4G國際標準，TD-LTE是我國具有自主知識產權的3G國際標準TD-SCDMA的后續演進技術，中國移動就采用了TD-LTE。

1.2LTE-Advanced

LTE-Advanced后向兼容LTE，LTE-Advanced針對室內環境進行了技術優化，并采用了載波聚合等技術，載波聚合技術能夠彈性分配頻譜，可以獲得更寬的頻譜帶寬，能有效地支持新頻段和大帶寬應用。LTE-Advanced移動通信網絡系統在100MHz頻譜帶寬下能夠提供下行1Gbps、上行500Mbps的峰值速率，LTE-Advanced也分為FDD-LTE-Advance和TD-LTE-Advanced。

1.3WiMax

WiMax即IEEE802.16標準，能夠提供最高接入速度70Mbps，IEEE802.16的工作頻段范圍為無需授權的2～66GHz頻段。WiMax的優點有：（1）有利于避開已知干擾。（2）有利于節省頻譜資源。（3）靈活的帶寬調整能力有利于運營商協調頻譜資源。（4）WiMax能夠實現無線信號傳輸距離可達50km，非無線局域網或3G網絡所能比擬。WiMax在移動性能方面存在缺陷，無法滿足≥50kmph高速下無線網絡的無縫銜接，并不能算作無線移動通信技術，只算是無線寬帶局域網技術。

1.4WirelessMAN-Advanced

WirelessMAN-Advanced是WiMax的升級版，即IEEE802.16m標準，IEEE802.16m具有高速移動下無縫切換能力，能夠有效地解決WiMax的移動性能問題。IEEE802.16m兼容4G無線網絡，它可能成為4G標準，其優勢有：（1）提高網絡覆蓋，實現網絡無縫銜接。（2）提高頻譜效率。（3）在漫游模式或高效率/強信號模式下可提供1Gbps無線傳輸下行速率。（4）提高數據和VoIP容量。（5）低時延，增強QoS。（6）節省功耗。

24G移動通信系統關鍵技術

2.14G網絡結構分層

4G移動通信系統網絡結構分為物理網絡層、中間環境層、應用環境層三層。物理網絡層提供網絡接入和網絡路由選擇功能。中間環境層提供QoS機制、地址轉換和安全管理等功能。應用環境層提供各種應用編程接口。

2.2OFDM技術

4G移動通信系統采用了正交頻分復用（OFDM）技術，OFDM技術具有良好的抗噪聲性能和抗多信道干擾能力，可以消除或減小信號波形間的干擾，對多徑衰落和多普勒頻移不敏感，提高了頻譜利用率，支持高速率、小時延的無線數據傳輸技術，在頻域內將給定信道分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進行調制，各子載波并行傳輸。OFDM的主要缺點是功率效率不高。

2.3調制與信道編碼、信道傳輸技術

4G移動通信系統采用了多載波正交頻分復用調制技術以及單載波自適應均衡調制技術，提高了頻譜利用率，可延長用戶終端電池的壽命。4G移動通信系統采用了比3G系統更高級的信道編碼方案以及自動重發請求技術和分集接收技術等，在低Eb/No條件下可保證系統具有足夠的性能。

2.4高性能的接收機

4G移動通信系統由于數據速率很高，所以對接收機的性能要求也很高。按照Shannon定理，對于3G系統，如果信道帶寬為5MHz，數據速率為2Mbps，則所需的SNR為l.2dB。對于4G系統，要在5MHz帶寬上傳輸20Mbps數據，所需的SNR為12dB。

2.5智能天線技術

智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤及數字波束調節等智能功能，智能天線技術既能改善信號質量，又能增加傳輸容量。智能天線應用數字信號處理技術，產生空間定向波束，使天線主波束對準用戶信號到達方向，旁瓣或零陷對準干擾信號到達方向，可實現充分利用移動用戶信號并消除或抑制干擾信號的目的。

2.6多輸入多輸出技術

MIMO（多輸入多輸出）技術又稱為多天線技術，是LTE移動通信系統為了提高吞吐量而應用的一項關鍵技術，MIMO技術是利用多發射、多接收天線進行空間分集和空間復用的技術，能夠有效地將通信鏈路分解成許多并行的子信道，能夠提高系統抗衰落與噪聲性能，提高系統通信容量、數據傳輸速率和傳輸質量。

2.7軟件無線電技術

軟件無線電技術是將標準化、模塊化的硬件功能單元經過一個通用硬件平臺，利用軟件加載方式來實現無線電通信系統功能的一種具有開放式結構的新技術，各種功能和信號處理盡可能利用軟件實現，包括各類無線信令規則與處理軟件、信號流變換軟件、信源編碼軟件、信道糾錯編碼軟件、調制解調算法軟件等。軟件無線電技術使無線電通信系統具有靈活性和適應性，能夠適應不同的網絡和接口，能支持不同接口的多模式手機和基站，能實現各種不同應用的可變QoS。

2.8基于IP的核心網

4G移動通信系統的核心網是基于全IP的開放式移動網絡，IP兼容多種無線接入協議，便于靈活設計核心網絡，可以實現不同網絡間的無縫互聯，能允許各種空中接口接入核心網，不必考慮無線接入究竟采用何種方式和協議，能夠提供端到端的IP業務。

2.9多用戶檢測技術

多用戶檢測技術是寬帶通信系統中抗干擾的關鍵技術，傳統的檢測技術完全按照經典直接序列擴頻理論對每個用戶信號分別進行擴頻碼匹配處理，因而抗多址干擾能力較差。多用戶檢測技術抗多址干擾能力較強，解決了遠近效應問題，可以更加有效地利用鏈路頻譜資源，提高系統通信容量。

34G移動通信技術優勢

3.1通信速度更快

4G移動通信具有更快的無線通信傳輸速度，TD-LTE移動通信系統可以達到下行100Mbps峰值傳輸速度，是3G移動通信傳輸速度的50倍。

3.2網絡頻譜更寬

要使4G移動通信達到100Mbps的傳輸速度，通信運營商必須使4G網絡的頻譜帶寬高于3G網絡的頻譜帶寬，每個4G信道占有100MHz的頻譜，相當于W-CDMA3G網絡的20倍。

3.3通信更加靈活

4G手機可以算得上是一臺便攜式電腦，4G移動通信使用戶不僅可以隨時隨地通信，還可以雙向下載傳遞資料、圖畫、影像，4G終端還可實現定位、告警等功能。4G移動通信系統會在不同的固定和無線平臺及跨越不同頻帶的網絡運行中提供無線服務，所涉及的關鍵技術包括高速移動無線信息存取技術、移動平臺的拉技術、安全密碼技術以及終端間通信技術等。

3.4智能性能更高

4G移動通信的智能性能更高，4G移動通信終端設備的設計和操作具有智能化，對菜單和滾動操作的依賴程度大大降低，4G手機能夠根據設定適時地提醒手機主人此時該做什么事或不該做什么事，4G手機還可以當作一臺手提電視機，可以用來隨時隨地觀看電視節目。

3.5兼容性能更好

4G移動通信系統接口開放兼容，能與多種網絡互聯互通。4G終端多種多樣，支持全球漫游。用戶可以使用各種各樣的移動終端接入4G系統，4G系統支持將各種不同的接入系統結合成一個公共的平臺，4G系統可成為多行業、多部門、多系統用戶溝通的橋梁，實現在任何地址寬帶接入互聯網。4G移動通信可集成不同模式的無線通信網絡，從無線局域網和藍牙等室內網絡到無線蜂窩網、移動地面廣播電視網和移動衛星通信網，移動用戶可以自由地從一個網絡標準漫游到另一個網絡標準，并能自適應資源分配，能在信道條件不同的環境下處理變化的業務流。在移動衛星通信方面能夠提供信息通信、定位定時、數據采集和遠程控制等綜合功能。

3.6可實現各種增值服務

4G移動通信系統采用空分多址（SDMA）技術和正交頻分復用（OFDM）技術，業務容量達到3G的5～10倍，可以實現無線區域環路（WLL）、數字音訊廣播（DAB）等方面的無線通信增值服務。

3.7可實現更高質量的多媒體通信

4G移動通信能夠滿足3G移動通信尚不能達到的在覆蓋范圍、通信質量、寬頻帶上支持高速數據傳輸和高分辨率多媒體服務要求，4G移動通信提供的無線多媒體通信服務包括語音、數據、影像等，4G移動通信堪稱多媒體移動通信。

3.8頻率使用效率更高

4G移動通信系統的基站天線可以發送更窄的無線電波波束，可以處理數量更多的業務。4G移動通信技術對無線頻率的使用效率比3G系統要高，且抗信號衰落性能更好，可以支持更多的用戶使用更多、更快的應用。

3.9通信費用更加便宜

4G移動通信兼容3G移動通信，可以讓現有3G用戶輕易地升級到4G移動通信。4G移動通信容易部署，能夠有效地降低運營商和用戶的費用。4G網絡與固定寬帶網絡的使用費用差不多，且4G網絡計費方式更加靈活機動，4G移動通信的無線即時連接等服務費用會比3G便宜，用戶可以根據自身需求借助各種各樣的4G終端隨時隨地享受高質量的通信服務。

44G芯片及4G手機

4.14G芯片

4G芯片目前已經具備高度集成、多模多頻以及強大的數據與多媒體處理能力，目前全球4G手機大多數采用高通芯片。中國移動2013年度支持的TD-LTE終端中采用高通芯片的比例高于60%。高通的LTE芯片強調高集成度和支持多模多頻，目前高通所有的LTE芯片組均同時支持TD-LTE和FDD-LTE。博通、Marvell、英特爾、聯發科、聯芯科技、創毅視訊、展迅、海思等芯片廠商也已推出4G基帶芯片產品。

4.24G手機

4G手機目前主要有三星、索尼、天語、酷派等品牌，多模多頻是LTE智能終端的發展方向，中國移動將重點建設發展支持5模10頻、5模12頻及Band41等LTE智能終端的TD-LTE/FDD-LTE融合網絡。

54G移動通信網絡建設及4G牌照

5.14G網絡建設

2013年中國移動啟動了4G網絡工程集采招標，4G網絡建設正在抓緊進行，2013年中國移動4G網絡將覆蓋超過100個城市，將建設完成20萬個基站，4G終端的采購將超過100萬部。中國移動在頻段上主要采用1900MHz（F頻段）、2600MHz（D頻段）、2300MHz（E頻段），其中F頻段以升級為主，D頻段以新建為主。

5.24G牌照

4G牌照是指第四代移動通信業務的經營許可權，運營商必須獲得由工信部許可、發放的4G牌照，才可經營4G業務，我國已在2013年12月4日發放4G牌照。

64G移動通信系統面臨的難題

4G移動通信系統技術復雜，4G移動通信網絡存在的技術問題大多與互聯網有關，需要花費幾年時間才能解決，要順利、全面地實施4G移動通信，將會面臨一些難題。

6.1標準難以統一

4G標準難以統一，如果沒有統一的或兼容的國際標準，將會給4G手機用戶帶來諸多不便。開發4G移動通信系統必須首先解決通信制式等全球統一或兼容的標準化問題。

6.2技術難以實現

要實現4G移動通信的下載速度還面臨著如何保證樓區、山區及其它有障礙物等易受影響地區的信號強度等一系列必須解決的技術難題。

6.3容量受到限制

4G移動通信從理論上說具備100Mbps的寬帶速度，但手機使用速度還受到通信系統容量的限制，手機用戶越多，速度就越慢，4G手機很難達到其理論速度。

6.4市場難以消化

整個移動通信市場正在消化吸收3G技術，對于4G移動通信系統的接受還需要一個逐步過渡的過程，而5G技術隨時都有可能威脅到4G系統的贏利計劃，所以4G系統漫長的投資回收和贏利計劃可能變得異常脆弱。

6.5設施難以更新

要向4G通信技術轉移，全球的許多無線基礎設施都需要經歷大量的變化和更新，這種變化和更新勢必減緩4G移動通信技術全面進入市場和占領市場的速度。