第四代移動通訊技術(shù)的構(gòu)架及其關(guān)鍵技術(shù)研究

張淑梅 李新波

（中國聯(lián)通齊齊哈爾市分公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

一、概述

第四代移動通訊技術(shù)包括廣帶無線局域網(wǎng)、移動廣帶系統(tǒng)和互操作廣播網(wǎng)絡(luò)，其廣帶接入和分布的網(wǎng)絡(luò)具有不低于2MB/s的非對稱數(shù)據(jù)傳輸能力，對用戶能夠提供150MB/s的高質(zhì)量觀影服務(wù)，首次實現(xiàn)三維圖像的高質(zhì)量傳輸，它還能提供信息之外的定位和定時、數(shù)據(jù)采集以及遠(yuǎn)程控制等綜合功能。

第四代移動通訊技術(shù)的關(guān)鍵在于超出3G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率，提供更高速和更穩(wěn)定的通訊技術(shù)。在國際標(biāo)準(zhǔn)下第四代移動通訊技術(shù)應(yīng)該提供不低于2MB/s的數(shù)據(jù)量，融移動3G技術(shù)的特點與當(dāng)下流行的WLAN技術(shù)熱點為一體，通過移動網(wǎng)絡(luò)來進行視頻圖像的高清傳輸，滿足用戶對于網(wǎng)絡(luò)傳輸速度和質(zhì)量上的要求。在第四代移動通訊技術(shù)的概念發(fā)布之后，很多用戶擔(dān)心因為其性能高而產(chǎn)生高額的費用，官方指出第四代移動通訊技術(shù)不需要移動通信運營商支出額外的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費用，因為其更新主要集中于核心的服務(wù)器上，所以無需用戶過多的承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費用，其消費水平與3G網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)。在無線上網(wǎng)方面，4G可能比一般的固定寬帶網(wǎng)絡(luò)費用更低，由于其計費方式靈活，可以根據(jù)用戶的需要和使用頻率來制定靈活的收費方法。

二、第四代移動通訊技術(shù)的構(gòu)架

（一）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

在第四代移動通訊技術(shù)中，其最根本的任務(wù)在于能夠接受到終端的呼叫并在多個運行平臺間建立最為有效的通信路徑，對其進行實時的定位跟蹤。第四代移動通訊網(wǎng)絡(luò)必須保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量，形成良好的無縫連接，其采用多層的蜂窩結(jié)構(gòu)，通過不同的空中接口，由多個業(yè)務(wù)供應(yīng)商來提供不同的多媒體業(yè)務(wù)。它能形成個人通訊、廣播、娛樂等業(yè)務(wù)的無縫連接使之成為一個整體來滿足用戶的需要，高度智能化的網(wǎng)絡(luò)具有良好的重構(gòu)性和尺度可變性以滿足不同環(huán)境下不同用戶的通信需求，以獨立的軟件平臺實現(xiàn)多網(wǎng)融合。

（二）接入系統(tǒng)

第四代移動通訊技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)基于公共平臺，采取智能化模式終端，通過各種接入技術(shù)來實現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)平臺間的無縫連接，這是與以往移動通訊技術(shù)最顯著的不同。第四代移動通訊技術(shù)基于一個公共平臺來優(yōu)化其運作方式以實現(xiàn)用戶需求，當(dāng)多模式終端接入系統(tǒng)時，網(wǎng)絡(luò)會通過自適應(yīng)的分配頻帶來提供最優(yōu)化的路由，從而產(chǎn)生最佳的通信效果。其接入技術(shù)主要包括無線蜂窩移動通信系統(tǒng)、WLAN系統(tǒng)、無線系統(tǒng)、短距離連接系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)、STS平流層通信系統(tǒng)、固定無線接入系統(tǒng)以及廣播電視接入系統(tǒng)等。不同的接入技術(shù)針對的是不同的通信業(yè)務(wù)，其對接入技術(shù)也進行了分層，例如主要由2G、3G通信組織的蜂窩層，其服務(wù)覆蓋的面積較大；由WLAN網(wǎng)絡(luò)組織的熱點小區(qū)層，其移動數(shù)據(jù)傳播的速度快，但受一定的地域局限，等等。

（三）軟件系統(tǒng)

第四代移動通訊技術(shù)在軟件系統(tǒng)方面較以前提升了其標(biāo)準(zhǔn)化和智能化，軟件系統(tǒng)的主要任務(wù)在于為不同的通訊系統(tǒng)和終端應(yīng)用軟件創(chuàng)建一個公共的軟件平臺，并通過這一平臺來實現(xiàn)對不同系統(tǒng)和終端的管理與監(jiān)控。軟件系統(tǒng)會逐步采用Web服務(wù)模式來取代Client/Server模式來保障通信網(wǎng)絡(luò)的正常工作和數(shù)據(jù)的完整性等等。樹立一個具有統(tǒng)一性的軟件標(biāo)準(zhǔn)與互聯(lián)協(xié)議，是第四代移動通訊技術(shù)的關(guān)鍵所在。

三、第四代移動通訊技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)

（一）軟件無線電技術(shù)

在第四代移動通訊技術(shù)中，軟件無線電技術(shù)作為其核心技術(shù)之一對第四代移動通訊技術(shù)的發(fā)展起著重要的作用。軟件無線電技術(shù)通過將標(biāo)準(zhǔn)化的硬件模塊在公共的軟件平臺上加載相應(yīng)的應(yīng)用軟件來實現(xiàn)無線通信系統(tǒng)功能，還能將A/D、D/A轉(zhuǎn)換器最近距離靠近射頻天線RF前端，通過軟件系統(tǒng)定義信令規(guī)則和調(diào)制解調(diào)算法規(guī)則等，實現(xiàn)了多通路、多層次、多模式的無線通信平臺，使得第四代移動通信的終端能夠在多個系統(tǒng)之間漫游。

（二）定位技術(shù)

定位技術(shù)指的是移動終端位置的測量方法與計算方法，它主要有三種方式：移動終端定位、移動網(wǎng)絡(luò)定位或混合定位。在第四代移動通訊技術(shù)中，移動終端的定位和跟蹤能夠基于移動終端在不同平臺間的通信，有效實現(xiàn)移動終端在不同平臺通信的無縫連接，并為通信過程的質(zhì)量和速率提供保障。

（三）OFDM調(diào)制技術(shù)

與第三代無線通信技術(shù)不同，第四代無線通信系統(tǒng)的核心由CDMA技術(shù)變?yōu)镺FDM調(diào)制技術(shù)，這種技術(shù)將信道分為若干正交子信道，把高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)化成為并行的低速子數(shù)據(jù)流并調(diào)制到每個子信道上進行傳輸，這樣一來有利于減少子信道間的相互干擾，最大程度上消除符號間的干擾，實現(xiàn)無線環(huán)境下的高速傳輸。

（四）智能天線技術(shù)

智能天線具有減小噪音、智能處理時空處理算法形成的數(shù)字波束以及自動跟蹤信號源等作用，通過多波束或者自適應(yīng)陣列天線在同一個扇區(qū)中來固定多個波速，以自適應(yīng)陣列中的多個天線接收加權(quán)信號來使得信噪比最佳。與傳統(tǒng)的移動通信技術(shù)不同，職能天線技術(shù)能夠提供較高的天線增益和相應(yīng)倍數(shù)的分集增益，是第四代無線通信技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)。

（五）調(diào)制和信號抗干擾技術(shù)

調(diào)制和信號抗干擾技術(shù)指的是在高頻段進行高速移動通信是會產(chǎn)生選頻衰減現(xiàn)象，為提高信號的抗干擾能力而研究出的智能解調(diào)技術(shù)。除了運用正交頻分復(fù)用技術(shù)和自適應(yīng)均衡器，還可以采用TPC、RAKE擴頻接受、跳頻、FEC等技術(shù)來獲得良好的信號信噪比。

結(jié)語

隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展和新需求的不斷提出，在未來的日子里，第四代移動通訊技術(shù)必然會取代第三代移動通信技術(shù)成為未來移動通信領(lǐng)域的主導(dǎo)。盡管第四代移動通訊技術(shù)有著很多的優(yōu)點，但是其發(fā)展過程中會受到各種條件的制約，這就需要我國重視發(fā)展新一代移動通信技術(shù)的研究，振興民族信息產(chǎn)業(yè)，從而縮小我國科學(xué)技術(shù)與發(fā)達(dá)國家之間的距離，使得第四代移動通信技術(shù)給人們帶來良好而舒適的使用體驗。

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