第四代移动通信系统（4G）

第四代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，以致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。4G是指集3G与WI－AN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晰度电视不相上下。4G系统能够以lOOMb／s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20Mb／s，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，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。

　　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WLAN）结合起来，产生4G技术，2010年前使数据传输速率达到100Mb／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人网及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。

　　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2Mb／s提高到1OMb／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各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，如正交频分复用（orthogonal freguency divi-slon multiplexing，OFDM）、宽带无线接入、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）随时随地地移动接入

　　4G利用无线接人技术，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。

　　当然，要使第四代移动通信系统能投入实际应用，就需要对现有的移动通信基础设施进行更新改造，首先需要解决无线系统中的移动性管理和核心网的移动IP技术等问题，其次还有4G的标准问题。网络层移动性是4G移动性管理的关键，移动性通常涉及在不同网段间漫游的移动用户，数据链路层的移动性支持通常限制在同类网络之间。移动IP代表了一种简单而且可以升级的全球移动性方案。但是，对于第四代移动通信系统而言，它缺乏实时位置管理和快速无缝切换机制的支持。要解决这些问题，必须采用新的网络结构和管理路由优化方案，需要采用高效的发送和切换协议，这些协议必须能很好地解决数据丢失和延迟的问题。另外，移动IP环境下的QoS所使用的综合业务／RSVP技术（IntSev／RSVP）和区别型业务技术（DifServ）也需解决。在4G系统中，要开发新的频谱资源，提高频谱利用率并选择合适的传输技术，如多载波传输方式以及自适应均衡等技术来对抗频率选择性衰减。利用RAKE接收、跳频以及Turbo码等技术来增强系统的性能，提高信干比；提高检测可用的资源以及信号质量、动态分配频率资源和信号发射功率、增加移动通信系统容量、降低信号发射功率；提高通信的覆盖范围，并支持多媒体通信、无线接人宽带固定网以及在不同系统之间的漫游等。