4G通信

4G通信（精选12篇）

4G通信 篇1

摘要：移动通信4G超于移动通信3G之外, 描述主要的研究方向和发展技术。在不同的出版物上对4G的解释不同, 但都表示相同的观点。

关键词：移动通信,4G,3G

1 介绍

移动通信是电信领域中最热门的领域之一, 因快速发展而出名。蜂窝电话的第一步追溯到1981年, 1981年引入了北欧的移动电话NMT, 也被称为1G, 2006年在世界范围中有近2.5万亿移动电话用户。世界大部分发达国家已引入3G, 2006年使用3G的数字用户到达100百万。看似连接到因特网上的移动设备数目很快超过静态台式的数目。下一代目前还未定义, 但已提出各种场景和观念。在这个入口我们总结并预测将来一些重要出版的移动通信、主要观念和技术背景。似乎下一代正成为“用户-集中式”, 这意味着用户要求和希望将促进研究和发展。毫无疑问高数据传送速率、服务质量和不断覆盖将是最重要的特征。

1995年第一个商业的CDMA/IS-95系统开始于香港1990年随后有美国的IS-95 1990S因特网的巨大改变需要传送数据也超过移动网络电路交换被用来语音通信转换为相当不合适的太低的数据转发。简单的降级系统被称为高速电路交换数据USCSD提供速度43.2KBPS, 加入三个GSM信道。引入包括交换技术到移动网络至新数据转换技术的发展如GPRS和它的继承者提高了的数据效率为全球的EDGE三个包交换技术仅组成存在的GSM网络具有GPRS和EDGE的GSM常被认为是过渡期的阶段处在移动通信2G到3G之间或称为2.5G。

从1G到4G NMT网络始于1981年9月, 在Saudi Arabia中20个蜂窝组成, 工作在450MHz频率上。在欧洲, NMT始于1982年, 在Sweden, Norway, Denmark和Filand。第一个多民族蜂窝系统NMT450包含600个蜂窝同时提供漫游。后来, 九个不同的和不兼容的蜂窝系统在欧洲得到了发展:全部访问通信系统TACS于1985年, 在伟大的英国。 (-Netz在德国, Radiocom 2000 Radio在法国Telefon Integrato (RTMI) 在意大利等) 。所有的系统能很好的工作, 但不能一起工作, 这意味着不可能实现漫游。在英国, 第一个商业的蜂窝系统-先进的移动电话服务 (AMPS) 开始于1983年在芝加哥。1984年韩国南部购买并应用了AMPS。

2 新一代的主要概论—“用户集中式”系统

这有两个主要概论或观点说明4G应该如何被引入。亚洲移动操作者, 大部分在日本和韩国, 预测所谓的线性4G观点在这新的更有影响力的移动网络将取代旧的系统。他们将基于具有非常高的数据速率的蜂窝结构取代, 支持具有特点的移动多媒体如:任何时间、任何地点, 对任何人和自定义的个人服务等。欧洲预测所谓的一致的4G视角具有无缝的服务开通通过不同无线系统, 经常提供优化的传递通过合适的可能的网络。研究和发展下一代将从引入3G的错误中可得并聚集在用户的期望和需求中。Frattasi et al预测4G为“用户-集中式”系统在这不同用户场景首先被识别研究应集中在怎样实现这些场景和完成用户需求。换句话说, 发展应从用户到技术中移动。理解用户意味着理解他们如何改变社会或更具体地说他们如何通过与新设备和互联改变。他们应该考虑文化环境和习惯等社会-文化具有个性爱好、动机。在每天生活情况中他们的期望和需求应该促进设计新的服务和应用。

3 用户场景

Frattasi et al识别一些典型的场景基于问题:"人们真地需要他们没有的吗?”

与场景相关的商业包括用户用他们自己的方式去工作, 他们将在哪?如像去接收信息关于天气、公共传送时刻表、可能地延迟、走的距离等。据他们的决定和需求系统可能最好的方式去他们工作或会议地点。在等待之间, 用户能浏览网页, 读电子邮件或他们的日常会议时刻表, 与人说话等。信息应自动地被过滤根据用户的爱好和兴趣, 展示在格式中对可用的终端设备最适合。与商店相关的场景包括所谓的智能化广告在这用户能接收弹出式信息, 基于他们的偏好和目前的位置.他们应该与一个具体的请求响应并不接收人的和不想要的商业广告.

另一个有趣的场景可能是一个移动旅游家的向导能帮助用户导航城市去不同旅游吸引.优化的路径能常被考虑或选择性的路径暗示..在交通堵塞或拥塞的情况下, 为忙的博物馆或画廊的票应通过终端购买, 以致于等待队列可避免.终端也取代了电子的指导在博物馆内, 以致于描述不同的展示能给予人工制品基于用户的场景.

4 总结

移动通信已影响人们的生活近30年, 不考虑距离其它以通信的能力是一个大的进展。这导致不同移动通信系统的巨大普遍性。从1981年的1G发展到目前已建立移动通信的一些重要特点。这将确实地成为未来结构中的一个主要部分。有用户终端漫游的结构, 不同系统的内部兼容。过去技术驱动发展新系统和尝试如引用去改变它们的设备并开始使用新服务未来系统应该更好集中在用户的期望的需求上。可能的场景和兴趣的服务应首先被鉴别, 技术发展在由这些观点引导。移动通信的下一代标准将是“用户-集中式”它们主要的特点被期望成不变覆盖具有多功能的终端, 能连接不同的移动网络。过滤和自定义内容为每一个个体用户, 新的或更多自然用户界面适应服务在不同情况下给不同移动设备。

参考文献

[1]Jaka Sodnik, Mitja Stular, Veljko Milutimovic, Saso Tomazic.Mobile Communications:4G.Medio-Mobile Comm.Wireless and Mobile Communications:2008, 634-642.

[2]Frattasi, S., Fathi, H., Prasad, R., Katz, M.-D.Defining4G technology from the user’s perspective.IEEE Netw.2006, 20 (1) , 35–41.

4G通信 篇2

现代通信技术论文

题目名称： 4G的技术与发展

专业班级：电子信息工程2011级(2)班

学生姓名：

学生学号：

指导教师： 张瑞敏

目录

一 4G通信网络的定义....................................................................................................................3 二 理想中的4G通讯技术...............................................................................................................3 四 4G网络与传统网络的区别........................................................................................................6 五 4G网络的主要优势....................................................................................................................7

1、通信速度更快.....................................................................................................................8

2、网络频谱更宽.....................................................................................................................8

3、通信更加灵活.....................................................................................................................8

4、智能性能更高.....................................................................................................................8

5、兼容性能更平滑.................................................................................................................9

6、提供各种增殖服务.............................................................................................................9

7、实现更高质量的多媒体通信...........................................................................................10

8、频率使用效率更高...........................................................................................................10

9、通信费用更加便宜...........................................................................................................10 六 4G网络存在的缺陷..................................................................................................................11 七 4G网络未来的发展展望..........................................................................................................13 八 4G网络的研究现状..................................................................................................................14 九 4G网络的成功..........................................................................................................................15 十 心得体会...................................................................................................................................15

4G的技术与发展

一 4G通信网络的定义

4G是集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晰度电视不相上下。4G系统能够以100Mbps的速度下载，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。

二 理想中的4G通讯技术

今日，3G通讯的技术标准与规范已进入商业用途。然而到目前为主，在应用上也发现3G通信的许多缺点，例如缺乏全球统一的标准。3G所採用的语音交换架构仍承袭了2G的“电路交换模式”（Circuit Switch Mode），而非採用纯IP方式，也因此容易受到多用户的干扰，导致传输速率无法大幅提高。面对这些应用上的缺点，理想中的4G通讯技术应该具备以下的特色：

（1）更大传输频宽

对大范围高速移动的使用者（最高250km/h）频宽需求为2Mbps，中速移动的使用者（60km/h）频宽需求为20Mbps，低速移动或室内静止的使用者频宽需求为100Mbps；

（2）更高储存容量

由于传输频宽增大，因此资料储存容量至少需求为3G系统的10倍以上；

（3）更高相容性

4G通信技术必须具备向下相容、开放介面、全球漫游、与网路互联、多元终端应用等，并能从3G通信技术平稳过渡至4G；

（4）不同系统的无缝连接

行动使用者在移动中，特别是高速移动，也都能顺利使用通信系统，并在不同系统间进行无缝转换（Seamless Transitions），传送高速多媒体资料等；

（5）高度智慧化网路系统

4G网路必须是高度智慧、能随状况自行调整的网路系统，它须具备良好的弹性以满足不同环境与不同用户的通信需求；

（6）整合性的便利服务

4G系统将个人通信、资讯传输、广播服务与多媒体娱乐等各项应用整合，提供更为广泛、便利、安全与个性化的服务。

综上所述，4G移动通信其技术的根本目的说穿了，主要是能够在各终端产品间发送、接收来自另一端的信号，并在多个不同的网路系统、平台与无线通讯介面之间找到最快速与最有效率的通信路径，以进行最即时的传输、接收与定位等动作。

而当在通信过程进行中，4G通讯还必须保持良好的无缝连接能力，透过不同网路确保资料传输过程不中断，并维持高品质与高频宽。4G通讯的多层式蜂巢结构，可透过不同无线介面接收网路营运商与内容供应商所提供的内容服务。接下来将介绍4G通信的几项关键技术。

三 4G的核心技术

1、接入方式和多址方案

(正交频分复用)是一种无线环境下的高速传输技术，其主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，各子载波并行传输。尽管总的信道是非平坦的，即具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽。OFDM技术的优点是可以消除或减小信号波形间的干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高了频谱利用率，可实现低成本的单波段接收机。OFDM的主要缺点是功率效率不高。

2、调制与编码技术

4G移动通信系统采用新的调制技术，如多载波正交频分复用调制技术以及单载波自适应均衡技术等调制方式，以保证频谱利用率和延长用户终端电池的寿命。4G移动通信系统采用更高级的信道编码方案(如Turbo码、级连码和LDPC等)、自动重发请求(ARQ)技术和分集接收技术等，从而在低Eb/N0条件下保证系统足够的性能。

3、高性能的接收机 4G移动通信系统对接收机提出了很高的要求。Shannon定理给出了在带宽为BW的信道中实现容量为C的可靠传输所需要的最小SNR。按照Shannon定理，可以计算出，对于3G系统如果信道带宽为5MHz，数据速率为2Mb/s，所需的SNR为l.2dB；而对于4G系统，要在5MHz的带宽上传输20Mb/s的数据，则所需要的SNR为12dB。可见对于4G系统，由于速率很高，对接收机的性能要求也要高得多。

4、智能天线技术

智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，被认为是未来移动通信的关键技术。智能天线应用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。

5、MIMO技术

(多输入多输出)技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术，它采用的是分立式多天线，能够有效的将通信链路分解成为许多并行的子信道，从而大大提高容量。信息论已经证明，当不同的接收天线和不同的发射天线之间互不相关时，MIMO系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能，从而获得巨大的容量。例如：当接收天线和发送天线数目都为8根，且平均信噪比为20dB时，链路容量可以高达42bps/Hz，这是单天线系统所能达到容量的40多倍。因此，在功率带宽受限的无线信道中，MIMO技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。在无线频谱资源相对匮乏的今天，MIMO系统已经体现出其优越性，也会在4G移动通信系统中继续应用。

6、软件无线电技术

软件无线电是将标准化、模块化的硬件功能单元经过一个通用硬件平台，利用软件加载方式来实现各种类型的无线电通信系统的一种具有开放式结构的新技术。软件无线电的核心思想是在尽可能靠近天线的地方使用宽带A/D和D/A变换器，并尽可能多地用软件来定义无线功能，各种功能和信号处理都尽可能用软件实现。其软件系统包括各类无线信令规则与处理软件、信号流变换软件、信源编码软件、信道纠错编码软件、调制解调算法软件等。软件无线电使得系统具有灵活性和适应性，能够适应不同的网络和空中接口。软件无线电技术能支持采用不同空中接口的多模式手机和基站，能实现各种应用的可变QoS。

7、基于IP的核心网

移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络，同已有的移动网络相比具有根本性的优点，即：可以实现不同网络间的无缝互联。核心网独立于各种具体的无线接入方案，能提供端到端的IP业务，能同已有的核心网和PSTN兼容。核心网具有开放的结构，能允许各种空中接口接入核心网；同时核心网能把业务、控制和传输等分开。采用IP后，所采用的无线接入方式和协议与核心网络(CN)协议、链路层是分离独立的。IP与多种无线接入协议相兼容，因此在设计核心网络时具有很大的灵活性，不需要考虑无线接入究竟采用何种方式和协议。

8、多用户检测技术

多用户检测是宽带通信系统中抗干扰的关键技术。在实际的CDMA通信系统中，各个用户信号之间存在一定的相关性，这就是多址干扰存在的根源。由个别用户产生的多址干扰固然很小，可是随着用户数的增加或信号功率的增大，多址干扰就成为宽带CDMA通信系统的一个主要干扰。传统的检测技术完全按照经典直接序列扩频理论对每个用户的信号分别进行扩频码匹配处理，因而抗多址干扰能力较差；多用户检测技术在传统检测技术的基础上，充分利用造成多址干扰的所有用户信号信息对单个用户的信号进行检测，从而具有优良的抗干扰性能，解决了远近效应问题，降低了系统对功率控制精度的要求，因此可以更加有效地利用链路频谱资源，显著提高系统容量。随着多用户检测技术的不断发展，各种高性能又不是特别复杂的多用户检测器算法不断提出，在4G实际系统中采用多用户检测技术将是切实可行的。

四 4G网络与传统网络的区别 4G通信技术并没有脱离以前的通信技术，而是以传统通信技术为基础，并利用了一些新的通信技术，来不断提高无线通信的网络效率和功能的。如果说现在的3G能为我们提供一个高速传输的无线通信环境的话，那么4G通信将是一种超高速无线网络，一种不需要电缆的信息超级高速公路，这种新网络可使电话用户以无线及三维空间虚拟实境连线。与传统的通信技术相比，4G通信技术最明显的优势在于通话质量及数据通信速度。然而，在通话品质方面，目前的移动电话消费者还是能接受的。随着技术的发展与应用，现有移动电话网中手机的通话质量还在进一步提高。数据通信速度的高速化的确是一个很大优点，它的最大数据传输速率达到100Mbit/s，简直是不可思议的事情。另外由于技术的先进性确保了成本投资的大大减少，未来的4G通信费用也要比目前的通信费用低。

4G通信技术将是继第三代以后的又一次无线通信技术演进，其开发更加具有明确的目标性：提高移动装置无线访问互联网的速度--据3G市场分三个阶段走的的发展计划，3G的多媒体服务在10年后将进入第三个发展阶段，此时覆盖全球的3G网络已经基本建成，全球25%以上人口使用第三代移动通信系统。在发达国家，3G服务的普及率更将超过60%，那么这时就需要有更新一代的系统来进一步提升服务质量。

为了充分利用4G通信给我们带来的先进服务，我们还必须借助各种各样的4G终端才能实现，而不少通信营运商正是看到了未来通信的巨大市场潜力，他们现在已经开始把眼光瞄准到生产4G通信终端产品上，例如生产具有高速分组通信功能的小型终端、生产对应配备摄像机的可视电话以及电影电视的影像发送服务的终端，或者是生产与计算机相匹配的卡式数据通信专用终端。有了这些通信终端后，我们手机用户就可以随心所欲的漫游了，随时随地的享受高质量的通信了。

五 4G网络的主要优势

如果说2G、3G通信对于人类信息化的发展是微不足道的话，那么未来的4G通信却给了我们真正的沟通自由，并将彻底改变我们的生活方式甚至社会形态。目前正在构思中的4G通信具有下面的特征：

1、通信速度更快

由于人们研究4G通信的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问Internet的速率，因此4G通信给人印象最深刻的特征莫过于它具有更快的无线通信速度。从移动通信系统数据传输速率作比较，第一代模拟式仅提供语音服务；第二代数位式移动通信系统传输速率也只有9.6Kbps，最高可达32Kbps，如PHS；而第三代移动通信系统数据传输速率可达到2Mbps；专家则预估，第四代移动通信系统可以达到10Mbps至20Mbps，甚至最高可以达到每秒高达100Mbps速度传输无线信息，这种速度将相当于目前手机的传输速度的1万倍左右。

2、网络频谱更宽

要想使4G通信达到100Mbps的传输，通信营运商必须在3G通信网络的基础上，进行大幅度的改造和研究，以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的蜂窝系统的带宽高出许多。据研究4G通信的AT&T的执行官们说，估计每个4G信道将占有100MHz的频谱，相当于W-CDMA 3G网路的20倍。

3、通信更加灵活

从严格意义上说，4G手机的功能，已不能简单划归“电话机”的范畴，毕竟语音资料的传输只是4G移动电话的功能之一而已，因此未来4G手机更应该算得上是一只小型电脑了，而且4G手机从外观和式样上，将有更惊人的突破，我们可以想象的是，眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋，以方便和个性为前提，任何一件你能看到的物品都有可能成为4G终端，只是目前我们还不知应该怎么称呼它。未来的4G通信将使我们不仅可以随时随地通信，更可以双向下载传递资料、图画、影像，当然更可以和从未谋面的陌生人网上联线对打游戏。也许你将有被网上定位系统永远锁定无处遁形的苦恼，但是与它据此提供的地图带来的便利和安全相比，这简直可以忽略不计。

4、智能性能更高 第四代移动通信的智能性更高，不仅表现在4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化，例如对菜单和滚动操作的依赖程度将大大降低，更重要的4G手机可以实现许多难以想象的功能。例如4G手机将能根据环境、时间以及其他设定的因素来适时地提醒手机的主人此时该做什么事，或者不该做什么事，4G手机可以将电影院票房资料，直接下载到PDA之上，这些资料能够把目前的售票情况、座位情况显示得清清楚楚，大家可以根据这些信息来进行在线购买自己满意的电影票；4G手机可以被看作是一台手提电视，用来看体育比赛之类的各种现场直播。

5、兼容性能更平滑

要使4G通信尽快地被人们接受，不但考虑的它的功能强大外，还应该考虑到现有通信的基础，以便让更多的现有通信用户在投资最少的情况下就能很轻易地过渡到4G通信。因此，从这个角度来看，未来的第四代移动通信系统应当具备全球漫游，接口开放，能跟多种网络互联，终端多样化以及能从第二代平稳过渡等特点。

6、提供各种增殖服务

4G通信并不是从3G通信的基础上经过简单的升级而演变过来的，它们的核心建设技术根本就是不同的，3G移动通信系统主要是以CDMA为核心技术，而4G移动通信系统技术则以正交多任务分频技术(OFDM)最受瞩目，利用这种技术人们可以实现例如无线区域环路(WLL)、数字音讯广播(DAB)等方面的无线通信增殖服务；不过考虑到与3G通信的过渡性，第四代移动通信系统不会在未来仅仅只采用OFDM一种技术，CDMA技术将会在第四代移动通信系统中，与OFDM技术相互配合以便发挥出更大的作用，甚至未来的第四代移动通信系统也会有新的整合技术如OFDM/CDMA产生，前文所提到的数字音讯广播，其实它真正运用的技术是OFDM/FDMA的整合技术，同样是利用两种技术的结合。因此未来以OFDM为核心技术的第四代移动通信系统，也将会结合两项技术的优点，一部分将是以CDMA的延伸技术。

7、实现更高质量的多媒体通信

尽管第三代移动通信系统也能实现各种多媒体通信，但未来的4G通信能满足第三代移动通信尚不能达到的在覆盖范围、通信质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要，第四代移动通信系统提供的无线多媒体通信服务将包括语音、数据、影像等大量信息透过宽频的信道传送出去，为此未来的第四代移动通信系统也称为“多媒体移动通信”。第四代移动通信不仅仅是为了因应用户数的增加，更重要的是，必须要因应多媒体的传输需求，当然还包括通信品质的要求。总结来说，首先必须可以容纳市场庞大的用户数、改善现有通信品质不良，以及达到高速数据传输的要求。

8、频率使用效率更高

相比第三代移动通信技术来说，第四代移动通信技术在开发研制过程中使用和引入许多功能强大的突破性技术，例如一些光纤通信产品公司为了进一步提高无线因特网的主干带宽宽度，引入了交换层级技术，这种技术能同时涵盖不同类型的通信接口，也就是说第四代主要是运用路由技术(Routing)为主的网络架构。由于利用了几项不同的技术，所以无线频率的使用比第二代和第三代系统有效得多。按照最乐观的情况估计，这种有效性可以让更多的人使用与以前相同数量的无线频谱做更多的事情，而且做这些事情的时候速度相当快。研究人员说，下载速率有可能达到5Mbps到10Mbps。

9、通信费用更加便宜

由于4G通信不仅解决了与3G通信的兼容性问题，让更多的现有通信用户能轻易地升级到4G通信，而且4G通信引入了许多尖端的通信技术，这些技术保证了4G通信能提供一种灵活性非常高的系统操作方式，因此相对其他技术来说，4G通信部署起来就容易迅速得多；同时在建设4G通信网络系统时，通信营运商们将考虑直接在3G通信网络的基础设施之上，采用逐步引入的方法，这样就能够有效地降低运行者和用户的费用。据研究人员宣称，4G通信的无线即时连接等某些服务费用将比3G通信更加便宜。六 4G网络存在的缺陷

对于现在的人来说，未来的4G通信的确显得很神秘，不少人都认为第四代无线通信网络系统是人类有史以来发明的最复杂的技术系统，的确第四代无线通信网络在具体实施的过程中出现大量令人头痛的技术问题，大概一点也不会使人们感到意外和奇怪，第四代无线通信网络存在的技术问题多和互联网有关，并且需要花费好几年的时间才能解决。总的来说，要顺利、全面地实施4G通信，将可能遇到下面的一些困难：

1、标准难以统一

虽然从理论上讲，3G手机用户在全球范围都可以进行移动通信，但是由于没有统一的国际标准，各种移动通信系统彼此互不兼容，给手机用户带来诸多不便。因此，开发第四代移动通信系统必须首先解决通信制式等需要全球统一的标准化问题，而世界各大通信厂商将会对此一直在争论不休。

2、技术难以实现

尽管未来的4G通信能够给人带来美好的明天，但是别指望立刻就能用上这种技术，大约还需要5年左右的时间这项技术才能发布。据研究这项技术的开发人员而言，要实现4G通信的下载速度还面临着一系列技术问题。例如，如何保证楼区、山区，及其它有障碍物等易受影响地区的信号强度等问题。日本DoCoMo公司表示，为了解决这一问题，公司将对不同编码技术和传输技术进行测试。另外在移交方面存在的技术问题，使手机很容易在从一个基站的覆盖区域进入另一个基站的覆盖区域时和网络失去联系。由于第四代无线通信网络的架构相当复杂，这一问题显得格外突出。不过，行业专家们表示，他们相信这一问题可以得到解决，但需要一定的时间。

3、容量受到限制

人们对未来的4G通信的印象最深的莫过于它的通信传输速度将会得到极大提升，从理论上说其所谓的每秒100MB的宽带速度，比目前手机信息传输速度每秒10KB要快1万多倍，但手机的速度将受到通信系统容量的限制，如系统容量有限，手机用户越多，速度就越慢。据有关行家分析，4G手机将很难达到其理论速度。如果速度上不去，4G手机就要大打折扣。

4、市场难以消化

有专家预测在10年以后，第三代移动通信的多媒体服务将进入第三个发展阶段，此时覆盖全球的3G网络已经基本建成，全球25%以上人口使用第三代移动通信系统，第三代技术仍然在缓慢地进入市场，到那时整个行业正在消化吸收第三代技术，对于第四代移动通信系统的接受还需要一个逐步过渡的过程。另外，在过渡过程中，如果4G通信因为系统或终端的短缺而导致延迟的话，那么号称5G的技术随时都有可能威胁到4G的赢利计划，此时4G漫长的投资回收和赢利计划将变得异常的脆弱。

5、设施难以更新

在部署4G通信网络系统之前，覆盖全球的大部分无线基础设施都是基于第三代移动通信系统建立的，如果要向第四代通信技术转移的话，那么全球的许多无线基础设施都需要经历着大量的变化和更新，这种变化和更新势必减缓4G通信技术全面进入市场、占领市场的速度。而且到那时，还必须要求3G通信终端升级到能进行更高速数据传输及支持4G通信各项数据业务的4G终端，也就是说4G通信终端要能在4G通信网络建成后及时提供，不能让通信终端的生产滞后于网络建设。但根据目前的事实来看，在4G通信技术全面进入商用之日算起的二三年后，消费者才有望用上性能稳定的4G通信手机。

6、其他相关困难

因为手机的功能越来越强大，而无线通信网络也变得越来越复杂，同样4G通信在功能日益增多的同时，它的建设和开发也将会遇到比以前系统建设更多的困难和麻烦。例如每一种新的设备和技术推出时，其后的软件设计和开发必须及时能跟上步伐，才能使新的设备和技术得到很快推广和应用，但遗憾的是4G通信目前还只处于研究和开发阶段，具体的设备和用到的技术还没有完全成型，因此对应的软件开发也将会遇到困难；另外费率和计费方式对于4G通信的移动数据市场的发展尤为重要，例如WAP手机推出后，用户花了很多的连接时间才能获得信息，而按时间及信息内容的收费方式使用户难以承受，因此必须及早慎重研究基于4G通信的收费系统，以利于市场发展。还有4G通信不仅需要区分语音流量和互联网数据，还需要具备能到数据传输速度很慢的第三代无线通信网络上平稳使用的性能，这就需要通信营运商们必须能找到一个很好的解决这些问题的方法，而要解决办法就必须首先在大量不同的设备上精确执行4G规范，要做到这一点，也需要花费好几年的时间。况且到了4G通信真正开始推行时，熟悉4G通信业务的经验和专门技术人才还不多，这样同样也会延缓4G通信在市场上迅速推广的速度，因此到时对于设计、安装、运营、维护4G通信的专门技术人员还须早日进行培训。

七 4G网络未来的发展展望

在新一代技术刚推出市场之后，更高的技术应用已经在实验室进行研发。目前日本的NTT DoCoMo公司已经表示，4G通信的试验网络已经部署在公司的横须贺研发园内，该网络集结了试验基站和移动终端，同时NTT DoCoMo公司还表示，4G通信服务将于2010年推出，网络的下载速度可以达到100Mbps，上载速度为20Mbps。美国AT&T公司推出的4G通信网络的试验，据说可以配合目前的EDGE进行无线上传，并通过OFDM技术达到快速下载的目的。

美国AT&T公司声称大约还需要五年，这项技术才能发布；再有十年左右的时间，4G才能真正投入到商用阶段。在去年二月份，欧洲的四家移动设备生产商——阿尔卡特、爱立信、诺基亚和西门子组成了世界无线研究论坛(WWRF)，以研究3G以后的发展方向。

WWRF预计4G技术将在2010年开始投入应用。这一代通信技术可以将不同的无线局域网络和通信标准，手机信号，无线电通信和电视广播以及卫星通信结合起来，这样手机用户就可以随心所欲的漫游了。目前在欧洲地区，无线区域回路与数字音讯广播已针对其室内(Indoor)应用而进行相关的研发，测试项目包括10Mbps与MPEG影像传输应用，而第四代移动通信技术则将会是现有两项研发技术的延伸，先从室内技术开始，再逐渐扩展到室外的移动通信网路。爱立信公司的一位高级官员表示，该公司在经济不景气的情况下不会减少研发第四代无线通讯技术的预算的，该公司的负责人同时表示，该公司的研发工作具有3-10年的前瞻性，暂时的需求不振不会使该公司放慢研究的速度。

国际电信联盟无线电通信部也已经达成共识，将把移动通信系统同其他系统结合起来，在2010年之前是数据传输数率达到100Mbps。对于更高级的3G系统，ITU决定同时发展IMT-2000的两个标准——提高数据包和声音文件的传输速率——被日本NTT DoCoMo和J-Phone两家公司采用的WCDMA将能最大达到8Mbps的下在速率，而CDMA2000系统也将达到2.4Mbps的速率。同时ITU对外发表声明说目前第四代移动通信的频段尚未被讨论与制订，不过原则上将会是以高频段频谱为主，另外也将会使用到微波相关的技术与频段。

八 4G网络的研究现状

中国、日本、韩国以及欧洲等国家对第四代移动通信的研究工作已经启动，欧洲的项目为“第六框架”，日韩两国都是自己独立研究，目前对4G的研究还处于初级阶段，并没有进入实质部分，还谈不上频段的划分，ITU计划在2004年征求第四代移动通信的方案，2010年制定出全世界统一的第四代移动通信标准。

在世界各国都在积极的对4G研究时，我们国家也不甘落后，我国对第四代移动通信的研究已经正式列入863项目，并启动了“FuTURE计划”。具体分3个阶段实施：

2001年12月～2003年12月，开展Beyond 3G/4G蜂窝通信空中接口技术研究，完成Beyond 3G/4G系统无线传输系统的核心硬、软件研制工作，开展相关传输实验，向ITU提交有关建议；2004年1月～2005年12月，使Beyond 3G/4G空中接口技术研究达到相对成熟的水平，进行与之相关的系统总体技术研究(包括与无线自组织网络、游牧无线接入网络的互联互通技术研究等)，完成联网试验和演示业务的开发，建成具有Beyond 3G/4G技术特征的演示系统，向ITU提交初步的新一代无线通信体制标准；2006年1月～2010年12月，设立有关重大专项，完成通用无线环境的体制标准研究及其系统实用化研究，开展较大规模的现场试验。

在近几年的研究中，我国已经取得了喜人的成果，武汉汉网高技术有限公司、华中科技大学和上海交通大学联手攻克的全IP蜂窝移动技术是国际公认的第四代移动通信技术的核心，其数据传输速率是3G移动电话的50倍，能同时传输语音、文字、视频图像等不同数据类型。这使欧美移动通信技术在中国市场独领风骚的局面将有所改变。

九 4G网络的成功

“TD-LTE试验网建设已经启动，预计在今年9月份完成网络建设和优化工作。”2011年3月25日，记者从广东移动相关人士处了解到，年内广州、深圳两地的4G试验网将达到商用水准。这意味着，在3G牌照发放两年后，4G（第四代移动通信技术）又将粉墨登场。如果说2G时代我们被牵着走，3G时代我们跟着走，这一次，中国提出的4G技术标准（TD-LTE）将与欧美标准同步，一同引领潮流。

4G通讯的核心技术尚在研发阶段，且以目前3G通讯技术应用现况为如预期热络的情况来看，要使3G通讯成为主流通讯应用技术还得等一等，专家便预测市场消化并完全吸收3G技术的时间约需十年左右，而接踵而至的还有往后的5G以上技术。尽管4G比起3G有着更强大的应用优势，但目前已可见到4G在发展与往后实际应用上所以面临的问题，但是市场不变的趋势是，新技术和新需求将不断出现，有朝一日4G必然会取代3G，成为新一代行动通讯的主流技术。

十 心得体会

4G概念移动通信关键技术 篇3

关键词 4G技术 移动通信 电信

中图分类号：TN916.2 文献标识码：A

0引言

由于采用不同频段的不同业务环境，需要移动终端配置有相应不同的软、硬件模块，而3G移动终端目前尚不能实现多业务环境的不同配置。由于3G系统以上的局限性，目前，很多公司已经开始着手4G 概念通信系统的研究。本文主要介绍4G概念通信的技术特点以及可能采用的关键技术。

1 4G概念通信技术特点

目前，业界专业人士对4G概念移动通信系统的共识主要有以下几点：

（1） 具有很高的数据传输速率。对于大范围高速移动用户（250km/h），数据速率为2 Mbit/s；对于中速移动用户（60km/h），数据速率为20 Mbbit/s；对于低速移动用户（室内或步行者），数据速率为100 Mbit/s。

（2） 实现真正的无缝漫游。4G 移动通信系统实现全球统一的标准，能使各类媒体、通信主机及网络之间进行“无缝连接”，真正实现一部手机在全球的任何地点都能进行通信。

（3） 高度智能化的网络。采用智能技术的4G 通信系统将是一个高度自治、自适应的网络。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结合的正常发送与接收，有很强的智能性、适应性和灵活性。

（4） 良好的覆盖性能。4G 通信系统应具有良好的覆盖并能提供高速可变速率传输。对于室内环境，由于要提供高速传输，小区的半径会更小。

（5） 基于IP 的网络。4G通信系统将会采用IPv6，IPv6将能在IP 网络上实现话音和多媒体业务。

（6） 实现不同QoS 的业务。4G 通信系统通过动态带宽分配和调节发射功率来提供不同质量的业务。

2 4G概念通信关键技术探讨

（1）正交频分复用（OFDM ）技术

第四代移动通信系统主要是以OFDM为核心技术。OFDM 技术实际上是多载波调制的一种。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。

OFDM技术之所以越来越受关注，是因为OFDM 有很多独特的优点：

①频谱利用率高，频谱效率比串行系统高近一倍。OFDM信号的相邻子载波相互重叠，其频谱利用率可以接近Nyquist极限。

②抗衰落能力强。OFDM把用户信息通过多个子载波传输，这样在每个子载波上的信号时间就相应地比同速率的单载波系统上的信号时间长很多倍，从而使OFDM 对脉冲噪声和信道快衰落的抵抗力更强。

③适合高速数据传输。OFDM 自适应调制机制使不同的子载波可以按照信道情况和噪声背景的不同使用不同的调制方式。当信道条件好的时候，应采用效率高的调制方式；而当信道条件差的时候，则应采用抗干扰能力强的调制方式。再有，OFDM 加载算法的采用，使得系统可以把更多的数据集中放在条件好的信道上以高速率进行传送。因此，OFDM 技术非常适合高速数据传输。

（2）智能天线技术

智能天线采用了空时多址（SDMA）的技术，利用信号在传输方向上的差别，将同频率或同时隙、同码道的信号进行区分，动态改变信号的覆盖区域，将主波束对准用户方向，旁瓣或零陷对准干扰信号方向，并能够自动跟踪用户和监测环境变化，为每个用户提供优质的上行链路和下行链路信号从而达到抑制干扰、准确提取有效信号的目的。这种技术具有抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束等功能，被认为是未来移动通信的关键技术。

（3）无线链路增强技术

可以提高容量和覆盖的无线链路增强技术有：分集技术，如通过空间分集、时间分集（信道编码）、频率分集和极化分集等方法来获得最好的分集性能；多天線技术，如采用2或4天线来实现发射分集，或采用多输入多输出（MIMO）技术来实现发射和接收分集。MIMO技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术，它采用的是分立式多天线，能够有效的将通信链路分解成为许多并行的子信道，从而大大提高容量。

3结束语

4G移动通信系统目前还只是一个基本概念，4G网络的定义仍然还不明确，IEEE等标准化组织仍处于制定标准和规范的过程中。但是融合现有的各种无线接入技术的4G系统将成为一个无缝连接的统一系统，实现跨系统的全球漫游及业务的可携带性，是满足未来市场需求的新一代的移动通信系统，它将帮助我们实现充满个性化的通信梦想。

参考文献

[1] 许丽艳，王英，于海生. 移动通信链式实验教学体系[J]. 实验室研究与探索. 2009（01）.

[2] 王先庆，房永辉.移动通信技术助广东现代物流业腾飞[J]. 广东科技. 2009（03）.

4G通信 篇4

关键词：4G通信,无线网络,安全通信

4G移动网络系统融合了多种无线通信技术, 可提供高速率、干扰小的通信环境, 由于4G网络的无线传播、开放性等特性, 其安全通信是整个4G移动网络系统的关键, 结合当前4G移动网络系统的安全现状, 积极采取有效的措施和策略, 推动基于4G通信的无线网络安全通信快速发展。

一、当前4G通信的无线网络安全问题

4G无线网络通信系统主要包括智能移动终端、无线接入网、无线核心网、IP主干网等部分[1], 这几部分的安全通信问题是造成4G通信系统安全问题的主要因素。4G无线网络通信系统在管理、技术等方面都有了明显改进, 但是在通信系统运行中还存在一些影响因素。例如, 无线网络的链接安全问题, 如果无线网络通信系统在链接过程中发生中断, 会严重影响无线网络的安全通信, 导致用户发送的重要数据信息中断, 甚至被网络黑客恶意入侵, 将一些攻击性病毒植入无线网络通信系统, 无线网络传输的数据信息很容易被篡改、删除等。同时, 4G无线网络通信系统的移动终端和用户之间的交互越来越频繁, 越来越多复杂, 移动终端是无线应用和各种无线协议最主要的执行者, 这使得4G无线网络通信系统面临着很多不安全的因素。

二、基于4G的无线网络安全通信策略

2.1做好安全防护

基于4G的无线网络通信应充分考虑多种因素, 如用户可移动性、系统可扩展性、兼容性和安全效率等, 做好安全防护, 如建立多策略机制、可配置机制、可协商机制和混合策略机制, 多策略机制是指结合不同应用场景采用不同安全防护措施, 如首次登陆无线网络和再次接入时必须要经过验证;可配置机制是指无线网络通信系统的合法用户江可根据自己的要求配置移动终端的安全防护选项;可协商机制是指无线网络和移动终端可自行协商安全算法和安全协议;混合策略机制是指结合各种安全机制, 如数字口令和生物密码相结合、私钥和公玥相结合, 以私钥确保无线网络通信系统切换过程的实时性, 以公玥提高通信系统的可扩展性。

2.2物理硬件防护

基于4G通信的无线网络系统应加强物理硬件防护, 减少可被入侵或者攻击的物理接口, 提升系统的集成度, 适当增加电压、电流检测电路, 避免物理攻击, 并且增加存储保护、可信启动和完整性检验等安全措施。

2.3优化网络设计

4G无线网络通信系统应尽量减少系统数据传输的时延和移动终端的任务量, 减少无线网络通信过程中每条信息数据长度和安全协议信息量, 避免过长的信息数据或者信息量过大延误系统通信, 并且相关安全防护措施应透明化, 明确无线网络通信系统的安全协议和安全级别[2], 便于用户了解和有效识别。

2.4无线接入网的安全措施

1、安全传输。

无线接入网和移动终端可加设置加密传输通道, 结合基于4G通信的无线网络系统的业务需求, 在用户侧和无线接入网中自主设置通信方式, 或者无线接入网可通过专用网络进行逻辑隔离或者物理隔离。

2、安全接入。

对无线接入网设置辅助安全设备或者有针对性地采取安全措施, 实现基于4G通信的无线网络系统的安全接入, 避免非可信移动终端随便接入无线网络。

3、身份认证。

无线接入网和移动终端之间构建双向身份认证机制, 从无线接入网连接移动终端需要经过数字认证, 移动终端在接入无线接入网时, 也应经过高可靠性的载体。

4、访问控制。

对无线接入网采用端口访问控制、物理地址过滤等技术措施[3], 设置4G无线网络通信系统的细度访问控制。

5、安全数据过滤。

安全数据过滤是无线接入网安全防护的重要手段, 在多媒体、视频等应用领域进行安全数据过滤, 可有效防范网络黑客恶意入侵或者非法数据占用无线接入网, 保护核心网络和内部系统。

6、统一审计和监控。

结合无线接入设备运行的实际情况和移动终端访问行为, 构建统一的审计和监控系统, 有效监控移动终端的记录异常操作、行为规律等, 保障无线接入网的可靠性和高效性。

三、结束语

当前, 4G通信技术的普及, 为了提高无线网络通信系统的安全性和稳定性, 必须重视基于4G通信的无线网络安全通信策略的设计, 结合当前存在的安全问题, 有针对性的采取安全防护措施, 推动基于4G通信的无线网络安全通信快速发展。

参考文献

[1]李炜键, 孙飞.基于4G通信技术的无线网络安全通信分析[J].电力信息与通信技术, 2014, 01:127-131.

[2]钱双艳.浅析4G通信技术的安全通信[J].计算机光盘软件与应用, 2014, 12:293-294.

发展4G移动通信技术论文 篇5

2.1OFDM技术

4G移动通信系统主要以OFDM技术为核心，OFDM技术是将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流。OFDM技术具有较高的.频谱利用率，其频谱效率比其他串行系统高将近一倍;OFDM技术具有较强的抗衰落能力，OFDM通过多子载波传输，使子载波信号与相同速率的单载波信号时间长，从而降低了其衰落能力;OFDM技术具有较高的传输速率，其采用自适应调制机制使变化调制方式。通过信道和加载算法来提高信息传送的速率;OFDM技术抗码间干扰能力强，用循环前缀的方式对抗码间的干扰。

2.2智能天线技术(SA)

SA技术选择的是空时多址技术，利用信号在传传输方向上的差异性，将同频率、同时隙的传输信号进行区分。通过智能天线技术可以有效改善信号质量，增强其抗干扰能力，增加数据传输容量。

2.3多输入多输出技术(MIMO)

MIMO技术是指在基站和移动终端利用多发射、多接受天线进行空间分集和空间复用的技术。能有效地将通信信道分解成多信道，从而降低了系统的衰减性，提高了系统通信质量、传输速率和天线系统的容量。

2.4软件无线电技术

4G移动通信技术是以软件无线电为基础，软件无线电技术以开放性的平台构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，允许多方运营的介入。其具有灵活性和适应性，能兼容不同接口的多模式终端设备和基站。

2.5IPv6技术

4G通信 篇6

关键词：4G移动网络技术；无线接入网络；实际应用

第四代移动通信系统（简称4G），是时下国内刚刚普及的无线通信系统，该通信系统能够给移动无线终端提供高QOS、无缝隙、高速率的无线业务需求，相比于逐渐淘汰的第三代移动通信系统，4G网络更加接近个人通信，本文就将其关键技术的体系结构进行介绍，望能够和同仁进行交流。

一、4G移动通信系统的概述

截至目前在移动通信领域，几乎是每相隔10年便会出现一次变革，1G的出现在上个世纪80年代直至现在全国普及的4G网络，历时约40年间从最初的模拟移动通信系统过渡到蜂窝移动通信系统，再过渡到3G时代的IMT技术，网络传输的速率不断升高，直至现在移动通信依然成为了目前通信领域中市场前景最为广阔、发展潜力最大的热点技术。

4G通信技术所提供的业务种类也更加多样化，完美的融合了商业无线网络、局域网络、电视、广播等技术，相比于3G网络第四代网络技术其数据的频谱利用率、智能性、安全性将会更高，所示说4G移动通信技术就是一个全IP的网络。

二、4G技术的特点和网络特征

1、技术特点

4G移动通信技术的主要特点表现在6方面，①灵活性好，其中完美融合了智能技术，在数据的传输过程中能够对其资源进行分配，确保在任何环境下都能实现信号的收发处理；②兼容性好，国际电信联盟宣布目前全世界范围内几乎所有的移动通信标准中都可以通过4G网络标准进行兼容；③业务类型多用户能够实现共存，4G通信可以根据用户的业务类型，满足几乎所有的业务需求；④技术基础扎实，4G移动网络技术以无线接入、OFDM和软件无线电技术作为基础，从而提升了系统的使用效率；⑤不受时间和地点的约束，所有的4G网络能够满足各种多媒体的接入方式，只要网络覆盖区域完全不受时间等因素的限制；⑥拥有自己的网络架构，4G移动网络是一个能够进行自适应和自我管理的网络系统，适时满足系统升级或发生变化后的使用需求。

2、网络特征

4G移动网络特征主要包含7个方面：①具有现有和将来网络都能够接入的系统基础结构；②能够和互联网形成统一；③具备灵活性、开放性且能够满足扩展的特性；④能够实现自我组织、自我适应和重新构架的能力；⑤满足网络用户进行通信、娱乐、信息和广播等多项服务需求；⑥移动终端在移动的过程中同样能够完成数据的传输和系统的切换；⑦能够实现网络技术和接入技术各自的发展等。

三、4G网络关键技术和应用

1、正交频分复用技术（OFDM）

无线多媒体业务要求高效的数据传输能力，所以在采用的调制调节技术中必须具备超高的信元速率，同时还应该具有较长的码元周期，而OFDM调制技术就能够完全满足这些需求，OFDM是基于无线传输技术，该种技术能够将既定频域中既定信道分成多个正交子信道，然后将每一个子信道上额子载波进行调制处理，实现所有的子载波同时传输的情况，因此使得每个信道都会趋于平缓，除此之外还能够有效的避免信道之间出现信号干扰，提高频谱利用率。

2、软件无线电

软件无线电是一个能够将模块化、标准化的功能硬件单元统一的平台，同时具备开放性的平台，在实现无线电通信系统时依靠软件加载的方式进行，这样一来可以经由各种程序软件来完成各个系统中的单一终端漫游，其核心内容是通过软件对无线功能进行定义，亦能够使用宽带信号变换器。该软件系统囊括了各种无线信令规则、信号流变换软件、信源编码软件等。

3、多输入多输出技术（MIMO）

MIMO指的是在移动终端或者基站都拥有多个天线，该种技术能够为系统提供空间分集增益和复用增益。其空间分集又分为两个类型，分别是发射和接收分集，分集增益技术能够获得更高的编码增益，所以在目前的研究中成为了热点；空间复用增益是在发射和接受端口均设置多个副天线，依次将多径分量进行充分利用，实现单一频道的多个子信道进行发射信号。在移动4G网络中使用MIM0技术可以明显增加网络频谱的使用率，通过空间分集增益让无线信道的性能得到显著改善，同时还能够有效的拓宽无线系统的覆盖范围和扩容无线系统的全部容量。（作者单位：广东怡创科技股份有限公司）

参考文献：

[1] 刘强.4G移动通信技术要点分析和发展趋势[J].科技视界，2015（15）.

[2] 黄小兵.4G移动通信技术的现状及发展分析[J].科技与企业，2014，（13）.

探讨4G通信工程技术 篇7

众所周知, 4G属于是一种较为新型的通信技术, 它不仅具有3G通信技术的所有优点, 同时也具备较高的通信传输效率以及质量。在经过3G通信技术的改革之后, 我国在2014年面向社会, 大力推出了4G通信技术, 且在该技术的引领之下, 我国真正朝着4G时代迈进了一大步。其中, 所谓的“4G通信技术”, 其通信的速度是极其快的, 具体表现于两点: (1) 上传速度可超过20兆位每秒, 相当于是宽带拨号速度的2千倍; (2) 下载速度极快, 最高能够达到100兆位每秒。总之, 不论是从上传, 还是从下载的角度上来看, 其都为用户的实际需求提供了方便, 同时也满足了用户的基本上网需求。

2探究4G通信工程技术的优点

2.1具有较高的智能性

与其它移动通信技术相比, 4G通信技术在智能性方面上, 更具优势, 例如:4G手机, 其功能不仅庞大, 还具备较高的智能性, 它能依照用户当前的实际操作, 准确、快速的给出与之相对应的反应, 并能对用户当前所处的环境作出全面的分析, 同时将最终得出的结果及时反馈给用户, 也可结合互联网给出的相关资料, 提醒用户目前应当执行哪项操作, 并依照用户的实际执行情况, 作出相应的反馈, 以告知用户当前的操作是否正确。除此之外, 它也可降低系统对菜单以及键盘的依赖性, 更利于操作, 因此, 对许多人而言, 4G手机不仅是一种通讯工具, 同时也可像电脑一样不受时间以及地点的限制, 就可进行上网。

2.2具有较高的兼容性

一般来说, “兼容性”即指硬件或者是软件彼此间的配合程度, 传统的通信技术, 其兼容性相当低。但是, 4G通信技术却不然, 它的兼容性已经超过了我国市场上的任何一种通信技术。甚至可以说, 4G通信技术的出现是对我国通信技术领域的一次重大改革。因此, 要想让4G通信技术实现进一步的发展, 还必须要对传统以及新研发的产品, 进行过渡性问题的探讨, 以提高4G通信技术的兼容性。唯有如此, 才可降低新旧产品彼此间的冲击力。

2.3具备较高的通信速度

由于4G通信技术是基于3G之上的, 所以, 其通信的速度必然也远远高于3G;且从上文的分析中, 我们也知道:4G的通信速度相当得高, 其不仅能满足人们的上网要求, 同时也能解决传统通信技术带来的网卡、慢速等问题。

3探究4G通信工程技术

现阶段中, 4G通信所采用的基本技术为“OFDM技术”, 也就是我们所说的“正交频分复用技术”, 该技术不仅能够对网络的基本结构作出最恰当的拓展, 同时也能够提高系统对网络资源进行利用的效率。且和一般的通信技术相比较, 该技术的使用还让4G通信系统具备了较高的抗衰落性能, 也就是说:可支持长时间的通信过程。如此一来, 也就能够让整个通信系统达到高速、安全、稳定以及长时间的通信目的。

其次, 尽管4G与“多信号传输”有着一定的关联性, 可由于其自身就具备较高的抗干扰性能, 所以, 它可以合理的消除不同种类型的信号对系统造成的干扰, 当然, 这其中也包含了信号所产生的噪声干扰。因此, 从该角度去进行分析, 我们可以知道, 4G通信技术是能够实现多信号的快速传输过程的, 且其对于传输的成本来说, 也具备一定的控制性, 即:可大大降低整个系统的通信成本。

另外, 4G通信所具有的特性以及优点, 比如: (1) 支持资源的大批量转移; (2) 无缝转移网络。不仅满足了每一个用户日常的基本通信需求, 还大大提高了人们的通信质量。与此同时, 人们在对4G通信技术进行合理利用的时候, 也能够实现公用以及专用, 亦或是室内以及室外等不同种接口类型间的相互转换, 进而在一定程度上达到提升通信效率及质量的目的。

除此之外, “SA (即:‘智能天线技术’) ”以及“MIMO (即:‘多输入输出技术’) ”, 它们也都是4G通信工程中的核心技术, 因此, 现将针对这两种技术, 对它们进行简单的分析, 如下:

3.1“AS技术”

该技术也叫“自适应阵列天线”, 它具有较强大的功能性特点, 比如:抗干扰以及智能跟踪等性能, 所以, 它被誉为我国通信行业中的核心技术。它可以对已经成型的波束进行合理的利用, 以实现对信号干扰进行合理抑制的效果, 同时也可达到提高某种特殊信号强度的这一目的。其实现的基本原理为:借助天线阵以及收发信机, 对频射信号进行高效、准确的收发, 然后让其在“基带数字信号处理仪”的作用之下, 依照特定的算法对信号作出准确的合并, 以达到“上行波束赋形”的目的。

3.2“MIMO技术”

该技术的实现需借助多个天线, 它可以向整个通信系统提供两大功能, 其中一个是“空间复用增益功能”, 而另一个则是“空间分集增益功能”。前者的实现主要依赖于“接收/发射”两端上的天线, 可对多径分量进行高效的使用, 同时也可将不同的发射信号运用于同一个频带之上, 以让系统的容量能够随着天线接入数量的不断增加而得到进一步的扩展。另外, 该技术也具备三个方面的优势, 即: (1) 能提高频谱的运用效率; (2) 能提升无线信道的整体性能水平; (3) 可对系统的容量作出最适的扩展。

4结束语

综上所述, 4G通信技术在我国现阶段中的广泛运用, 不仅提升了通信的整体质量, 同时也有效解决了传统通信技术引发的各类问题。然而, 就当前的情况来看, 信息化时代的不断进步, 势必也会提高我国各产业对4G通信技术进行利用的要求。因此, 在此基础之上, 我们还应当加强对4G通信技术进行创新以及研发的力度, 以尽可能的让其得到完善。

参考文献

[1]黄恩.探讨4G通信工程技术[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2013 (22) .

[2]董洁.关于4G技术在通信工程中的应用探讨[J].中国新通信, 2014 (23) :94-94.

[3]向丽.4G通信工程技术要点分析[J].电子世界, 2014 (12) :165-165.

全球4G通信系统发展研究 篇8

虽然与2G系统相比, 3G系统能够提供较高的数据速率 (快速移动环境下, 最高速率为144kb/s;室外到室内或步行环境下, 最高速率为384kb/s;室内环境, 最高速率为2Mb/s) , 能支持多媒体业务, 但它依然存在一些局限性:

a.通信速率不能够满足用户对高速多媒体业务的需求;

b.难以提供具有多种Qo S的各种速率的业务;

c.难以时限不同频段的不同业务环境间的无缝漫游;

d.通信费用与2G相比并未降低, 甚至更高。

鉴于3G系统的局限性, 各国已在积极进行后3G通信系统 (IMT-Advanced) 的科研与实验。与3G系统相比, IMT-Advanced具备以下优势:

a.更高的通信速率 (1000Mbps) , 更宽的网络频谱能够更好的满足用户对高速多媒体业务的需求, 可传输高质量视频图像, 其图像传输质量堪与高清晰度电视相比;

b.终端更加多样化、智能化;

c.可提供更多类型, 具有多种Qo S的各种速率的增值业务, 如无线区域环路 (WLL) 、数字视频广播 (DVB) 、数字音讯广播 (DAB) 等;

d.通信成本的降低带来通信费用的降低。计费方式更加灵活, 用户可以根据自己的实际情况定制所需服务。

那么, 4G通信系统在世界上的研发进展如何呢?下面, 我们就通过中国、美国和日本三国的4G研发进展情况来对此了解一二。

1 中国

1.1 研发方面

2001年, 中国“国家863计划”启动了面向后三代/四代 (B3G/4G) 的移动通信发展研究计划——未来通用无线环境研究计划 (简称Future计划) 。Future计划一期, 完成了六种无线传输链路方案的设计, 完成了支持分布式多天线接入的射频系统的设计, 初步研究了无线资源管理方案和上层协议, 基本完成了基带电路核心硬件和软件的设计和测试。Future计划二期, “TDD系统OFDM上行链路设计与实现及TDD技术集成”在2006年6月17日进行了正式验收。该系统采用宽带TDD OFDM MIMO技术, 兼容TD-SCDMA, 峰值速率可达122Mbit/s, 频谱利用率为7.1bit/s/Hz, 支持高清晰视频点播、FTP高速下载、Internet、语音等业务。验收结果表明该系统已达到了国际领先水平, 这标志着我国在下一代移动通信系统的研究中取得了突破性进展。由武汉汉网、华中科技大学和上海交通大学联手开发出的全IP移动通信技术, 传输速度比3G快50倍, 是国际公认的4G技术核心。

1.2 外场技术演示和示范

2007年1月28日, 在上海快速移动的测试车上, 基于IPV6的高清电视等业务的演示十分流畅。工作人员在上海延安西路高架做了2km长的覆盖, 车辆在真实的路况中以50km/h的时速行驶, 获得的下行速率为20~90Mbps, 上行最高也可达80Mbps。这标志着我国第一个4G试验网已经正式进入第三阶段, 即外场试验和预商用计划。

2009年10月5日至9日, 日内瓦举行国际电信联盟主办的“2009年世界电信展”。中国移动、中兴、大唐等中国公司展示了TD长期演进 (TD-LTE) 技术应用的最新产品。中国移动公司展台, 一个大屏幕实时播放远在万里之外的上海黄埔江的画面。另外, 还设置了模拟车厢, 展示这项技术在行进列车中的应用, 乘客通过面前的大屏幕可与远方客人进行视频对话。

2010年上海世博会, 中国移动搭建的准4G网络TD-LTE演示网覆盖至黄浦江两岸9个场馆以及江面游船。为观博者提供世博园区内陆上和水上移动状态下高清视频监控、导航、视频会议等服务;高科技机器人“天线海宝”还能为游客带来歌舞表演、测量体温、发放礼品券等。

1.3 与其他国家的合作态势

原中国信息产业部 (现工业信息化部) 与他国的4G合作研发始于2003年, 当时与日本NTTDo Co Mo签订了合作意向书, 共同探讨和研发4G技术;2004年10月, 又与韩国达成协议, 扩大技术合作范围, 共同支持对4G无线通信系统的研发。在Future计划的支持下, 一批中国研究机构作为合作伙伴参与了欧盟第六框架WINNER、Ma Gnet、MOCCA等国际上有关未来移动通信研究项目, 并与一批跨国企业设立了一系列联合研发项目。中科院计算所移动通信技术研发中心 (MCR) 与瑞萨科技公司合作, 在上海张江高科技园建立移动通信联合实验室, 共同开发4G手机平台, 并解决未来手机技术应用方案;上海无线通信研究中心与37家欧洲知名厂商和研发机构结盟, 加入欧盟最大的B3G项目“未来全球个人移动通信系统”的开发。2006年3月, 中国、韩国和日本就进一步联合研发4G移动通信标准一事达成共识。

1.4 标准研发进展

2004年, 中国在标准化组织3GPP提出了第三代移动通信TD-SCDMA的后续演进技术TD-LTE。2009年, 在TD-LTE基础上形成了TD-LTE-Advanced技术方案。TD-LTE-Advanced是中国继TD-SCDMA之后, 提出的具有自主知识产权的新一代移动通信技术。它吸纳了TD-SCDMA的主要技术元素, 但它将提供更宽的带宽, 可以进行更多的数据业务, 它充分体现了我国通信产业界在宽带无线移动通信领域的最新自主创新成果。

目前, TD-LTE-Advanced已获得欧洲标准化组织3GPP和亚太地区通信企业的广泛认可和支持。

2 美国

新一代无线通信技术在美国及日本等发达国家已经进入密集的研发和市场化阶段。据美国电气电子工程学会 (IEEE) 最新公布的802.16无线宽带技术草案文本, 该机构目前正在研究一项无线传输新标准802.16m兼容Wi MAX和4G。802.16m标准在快速移动状态下的传输速率可达100Mbit/s。

美国AT&T早在2000年就推出了4GAccess网络, 它能配合EDGE技术进行上传, 并利用宽带OFDM技术进行下载。AT&T的4GAccess网络升级计划分为两个阶段, 第一阶段是移动电话基地台的软件构建, 第二阶段则进行智能型天线的硬件构建。2004年2月, 美国手机服务提供商Nextel通信公司与思科、北电网络和IBM在北卡罗来纳州罗利-达拉姆 (Ralei Gh Durham) 地区试验“4G”无线服务, 这次“4G”试验采用Flarion技术公司提供的每秒钟下载速度达1.5Mb的设备, 这项服务向台式电脑、笔记本电脑、掌上电脑以及其他设备提供高速互联网接入。

2009年1月6日, 美国俄勒冈州波特兰市正式开通4G移动互联网业务, 波特兰因此成为美国西部首个迈入4G时代的城市。推出这一业务的美国Clearwire公司称, 在波特兰开通的4G网络

采用了Wi MAX标准。这也是美国迄今第二个开通采用该标准4G网络的城市。

美国东部巴尔的摩市去年10月曾开通类似网络。据悉, 通过这一网络移动上网最快下载速度可达每秒4M字节。当地《俄勒冈人报》科技记者罗格韦在其博客中说, 他的实地测评表明, 通过4G网络上网速度比利用苹果i Phone手机通过3G网络上网平均快4倍以上。

3 日本

日本早在21世纪初就为4G的研发工作制定了详细的发展计划, 并作为e-Japan计划的一部分, 提升到了国家战略的高度。2002年3月, 日本最大通信运营商NTT Do Co Mo公司在东京郊区的试验室中建立一个下一代移动通信试验网络, 该网络的空中接口采用了基于可变扩展因子技术的正交频率和码分复用技术 (VSF/OFCDM) 。同年10月, NTT Do Co Mo表示, 该公司已成功完成第四代 (4G) 移动通信的传输实验。此实验是在室内进行, 下传和上传速率分别可达到100Mb/s和20Mb/s。2003年5月28日, NTT Do Co Mo宣布进行第四代移动通信系统 (4G) 的无线接入系统的户外试验。

此次试验中, 日本NTTDo Co Mo公司已经通过4+4和6+6天线MIMO技术在100MHz带宽下分别验证了1Gbit/s (室外试验) 和2.5Gbit/s的峰值传输速度。

2006年12月25日, NTTDo Co Mo表示, 公司已经成功地以接近5Gbit/s的数据传输速度向一个移动速度为每小时10公里的接收装置传输了数据。2007年9月, NTT Do Co Mo展示了一项试验, 在e-UTRA数据速率为200Mbit/s的情况下, 功耗低于100m W。2009年5月, 日本总务省向NTT Docomo、软银移动、KDDI和e-Mobiel公司颁发了LTE牌照。按照日本政府为4G研发设定的目标, 到2010年日本将实现比现有传输速率快100倍的移动通信系统。

综上所述, 4G移动通信系统无论在技术研究、标准化进程、产品试验方面都有了很大的发展, 其发展前景是相当可观的。当然, 4G系统要真正投入商用并非易事, 会遇到技术、市场方面的各种困难。

4G网络以IP为基础, 具有灵活的多媒体接入方式, 将给产业链上的通信运营商、通信设备商、内容提供商带来巨大的商机, 也能为用户提供随时随地、简单易用的通信服务, 在不久的未来必然会登上舞台, 使未来的通信生活更加丰富。

摘要：本文首先对移动通信系统3G和4G进行了简单比较, 指出3G系统的局限性以及4G系统的优势。接下来论述了中、美、日三国4G通信系统发展研究进展情况, 最后对移动通信系统未来发展做出了展望。

关键词：3G,4G,TD-LTE-Advanced,Wimax

参考文献

[1]豆豆技术应用.4G移动通信技术综述[EB/OL].[2010-6-8].http://tech.ddvip.com/2007-12/119808772438813.html.

[2]宋凯.全球第四代移动通信技术 (4G) 的发展现状[EB/OL].[2010-6-8].http://www.istis.sh.cn/list/list.aspxid=6377.

[3]辛艳, 栗欣.我国及全球B3G、4G研究及标准化进展[J].移动通信, 2006 (10) :13-17.

[4]庾志成.政府主导下的日本4G研究体系[EB/OL].[2010-06-18].http://mobilecomputing.ctocio.com.cn/tips/425/7775925.shtml.

[5]中国联通网站.4G移动通信关键技术及特征[EB/OL].[2010-06-18].http://www.cnii.com.cn/20080308/ca460948.htm.

4G通信 篇9

关键词：4G通信技术,无线网络,安全通信,维护和优化

1 引言

4G通信是第四代移动通信网络 (简称LTE) , 它是目前为止最为先进的网络技术。我国4G通信技术发展较为成熟, 但是与其他发达国家相比, 还存在一些差距。而且4G通信技术在无线网络通信中存在一些安全问题, 导致4G通信技术的发展受到影响。因此, 应当把4G网络技术建设的研究工作摆在首位, 针对4G通信技术在无线网络通信中的问题提出维护策略, 并为4G网络通信技术的长久发展设计优化方案, 从而为我国网络通信事业的发展奠定基础。

2 4G网络通信技术概述

2.1 4G通信网络技术的结构

4G网络体系结构如图1所示, 用户可以在任何时间、任何地点使用无线网络, 这给认证和安全切换提出了更高的要求。在高速移动环境中, 移动工作站仍能提供3~100Mbit/s的数据传输速率。4G使用单一的全球范围的IP核心网来取代3G中的蜂窝网络, 交换架构从电路交换向分组交换过渡, 最终演变成为基于分组交换架构的全IP网络[1]。

2.2 4G网络通信的特点

2.2.1 高时效性

4G网络的时效性与传统的网络技术相比有很大程度的提高。传统网络通信技术的最高传输速度在2~3Mbps/s, 而4G网络通信技术的最高传输速度高达10Mbps/s, 很大程度改善了传统通信技术速度较慢的缺陷, 更加方便人们的生活和工作。

2.2.2 具有较高的灵活性

4G网络的出现大大增加了智能手机的发展速度, 现在移动终端已经成为了人们生活中最重要也最普通的一部分, 从而促进了网络灵活性的发展。

2.2.3 高智能性

4G网络通信技术除了具有高时效性和高灵活性外, 还具有高智能性的特点。它的数据传输技术使得它具有传统网络通信技术所不具备的高智能性, 极大地丰富了人们的生活, 同时也促进了智能手机的发展。

3 无线网络通信方式

无线网络通信方式的分类存在较大的差异, 我国根据数据传输速度以及网络通信的覆盖范围主要将无线网络通信技术分为以下4种。

1) 无线广域网。无线广域网覆盖面最广, 相对较远的地区之间可以建立无线网络的连接, 从而达到信息交流的目的, 例如GPRS、GSM等技术。

2) 无线局域网。无线局域网的覆盖面仅次于无线广域网, 覆盖面小但具有很好的实用性, 它具有较强的保密性和很好的便捷性。

3) 无线城域网。无线城域网有效解决了人数上对于无线网络的要求, 但是它也存在一些不足之处, 例如, 宽带和用户数以及距离上会使得网络数据的传输受到制约。

4) 无线个域网。无线个域网的覆盖面是最小的, 一般来说只限制在几米的范围内, 例如蓝牙、RFID等。

4 4G网络发展现状及建设策略探究

4.1 4G网络国际发展现状分析

早在2013年美国Verizon公司的LTE用户数量就已经突破了3000万, 其覆盖城市超过50个, 覆盖总面积超过了其他企业的6倍以上, 成为目前全球LTE发展最快的企业之一[2]。

4.2 4G网络技术建设策略探究

(1) 制定灵活的经营策略。我国移动互联网企业要大力推广4G流量, 在4G网络发展到一定程度之后, 企业应当转移重点到流量价值的提升, 采取积极的手段和措施提高单位流量的价值, 防止网络流量压力过大, 这时可以考虑取消无限流量套餐, 采取阶梯制收费模式, 从而限制高流量用户, 充分发挥LTE时代的流量经营优势。 (2) 加强LTE终端建设。LTE终端设备是网络制胜的关键所在, 在第四代移动通信网络出现之前, 智能终端对网络发展的重要性和价值就已经得到体现, 并且得到了全球互联网企业的认可, 丰富且高质量的LTE终端能够为我国移动互联网企业带来比较高的ARPU和更多的用户数量。

5 4G通信技术在无线网络安全应用中存在的问题及维护策略

5.1 存在的问题

5.1.1 移动终端存在的问题

随着4G网络通信技术的广泛应用[3], 使得LTE用户与其联系越来越紧密。由于4G设备的终端存储功能较为强大, 使得LTE用户在使用过程中, 会因为存储一些恶意性质的软件, 导致4G通信设备的移动终端出现故障, 从而影响4G通信技术的发展。而4G通信技术在移动终端中存在的问题主要有以下几点:

1) 由于移动设备自身安装了盗版的操作系统或其他不符合自身设备的操作系统, 使得设备移动终端受到严重威胁, 降低其安全性能;

2) 由于移动设备目前普遍地应用于电子商务以及邮件等领域, 而在这些应用程序操作中, 设备终端会存在很多的病毒和漏洞, 使得设备受到严重的威胁;

3) 由于设备终端存在病毒的威胁, 使得杀毒软件得以诞生, 这些杀毒软件在保证设备系统正常运行的同时, 对于设备的终端存储功能会造成一定的威胁;

4) 由于目前还没有足够保密的安全验证以及访问权限设置, 使得一些黑客很容易对设备终端的个人信息进行盗取和利用, 从而威胁个人的隐私以及财产安全。

5.1.2 无线网络存在的问题

由于无线网络有着较高的便捷性, 使得LTE用户在使用过程中可以任意地进行系统间的更换与替代, 这就造成了无线网络安全管理过程中存在较大的安全隐患, 给设备自身造成威胁的同时, 也给LTE用户造成一定程度的负面影响。

5.1.3 无线业务存在的问题

无线业务中存在的问题主要体现在以下方面:

1) 由于在交易过程中缺乏完整的交易凭证[4], 使得无线业务中存在的利益冲突越来越激烈;

2) 随着近些年来电子商务事业的快速发展以及增值业务不断地提升, 使得现有的安全机制得不到应有的满足, 因而对于无线网络安全防护系统也提出了更高的要求。

5.2 防护策略

5.2.1 无线接入时的防护

相关人员在进行无线接入时, 要做到安全传输、安全接入、身份验证、访问控制和数据控制5方面的要求, 有效保障4G网络在无线接入程序中不出现异常, 从而避免LTE用户在后期使用过程中出现差错。

5.2.2 设备终端的安全防护

1) LTE用户在使用移动设备的过程中, 要对设备的移动终端进行严格、有效的安全防护, 选择符合自身需求的配置;

2) 融合各类安全机制, 例如将数字与生物密码相结合、个人密匙与公共密匙相结合等, 有效提高移动设备终端的安全性能。

5.2.3 物理硬件方面的防护

在LTE用户的使用过程中, 要对应用无线网络的4G通信进行物理硬件上的安全防护, 从而有效提高系统的集成能力及安全性能, 避免不法分子对设备入口的攻击。

6 4G通信技术无线网络安全通信优化方案分析

在4G通信技术的引领之下, 无线网络安全通信技术必须从多个层次上进行优化和创新, 从而更好地发挥其优越性, 为用户提供更加便捷的服务。因此, 相关工作者要对4G通信技术无线网络安全的优化方案进行分析和研究, 不断总结和完善新思路, 进而促进我国网络事业的飞速发展。对此, 笔者针对具体的优化方案做出如下分析, 希望为相关人员的研究工作提供一些思路和建议。

6.1 内容上的优化

1) 在4G无线网络安全通信技术, 必须将移动终端进行优化, 从而科学、有效地减少任务量, 避免出现计算延时情况;

2) LTE用户在访问网络时, 要对其进行安全措施教育, 让用户充分了解和认识这些安全问题, 避免发生不必要的纠纷和冲突;

3) 安全协议方面, 相关人员要对LTE用户的个人信息进行严格保密, 除了一些必要的个人信息以外, 其他的信息要进行保密处理, 防止出现信息盗窃现象。

6.2 设计上的优化

4G通信技术除了在内容上的优化外, 还要对其网络设计进行科学、严谨的优化策略研究。从根本上提升4G网络通信的数据传输速度和效率, 从而减少由于数据传输时间较长而造成的LTE用户的损失, 为用户提供更加便捷的服务。另外, 在网络设计中, 设计者要对无线网络的安全级别进行标注, 以便LTE用户选择和识别。

参考文献

【1】郭伟.4G移动通信网络技术与应用[J].电子技术与软件工程, 2016 (15) :14.

【2】李炜键, 孙飞.基于4G通信技术的无线网络安全通信分析[J].电力信息与通信技术, 2014 (1) :127-131.

【3】张健.基4G通信技术的无线网络安全通信研究[J].信息通信, 2015 (3) :238.

当代无线通信技术热点——4G 篇10

一、4G时代, 挑战3G网络

4G技术又被称为IMT-Advanced技术。与第三代移动通信技术相比, 4G的主要优势体现在超高速的上网速度及下载速度, 它的出现和应用能给用户带来更优质的通信体验。从官方提供的数据来看, 4G网络的峰值下载速度可达到100兆每秒, 相比于如今广泛应用的3G技术, 提高了近十倍。利用4G技术, 多部高清视频可同时在同一台电脑上打开, 视频缓冲速度也将大大减少。与此同时, 对广大手机用户而言, 更加随性的上网时间和环境、更高速的音乐下载速度和更加流畅清晰的手机视频直播画面将是4G通信技术带来的最普遍、最直观的体会。

二、两大核心技术支持

1、OFDM技术

正交频分复用技术的简称, 是一种多载波通信技术。该技术的基本原理:将串行数据分解成并行数据并降低传播速度, 同时对不同频率的载波进行相应的调制。整个频域被分割成若干个子信道, 每个子信道支持唯一的载波调制频率, 信号可通过各个正交的子信道分别进行传输, 避免混叠现象。

2、MIMO技术

多进多出技术的简称, 因为其可充分开发空间资源, 因此有时也被称为空间分集。MIMO技术能够在不改变系统带宽的情况下, 加快数据信号的传递速度。通过增加收发两端天线的数量, MIMO技术可进一步提高系统数据容纳量, 降低差错率。由于减少了信息传递过程中的码间干扰, 传输可靠性也大大提高。因此, 在4G技术当中, 通过将OFDM与MIMO相结合能够扬长避短, 为4G极速网络世界的搭建提供必要条件。

三、市场运营

现如今, 4G网络全覆盖体验站点已遍布全国各大中小城市, 广大市民可以在中国移动4G体验店里零距离接触4G网点。尽管4G牌照还未发放, 网络仍处于试营业阶段, 但工信部表示, 4G有望于2013年底投放商业市场。

据了解, 4G网络正式进入商业模式后, 将采用同3G网络类似的运营模式。一种是使用特殊定制的支持TD-LTE制式的4G手机。不用更换手机号码, 市民可直接利用SIM卡享受4G的极速服务。另一种则是购买相应的网卡, 插入网卡后, 用户可通过与4G网络匹配的客户终端设备连接4G网络。

四、激烈的竞争

在4G大潮即将席卷全国的今天, 各手机厂商也瞄准了这一片尚未涉足的领域。国产厂商纷纷加快4G网络匹配手机的研发工作。本年年初, 酷派已率先向公众展示了其为4G网络专门定制的手机。其高层领导人更明确表示在4G时代, 公司会加强和运营商的合作关系, 推出更多的4G定制手机。面对酷派及其他手机厂商的压力, 中兴通讯集团也表示将在年内推出4G智能商用手机。

更值得注意的是, 在如今4G大幕即将拉开的形式下, 不仅仅是中国手机厂商, 日本韩国厂商也都加足马力, 欲在4G无线通信引领的全球新移动互联网时代抢占先机。

五、机遇与挑战

与传统的3G技术相比, 4G的优势主要体现在高度智能化的网络, 良好的覆盖性能。毫无疑问, 4G的出现, 是人类无线通讯史上一个重大的飞跃。

4G通信 篇11

【关键词】4G；4G关键技术；OFDM SAMIMO SDR4G发展现状

0.前言

根据国际电联的工作安排，2009年将集中征集4G技术标准，2010年会推出第一个4G版本，并在2011年世界无线电通信大会上通过。4G预计2015年左右投入商用。4G技术的飞速发展，使得广大用户享受更新、更快捷、更丰富的通信生活成为可能。

1.4G网络中的关键技术

4G系统针对各种不同业务的接人系统，通过多媒体接入连接到基于口的核心网中。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。

（1）物理网络层提供接入和路南选择功能。

（2）中间环境层的功能有网络服务质量映射、地址变换和完全性管理等。

（3）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容易，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。

据国际电信联盟定义，4G技术是可为移动中的用户提供100 Mb/S的数据传输、为静止的用户提供1Gb/S的数据传输的无线通讯技术，包含OFDM、智能天线（SA）与多人多出天线（MIMO）技术、软件无线电技术（SDR）三大关键技术。

1.1 OFDM

OFDM即正交频分复用技术，实际上OFDM是MCM Multi-CarrierModulation，多载波调制的一种。OFDM技术有很多优点：可以消除或减小信号波形间的干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高了频谱利用率；适合高速数据传输；抗衰落能力强；抗码间干扰（ISI）能力强。

1.2智能天线（SA）与多入多出天线（MIMO）技术

智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，被认为是未来移动通信的关键技术。智能天线成形波束能在空间域内抑制交互干扰，增强特殊范围内想要的信号，这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。其基本原理是在无线基站端使用天线阵和相干无线收发信机来实现射频信号的接收和发射。同时通过基带数字信号处理器，对各个天线链路上接收到的信号按一定算法进行合并，实现上行波束赋形。目前智能天线的工作方式主要有两种：全自适应方式和基于预多波束的波束切换方式。

移动通信环境中的多径传播对通信的有效性与可靠性造成了严重的影响。而多输入多输出（M1MO）技术在通信链路两端均使用多个天线，发端将信源输出的串行码流转成多路并行子码流，分别通过不同的发射天线阵元同频、同时发送，接收方则利用多径引起的多个接收天线上信号的不相关性从混合信号中分离估计出原始子码流，这相当于频带资源重复利用，使频谱利用率和链路可靠性极大的提高。

1.3软件无线电技术（SDR）

软件无线电（SDR）是将标准化、模块化的硬件功能单元经一通用硬件平台，利用软件加载方式来实现各类无线电通信系统的一种开放式结构的技术。其中心思想是使宽带模数转换器（A/D）及数模转换器（D/A）等先进的模块尽可能地靠近射频天线的要求。尽可能多地用软件来定义无线功能。其软件系统包括各类无线信令规则与处理软件、信号流变换软件、调制解调算法软件、信道纠错编码软件、信源编码软件等。软件无线电技术主要涉及数字信号处理硬件（DSPH）、现场可编程器件（FPGA）、数字信号处理（DSP）等。

1.4基于IP的核心网

4G移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络，可以实现不同网络间的无缝互联。核心网独立于各种具体的无线接人方案，能提供端到端的IP业务，能同已有的核心网和PSTN兼容。核心网具有开放的结构，能允许各种窄中接口接人核心网；同时核心网能把业务、控制和传输等分开。采用IP后，所采用的无线接入方式和协议与核心网络（CN）协议、链路层是分离独立的。在4G通信系统中将取代IPv4协议，主要采用全分组方式IPv6技术。

2.4G技术的发展现况及其挑战

2.1日本NTI-DoCoMo在4G的领先优势

2008年日本NTT DoCoMo公司发布新闻公报称，该公司在2007年年底进行的4G外场试验中，创下5.3 Gb/s的最大下行速率纪录。在此次试验中，无线通信系统的发射端和接收端天线均从一年前试验时的6根增加到12根，并采用了该公司独有的接收信号处理技术，使下行速率成功翻倍。

2.2 WiMAX“准4G”标准

2007年10月19日，国际电信联盟ITU在日内瓦举行无线通信全体会议，无线宽带技术WiMAX通过投票正式成为3G标准。

WiMAX，即IEEE 802A6x，全称是“微波存取全球互通技术（Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess）”，被业界认为是高于现有3G标准的“准4G”标准。和传统的TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000相比，WiMAX的最大传输半径达到了约50km，接近前者的两倍。而在传输速度上，WiMAX也让其他3G标准望尘莫及。在10km范围内，WiMAX网络的带宽可以达到70Mb/S，甚至超过了ADSL等有线网络的技术，而3G标准中的TD SCDMA和WCDMA则均为2Mb/s。

2.3美国与欧洲针对4G的举动

作为美国的代表，3G时代的霸主高通公司一方面希望通过引入DMMX和HMMX这两项技术后，性能达到4G的要求；另一方面则通过收购Flarion科技公司获得了近300项OFDM技术专利，这被业界视为高通欲在4G时代继续保持专利的绝对领先之举。

在欧洲，爱立信已与美国加利福尼亚大学合作开发4G技术。加利福尼亚大学已正式成立了加州通信和信息技术学会，并得到了爱立信的投资。而阿尔卡特、爱立信、摩托罗拉、诺基亚、西门子成立了旨在推动4G技术开发的世界无线研究论坛WWRF（Wireless World Research Forum）。该组织下设的6个工作组，分别讨论业务、市场、结构、接口、核心技术等问题。

2.4我国正在加快4G关键技术研究步伐

从2001年底起，继在国产3G标准制定方面取得巨大进展之后，国家“十五”、“863”计划启动了面向未来移动与无线通信发展的“FUTURE计划”。

2006年7月，上海建设的世界最大的4G实验网通过了863项目的验收。通过验收的上海试验网由三个无线覆盖小区、六个无线接入点组成，具有在移动环境下支持蜂值速率为100Mb/S的无线传输及高清晰度交互式图像业务演示等功能。

“FUTURE计划”负责人之一、国家“863”计划未来移动通信总体组组长尤肖虎表示，我国已经在国内外申请移动通信技术发明专利100余项，我国在第四代移动通信技术上已经处于世界前沿。

2009年，我国对4G的发展步伐明显加快。大唐移动联合中兴通讯、华为以及相关高校和科研院所完成了4G相关白皮书。相关业内人士透露，我国已经完成了4G标准的技术方案起草工作，目前正在进行4G关键技术的系统验证。我国目前正在更多地区进行4G系统的测试工作，且要赶在2010年前对其进行商业化测试，以便在2011年世界无线电通信大会时向国际电信联盟提交有着自主知识产权的4G标准。

3.4G移动通信技术未来预测

随着目前3G移动通信技术的全面商用化的开始，我国大部分的手机用户将感受到3G技术给我们带来的便捷，同时也能明显的感到3G技术的不足与缺陷。这些不足与缺陷将成为移动通信技术不断进步的动力。

4G通信的技术特点及应用 篇12

1 4G通信技术的概念

对于4G通信技术的界定, 如今, 在产业界和学术界达成共识, 他们定义第四代移动通信技术为:第四代移动通信技术是一种集成多功能的宽带通信系统, 是一种先进的移动通信技术。以IP为基础、具有超过2Mb/s的非对称数据传输能力是其的主要特点。并且它可以实现在移动环境下速率达到100Mbps、在静止环境下速率达到1Gbps以上的。它的最突出的一个优势是能够支持下一代网络的各种应用 (如移动高清电视) 、并且能在固定和移动之间方便切换的技术。第四代移动通信技术也可称为广带接入 (broad-band) 和分布网络。它主要包括广带无线固定接入、广带无线局域网 (WLAN) 、移动广带系统等组成部分。

2 4G通信技术的特点

智能性在第四代移动通信技术系统中表现尤为显著, 它通过拟采用智能技术, 可以根据事实需要进行资源配置, 同时对不同的各种复杂环境进行信号的正常收发正是智能信号处理技术的应用。4G标准的制定旨在解决兼容问题、用户共存性问题, 顺应网络的事实状态以及信道条件第四代移动通信系统能够做到对此进行具体处理, 从而达到低速、高速用户和各种用户设备并存与互通的要求, 最终使得不同类型的用户的复杂需求得到满足。多媒体通信、个人通信、信息系统广播和娱乐等统一为一个整体是将来通信发展的趋势。未来4G能够更多满足用户的多种多样的现实需求, 能够提供各式规格的通信业务, 实现宽带和综合多种业务追求。相比于3G通信系统, 4G通信技术更为复杂, 更加先进, 多种新兴技术作为依托使得4G通信技术的出现成为现实。这些先进的技术, 主要包括OFDM、软件无线电、智能天线、移动IPv6等, 对此我们将详细介绍每一技术的相关内容。

2.1 OFDM技术

OFDM也称正交频分复用技术。经串并变换传输的高速串行数据为低速数据流, 使它们在子信道上并行传输, 然后应用相互正交的载波进行调制, 经过叠加一起发送尾随其后, 最后, 利用相干载波接收端进行相干接受, 而最终恢复原告诉数据仍需再经串变。这就是OFDM技术的主要工作原理。OFDM技术的先进性主要体现在:信号波形间的干扰得到消除或减少、频谱利用率得到增强、适应高速数据传输等。

2.2 软件无线电

软件无线电的工作原理主要是使宽带模数转换器 (A/D) 及数模转换器 (D/A) 等先进的模块与射频天线的要求尽可能的靠近, 定义无线功能尽可能多的运用软件。软件无线电 (SDR) 是一种开放式结构的技术, 它实现各类无线电通信系统主要依赖软件加载方式, 并且它是把标准化、模块化的硬件功能单元经一通用硬件平台。该软件系统涵盖各类无线信令规则与处理软件、信号流变换软件、调制解调算法软件、信道纠错编码软件、信源编码软件等。

2.3 智能天线 (SA)

根据用户的反应他们希望接收到干净清洁的无线电信号, 免受干扰信号的影响。而第四代移动通信技术运用智能天线技术采用了特殊的工作原理。智能天线是一种双向天线。人们一般把智能天线安置在基地的现场, 并且它主要通过一组固定天线单元来获取其方向性, 并且可以进行编程的电子相位关系它通常可以附带, 预习同花顺为I。同时得到基地以及每个移动塔台之间的链路方向也是智能天线的一个基本功能。

以IP的全分组的方式传送数据流是4G通信系统的一个独特选择, 这样导致下一代网络的核心协议成为IPv6技术。这样做主要需要考虑两方面的因素。一方面是, 保证地址空间充分;另一方面是, 与移动性管理相适宜, 以上两方面是IPv4所不能实现的。除此以外, IPv6较IPv4, 能够提供更好的Qos保证和更高的安全性保证。

2.5 空分多址

把空间进行划分, 进而获取更多的地址, 这是空间多址方式的主要目的。这样做的结果能够实现在有限的频率资源范围中, 进行更加高效率的信号传递。但另一方面, 传递信号采用这种方式, 由于接受信号来源于不同的途径的原因, 可以尽可能的减免信号间的扰乱, 聪儿提高信号的质量。

3 结束语

综上所述, 4G通信技术的发展是我国通信技术高速发展的显著表现, 它具有前三代通信技术所不及的独特优势。4G通信技术广泛应用了当今各种先进的技术, 融合现有的各种无线接入技术成为一个无缝连接的统一系统。4G通信技术的出现实现了跨系统的全球漫游, 满足了用户多样性的需求, 对人们的生活产生越来越广泛的影响。

参考文献

[1]吴俊宝.关于4G网络结构及关键技术的探讨[J].现代电子技术, 2006 (22) .

[2]陈良明, 韩泽耀.OFDM-第四代移动通信的主流技术[J].计算机技术与发展, 2008 (18) .