4G移动通信系统

4G移动通信系统（共12篇）

4G移动通信系统 篇1

在20世纪60年代, 现代移动通信系统得到发展, 而今在经过了长达一个多世纪的快速发展, 移动通信技术得到更好的发展。随着计算机技术的不断发展, 如何将计算机技术与通信网络技术进行有机的结合, 并使得人们在任何地方都能快速、有效、安全以及公平的进行通信。当2G还正在发展时, 3G、B3G等已经处在发展的前沿, 而其核心技术就是CDMA技术, 之后4G移动通信技术将会被移动的新媒体推向更高的舞台, 它具备更为发达的信道宽带。文章以下在4G移动通信系统特点的前提条件下, 分析通信系统的信道编码方案, 希望发现具备科学性、合理性与可靠性的无线数据通信方案。

1 4G移动通信系统的介绍

在信息技术高速发展的21世纪, 通信网络技术的发展方式得到转变, 市场需求与用户推动技术的发展替代了早期的设备制造商和运营商相主导的业务发展。该转变形式使得当前正处于研发的4G移动通信系统必须具有几点特征:

(1) 在IP前提下的无线接续, 并对Q0S给予支持。

(2) 支持多重模式以及对称或非对称业务模式。

(3) 支持各个系统之间的无缝服务。

(4) 支持数据的高速传输, 也就是按照移动的速度对各种各样的传输速度进行支持。

在4G移动通信系统中, 将会使用很多的先进技术, 提供更多的使用体验给终端的使用者:

(1) 使用软件无线电技术, 从而使全球的无缝漫游以及各个系统之间无缝业余的支持得以完成。

(2) 使用正交频分复用技术, 使其与窄宽带的干扰以及选择性的频率衰退进行有效的对抗, 进而加强频谱的使用概率。

(3) 多输入多输出技术的使用, 使得高数据速率得以完成, 进而加强了传输的质量以及系统的容量。

(4) 智能天线技术的使用, 对交互干扰起到抑制的作用, 从而保证所获得信号的正确性与有效性。

(5) 高性能接收机的使用, 使得高速数据传送得以完成。

2 关于4G移动通信系统信道编码技术的相关研究

2.1 上行链路数据编码方案的相关设计

使用Turbo码对上行链路数据编码方案进行设计。Turbo码的推广与创新, 是在迭代译码思想以及最大后验概率译码的算法等的前提下进行的。按照相同的理论, 在分组码上使用Turbo, 这种情况被称为分组Turbino码。在信噪较低的高噪音环境中, 分组码的性能依然卓越, 并且还具备极强的抗干扰功能以及抵抗衰落的能力, 这能够保证无线通信系统处在信道条件十分差的环境下, 依然具备较大的使用潜能。

一般情况下, 由拓展汉明码、奇偶校验码或者是这两者的组合形成分组Turbo码, 这样能够使译码更加的简单化。其中拓展汉明码就是指将偶校验比特添加在汉明码中的码字最后, 而奇偶校验码就是指将奇偶校验位添加在每个分组信息的最后。在对上、下链路数据进行具体的编码过程中, 主要的实施步骤为:

(1) BTC编码:就是依据信息位于校验位的顺序将所要传输的通信数据进行矩阵相乘, 这也是乘积码名字的来源。乘积码中的两个编码器并无内外分别, 编码是依照不同的排列顺序的一组信息元进行的, 也就是先依照列编码, 之后依照行编码, 最终得到的码字是一致的。乘积码在传送方式上也有很多种, 例如依照对角线方式、列方式或者是行方式进行传送。

(2) BTC码的缩短:编码器可以进行更宽范围的码率, 这主要是由于其构造上具有一定的灵活性, 所以在信道条件比较差的情况下, 可以在保证宽带的前提下使比特错误率得到下降。另外, 多个信道系统能够使用同一个译码器, 当每个信道上使用不一样的码率。

在进行传输时, 其单位为编码块, 当对于特殊的码率以及编码方式而言, 其编码块的尺寸就必须进行预订。为了使其能够与预订的大小相符合, 不但可以对分量码进行选择, 还能够采取Turbo码缩短的方法。

(3) BTC码的译码:在进行译码时, 必须按照信息信息构成一个测试图样, 且将其传送给代数译码器。具体的译码过程的形成是:第一, 选择一个P值作为整数值, 并且使k≥P, 而k表示的是信息比特, 一般情况下P值为3、4、5。对接到的比特进行硬判决处理, 且求出P中可靠度最小的比特位置。第二, 将全部的2P个中可能的比特排列代入到该位置中, 从而获得2P个的测试图样;第三, 将所有的测试图样传送到硬判决的译码器当中, 从而得出候选码字2P个, 第四, 在所得到的码字中, 选取一个最有可能的码字并将其看做最后的译码结果。

2.2 下行链路数据编码方案的相关设计

一般情况下, 在设计下行链路数据的传送编码时, 所使用的方法是循环移位矩阵形成H矩阵, 这样能够生成QC-LDPC码, 且具备准循环属性。因为下行链路数据在进行传送的过程中, 必须注意校验点和传送点之间存在的置信关系, 因此笔者建议使用快速并行译码算法。该种方法中的各节点之间的信息传递的是置信信息或者是概率。比如从c点校验点传送到v点变量节点中的信息是取c点中的一些特殊的概率信息, 这个信息的具体取值是在c点的观察值以及与之相联系的变量节点在上一次的迭代过程中传送到c点上的置信信息。

结语

4 G通信系统在技术上而言将会占据

很多不相同的关键性技术, 并且所用的技术都是WIMAX所使用, 在不久的将来, 在下一代网络技术中, 这两者将可能有机的融合在一起。本文分析了4G移动通信信道的编码, 尝试性的研究4G无线数据通信技术, 希望使其信道编码的有效性得到提升, 并使其通信传输的可靠性得到有效加强。

参考文献

[1]王建宙, 胡国华.3G向4G的演化及4G的研究进展[J].科技信息.2009 (35) .

[2]李志鹏.通信信道编码中卷积编码识别[D].电子科技大学.2011.

[3]王玉叶.数字通信系统中信道编码技术的研究[D].武汉科技大学.2011.

4G移动通信系统 篇2

1、目的：快速推进分布系统工程优化，提升工程交付质量和效率

2、适用范围：中国电信广东公司移动网无线分布系统建设项目

3、流程/流程说明：流程及说明如下, 其中涉及地市分公司客响建设中心简称客建中心，无线网络运营中心简称无线中心、主设备厂家简称厂家、分布系统集成商简称集成商：

1、系统开通流程环节

1、系统开通责任单位配合单位本环节具体指责 工期厂家、集成客建中心安排系统开通计划或进行开通申请，厂家根据申请或开客建中商、无线中通计划，完成分布系统信源设备、网管及相应设备的数据配置等心心一系列信源开通工作集成商系统开通后，集成商需完成①对分布系统自检和必要地排障，确3个工作保系统没有告警；②对分布系统信号进行CQT拨测，确保分布系统日系统已达到建设的覆盖范围要求2个工作日2个工作日

2、自检系统

2、自检系统

3、收集计划

3、收集计划客建中集成商、厂客建中心收集已经完成开通并自检合格的分布系统清单心家客建中心组织集成商、厂家、监理单位和无线中心召开测试前的客建中集成商、厂预备会，明确任务：含分布系统站点清单清单、开展工程网优的心家、监理实施计划、工程网优测试方案（含测试选点规则、测试项目、测试路线等）、各单位的工作职责及反馈沟通周期、渠道根据明确的工程网优的分布系统任务，厂家和集成商分别完成实施前的准备工作：厂家负责：①测试车辆、测试工具、测试人员等资源准备；②站点状态和KPI监控等站点运行状态健康检查确认；集成商负责：①按进场测试的时间安排，按时完成清单内的物业的协调、沟通等工作，确保工程网优人员按时顺利进场；②提供测试楼层平面图纸电子档至监理监理负责：密切跟踪各单位的准备情况，协调好各方的进度和实施准备，提前将收集好的测试楼层平面图纸电子档发给厂家，并对未按时完成准备工作的责任单位反馈至客建中心，同时详细记录，作为后续服务评估的依据

4、明确任务

4、明确任务

5、实施准备厂家、监理集成商

6、CQT/DT测试

5、实施准备3个工作日

7、输出初稿

6、CQT/DT测厂家试

8、初稿会审厂家根据明确的工程网优的分布系统任务清单，结合电信所提供集成商、监的楼层或建筑物平台图开展DT、CQT测试工作，采集测试数据，集理成商配合进场事宜，监理负责收集测试的进展、协调各单位的工作厂家汇集实测数据，按照测试报告模板。编制初步测试报告，并提交客建中心15个工作日7个工作日2个工作日

7、输出初稿厂家是是否达标否

9、商定方案

8、初稿会审设备厂家、客建中心组织厂家、集成商、无线中心对测试报告初稿进行审客建中集成商、无查，对测试报告中的测试结果是否达标予以判决和审查。对于已心线中心、监达标的系统，整个工作将直接进入到第13环节；对于未达标的系理统，将继续进行第9环节的工作

10、整改实施

11、整改反馈客建中心组织厂家、集成商、无线中心协商讨论，对未达标的系统进行逐个分析分类、明确后续整改优化方案：①问题分析分类，分为设备问题类，分布系统问题类、室内外协同优化问题厂家、集成类；②明确后续各类问题整改优化的核心方案和应达到的目标；客建中

9、商定方案商、无线中③明确各单位整改优化的职责：属于设备问题类，由厂家负责细心心、监理化整改优化实施方案和实施；属于分布系统问题、由集成商负责细化整改优化实施方案和实施；属于室内外协同优化问题，由厂家负责细化整改优化实施方案，客建中心明确整改实施的责任单位集成商根据商定后续整改优化方案，各责任单位细化优化整改实施方

10、整改实施监理、厂家案，同时在规定时间内完成整改网优

11、整改反馈集成商监理、厂家整改网优实施完成后，提交至项目监理，项目监理汇总后，反馈至客建中心客建中心按照第4环节至第8环节组织厂家、集成商、无线中心和监理进行复测和初稿会审，随后按后续流程相应进行原则上，厂家负责复测最多2次。若第2次复测仍无法达标，经客建中心召开会议确定需再次优化整改的责任单位继续整改优化，并承担后续的复测工作，直至系统达标对于达标的分布系统，厂家输出终稿测试报告（包含初稿审核通过的报告、问题整改完毕后复测刷新后审核通过的报告）提交客建中心审核2个工作日15个工作日2个工作日

12、复测是否达标是

13、输出报告否

12、复测

13、输出报告厂家2个工作日2个工作日

14、审核确认

14、审核确认

15、交付厂家、集成客建中心组织厂家、集成商、无线中心和监理共同对工程网优测客建中商、无线中试终稿报告进行审核确认，同时客建中心、厂家、集成商、无线心心、监理中心和监理共同对终稿报告进行签字厂家、集成客建中审核确认完成后，客建中心、无线中心、厂家、集成商分别将签商、无线中心字确认后的终稿报告存档，作为该分布系统工程网优完成心

4G移动通信系统 篇3

【关键词】移动通信系统;4G系统;空中接口

1.概述

第四代（4G）移动通信系统与技术是目前移动通信领域的研究热点。第三代（3G）移动通信系统从2001年起先后在日本和韩国投入商用，我国也在2009年相继商用3G-WACMA，TD-SCDMA，CDMA-1X。目前用户对移动通信系统的速率要求越来越高，而3G系统实际所能提供的最高速率14.4Mbps已经不能满足用户的实际需求，因此全世界的目光都聚焦在4G领域。目前全球范围内有多个组织正在进行4G系统的研究和标准化工作，如IPv6论坛、SDR论坛、3GPP、无线世界研究论坛（the Wireless World Research Forum）、IETF（The Internet Engineering Task Force）和MWIF（the Mobile Wireless Internet Forum ）等。

2.4G系统的技术目标和特点

4G系统总的技术目标和特点可以概括为：同3G等数字移动通信系统相比，4G系统应具有更高的数据率、更好的业务质量（QoS）、更高的频谱利用率、更高的安全性、更高的智能性、更高的传输质量、更高的灵活性，而且能与现代IP网络完全融合。

2.1 4G系统的容量

4G系统的容量至少为3G系统的10倍。4G系统下行信道的最高速率将达100Mbps。

2.2 4G系统是一个无缝网

无线通信领域的一个发展趋势是移动网络和无线接入网络的融合，4G系统应当是一个移动网络和无线接入网的融合体，它应能实现与无线LAN 的无缝连接。

2.3 4G系统应当是一个基于IP的网络

4G应当是一个基于IP的移动网络，采用IP技术后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。4G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。

2.4 4G系统将能实现不同QoS的业务

4G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。

3.4G系统的关键技术

4G系统的有关关键技术有：宽带接受机、智能天线、空时编码、高性能的功率放大器、先进的调制解调技术、高性能的RF收发信机和多用户检测等。

3.1 无线接入方式与多址方案

在FDMA、TDMA、CDMA和OFDM等多址方式中，OFDM是4G系统最为合适的多址方案，OFDM的主要优点有：各个信号间不会相互干扰;对多径衰落和多普勒频移不敏感;用户间和相邻小区间无干扰;可实现低成本的单波段接收机等。OFDM的主要缺点是功率效率不高。

3.2 调制与编码

4G系统将会采用多载波调制（MCM）技术。4G系统可能会采用两种形式的MCM：多载波码分多址（MC-CDMA）和正交频分复用时分多址（OFDM-TDMA），一般MC-CDMA采用QPSK调制，而OFDM-TDMA采用高电平调制，如M-QAM（M从4 到256）。对于M-QAM，为了提高系统的性能，一般认为需要采用自适应调制，按照实际测量的参数来确定QAM 的电平数和符号速率。NTT DoCoMo的4G移动通信系统的基本调制方案为QPSK，相应的数据传输速率为103.68Mbps。当采用64-QAM调制时，数据速率高达331.776Mbps（相應的扩频因子为1）。4G移动通信系统将采用更高级的信道编码方案，如Turbo码、级连码和LDPC等，从而在极低的Eb/N0下保证足够的性能。NTT DoCoMo的4G实验系统信道编码采用TURBO码。

3.3 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;多天线技术，如采用2或4天线来实现发射分集，或者采用多输入多输出（MIMO）技术来实现发射和接受分集。

3.4 高效的频谱使用方案

提高频谱效率的方法有：使用3GHz以上的频段，由于可以使用的带宽更宽，因此将具有更高的传输容量。3G系统的频谱效率只有2bps/Hz，而4G系统的频谱效率应达到5bps/Hz。

3.5 基于IP的核心网

3G系统不是基于IP的，如CDMA2000基于ANSI-41，而WCDMA基于GSM-MAP。4G系统应当是一个全IP的网络。采用全IP 的优点有：可以实现不同网络间的无缝互连;全IP也是一种低成本的集成目前网络的方法。4G系统的核心网是一个基于全IP的网络，因此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共存。要实现全IP的核心网有许多问题需要解决，如鉴权、计费等;核心网应具有开放的结构，从而能允许各种空中接口接入核心网;同时核心网应把业务、控制和传输等分开。

3.6 软件无线电（SDR）技术

软件无线电技术将会在4G系统得到应用。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。软件无线电技术有助于不同标准和系统的融合。软件无线电在4G中的可能应用为：采用软件无线电实现的基站可同时为多个网络服务;当终端移动时，可重新配置，如当移动终端移动到一个采用不同标准的移动系统中时，终端可按照该系统的标准重新自动配置该终端，从而该终端可获得服务。采用软件无线电技术实现的移动终端或BS将采用模块化的结构，主要由天线模块、LNA模块、功率放大器模块、ADC＼DAC模块、DSP模块和多媒体模块等组成。软件无线电中RF和基带器件都应当是可编程的。

3.7 高性能的接收机

4G系统对接收机提出了特别高的要求。我们知道Shannon定理指出了在带宽为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，我们可以计算出，对于3G系统如果信道带宽为5MHz，而数据速率为2Mbps，则所需的SNR为1.2dB;而对于4G系统，要在5MHz的带宽上传输20Mbps的数据，则所需要的SNR为12dB。可见对于4G系统，由于速率很高，因此对接收机的性能要求也要高得多。

3.8 智能天线与MIMO技术

智能天线和MIMO技术可以降低多址干扰，实现空间分集，因此将会在4G系统中得到应用。图一左端为一个智能天线示意图，基站对各个用户可形成一个定向波束，因此既可降低来自小区内其它用户的多址干扰，也可降低对基站发射功率的要求。

3.9 多用户检测技术

随着多用户检测技术的不断发展，多用户检测器将会在4G系统的基站和终端中得到应用。多用户检测器可以提高系统的容量，因此将是4G系统必然采用的技术。随着多用户检测器研究的不断深入，各种高性能但算法不是特别复杂的多用户检测器算法不断提出来，因此在实际系统中采用多用户检测技术将是切实可行的。

4.结束语

由于4G与3G相比具有通信速度更快，网络频谱更宽，通信更加灵活，智能性能更高，兼容性能更平滑等优点，4G日益成为人们关注的焦点。相信不久的将来，4G将一统移动通信系统的天下。

4G移动通信系统 篇4

一、4G移动通信系统概述

4G移动通信系统并非一种新兴技术, 而是以传统的通信技术为基础, 结合利用一些更为先进可靠的通信技术, 来实现无线通信网络效率和性能功能的提高, 若3G技术可以营造一个高速传输的无线通信环境, 那么4G网络便属于无需电缆的超高速无线网络。可见, 较之3G网络, 4G移动通信系统更能适应复杂多变的通信环境和社会需求。

具体而言, 4G移动通信系统是一个高度自组织、自适应的网络, 对结构可进行自我管理, 通过应用调制调解、软件无线电、智能天线、多址接入等多种突破性技术, 可以支持更为丰富的移动业务, 如会议电视、虚拟现实、高清晰度图像等等, 即经信息系统、娱乐、个人通信、广播等之间的组合, 为用户提供广泛、安全、便捷的多种业务;同时数字宽带技术的应用, 使得用户容量和数据传输速率得到了提升, 且具有优良的网络兼容性和灵活性, 从而可以满足不同类型用户的需求[1]。如此一来, 在复杂多样的环境中应用4G移动通信系统, 均可实现信号的正常接收和发送, 可见其适应性、灵活性、智能性优势显著。

二、4G移动通信系统的网络接入技术分析

2.1主要技术分析

为进一步适应和满足不断增长的移动网络应用需求, 4G移动通信系统纳入了诸多关键性技术, 如上述提及的抗信道干扰、抗噪声性能良好的OFDM技术, 更为灵活便捷、选址空间更大、安全性能更高的IPV6技术, 分集和发射性能更加优良的无线链路增强技术, 有助于减少无线信道衰落、提高系统容量的MIMO技术, 利于容量限制减少、防止用户相互干扰的多用户检测技术, 提高通信容量、可快速定位移动台的智能天线技术, 以及可高效传输数据、保障信息质量的空分多址技术等等, 这些技术的综合应用, 通过极大的改善4G网络的性能, 为用户提供了更加灵活智能、安全高效的移动网络服务体验[2]。

2.2接入技术分析

建立在全IP的开放式移动网络是4G移动通信系统的核心网, 因其对多种无线接入协议具有兼容性, 故可对核心网络进行灵活设计, 从而无缝互联不同的网络, 允许接入各种空中接口, 且无需考虑无线接入到底采用何种协议和方式便能够实现IP业务的提供。

与2G网络或3G网络相比, 4G移动通信系统的设计架构有一定程度的简化, 具体来说支持基于IP网络宽带无线接入的架构基础有全网和子网之分。其中全IP网络架构中的基站不仅可以传输物理信号, 而且可对无线资源加以有效管理, 并在一定程度上起到接入路由器的作用和功能。美中不足的是该种架构设计形式成本较高, 且在移动终端切换和IP地址配置过程中需要耗费较大的资金、物力和人力, 故需要综合多方因素合理应用。而建立在子网基础之上的IP架构可利用相邻的结构基站经IP接入网中的路由器完成接入过程, 且基站和接入的路由器分别负责管理第二层协议和第三层协议, 若在相邻基站之间的用户需要切换操作, 只需调整第二层切换协议即可, 与第三层的移动IP地址无关。其实在4G移动通信系统网络接入环节中, OFDM技术发挥了很大作用, 即其作为一种多载波高速率调制技术, 可对传统的通信系统进行信道划分, 使其成为多个互不相干的正交子信道, 使得较高传输速度的串行数据库转化为多个较低传输速度的并行数据流, 以此降低信号干扰, 提高信息传输效率和质量, 而且性价比较高, 可为4G移动通信系统提供更好的方案[3]。虽然4G移动通信系统弥补了3G网络的缺点和不足, 有助于网络服务质量和水平的极大提高, 不过也面临着一定的难题, 如难以统一标准, 理论速度不易实现, 设施难以更新, 受障碍物影响地区信号较弱等等, 这些均在不同程度上限制了4G移动通信系统的顺利发展和广泛应用。因此我们在展望其美好未来的同时更应加大技术研究和创新力度, 使其更好的服务于移动通信市场。

结束语:综上所述, 4G移动通信系统作为一种多功能集成的宽带移动通信系统, 其自身的出现和发展对于满足市场需求、提高网络服务质量意义重大。不过虽然其优点突出, 效果可观, 但毕竟还处于发展的初级阶段, 故为长远发展, 我们还必须强化4G移动通信系统在设计、安装、运行以及维护等方面的研究和实践。

摘要：先进网络技术和Internet的有效整合, 促使4G移动通信系统得以蓬勃发展, 而且因具备高速率、高兼容性、高灵活性以及低成本等显著优势能够满足现实所需的多种功能。对此, 笔者就4G移动通信系统的网络接入技术作了重点分析, 以供同行参考。

关键词：4G移动通信系统,网络接入技术,3G网络

参考文献

[1]郭晶宇.4G移动通信系统的网络接入技术研究[J].信息通信, 2015, 10:235-236.

[2]史君霞.关于4G移动通信系统的特点及技术分析[J].新技术, 2014, 09:50-51.

4G移动通信技术要点 篇5

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移动通信系统 篇6

基于TD-LTE的4G无线宽带多媒体数字集群系统，采用OFDM、MIMO等多种无线通信先进技术以及定制的专业宽带集群技术，具有专业集群通信性能、高可靠性和高实时性数据传输以及多媒体调度的能力，同时在网络的安全性、可靠性、可扩展性等方面具有强大的技术优势。因此，该系统对各种宽带多媒体业务提供了很好的支撑，能够满足应急通信的应用需求，可以显著提高应急现场信息采集和分发能力、数据的交互处理能力和紧急事件的应对能力。

一、4G宽带多媒体数字集群系统的特点及功能

高速数据传输能力。在20MHz带宽配置时，支持下行100Mbps、上行50Mbps的高速宽带数据业务。支持上下行业务带宽的灵活配比及移动终端高速运动场景。

快速接入能力。用户面的时延小于10ms，控制面的时延小于100ms。提供专业语音集群的所有功能，组呼建立时延小于300ms，话权抢占时延小于150ms，能实现快速的指挥调度。

灵活的组网方式。支持多种无线频率1.4GHz/1.8GHz/800MHz/300MHz组网，支持多种频宽5M/10M/20MHz组网，提供从单站、中小规模和大规模的系列化组网方案，满足不同行业用户的需求。

高清视频调度。采用基于4G通信专网的专业集群调度系统，具有高精度定位功能，实现群呼组呼、强插强拆、存储转发等完备的高清视频集群调度功能。

多业务并发。提供语音、视频、短信、彩信、数据接入以及定位等多种业务的并发功能，调度指挥员可以通过网络同时进行语音集群，视频调度和图文指令传递。

业务分级QoS保障。提供端到端的QoS保障机制，可以根据用户业务需求定义相应的QoS等级，在保证系统整体性能和吞吐量的同时，保障不同业务不同用户的信号传输质量。

高安全性和保密性。与公众网络实现物理隔离，提供终端双向无线鉴权。支持空口加密和端到端加密，可分别对语音、视频和数据实时加密。同时开放了加密接口，能够满足不同行业定制化的加密要求。

网络的高可靠性。具有强故障弱化、单站集群以及抗毁能力，具备应对各种自然灾害或突发事件的应急指挥通信的能力。当出现火灾、地震等不可抗力造成系统不同程度损毁时，提供包括脱网直通在内的三级防护措施。

二、4G宽带多媒体数字集群系统在应急通信中的应用

整个系统由一体化基站、各种终端（支持单兵系统、手持终端、车载终端等）及后台服务器共同组成。该系统可以通过多个终端，把现场的高清视频、高速数据、语音集群、GPS追踪定位、短消息等信息实时地上传到指挥中心，支持双向语音和视频的集群调度功能。

在无网络覆盖区域、发生大规模自然灾害、公众突发事件等限制通信或公网通信中断应急维稳救灾场景，为保障政府、安全部门应急活动能够顺利实施，必须快速建立临时指挥调度网络。可以使用应急通信车满足应对紧急事件时所需的多媒体应急通信。

---快速响应，灵活部署：应急通信车支持动中通、静中通的业务覆盖模式，可快速赶赴事发现场，临时搭建TD-LTE 4G无线应急通信网络。在该网络覆盖下可快速建立集群小组，实现抢险指挥调度、语音视频联动。同时在地面道路遭到破坏，应急通信车无法深入的极端恶劣交通条件下，可使用便携式单站集群，由应急小组携带深入事发地段，紧急搭建宽带集群网络，将现场图像和数据实时传输到应急现场的指挥调度中心。

---应急现场的指挥调度中心：提供集语音、视频、宽带接入一体化的现场综合指挥调度平台，指挥人员可以在车内进行现场指挥。

---远程视频回传：通过中继、卫星、3G网络等形式，应急通信车与远方指挥中心连接，把现场情况传回远程指挥中心。

---多级联合调度：车载指挥调度中心与远程指挥中心对现场形成两级指挥调度。

结束语

虽然TD-LTE在集群通信领域的应用目前尚处于起步阶段，但可以预见的是，随着行业无线专网的用户对多媒体调度、多任务并发、实时数据处理等业务需求愈加强烈，基于TD-LTE的4G宽带多媒体数字集群系统，将在移动办公、多媒体集群调度、视频监控、城市应急联动等方面得到更为广泛的应用。

参考文献

[1]李新.TD—LTE无线网络覆盖特性浅析[J].电信科学，2009（1）.

[2]沈嘉.3GPP技术原理与系统设计[M].北京：人民邮电出版社，2008（11）.

（作者单位：南宁市人防指挥信息保障中心）

作者簡介

4G移动通信系统 篇7

1 4G移动通信系统的主要特点

1.1 高速率

如果为大范围高速移动用户, 4G移动通信系统的数据速率可达到2Mb/s;中速用户, 速率可达到20Mb/s;如果为低速移动用户, 可达到100Mb/s。

1.2 良好的兼容性

采用的是全球统一的标准, 让移动通信运营商的用户都可以享受共同的4G服务, 真正达到了一部手机在全球的任何一个地点均可以自由通信。

1.3 智能化

采用的是广域接入和分布网络形式, 能够实现非对称的不同速率之间的自动切换, 能够自适应地完成资源分配, 根据不同业务的实际需求对资源做出最大化的合理配置。人们所需要进行的移动办公都可以在4G移动通信系统中轻松完成, 除了具备传统的语言数据传输功能外, 还可以实现多媒体计算机的所有功能。

2 关键技术

2.1 OFDM

4G移动通信系统使用的核心技术就是OFDM, 即正交频分复用技术, 为一种属于多载波调制技术, 主要技术原理是把即将传输的串行数据流分解转变成若干较以低速率运行的并行子数据流, 然后把它们各自调制至相互正交的子载波上, 完成之后对其合成输出, 需要注意的是输出的数据速率大小应当和串行数据流分解前的速率大小保持一致。OFDM的优势非常明显:抗多径干扰以及窄带干扰能力和3G移动通信系统单载波系统相比较强;和常规的频分复用系统比较, 利用OFDM技术可以实现频谱资源的最大限度使用;可以最大限度的利用信噪比相对较高的子信道, 同时具有极强的抗频率选择性衰落能力;能够和时分、频分等不同方式进行合作, 适应多径以及移动信道传播条件, 实现了对多种业务的灵活支持。

2.2 调制与编码

系统使用了MCM技术, 主要作用机理是多载波码分多址以及正交频分复用时分多址。如果遇到数据传输速率不太高, 同时多径干扰相对较弱时, 还需要采取合适的均衡算法就能够保证系统正常工作。不过如果为宽带数据业务, 考虑到数据传输速率相对较高, 时延扩展影响导致了数据符号之间出现了相互重叠, 进而会造成符号间干扰, 这种情况下就对均衡提出了更高的要求, 一般来说引入十分复杂的均衡算法, 加大了实现困难。与此同时, 如果信号的带宽超过或者接近信道的相干带宽条件下, 信道可能会导致频率选择性衰落, 需要重视。

2.3 基于IP的核心网

高技术能够完成不同网络间的无缝连接任务, 可以独立于多种具体的无线接入方案中, 开展端到端的IP业务。我们知道, 4G技术本身就属于一种开放的结构, 能够允许多种空中接口自由的接入网络互联, 所以设计人员在设计IP核心网时往往就必须具备相当大的灵活性, 一般不用考虑无线接入应当通过哪一种种方式以及协议来实现。4G系统采用IPv6替代了原来的IPv4, 直接导致IP地址长度变成了128 bit, 这种情况下, 除了使得地址空间增大外, 安全性能得到了一定程度的提高。用户在使用IPv6网络的过程中, 还能够根据需要对网络层的数据采取加密处理, 实现对IP报文的校验工作, 系统中的加密与鉴别选项还为用户提供了分组的保密性以及完整性, 从而在很大程度上保障了网络的安全性。

2.4 多用户检测技术

该技术属于宽带CDMA通信系统中使用的抗干扰的重要内容, 在它的终端以及基站都通过用户检测技术而大幅度增加了系统的容量, 不过在通信系统架构过程中, 还必须考虑各个用户信号之间在进行传输过程中可能存在某种相关性。一般来说, 假若只有个别客户使用了数据传输, 那么多址的干扰发生的可能性虽然非常小, 然而受到全球覆盖率的作用, 也会导致用户数量的不断增加或者是信号功率的不断增大, 这种情况下多址干扰就必然变成了CDMA通信系统中的关键干扰内容。现阶段来说, 3G移动通信系统所用的检测主要是根据经典直接序列扩频技术而实现的, 利用每个用户的接收信号来实现扩频码匹配处理, 所以其抗干扰能力相对较差;但是多用户检测技术则最大限度的通过导致多址干扰的全部用户信号信息来完成对于单个信号的检测处理工作, 这种处理方式必然会使得抗干扰性检测能力更加优良, 也在很大程度上降低了系统对于功率控制精度所提出的要求, 优势较为明显。

2.5 智能天线

该技术的主要任务是分析到达无线阵列信号, 主要机理是通过自适应算法, 较为灵活地对所发射的波束进行使用, 还能够起到自动跟踪和数字波束智能调节等多种作用, 利用阵列天线技术以及现代数字信号处理技术, 能够在很大程度上起到减少干扰或者被干扰的作用, 以实现同一信道上接收以及发射的多种信号之间不会互相干扰, 从而能够大大提高频率的利用率, 在提高系统性能的同时还可以扩大传输容量。除此之外, 智能天线采用的定向波束功能, 其信号能传递的距离比相对较远, 能够在质量得以保证的条件下, 扩大覆盖区域, 从而有效降低了系统成本。

3 结论

综上所述, 4G移动通信系统作为一种多功能集成的宽带移动通信系统, 是能够满足市场需求的新型移动通信系统, 应当不断加大对其关键技术的研究和开发工作, 以使其更好的服务于人们的生活和工作。

摘要：本文对于4G移动通信系统的主要特点进行了简要介绍, 重点探讨了4G系统中可能采用的几个关键技术, 以供参考。

关键词：4G移动通信系统,特点,关键技术

参考文献

[1]陈富节, 吴刚, 李冠民, 邓杰英, 丁攀.浅谈4G移动通信系统的网络接入技术[J].硅谷.2009 (18) .

[2]乔明月.浅析3G与4G移动通信技术[J].中国新技术新产品, 2010 (22) .

4G移动通信系统 篇8

众所周知,人类最早发明出来的移动通信系统是在FDMA技术基础上对通信系统的模拟,这项技术发源于上个世纪中后期,自发明以来,核心技术也在不断开发创新。最开始时只有北美的AMPS、N-AMPS系统,英国的TACS系统,日本的JTA系统和北欧的NMT系统拥1G通信系统。第二代通讯系统分别起源于欧洲以TDMA为基础的GSM系统及美国以CDMA技术为基础的IS95系统两大类,其已经是数字通信系统。3G通信系统给大众生活带来的多元化的不同体验,其速度也达到一种前所未有的高度。4G通信技术是在3G的基础上通信史上的一次不可忽视的技术革命,它给人们一个全新多元化的体验,包括信息传输速度的高度提升,通话质量更加清晰,保密工作更加安全等。

二、4G移动通信系统的技术目标和特点

1、传输速度全面提高。

4G移动通信系统的网络频宽达到了2～8 GHvz,与3G相比增加了20倍之多。而4G移动通信系统的上传速度也有了大幅度的提升,其最高限度达到了20Mb/s,与4G系统相比,我们目前普遍使用的3G移通通信系统只是它的5%,当4G系统普及后人们将会有一个前所未有的急速体验。4G移动通信技术的信息传输级数与相比3G移动通信技术的信息传输级数相比,比它高了一个等级,所以,3G移动通信使高速传输的无线移动通信得以实现是有目共睹的,而4G移动通信就将成为另一种超高速传输的无线移动通信。

2、兼容性良好。

全球各区域覆盖、接口开放技术等会因为4G移动通信技术的发展而得到大大的增强,3G、无线和固网可以和4G通信系统毫无缝隙的连接起来,全国各地的移动通信运营商的用户都可以一起享用4G服务,这对目前3G用户的升级起着关键的作用,而且对4G通信技术的普及也有着不可忽视的作用,为全球漫游的通信目标增加了实现的可能。4G通信的不断发展,让通信行业有了一个全面的改观。

3、智能化程度更高。

电子移动终端设备的服务的变革也受4G移动通信的高速发展的影响。4G移动通信系统包括广域接入和分布网络等两个层面,拥有非对称的不同速率间自主切换的功能,我们目前的全部移动办公都可以以4G技术为支撑顺利完成,不久的将来4G手机不仅仅可以提供传统的语言数据传输,也可以使手机拥有多媒体计算机拥有的全部功能。再者在4G技术的支持下,不但4G手机更加智能化,其他终端的功能也会更加智能化。

三、软件无线电技术

软件无线电技术的核心就是用软件编程替换掉其相关的硬件功能,以这样的方式为契机,打造出一个无线电通信平台,通信协议等多种功能都可以在这个平台上同时进行,以至于可以以软件应用和更新为契机实现多个品种终端通信的无线通信功能。4G通信系统中出现的用户终端的多样化和复杂化等问题将因为这样的技术得到全面的解决,实现在一个平台中,不同的用户终端都可以自由的互动交流。对兼容性有一个很好的解决,同时也使不同种类的通信方式的兼容与传输的到实现。

四、智能天线技术

智能天线的组成有三部分,其包括:天线阵列、波束形成网络和波束形成算法。以设计合适的算法为契机,让各天线单元信号的幅度和相位处于最好的状态,使其组合在一起构成最合适的天线阵列方向图,最后让干扰信号功率逐渐变弱而有用信号功率逐渐增强这就是所谓的智能天线技术。在4G通信的发展未来展望中,以下几个提高通信传输性能方面中智能天线技术将拥有不可忽视的地位,也会与信号在传输过程中出现的干扰和衰落情况有一个较有效的抗衡,对通信系统的总容量和快速实现移动台的定位有一个全面的增加。

五、结语

目前,4G系统测试工作将在我国逐步展开,而4G通讯也把多种功能集为一身的创新型技术展现在大众面前,让受众群体多方面了解相关创新技术的改进,也全面满足了当代市场对移动通信系统的要求,相信在不久的将来4G移动通信技术将渗透到人们生活的各个层面,从而不断满足大众需求。

参考文献

[1]谢景贤.4C通信技术的创新与发展[J].信息通信,2012

[2]郭鑫.第四代移动通信(4C)关键技术[J].信息技术,2011(11)

4G移动通信系统 篇9

一、应急通信解决方案

1、应急系统综述。

根据已有的研究知道基于4G通信技术的应急系统目标是集IP互联应急用心网络指挥系统、电力基础以及电力管理电子化系统于一体, 建立成为高度集中的电力综合指挥平台。应急通信指挥车是现场通信的核心, 该系统在现今的无线微博传输技术下, 与手提电脑、PDA、对讲机、图像采集等采用4G无线技术进行通信, 通过卫星、微波等与应急指挥中心进行连接。

2、分系统设计方案。

(1) 单兵图传设备。单兵图传设备主要是为了实现短距离 (3KM以内) 范围内的无线图像的采集、分析和指挥。此设备的实现技术是使用编码正交频分复用和TDD时分双工技术。其中编码正交频分复用技术由两个部分组成, 发射机和接受器, 分别实现数据的发送和接受, 包括图像传递以及语音通信。 (2) 应急指挥箱。应急指挥箱系统主要是为了支持短距离范围内的通信, 像是单兵图通信等。应急指挥箱系统支持对讲机、CDMA手机等语音信号的接入, 在进行数据传输过程中, 系统会根据实际的情况对图像以及语音等数据信息进行适当的调整。 (3) IP互联互通设备。IP语音通信互联互通调度指挥系统是基于先进的IP软交换通信技术和DSP信号处理技术, 可以将不同频段的无线电台、模拟集群、数字集群、固定电话、无线手机、卫星电话等各类不同类型的通信设备组成的一个统一的通信平台, 可以实现不同终端之间快速组网完成语音信息的交换, 实现互联互通, 是一个完整的基于IP的图形化的语音调度解决方案。该系统是基于IP多播的语音和数据, 集群调度服务器于通信车上, 实现全网的统一指挥。

二、应急通信系统的技术特点

1、基于TDD双工模式的多点自组网技术

与前面三代通信中所采用的FDD模式不同, TDD模式中接受和传送的双向通信是在同一频道通信中 (即载波的不同时隙) , 用保护技术来将接受和传送的信息进行分离的。TDD系统中不需要双工隔离器, 而取代之以天线开关, 发射和接受链路以时分方式工作, 上下行工作于同一个频段, 降低了对滤波器设计的要求, 从而节省了成本, 提高了频谱的利用率。

在该项技术中, 从基站到用户设备的上下行链路信道都是用的是同一中频率, 但是上下信道在不同的时间段运行, 并且两个不同向运行的中间留有足够的间隔时间, 以保护数据之间的独立和完整性。在TDD系统中, 因为基站用户设备的上下链路通道所采用的频率相同, 因而其参数也一样。如此一来当一方运行时, 另一方也可以同时接受到数据, 从而实现信道之间的互通互利。除此之外, 因为上下信道运行的时间段不一样, 因而可以通过灵活的控制开关, 从而实现通信业务之间的不对称性。也正因为如此, TDD模式完全可以利用FDD模式所无法利用的不对称性, 从而灵活的利用基站设备, 进行信道间的通讯。

2、多种语音网络互联技术

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。多种语音网络互联技术其设计的基本思想是将各种语音在其终端进行转换, 转换成特定的数字信号, 然后在通过打包技术和无线通信技术使得各种不同的语音在该系统中进行信息的交流。

三、结束语

在发生灾难、事故等紧急情况下, 均需要启动应急通信系统建立事故现场的通信。本文从应急系统的解决方案以及应急系统的技术特点两方面对基于4G通信技术的应急通信系统进行研究。

摘要：科技的快速发展以及人群流动的日益频繁使得人们对通信系统的应急能力也提出了更高的要求。本文接下来对基于4G通信技术的应急通信系统进行研究, 为应急救援人员提供了新的通信手段。

关键词：4G通信技术,应急能力,通信手段

参考文献

[1]任守华, 王胜华, 刘士雷, 蒋习旺.基于3G和H.264技术的无线视频监控系统, 计算机应用研究, 2010

[2]蔡彦.基于P2P架构下的移动“全球眼”系统实现及性能分析, 上海交通大学, 2011

关于4G通信系统关键技术探析 篇10

关键词：4G通信系统,关键技术,探析

通信系统是信息化时代发展的产物,曾出现有1G、2G、3G通信系统,为人们带来了许多便利。然而随着信息化技术不断进步,人们的生活水平有了明显的提高,对通信技术的要求也不断增加,旧有的通信系统已难以满足用户的要求。基于这种背景下,4G通信系统应运而生,它比传统的通信系统具有更快的传输速度、更强的兼容性、更高的智能化水平,以更优质服务满足了用户的需求,并迅速占据了市场的主导地位。

1 4G通信系统的特点

1.1 更快的传输速度

4G通信系统未开发前,手机或其它移动设备存在无线访问信号传输速度较低的问题,而正是为了解决这一问题,才开始了4G通信系统的研究。因此,4G通信系统首要目的就是为了提升用户的通信速度。其主要表现在中、高速移动时,手机或其它移动设备的无线访问传输率可以在20Mb/s,而在低速移动时,无线访问信号传输速率可达到的100Mb/s,大约是3G通信系统上网速率的50倍[1]。

1.2 更强的兼容性

目前4G通信系统已近乎实现了全球覆盖,4G通信技术可完全兼容传统的无线技术、3G网络、固态网络等,全球的4G用户都能享受共同的通信服务,实现全球范围通信,并向全球用户提供了安全的技术保障。随着4G通信普及范围扩大,实现全球漫游不再是空想,通信行业将迎来全新的变革。

1.3 更高的智能化水准

4G通信技术的应用实现更高的智能化水准,可以根据人们的要求自由切换不同的速率,并可以有效地将各种业务进行合理地分配和整理,提高了分配性能的适应性,完美实现了分配效果。另外还实现了移动办公的多样化处理能力。因此,4G通信技术不仅体现在终端设备的智能化更加明显,还体现在其各项技术操作上的智能化水准。

1.4 覆盖面积更广

4G通信技术突破3G通信技术的缺陷,其信号覆盖面积要远高于3G的信号,就算在偏远地区,如山区、高原等,4G通信技术的信号也能覆盖到,而且随着4G通信技术进一步开发,信号也能向更偏僻的区域覆盖发展,解决手机在这些偏远地区信号无法接收或接收不良的问题,从而真正意义上实现全球信息化的目标。

2 4G通信系统的关键技术

目前4G通信存在4种标准规范,但其优势却并没有受到多大的影响。4G通信系统是现今3G通信系统速率的几十倍,其比3G的通信方式更具备灵活性、多变性,且4G通信的应用,使手机用户体验更加人性化、智能化,更能满足各种不同需求和审美的用户。此外,4G通信系统的兼容性更加强大,因此,其网络组织形式多样化。虽然存在不同的标准,但4G通信依然具有4种相似的核心技术。

2.1 正交频分复用技术

正交频分复用技术,英文全称“Orthogonal Frequency Division Multiplexing”,简称OFDM技术,属于一种多载波调制技术,且速率非常高。正交频分复用技术是通过将传统通信信道分割成复数不相干的正交子信道,然后将高速率的串行数据流化为低速率的并行数据流,并加载到正交子频道中实现同时进行传输的目的。目前这项技术已经过多次验证,确定了其优点。正交频分复用技术具有非常强的抗干扰性,对信号间的码间干扰有非常强抵抗能力,避免通信性能受频率选择性衰落的影响,促进了系统频谱的利用,进而提高了系统的速率。

2.2 智能天线技术

一般来说,智能天线主要由天线阵列、波束形成网络、波束形成算法等三个部分组成,从本质上而言,智能天线其实就是一个天线阵列。智能天线技术的运行原理是通过采用合适的算法,以此跟踪数字波以及调节波束能,进而完成智能天线阵列的分析。该技术联合现代数字信号处理对提高系统的抗干扰能力以及降低干扰次数、强度都有着明显的效果。同时由于智能天线技术具有发射定向波束的能力,对提高信号传输距离有一定程度的作用,并且在提升传输质量的同时,其覆盖范围也能得到明显地提高,从而降低通信行业的成本消耗。

2.3 多用户输入输出技术

多用户输入输出技术,英文简称MIMO技术,即“Multiple-Input Multiple-Output”。该技术在3G通信时代时,就已被广泛地应用,就算到了4G通信时代,该技术依然属于关键的核心技术,其应用水平没有受到任何影响。多用户输入输出技术本质上是一种利用多天线进行传输的无线通信技术。不论发送端还是接收端,都是同时使用多个天线完成信号的发送或接收任务,从而实现4G通信系统空间的分集。多用户输入输出技术主要包括预编码、波束成型以及空分复用、分集等四个方面。该技术主要是通过降低无线信道的衰落,进而大幅度提高4G通信系统的容量。

3 结语

随着4G通信系统的开发,通信市场的竞争愈发激烈。4G通信系统早期研究目的是为了解决手机或其它移动设备无线访问速率较低的问题。因此,4G通信系统速率更快,且4G技术是以3G技术为基础,极大地弥补了3G技术的不足,所以4G通信除了速率比3G通信快,还具有更强的兼容性、更高的智能水平,使4G通信更加灵活多变。在业务服务上,4G技术更能满足用户的需求。而且随着4G通信广泛应用,更加快了全球信息化的进程。

参考文献

[1]刘婷婷,方华丽.浅谈4G移动通信系统的关键技术与发展[J].科技信息,2013,09:298.

[2]姚雪,陆宁,马晓明.关于4G移动通信系统主要特点和关键技术的探讨[J].信息通信,2015,09:270-271.

4G移动通信系统 篇11

关键词：4G；4G关键技术；OFDM SAMIMO SDR4G发展现状

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1000-8136(2009)36-0152-02

1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年世界無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。

24G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。

2.1OFDM

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。

2.2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。

2.3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。

2.4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。

34G技术的发展现况及其挑战

3.1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。

3.2WiMAX“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。

3.3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。

3.4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。

44G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移动通信系统 篇12

关键词：消防,应急指挥系统,4G技术

随着消防法定职责的不断拓展和社会消防安全需求不断提升, 消防部门承担的工作任务越发广泛。除火灾扑救之外, 所有以抢救人民群众生命财产安全相关的应急救援和社会救助工作都成为消防部队的主业。如“5·12”汶川地震抢险救灾, 还有“8·12”天津塘沽爆炸事件, 消防员一次又一次用生命去捍卫人民群众生命和财产安全。因此, 作为作战指挥的中枢, 消防应急通信指挥系统在各种火灾抢险救援中作用极其重要。

1 4G通信技术与消防应急通信指挥的结合

当今的时代是信息化的时代, 是快节奏的信息化高速公路时代, 移动通信技术也在积累和创新中取得了非常大的进步。随着全球范围内3G系统的普及, 4G通信技术的发展也是相当迅速, 目前也已成为当前研究和推广普及的热点, 也必将是今后一个时期最合适和最好的技术之一。

4G移动通信技术与消防的结合, 是消防部门应急通信指挥体系的重要变革。首先, 我们来说一下4G系统设备的功能问题。组建消防现场4G通信网络, 需要综合考虑现场指挥控制中心设备和单兵终端设备及车载终端设备的构成。

第一, 在消防指挥中心, 我们需要了解城区基站的信号覆盖状况, 还要考虑信号覆盖区域内的很多种通信需求。消防车载或者便携式一体的设备往往覆盖的信号比较集中在一个区域内, 我们往往可以利用4G网络与消防图像综合平台的有效对接来实现资源共享、互通, 保证作战队伍、人员、车辆全程监控和图像语音通信的有序进行。

第二, 一般来说, 消防部门的通信终端设备是由具备一定专业技术基础的一线消防官兵直接操作, 他们在考虑信息资源需求等问题方面有经验, 在各种事故的处理中会将语音、文字特别是重要的视频图像等多种信息进行有效整合, 并实现高效的实时传输。所以, 在设备方面, 本文认为一台通信终端应该具备多种功能, 以便一线的消防官兵能够轻松操作;通信终端的摄像头应具备相当高清的像素和稳定性, 以便现场图像、视频的采集, 并清晰地传递到图像综合平台。

第三, 消防指挥中心图像综合平台及控制设备和单兵终端设备及车载终端设备是消防部门系统的两个重要载体, 在与4G的结合过程中应该灵活运用, 把4G通信技术真正地在消防系统中“物尽其用”。

2 消防应急通信指挥系统和应用方式

在人类社会的发展过程中, 总是会频繁出现各种人为的或非人为的灾害, 这些灾害会给人类的身体和财产都带来很多的伤害。以“8·12”爆炸事故为例, 据统计, 本次爆炸事件中共有145人遇难, 其中有一部分消防员在接近火场核心区的路上丧生。所以, 在灾难面前, 提高消防应急通信指挥系统的通信技术, 增强图像传输的效率与实时性非常有必要。长期与火灾和各种灾害事故做斗争是公安消防部队自身特点和神圣使命。在消防应急事件处理过程中, 需要在快速的时间内启动消防应急通信指挥系统。完善的后方指挥固然重要, 但是同样重要的还有必须拥有强大迅速的通信技术系统以便迅速获取灾害事故信息, 高效地传达指挥命令, 从而理顺指挥层次, 提高指挥效率, 节约灾难处置时间, 减少生命和财产损失。

2.1 消防指挥系统中4G应用的装备

公安消防部队通信指挥车不断强化3G/4G图传技术应用, 开展全面技术升级, 这些都为利用更高的技术创造更多的方便。具备4G图像传输功能的消防指挥车应用起来会更加快捷。在4G消防指挥车中, 火场图像的传送是火灾救援的重要手段。无线通讯则是消防指挥过程中传达信息的重要途径。4G移动通信技术传送的图像更加清晰、终端容量变大、回传速度快, 在灾难现场的救援中比3G要有效率的多。

目前消防部队已经陆陆续续地在配备的3G和4G装备, 有车载的、便携单还有具备图传功能的无人机, 而且部分也加入了消防图像综合平台。通过对消防4G装备车的可行性分析、产品测试、4G网络流量使用测算分析等工作进行多次检验发现, 消防部队配备的4G设备具有防水、防尘、耐高温等功能。同时, 高清摄像头采取非常先进的编码方式, 凭借4G技术“高速率、低时延”特性, 实现火灾现场高清图像实时回传, 为火灾现场救援提供了即时、准确、高效的指挥调度保障。

2.2 4G技术在消防部队应急通信保障中的应用方式

4G消防指挥车的便捷性是经得起检验的, 它的应用方式很过程有以下几种:

第一, 现在的公安消防车都配备非常方便的4G图像传输设施, 以备消防员随时出救灾任务;在消防部队的执行人员配备4G单兵图像传输设备, 将受灾地区的图像通过4G网络传输到图像综合平台, 再经过指挥调度网络系统上传到本级和上级指挥中心。

第二, 在各级指挥中心, 可以方便的利用图像综合平台实时监控前线的现场画面, 然后进行远程监控, 控制前线镜头的调度、方位调整, 并进行实时语音。指挥中心既可以通过移动指挥终端将所有图像推送给现场指挥部, 以便掌控全局, 也可以将图像发送到一线基层指挥员, 有助于及时了解现场其他方面。这样一来, 全方位的图像资源和实时的语音通信必将为事故救援决策和指挥提供坚实的保障。此外, 现场指挥部还可以利用指挥车、指挥箱对现场的4G设备, 如单兵图传、布控球等进行现场组网, 方便实时指挥。

第三, 4G图像传输设备能够同时生成2种码流, 前线的图像能够以最快的速度显示在中心的监控台上, 而且还能够把图像保存在前线设备的储存卡上, 保留最原始的数据, 也可以通过4G图像传输设备统一储存在消防中心的电脑和服务器平台上, 这样方便应急和查询。

第五, 4G图像传输设备还具有GPS定位的功能, 这种应用方式能够让人们不仅看到现场周边的图像视频, 还能够对消防救援和受灾群众的定位和轨迹有着清晰的了解。

消防部队灭火救援工作中要将4G网络联合, 加入统一网络, 实现双方、多方的语音、数据, 乃至视频通信的畅通。所有救援力量所处的临时通信网络最好能够进行短信、广播的功能, 方便便捷地向小组内的手机用户发提示短信或者广播。一线作战官兵也可以通过这个覆盖网及时回传的现场图像。这样的覆盖网功能多、速度快、效率高等多方面的表现, 在救援过程中必将发挥非常重要的作用。

为保证现场通信安全和畅通, 就要求4G网络有着可靠的稳定性, 4G在不断发展的过程中, 其稳定性和快速性经得检验。4G网络的技术过硬, 能够保证通信的不间断。在安全性方面, 4G网络采取无线接入的形式, 可防止未经授权的用户接入, 也可以防止终端用户连接到未知的其他网络。当然, 通信终端若能采取加密装备, 那么网络则更加具备保密性。

3 完善消防应急通信指挥系统硬件建设

传统的指挥调度系统在实施的过程中, 经常会出现通讯不畅、图像元素缺乏的问题, 从而导致信息传递受阻, 影响救援工作。但是, 在4G网络技术成熟的时代, 如何将最新的4G网络技术应用到我们的消防应急通信指挥系统中, 同样显得十分必要, 这就需要结合功能需求, 加强相关的硬件建设。

在新4G技术中, 消防应急通信指挥系统中应该加强语音图像综合平台及辅助系统建设。一般来说, 在监控中心机房内, 应该配备中心服务器、储存服务器、监控主机等, 来实现救援点监控视频的管理, 对前线摄像机的控制。监控中心也可以安装大屏液晶电视, 将救援前线的视频图像显示出来, 然后指挥中心可以利用高清设备针对每一处灾点进行调度, 从而指挥前线消防员更精确的救灾。在遇到大型的灾害面前, 精确的GPS定位能够迅速的救援受灾人员。

随着科技的不断发展, 4G技术的大规模应用已经给我们生活的方方面面带来了惊喜。4G通信技术与消防应急通信指挥系统同样可以完美结合, 而且必将带来便捷高效的指挥效益。

4 结论

在新4G技术的广泛应用过程中, 消防部门应急指挥系统可以通过高速的无线多媒体网络来传递更多有效的信息, 从而为救援指挥工作提供更加快速的服务, 将损失尽量减到最小。也能为受害人员争取更多的救援 时间。

参考文献

[1]刘新科.基于4G移动通信技术的消防应急指挥系统[J].通讯世界, 2015 (16) :70-71.

[2]孙晓雅.4G移动通信技术在消防灭火救援指挥系统中的应用[J].信息技术与信息化, 2015 (2) :22-23.