等特点。
１４ Ｇ通信的特点
４ Ｇ通信具有以 下特征：
１目的就是提高蜂窝电话 和其他移动装置无线访问 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｔ的速率， ｅ 因此 ４ Ｇ通信的 特征莫过于它具有更快的无线通信速度。专家预估， 第四代 移动通信系统的速度可以达到 １ ０Ｍ一 ０Ｎ ２ ｂ ［ 声， 最高可以达 到１ ０ ０ Ｎ 几 娜 。
山西电子技术 ２ ０８ 年第 ２ 期
综
述
４ Ｇ移动通信 系统的热点技术及其发展动态
赵瑞玉
（ 重庆通信学院地管部信息与通信教研室， 重 庆４ ００ ３ ） ５
摘 要： 简述了４ Ｇ系 统的特点， 并介绍了４ Ｇ中的Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ 、 软件无线电、 智能天线、 Ｉ Ｐ ６ 等新技术， ｖ 依靠这些复 杂的 技术， ４ Ｇ系 统得以实 现１ ０Ｍ ｂ ｓ的 Ｐ 传输速度， 为人们提供高 质童的数据服务。文章最 后指出了４ Ｇ未来的发
软 件无线电 技 术主要涉及数字信号处理硬件（ 公 护 Ｈ ） 、 现场可 编程器件（ 班 ℃ Ａ ） 、 数字信号处理（ Ｅ ６ ｐ ） 等。目 前， 软 件无线电 技 术虽然基本上实现了其基本功能： 硬件数字化、 软件可编程化、 设备可 重复配置性， 但是其传统的流水线式 结构严重影响了 设备可配置功能和设备的可扩展性。１ ９ ９ 年， 美国 麻省理工学院ｖ ． Ｂ 次等 人在异 冶 ： ｔ ｎ 』 ｎ ｗ ｒ ａ ｅ 项目 支 持下提出了网络 式结构的虚拟无线电概念。 这个项目 致力 于建立一个充分利用工作站提供的资源和网络优势的理想 无 线电 结构， 人 们称 它为 虚 拟 无线电， 这将 是软件无线电的
于 是 它 们 的 频 谱 是 相 互 重 叠 的， 这 样 不 但 减 小了 子 载 波 间 的 相 互 干 扰， 同 时 又 提 高 了 频 谱 利 用 率 。
随 着 电 子 通 信 产 业 的 飞 速 发 展， 我 们 生 活 环 境中 的 无 线 干 扰 也日 渐 嘈 杂， 来自 广 播、 移 动 通 信、 无 线 通 信 等 各 个 不 同
了系统容量。 智能天线原名自 适应天线阵列（ Ａ Ａ Ａ ， ｄａ Ａ Ｐｔ ｉ ｅＡ ｖ ｎｔ 介 Ａ Ｔ ｒ ａ ｙ ） ， 最初应用于雷达、 声纳等军事方面， 主要用来完成空 间滤波和定位。智能天线采用了空分多址（ ＤＭ Ｓ Ａ ） 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， 使主波束对准 用户方向， 旁瓣对准干扰信号方向， 并能够自 动跟踪用户和 监测环境变化， 为每位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。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。
２４ Ｇ系 统的关键技术
４ Ｇ是一 个远比３ Ｇ复杂的移动通信系统， 它的实现要依 托于很多新兴的技术， 如Ｏ Ｄ Ｍ、 Ｆ 软件无线电、 Ｉ Ｐ ６技术、 ｖ 智 能 天线等。 正 是依靠这些复杂的技术， ４ Ｇ系统才得以实现
要 想 使４ Ｇ通 信 达 到ｌ ｏＭ ｂ 声的 传 输速 度， 通 信 运营 商
１ ． 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４ Ｇ通信的 终端设备的设计和操作具有智能化， 更重要的是４ Ｇ手机可 以实现许多难以想像的功能， 例如， ４ Ｇ手机将能根据环境、 时间以及其他因素来适时提醒手机的主人。 １ ． ５ 兼容性能更平滑 要使４ Ｇ通信尽快地被人们接受， 还应该考虑到让更多 的用户在投资最少的情况下轻易地过渡到４ Ｇ通信。因此， 从这个角度来看， ４ Ｇ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 Ｚ Ｇ平稳过渡
１ ． ２ 网络频谱更宽
１ ． ６ 实现更高质ｔ的多媒体通信 ４ Ｇ 通信提供的 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４ Ｇ也称 为“ 多媒体移动通信” 。 １ ． ７ 通信费用更加便宜 由于４ Ｇ通信不仅解决了与 ３ Ｇ的兼容性问题， 让更多 的现有通信用户能轻易地升级到 ４ Ｇ通信， 而且 ４ Ｇ通信引 人了许多尖端通信技术， 因此， 相对其他技术来说， ４ Ｇ通信 部署起来就容易迅速得多。同时在建设４ Ｇ通信网络系统 时， 通信运营 商们将考虑直接在３ Ｇ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营成本。
发展方向。 ２ ． ３Ｉ Ｐ 浦技术
３ ４ Ｇ通信的发展动态 目 前， 世界各国的４ Ｇ研究工作已经全面展开。 早在 ２ ０ ２ 年３ 月， 上海交 通大 学联合国内 一些科研、 学术机构共 同 投 标的“ 蜂窝移动通 信系 统 无线 传输 链路 技术研究项目 ” ， 意味 着我国 正式 启动了 开发４ Ｇ的 步伐。目 前， 中、 日 、 韩三 国 也 达成协 议联手开发４ Ｇ 。 ４ Ｇ系统会融 合现有的 各种 无线接入 技术， 包括蜂窝、 卫 星、 ＷＬ Ａ Ｎ 、 蓝牙、 ｄ一 Ａ １ １ 又 、 Ｄ Ａ Ｂ 月 Ｄ Ｖ Ｂ （ 数字音频和视频广 播） 、 ｗ Ａ 尸 等。 这 些 技 术的 融 合 将 使４ Ｇ成 为 一 个 无 缝 连 接 的
由 于。 下 Ｄ Ｍ 技 术 能 够 克 服 在 支 持 高 速 率 数 据 传 输 时 符 号 间 干 扰 增 大 的 问 题， 并 且 有 频 谱 效 率 高 ， 硬 件 实 施 简 单 等 优 点， 因 此Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ 被 看 作 是 第四 代 移 动 通 信 系 统中 的 核 心
首 先， 由 于承 载网是Ｉ Ｐ网， 未来的移动 终端必然需要拥
有唯一的一个 Ｉ Ｐ地址作为身份标识。目 前使用的 Ｉ Ｐ 月的地 址长度仅有 ３ ２ｂ ｔ， ｉ 其Ｉ Ｐ地址资源已 经逐渐枯竭。 而】 Ｐ ６具有 ｖ 长 达１ ８ ２ 肠 ｔ 的 妞 功 上 空间， 能 够 彻底解决 班 功 上 资源 不足的 问 题。 其次， 未来的移动用户接入４ Ｇ通信系统与现在的互联 网用户接人 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 不同， 其最大的特点是具有不确定的移 动性， 因此必然要求所采用的 Ｉ Ｐ 协议能够提供强大的移动 性管理功能以支持越区切换及无缝漫游。Ｉ Ｐ 诵 中引人了移 动Ｉ Ｐ 的概念， 可以解决这个问题。 ２ ． ４ 智能天线（ Ａ） Ｓ
务， 实现人们自由通信的梦想。 ２ ． １０ Ｆ Ｄ Ｍ技术 第三代移动通信系统主要是以Ｃ Ｄ Ｍ 人为核心技术， 而
万方数据
第２ 期
赵瑞玉： ４ Ｇ移动通信系统的热点技术及其发展动态
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第四 代移动通信系统技术则以Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ最受瞩目 ， Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ是
一种无线环境下的高速传输技术。无线信道的频率响应曲 线大多是非平坦的， 而Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ技术的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， 并且各子载波并行传输， 这样， 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， 并且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， 因此就可以 大大消除信号波形间的 干扰。（ ） Ｆ Ｉ 〕 Ｍ技术的最大优点是能对抗频率选择性衰落或 窄带干扰。 在Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ系统中各个子信道的载波相互正交，
必须在３ Ｇ通信网络的基础上进行大幅度的改造， 以便使４ Ｇ 网络在通信带宽上比３ Ｇ网络的带宽高出许多。据研究， 每 个４ Ｇ信道将占 有１ ０Ｍ 卜 几 的频谱， 相当于Ｗ －Ｃ ＤＭ Ａ３ Ｇ网
收稿日 期； ２ 佣７ 一 ｎ一 巧 作者 赵瑞玉 女 ２ ９ 岁 硕士
ｌ ｏＭ ｂ 声甚 至 更 高 的 传 输 速 度， 为 人 们提 供高 质 量的 数 据 服
领 域 的 电 磁 波 相 互 干 扰 着 ， 这 为 在 复 杂 的 背 景 噪 声 中 正 确 接 收 有 效 信 号 带 来 了 一 定 的 难 度 。 目 前Ｚ Ｇ 通 信 系 统中 采 用 的 天 线 分 为 全 向 天 线 和 定向
天 线 两 种， 全向 天 线 应 用于３ ０ ６ ’ 覆 盖 的 小区， 定向 天 线 应 用 于 小 区 分 裂 后 的 部 分 覆 盖 小 区 。 这 两 种 天 线 覆 盖 的 区 域 形 状 都 是 不 变 的， 因 此 对 于 基 站 来 说， 给 每 一 个 移 动 用 户 的 下 行 信 号 是 广 播式 发 送的， 这 样 势 必 会 引 起 系 统 干 扰， 并降 低
技 术。 Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ技 术 的 主 要 的 技 术 难 点 是 系 统中 的 频 率和 时 间 同 步 ， 基 于 导 频 符 号 辅 助 的 信 道 估 计， 峰 平比 问 题 和 多 普 勒 频 偏 的 影 响 以 及 基 于。 Ｆ Ｄ Ｍ 、 多 载 波 技 术 的 新 一 代 蜂 窝 移 动 通 信 系 统 的 多 址 方 案 的 研 究 。
展动态。
关键词： ４ Ｇ ； Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ； 软件无线电； 智能天线
中图分类号二 Ｔ Ｎ ９ ４ ８ 文献标识码： Ａ
０ 引言
３ Ｇ的出现使移动通信前进了一大步， 相对于Ｚ Ｇ ， 它能 够提供更大的容量、 更佳的通信质量并且支持多媒体应用。 目 前， 虽然３ Ｇ系统还没有在全球全面铺开， 但人们已经开 始了对４ Ｇ的研究， 因为３ Ｇ系统尚有许多需要改进的地方， 例如在３ Ｇ系统中， 全球没有一个统一的标准， 这就产生了 相互之间的漫游的问题。此外， 用户在使用中的速率要求也 没有得到很好的满足。Ｉ Ｍ 了 ２ （ ０ 洲 ） 要求 ３ Ｇ用户在慢速移动 和静止状态下的数据接收速率在 Ｚ Ｍ以上， 而现有 ３ Ｇ系统 的实际接收速率只有几百 Ｋ 。此外， 手机问题、 与原有网络 的兼容问 题等等， 所有这些都增加了人们对 ３ Ｇ的不满， 从 而开始对 ４ Ｇ进行研究。 第四代移动通信系统（ ４ Ｇ ） 也称为ｂ ｅ卯 ｎ ｄ ３ 以超３ Ｇ ） ， 它 集３ Ｇ与ＷＬ Ａ Ｎ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。４ Ｇ系统能够以 １ ０Ｎ ｂ Ｉ 声的速度下载， 比目 前的拨号上网快２ ００ 倍， 上传的 速度也能达到２ ０Ｎ ｂ ［ 娜， 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， ４ Ｇ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机动， 用户完全可以根据自 身的需求确定所需的服务。此外， ４ Ｇ 可以在Ｄ ６ Ｌ 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。很明显， ４ Ｇ有着不可比拟的优越 性， 它是能够解决３ Ｇ系统不足的下一代系统。