4g移动通信系统研究进展和关键技术

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1、4G移动通信系统研究进展和关键技术　　一、概述　　第四代（4G）移动通信系统和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，但目前大多数国家运营的仍然是2G或2.5G的移动通信系统。我国运营的移动通信系统主要是2G的GSM和CDMA。目前用户对移动通信系统的速率需求越来越高，而3G系统实际所能提供的最高速率也只有384kbps（虽然标称最高速率为2Mbps）,不能满足用户的实际需求，因此在3G系统还没有大规模投入商用的情况下，国内外移动通信领域的

2、专家已在进行4G系统的研究和研发工作。　　　　90年代早期欧洲就开始4G移动通信系统的研究，其目标速率是100Mbps,预期在2010左右投入商用。日本在2000年成立了一个特别委员会，领导日本的有关政府部门、大学研究机构和工业部门，从事4G系统的研究工作和制定4G的有关标准。日本NTT的DoCoMo公司已于2002年成功研制出一个包含移动终端和基站的4G空中接口实验系统，并在该系统上成功地进行了有关传输和实验。　　　　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、SD

3、R论坛、3GPP、无线世界研究论坛（theWirelessWorldResearchForum）、IETF(TheInternetEngineeringTaskForce)和MWIF(theMobileWirelessInternetForum)等。一些全球著名的移动通信设备厂商也在进行4G的研究和研发工作。AT&T已研发了名为4G接入的实验网络。NORTEL正进行软件无线电功率放大器技术的研究，而HP实验室正在进行4G网络上传输多媒体内容的相关研究。Ericsson在加州大学投入了1000万美元从

4、事下一代CDMA和4G移动通信技术的研究。　　　　按照目前的研究成果和专家的预测，4G系统将会在2010年以后投入商业运营，最高下行速率将达到100Mbps。ITU-R的WP8F工作组也估计下一代移动通信系统将在2010年左右投入商业运营。　　　　二、4G系统的技术目标和特点　　4G系统总的技术目标和特点能概括为：同3G等已有的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；4G系统应能支持非对称

5、性业务，并能支持多种业务；4G系统应体现移动和无线接入网和IP网络不断融合的发展趋势，因此4G系统应当是个全IP的网络。下面是一些具体的技术目标和特点。　　　　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,因此移动终端下载文件的速度将比3G系统快得多。4G系统也可把高清晰度的视频图像实时地传送给移动终端用户，从而使用户产生身临其境的感觉。　　　　为了适应数据和多媒体业务不断增长的需求，4G系统自然应具有更高的容量，但所能分给4G系统的

6、频谱仍然是有限的，因此4G系统的频谱效率应当为3G系统的5到10倍。　　　　4G系统目标速率为：对于大范围高速移动用户（250km/h），数据速率为2Mbps;对于中速移动用户（60km/h），数据速率为20Mbps;对于低速移动用户（室内或步行者），数据速率为100Mbps。　　　　2.4G系统是个无缝网。　　　　4G系统应能实现全球范围内多个移动网络和无线网络间的无缝漫游。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系统应当是个移动网络和无线接入网的融合体，他应能实现和无线LA

7、N的无缝连接。　　　　4G的无缝特性，包含系统、业务和覆盖等多方面的无缝性。系统的无缝性指的是用户既能在WLAN中使用，也能在蜂窝系统中使用；业务的无缝性指的是对话音、数据和图像的无缝性；而覆盖的无缝性则指4G系统应能在全球提供业务。因此4G系统应当是个综合系统，蜂窝部分提供广域移动性，而WLAN提供热点地区的高速业务，同时也应当包含家庭和办公室的个人LAN.　　　　3．4G系统应具有良好的覆盖性能。　　　　4G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，因此小

8、区的半径更小。　　　　4．4G系统应当是个基于IP的网络。　　　　4G应当是个基于IP的移动网络，所以有些文献把4G系统称为“基于IP的第四代无线网络“（theFourthGenerationIP-basedwirelessnetwork）。全IP的4G网络同已有的移动网络相比具有根本性的好处。IP和实际所采用的各种无线接入方式是兼容的，并且和具体采用的无线接入方式是独立的，采用IP后，所采用的无线接入方式和协议和核心网络（CN）协议、链路层是分离独立的。IP和多种无