现代移动通信技术的创新和发展
摘要第四代移动通信技术（4G）比第三代标准具有更多的功能，第四代移动通信技术可以在不同的固定、无线平台和跨越不通频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方宽带接入互联网，能够提供除信息通信外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能，是多功能集成的宽带移动通信系统或多媒体移动通信系统。因此，应该积极地发展和推广 4G 移动通信技术，文章将围绕 4G 移动通信技术的概念和要点及发展趋势进行分析。
【关键词】4G 概述 技术特点 趋势
当3G技术刚刚走入人们的视线尚未完全完全普及之时，对下一代通信技术的展望早已悄悄地拉开了帷幕。尽管3G技术与2G相比有着巨大的优势，但并未在技术层有重大的改变，只是在视频应用上迈出了重要的一步。3G技术的发展主要有以下几个方面的局限：
第一，较高的通信速率。3G虽然标称能达到2Mbit/s的速率，但平均速率只能达到384 kbit/s尽管目前3G增强型技术不断发展，但其传输速率还有差距。
第二，不能提供动态范围多速率业务。由于3G空中接口主流的三种体制WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA所支持的核心网不具有统一的标准，难以提供具有多种QoS及性能的多速率业务。
第三，不能真正实现不同频段不同业务环境间的无缝漫游。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。
3G系统以上的局限性使其发展受到限制，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 概述 4G 移动通信技术
4G 移动通信技术在上世纪末就已被提出，国际电信联盟还将“IMT-2000”及其以后的系统作为计划工作中的一项，同时在规划中提出要在 2010 年完成 4G 的初步商用。进入新世纪以来，随着网络通信技术飞速发展和计算机技术的进步，IMT-2000 系统成为了研究的重点，在国际电信联盟的支持下，于 2000 年在加拿大成立了专门研究小组，为的是将全球范围内的研究工作组统一化。我国对 4G 技术越来越关注，相应的研究工作也已经正式列入国家 863 项目。可从以下几点来理解第四代移动通信系统：（1）是一种新的无线通信系统，其系统是建立在新的频段上的；（2）以分组数据信息为基础，实现其高速率的传输；（3）真正的“全球一统”；（4）基于全新网络体质的系统，或者说其无线部分将是对新网络的无线接入；（5）将不是单纯的通信系统，而是融合了数字通信、数字音/视频接受和网络计入的崭新系统。第四代移动通信有其创新之处，和前几代的系统有很大不同，其系统网络架构以路由技术为主，在以往的系统中，核心网络只有一个，即移动网络的作用。而在第四代通信系统中，它更像是一个统一的固定网络，具有移动管理的功能，而且可以和有线、无线相连接使用。当与无线相接时，接入点具有多种选择，如无线局域网、蜂窝系统基站等，这些接入方式虽然略有差异，但信令结构是相同的，关于信息格式，通常有IP 分组和 ATM 信元两种。此外，无线接入点也有很多变化，用户可随时接入，而且在通信过程中还能完成接入点之间的转换。须注意的是，核心网络意义重大，需要实时掌握用户的具体位置，对用户的身份进行鉴别。
2 4G 移动通信技术要点
目前，第三代移动通信已经开始规模化商用，但是其自身所具有的技术局限性已经引起人们的注意，因此世界通信业界的专家们已经将目光投向了后 3G 技术即 4G 技术。在 3G向 4G 技术演进过程中产生并发展了一系列的移动通信新技术，主要包括 OFDM 技术、智能天线、MUD 技术等。
2.1 OFDM 技术
作为一种特殊技术，OFDM 是利用多载波来实现信号的传输和接收工作的，该技术的原理在于，在一定的频域内，系统会将已设置好的信道进行划分，形成多个正交子通道，传输工作或窄带调制就在子通道上完成，通常信道宽度会比信号的快带要略宽一些。通过窄带调制，可降低高速串行的数据速度，使其成为低速的子数据流，借助子载波对这些转换后的子数据流进行调制，使它们相互正交，最终实现并行传输。OFMD 技术由于能够抗干扰，频谱利用率而受到广泛关注，成为未来移动通信系统的关键技术之一。
2.2 智能天线技术
智能天线通过天线阵元信号的加权幅度和相位来改变阵列的方向图形状，具有侧向和调零功能，能够把天线阵列方向图主瓣对准用户信号到达方向，并自适应实时跟踪信号，同时将旁瓣或零陷对准干扰信号的到达方向，从而抑制干扰信号，提高信号的信噪比，改善整个通信系统的性能，并能识别不同入射方向的直射波和反射波。
2.3 MUD 技术
该技术是多用户检测技术，当使用用户较多时，必然会占据某个信道，而各自的信号幅度等因素不尽相同，MUD 技术结合某些用户的时间、相位及信号强弱等信息因素进行考虑，在此基础上，对单个用户的信号状况进行检测，以实现用户之间的最佳联合检测。
2.4 无线ATM技术
WATM 的基本概念是采用标准 ATM 信元用于网络级功能，同时在无线链路中增加无线首标/尾标用于无线信道专用协议子层（媒体接入控制、数据链路控制及无线网络控制）。
2.5 IPv6 技术
IPv6 将地址长度增加了 4 倍，从 IPv4 的 32 位增加到了128 位。IPv6 不仅解决了 IP 地址不够用的问题，而且提高了网络的安全性和服务质量。其主要有这些特性：扩展了 IP 的地址空间；增强了认证与私密性；简化报头格式，加强了对扩展报头和选项部分的支持；对数据流进行标识；改进移动网络和实时通信方面的性能。
3 对4G移动通信技术发展趋势的展望
目前，全球已经拥有了一个数量及其庞大的手机使用团体，更多的人在体验了手机 3G上网以后对手机上网速度有了新的认识，使用手机上网的用户不断增多，相比较 3G 通信技术，4G 通信技术在技术方面具有更大的优势，因此，未来 4G移动通信技术必然会进入一个飞速发展的时期。
参考文献
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作者单位
中国联合网络通信有限公司南京市分公司江苏省南京市210019
