移动通信技术发展研究

谭永前 严峥晖 罗文兴 贵州电子信息职业技术学院贵州凯里 556000

【文章摘要】

移动通信是通信领域内最具发展潜力和市场前景的技术。近年来，4G技术的问世，移动通信又发生了一次变革性的飞跃。本文分析了第四代移动通信的特点，对3G 和4G 的主要技术参数进行了对比，分析了4G 采用的关键技术，并对移动通信技术的发展趋势展开了探讨。

【关键词】

移动通信；3G ；4G ；智能化；宽带化

0 引言

随着移动通信市场的发展，用户对更高性能的移动通信系统提出了更高要求，希望享受更为丰富和高速的通信业务。第三代(3G) 移动通信技术，以其宽带CDMA技术为主，同时提供支持语音和数据业务，受到广大用户的热爱。我国3G 移动通信技术的发展方兴未艾，而针对第四代(4G) 移动通信技术已经提上了研发和推广的日程，人们又开始了对下一代(4G) 移动通信系统的研究。

1 4G 移动通信技术的特点

4G 移动通信技术是在3G 移动通信技术的基础上，对3G 移动通信技术进行升级而实现的，4G 移动通信系统将在3G技术的基础上更好地满足人们的通信需求。其主要特点表现在以下几个方面。(1)数据传输速率高，4G 移动通信技术的传输速度是3G 移动通信传输的50 倍以上，在美国的实验室已经开始 400Mbps 信息传输的试验。(2) 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。(3)4G 兼容性更好，4G 将实施全球统一的标准，能实现各类计算机、媒体及网络之间的无缝连接，让所有移动通信运营商的用户共享4G 服务，真正实现“一部手机，全球通信”，从而实现真正意义上的全球通信和个人通信。(4) 良好的覆盖性能，3G 的地区覆盖方面仍然存在着许多技术问题，而4G 可在不同接入技术之间进行全球漫游与互通，实现无缝通信，另外4G 还可以在DSL 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。(5) 基于 IP 的网络，从IP 网络兼容性看，3G 系统不是基于IP 的，如CDMA2000 是基于美国国家标准局-41，WCDMA 是基于GSM- 移动应用层。而4G 则支持下一代的Internet 和所有的信息设备，将能在IPv6 网络上实现话音和多媒体业务(6) 实现不同QoS 的业务，G 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。(7)通信费用更加便宜，4G 系统具有良好的兼容性，可以在现有第三代移动通信系统的基础上逐步升级到4G 系统，在网络建设和设备费用上可极大的节约成本。所以用户资费会比较便宜。

2 4G 与3G 的主要技术参数比较

4G 系统是在对3G 系统基础上进行升级后实现的，所以很多关键技术都仍采用了3G 系统的技术，但4G 也采用了很多3G 没有的新技术，下面对4G 与3G 的主要技术参数进行了对比。4G 系统：频带：2~8GHz ；带宽：5~20MHz ；接入方式：MC-CDMA 或OFDM ；数据数率：最高200Mbps ；IP 化：全IP ；前向纠错吗：级联码；交换方式：分组交换。3G 系统：频带：1.8~2.5GHz ；带宽：5~20MHz ；接入方式：W-CDMA ；数据数率：最高2Mbps ；IP 化：支持IP ；前向纠错吗：卷积码；交换方式：分组交换或电路交换。3 4G 移动通信的关键技术4G 移动通信的关键技术与3G 移动通信技术相比主要采用了包括以下几个方面的关键技术。

3.1 正交频分复用（OFDM）技术

第四代移动通信系统主要是以正交频分复用技术为核心技术。它的主要思想是将某一频分信道分为较多的正交子信道，在分开的子信道上用一个子载波来调制，使他们并行传输。正交频分复用技术之所以越来越受关注，是因为正交频分复用技术有很多其他技术不具备的优点：（a）频谱使用效率高、（b）抗衰落能力强、（c）适合高速数据传输。另外，OFDM 采用加载算法，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。

3.2 智能天线技术

智能天线是在软件无线电基础上提出的天线设计新概念，是一种能分析到达无线阵列信号的技术，具有极好的自动跟踪和抗信号干扰以及数字波束调节的功能，它被认为是未来移动通信系统当中的关键技术。智能天线采用了空分多址(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，使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。

3.3 MIMO 技术

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。MIMO 技术最早是由Marconi 于1908 年提出的，但是对无线移动通信系统MIMO 技术产生巨大推动的奠基工作则是20 世纪90 年代由AT&TBell 实验室学者完成的。

3.4 Ipv6 技术

4G 移动通信技术引入了先进的Ipv6编址技术。这种技术与3G 相比具有具巨大网络地址空间、便于自动配置，得到全球惟一路由地址、胜过传统 IPv4 的服务质量，利于形成以服务级别为基础的系统、移动安全性好等优势。

4 发展趋势

结合信息技术和网络应用，未来移动通信技术的发展将朝着以下几个方面发展。

4.1 业务数据分组化

分组化网有着传统电路交换网所无法具备的优势，有信息才占用网络资源，效率高，成本低。计费和网管简单，可适应非对称的突发数据业务等。

4.2 网络技术智能化

智能化网络技术具有“人类”相似的功能。它可以似人一样通过获取信息、传递信息、处理信息来了解所面临的问题，然后通过再生信息、传递信息、施用信息来改变问题的状态，直到解决问题，表现出一定程度的智能，被称之为智能工具。移动通信技术不断向信息的智能化存储及处理的方向发展，随着4G 技术的不断发展，通信网络的智能化可以不断得到提升。

4.3 通信技术宽带化