第四代移动通讯技术的构架及其关键技术研究

张淑梅 李新波

（中国联通齐齐哈尔市分公司，黑龙江 齐齐哈尔 161000）

一、概述

第四代移动通讯技术包括广带无线局域网、移动广带系统和互操作广播网络，其广带接入和分布的网络具有不低于2MB/s的非对称数据传输能力，对用户能够提供150MB/s的高质量观影服务，首次实现三维图像的高质量传输，它还能提供信息之外的定位和定时、数据采集以及远程控制等综合功能。

第四代移动通讯技术的关键在于超出3G网络数据传输速率，提供更高速和更稳定的通讯技术。在国际标准下第四代移动通讯技术应该提供不低于2MB/s的数据量，融移动3G技术的特点与当下流行的WLAN技术热点为一体，通过移动网络来进行视频图像的高清传输，满足用户对于网络传输速度和质量上的要求。在第四代移动通讯技术的概念发布之后，很多用户担心因为其性能高而产生高额的费用，官方指出第四代移动通讯技术不需要移动通信运营商支出额外的网络建设费用，因为其更新主要集中于核心的服务器上，所以无需用户过多的承担网络建设费用，其消费水平与3G网络相当。在无线上网方面，4G可能比一般的固定宽带网络费用更低，由于其计费方式灵活，可以根据用户的需要和使用频率来制定灵活的收费方法。

二、第四代移动通讯技术的构架

（一）网络结构

在第四代移动通讯技术中，其最根本的任务在于能够接受到终端的呼叫并在多个运行平台间建立最为有效的通信路径，对其进行实时的定位跟踪。第四代移动通讯网络必须保证数据传输的速度和质量，形成良好的无缝连接，其采用多层的蜂窝结构，通过不同的空中接口，由多个业务供应商来提供不同的多媒体业务。它能形成个人通讯、广播、娱乐等业务的无缝连接使之成为一个整体来满足用户的需要，高度智能化的网络具有良好的重构性和尺度可变性以满足不同环境下不同用户的通信需求，以独立的软件平台实现多网融合。

（二）接入系统

第四代移动通讯技术的网络接入系统基于公共平台，采取智能化模式终端，通过各种接入技术来实现各种网络平台间的无缝连接，这是与以往移动通讯技术最显著的不同。第四代移动通讯技术基于一个公共平台来优化其运作方式以实现用户需求，当多模式终端接入系统时，网络会通过自适应的分配频带来提供最优化的路由，从而产生最佳的通信效果。其接入技术主要包括无线蜂窝移动通信系统、WLAN系统、无线系统、短距离连接系统、卫星系统、STS平流层通信系统、固定无线接入系统以及广播电视接入系统等。不同的接入技术针对的是不同的通信业务，其对接入技术也进行了分层，例如主要由2G、3G通信组织的蜂窝层，其服务覆盖的面积较大；由WLAN网络组织的热点小区层，其移动数据传播的速度快，但受一定的地域局限，等等。

（三）软件系统

第四代移动通讯技术在软件系统方面较以前提升了其标准化和智能化，软件系统的主要任务在于为不同的通讯系统和终端应用软件创建一个公共的软件平台，并通过这一平台来实现对不同系统和终端的管理与监控。软件系统会逐步采用Web服务模式来取代Client/Server模式来保障通信网络的正常工作和数据的完整性等等。树立一个具有统一性的软件标准与互联协议，是第四代移动通讯技术的关键所在。

三、第四代移动通讯技术的关键技术

（一）软件无线电技术

在第四代移动通讯技术中，软件无线电技术作为其核心技术之一对第四代移动通讯技术的发展起着重要的作用。软件无线电技术通过将标准化的硬件模块在公共的软件平台上加载相应的应用软件来实现无线通信系统功能，还能将A/D、D/A转换器最近距离靠近射频天线RF前端，通过软件系统定义信令规则和调制解调算法规则等，实现了多通路、多层次、多模式的无线通信平台，使得第四代移动通信的终端能够在多个系统之间漫游。

（二）定位技术

定位技术指的是移动终端位置的测量方法与计算方法，它主要有三种方式：移动终端定位、移动网络定位或混合定位。在第四代移动通讯技术中，移动终端的定位和跟踪能够基于移动终端在不同平台间的通信，有效实现移动终端在不同平台通信的无缝连接，并为通信过程的质量和速率提供保障。

（三）OFDM调制技术

与第三代无线通信技术不同，第四代无线通信系统的核心由CDMA技术变为OFDM调制技术，这种技术将信道分为若干正交子信道，把高速数据信号转化成为并行的低速子数据流并调制到每个子信道上进行传输，这样一来有利于减少子信道间的相互干扰，最大程度上消除符号间的干扰，实现无线环境下的高速传输。

（四）智能天线技术

智能天线具有减小噪音、智能处理时空处理算法形成的数字波束以及自动跟踪信号源等作用，通过多波束或者自适应阵列天线在同一个扇区中来固定多个波速，以自适应阵列中的多个天线接收加权信号来使得信噪比最佳。与传统的移动通信技术不同，职能天线技术能够提供较高的天线增益和相应倍数的分集增益，是第四代无线通信技术中的关键技术。

（五）调制和信号抗干扰技术

调制和信号抗干扰技术指的是在高频段进行高速移动通信是会产生选频衰减现象，为提高信号的抗干扰能力而研究出的智能解调技术。除了运用正交频分复用技术和自适应均衡器，还可以采用TPC、RAKE扩频接受、跳频、FEC等技术来获得良好的信号信噪比。

结语

随着新技术的不断发展和新需求的不断提出，在未来的日子里，第四代移动通讯技术必然会取代第三代移动通信技术成为未来移动通信领域的主导。尽管第四代移动通讯技术有着很多的优点，但是其发展过程中会受到各种条件的制约，这就需要我国重视发展新一代移动通信技术的研究，振兴民族信息产业，从而缩小我国科学技术与发达国家之间的距离，使得第四代移动通信技术给人们带来良好而舒适的使用体验。

[1]李蔚蔚，童贞理，何方白等.3G与4G关键技术的比较和过渡[J].广东通信技术，2009，24（1）.

[2]吕江歌，熊可成，田建武等.第四代移动通信的关键技术探究[J].河南科技，2013（14）.