第四代移动通信系统的浅析与探讨

第四代移动通信系统的浅析与探讨摘要本文从移动通信发展的几个历史性阶段引入了第四代移动通信系统，并从基本概念、接入系统、网络结构、技术要求、关键技术等几个方面全面介绍了第四代移动通信系统，以及第四代移动通信（4G）的特点及发展趋势，与移动通信发展的前几个阶段相比具有的一些优势，提出了实现4G移动通信需要解决的多项关键技术，包括正交频分复用OFDM多载波传输技术、软件无线电技术、智能天线技术、多输入多输出技术（MIMO）、IP网络技术；特别讨论了正交频分复用OFDM多载波传输技术、4G系统的网络结构，它具体包括一个基于IP的核心网络和由几种接入系统组成的接入平台。以及4G系统的基本要素，完全集中的服务，无所不在的移动接入，不同的用户设备，自治的网络；第四代移动通信系统产生的背景；第四代移动通信存在的一些问题讨论，通过分析了4G面临的问题，介绍了世界及我国对4G的关注，对移动通信前20余年的发展略予回顾，指出其现状差强人意之处。阐述了当前世界各国相关业界对于新一代移动通信技术发展的一些要求、设想和探讨，并对4G的技术前景等进行一些探索和展望。随着社会的不断进步，对4G研究的不断深入，相信第四代移动通信系统与我们的距离将越来越小。具有高数据率、高频谱利用率、低发射功率、灵活业务支撑能力的未来无线移动通信系统（4G），必将是通往未来无线与移动通信系统的必然途径。关键词4G移动通信，正交频分复用，多模式终端，无线接入网，多媒体通信THEANALYSISANDDISCUSSABOUTTHE4thGENERATIONMOBILECOMMUNICATIONSYSTEMABSTRACTThistextintroducethe4thgenerationmobilecommunicationsystembyseveralhistorystageofthemobilecommunicationdevelopment,italsointroducethemobilecommunicationsystemandthecharacteranddeveloptrendof4thgenerationcommunication(4G),ithassomeadvantagecomparewiththeformerstagesofmobilecommunication,itproposeseveralcriticaltechnologytorealizethe4thgenerationcommunication,includingOFDM,multicarrierwavetransmittechnology,softwarewirelesstechnology,intelligentantennatechnology,MIMO,IPnetworktechnology;speciallydiscussingOFDM,networkstructionof4thGsystem,itincludeanetworkbasedonIPcorenetworkandanaccessplatformthatconstitutebyseveralaccesssystem.andthebasicelementsof4Gsystem,totallycenterservice,everywhereradioaccess,differentcustomerequipment,autonomicnetwork;thegeneratebackgroundof4thmobilecommunication;someproblemdiscussingof4thmobilecommunication,itintroducethefocusof4GbytheworldorChina,thereviewoftheformer20yearsdevelopmentofmobilecommunicationbyanalyzingthe4Gfacingproblem.Elaboratedthedemand,assumeanddiscussofthenewgenerationmobilecommunicationtechnologybyrelatedindustryofinternationalcommunity,exploredandprospectedtechnologyforegroundof4G.Alongwiththeprogressunremittinglyofsociety,studytothe4Gcontinuouslythorough,believethe4thmobilecommunicationsystemandusdistancewillbemoreandmoreshort.Havethehighdatarate,highfrequencychartutilizationcoefficient,Lowblast-offpower,agilityoperationpropsupabilityofthefuturewirelessmobilecommunicationsystemwillisleadstothepathnecessityofthefuturewirelessandmobilecommunicationsystem.KEYWORDS4thmobilecommunication,OFDM,multimodeterminal,wirelessnetwork,multimediacommunication.目录一、移动通信发展的历程----------------------------------------31、第一代移动通信技术-----------------------------------------32、第二代移动通信技术-----------------------------------------33、第三代移动通信技术-----------------------------------------4二、第四代移动通信产生的背景----------------------------------4三、4G移动通信的概念、技术要求、特征--------------------------61、4G移动通信简介--------------------------------------------62、4G移动通信主要技术要求------------------------------------63、目前正在开发和研制中的4G通信具有的特征-------------------6四、4G移动通信的接入系统--------------------------------------7五、4G移动通信系统中的关键技术--------------------------------81、定位技术---------------------------------------------------82、切换技术---------------------------------------------------93、软件无线电技术---------------------------------------------94、智能天线(SA)与多入多出天线(MIMO)技术-----------------------95、交互干扰抑制和多用户识别-----------------------------------106、可重构性/自愈网络------------------------------------------107、新的调制和信号传输技术-------------------------------------108、信道传输---------------------------------------------------109、系统管理资源-----------------------------------------------1110、4G的技术特点----------------------------------------------11六、OFDM技术在4G移动通信中的应用-----------------------------111、功能模块---------------------------------------------------142、OFDM技术优点----------------------------------------------153、OFDM技术的两个缺陷----------------------------------------16七、4G的网络体系结构------------------------------------------161、4G网络有如下特征--------------------------------------------17八、第四代移动通信面临的问题----------------------------------181、第四代通信技术存在的缺陷-----------------------------------192、实施4G通信，将可能遇到的一些困难--------------------------20九、当前的一些研究动向----------------------------------------211、移动宽带系统（MBS）----------------------------------------232、IEEE802．11系列----------------------------------------233、5－UP------------------------------------------------------244、多点多信道分配系统（MMDS）----------------------------------255、移动卫星服务（MSS）系统------------------------------------256、全IP-------------------------------------------------------267、移动IP-----------------------------------------------------268、系统框架---------------------------------------------------27十、第四代移动通信发展的前景-----------------------------------28移动通信已成为当代通信领域内的发展潜力最大、市场前景最广的热点技术。目前全球已具有相当规模的移动通信标准有GSM、CDMA和TDMA三大分支，每个分支都在抢占市场。全球无线技术各自为营，各厂商都在不断推出新技术，以迅速抢占行业标准的主导地位。尽管第三代移动通信（3G）标准比现有无线技术更强大，但也将面积竞争和标准不兼容等问题。人们开始呼吁移动通信标准的统一，以期通过第四代移动通信标准的制定来解决兼容问题。国际电信联盟（ITU）目前已经开始研究制订第四代移动通信标准，并已达成共识：把移动通信系统同其他系统（例如无限局域网，W-LAN，等）结合起来，产生4G技术，2010年之前使数据传输数率达到100Mbps，以提供更有效的多种业务。目前相互兼容移动通信技术的第四代移动通信标准（4G）正在业界萌动。第四代移动通信与第三代移动通信相比，将在技术和应用上有质的飞跃。4G将适合所有的移动通信用户，最终实现商业无线网络、局域网、蓝牙、广播、电视卫星通信的无缝衔接并相互兼容。一、移动通信发展历程：图1-11、第一代移动通信技术（1G）主要采用的是模拟技术和频分多址（FDMA）技术。由于受到传输带宽的限制，不能进行移动通信的长途温游，只能是一种区域性的移动通信系