4G通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

摘要　本文首先提出了3G系統(tǒng)目前存在的局限性，由此概括介紹了4G的引入及概念，并分別對其可能采用的新技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的變動(dòng)進(jìn)行了簡要介紹。最后列我國即將進(jìn)行的3G通信系統(tǒng)建設(shè)與4G通信系統(tǒng)的關(guān)系進(jìn)行闡述，并對4G的未來做出展望。

1　引言

隨著近年來3GPP各版本標(biāo)準(zhǔn)的逐一制定完成，特別是R99版本已相對成熟，3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)呈現(xiàn)出一觸即發(fā)的勢頭，而3G牌照的發(fā)放將極有可能成為我國3G建設(shè)的觸發(fā)點(diǎn)。然而，由于3G系統(tǒng)本身所具有的局限性已經(jīng)引起人們的注意，因此世界通信業(yè)界的專家們已將目光更遠(yuǎn)的放向了“后3G技術(shù)”(IMT-2OOO Beyond)，也可以稱為4G甚至是5G技術(shù)。

3G的局限性主要體現(xiàn)在以下的幾個(gè)方面。

(1)難以達(dá)到較高的通信速率。3G采用的是CDMA技術(shù)，CDMA本身是一個(gè)自擾系統(tǒng)，所有的移動(dòng)用戶都占用相同的帶寬和頻率，因此在系統(tǒng)容量有限的情況下，用戶數(shù)越多，越難達(dá)到較高的通信速率，不能夠滿足用戶對高速多媒體業(yè)務(wù)的要求；

(2)難以提供動(dòng)態(tài)范圍多速率業(yè)務(wù)。由于3G空中接口標(biāo)準(zhǔn)對核心網(wǎng)有所限制，因此3G將難以提供具有多種QoS及性能的各種速率的業(yè)務(wù)；

(3)難以實(shí)現(xiàn)不同頻段的不同業(yè)務(wù)環(huán)境間的無縫漫游。由于采用不同頻段的不同業(yè)務(wù)環(huán)境，需要移動(dòng)終端配置有相應(yīng)不同的軟、硬件模塊，而3G移動(dòng)終端目前尚不能夠?qū)崿F(xiàn)多業(yè)務(wù)環(huán)境的不同配置。

基于以上3G系統(tǒng)的一些局限性，人們希望能夠通過“后3G技術(shù)”來解決它們，并在未來能夠真正實(shí)現(xiàn)“任何人在任何地點(diǎn)以任何形式接入網(wǎng)絡(luò)”的夢想。

本文主要對4G的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行介紹，并對3G與4G的關(guān)系，以及因4G技術(shù)的發(fā)展而可能對我國3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)帶來的影響闡述個(gè)人的觀點(diǎn)。

2　4G的產(chǎn)生及概念

自移動(dòng)通信誕生之日起，其主流業(yè)務(wù)一直是人與人之間的語音業(yè)務(wù)。隨著Internet及多媒體技術(shù)的快速發(fā)展，用戶越來越不滿足僅僅通過語音進(jìn)行溝通的單一通信方式，以及人與人的單一通信對象。人們希望移動(dòng)通信系統(tǒng)能夠提供更廣泛的業(yè)務(wù)種類，例如因特網(wǎng)接入、圖像傳送、視頻點(diǎn)播、數(shù)據(jù)互傳、甚至實(shí)時(shí)的觀看電視節(jié)目等數(shù)據(jù)或多媒體業(yè)務(wù)。同時(shí)也希望能夠從目前的人與人之間的通信發(fā)展到人與機(jī)器、甚至機(jī)器與機(jī)器之間的通信。此外，對于運(yùn)營商來說，則更希望下一代的通信系統(tǒng)能夠更易于加載各類新業(yè)務(wù)及融合新技術(shù)，而無需頻繁的進(jìn)行系統(tǒng)變動(dòng)。這些需求將會使得移動(dòng)通信模式發(fā)生較大的變化。

移動(dòng)通信系統(tǒng)從2G到3G的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了從單純的語音通信向數(shù)據(jù)通信的跨越，但因?yàn)榍懊嫠龅姆N種原因，3G對無線多媒體業(yè)務(wù)的提供能力及質(zhì)量將注定不夠理想，并且網(wǎng)絡(luò)的智能化仍有待提高，再加之信息時(shí)代的迅猛發(fā)展，這一切無疑推動(dòng)了業(yè)界對下一代通信系統(tǒng)的研發(fā)工作。2000年10月6日國際電信聯(lián)盟(ITU) 在加拿大蒙特利爾市成立了“IMT 2000 and Beyond”工作組，歐洲、日本、韓國對4G的研究也陸續(xù)展開，我國在2002年3月也正式宣布啟動(dòng)對4G通信系統(tǒng)的研究工作。在2002年5月ITU 召開的“IMT 2000 and Systems Beyond”研討會上，mITF系統(tǒng)子委員會主席Watanabe先生將未來的通信系統(tǒng)描述為具備以下特征的系統(tǒng)。

(1)用戶可以在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間以任何方式不受限的接入網(wǎng)絡(luò)中來；