关键词4G移动通信；OFDM；MUD；IPv6
1引言
第三代移动通信系统是能够满足国际电联提出的IMT-2000PFPLMTS系统标准的新一代移动通信系统，要求具有很好的网络兼容性，能够实现全球范围内多个不同系统间的漫游，不仅要为移动用户提供话音及低速率数据业务，而且要提供广泛的多媒体业务。根据ITU的标准，世界各大电信公司联盟均己提出了自己的第三代移动通信系统方案，主要有W-CDMA、CDMA2000、TD-CDMA以及我国提出的拥有自主知识产权的TD-SCDMA。但3G也存在以下几方面的局限性：
不能支持较高的通信速率。3G虽然标称能达到2Mbit/s的速率，但平均速率只能达到384kbit/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。
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。
不能真正实现不同频段的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。由于3G系统以上的局限性，目前，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。
24G概念通信技术特点
目前，业界专业人士对4G概念移动通信系统的共识主要有以下几点：
a)用户可以在任何地点、任何时间以任何方式不受限地接入网络中来；
b)移动终端可以是任何类型的；
c)用户可以自由地选择业务、应用和网络；
d)可以实现非常先进的移动电子商务；
e)新的技术可以非常容易地被引入到系统和业务中来。
根据以上描述，未来的4G系统应具备以下的基本条件。
(1)具有很高的数据传输速率。对于大范围高速移动用户(250km/h)，数据速率为2Mbit/s;对于中速移动用户(60km/h)，数据速率为20Mbbit/s;对于低速移动用户(室内或步行者)，数据速率为100Mbit/s。
(2)实现真正的无缝漫游。4G移动通信系统实现全球统一的标准，能使各类媒体、通信主机及网络之间进行“无缝连接”，真正实现一部手机在全球的任何地点都能进行通信。
(3)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。
(4)良好的覆盖性能。4G通信系统应具有良好的覆盖并能提供高速可变速率传输。对于室内环境，由于要提供高速传输，小区的半径会更小。
(5)基于IP的网络。4G通信系统将会采用IPv6，IPv6将能在IP网络上实现话音和多媒体业务。
(6)实现不同QoS的业务。4G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。
34G概念通信关键技术探讨
（1）正交频分复用（OFDM）技术
第四代移动通信系统主要是以OFDM为核心技术。OFDM技术实际上是多载波调制的一种。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。
OFDM技术之所以越来越受关注，是因为OFDM有很多独特的优点：
a)频谱利用率高，频谱效率比串行系统高近一倍。OFDM
信号的相邻子载波相互重叠，其频谱利用率可以接近Nyquist
极限。
b)抗衰落能力强。OFDM把用户信息通过多个子载波传输，这样在每个子载波上的信号时间就相应地比同速率的单载波系统上的信号时间长很多倍，从而使OFDM对脉冲噪声和信道快衰落的抵抗力更强。
c)适合高速数据传输。OFDM自适应调制机制使不同的子载波可以按照信道情况和噪声背景的不同使用不同的调制方式。当信道条件好的时候，应采用效率高的调制方式；而当信道条件差的时候，则应采用抗干扰能力强的调制方式。再有，OFDM加载算法的采用，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。
d)抗码间干扰(ISI)能力强。码间干扰是数字通信系统中除噪声干扰之外最主要的干扰，它与加性的噪声干扰不同，是一种乘性干扰。造成码间干扰的原因有很多，实际上，只要传输信道的频带是有限的，就会造成一定的码间干扰。OFDM由于采用了循环前缀，故对抗码间干扰的能力很强。
（2）智能天线技术
智能天线采用了空时多址（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，将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，为每个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。这种技术具有抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束等功能，被认为是未来移动通信的关键技术。
目前，智能天线的工作方式主要有全自适应方式和基于预多波束的波束切换方式。全自适应智能天线虽然从理论上讲可以达到最优，但相对而言各种算法均存在所需数据量、计算量大、信道模型简单、收敛速度较慢，在某些情况下甚至出现错误收敛等缺点，实际信道条件下，当干扰较多、多径严重，特别是信道快速时变时，很难对某一用户进行实际跟踪。在基于预多波束的切换波束工作方式下，全空域被一些预先计算好的波束分割覆盖，各组
权值对应的波束有不同的主瓣指向，相邻波束的主瓣间通常会有一些重叠，接收时的主要任务是挑选一个作为工作模式，与自适应方式相比它显然更容易实现，是未来智能天线技术发展的方向。
（3）无线链路增强技术
可以提高容量和覆盖的无线链路增强技术有：分集技术，如通过空间分集、时间分集(信道编码)、频率分集和极化分集等方法来获得最好的分集性能；多天线技术，如采用2或4天线来实现发射分集，或采用多输入多输出(MIMO)技术来实现发射和接收分集。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。信息论已经证明，当不同的接收天线和不同的发射天线之间互不相关时，MIMO系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能，从而获得巨大的容量。在功率带宽受限的无线信道中，MIMO技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。
（4）软件无线电（SDR）技术
在4G系统中，若要实现“任何人在任何地点以任何形式接入网络”的理想通信方式，则至少需要保证移动终端能够适合各种类型的空中接口，能够在各类网络环境间无缝漫游，并可以在不同类型的业务之间进行转换。这就意味着在4G系统中，软件将会变得非常复杂。为此，专家们提议引入软件无线电技术，软件无线电是近几年随着微电子技术的进步而迅速发展起来的新技术，它以现代通信理论为基础，以数字信号处理为核心，以微电子技术为支持。软件无线电概念一经提出，就受到各方的极大关注，这不仅是因为软件无线电概念新技术先进、发展潜力大，更为重要的是它潜在的市场价值也是极具吸引力的。软件无线电强调以开放性最简硬件为通用平台，尽可能地用可升级、可重配置的不同应用软件来实现各种无线电功能的设计新思路。其中心思想是：构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，将工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等各种功能用软件来完成，并使宽带A/D和D/A转换器尽可能靠近天线，以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统。在4G众多关键技术中，软件无线电技术是通向未来4G的桥梁。由于各种技术的交迭有利于减少开发风险，所以未来4G技术需要适应不同种类的产品要求，而软件无线电技术则是适应产品多样性的基础，它不仅能减少开发风险，还更易于开发系列型产品。此外，它还减少了硅芯片的容量，从而降低了运算器件的价格，其开放的结构也会允许多方运营的介入。
（5）多用户检测技术
4G系统的终端和基站将用到多用户检测技术以提高系统的容量。多用户检测技术的基本思想是：把同时占用某个信道的所有用户或部分用户的信号都当作有用信号，而不是作为噪声处理，利用多个用户的码元、时间、信号幅度以及相位等信息联合检测单个用户的信号，即综合利用各种信息及信号处理手段，对接收信号进行处理，从而达到对多用户信号的最佳联合检测。它在传统的检测技术的基础上，充分利用造成多址干扰的所有用户的信号进行检测，从而具有良好的抗干扰和抗远近效应性能，降低了系统对功率控制精度的要求，因此可以更加有效地利用链路频谱资源，显著提高系统容量。
现有的多用户检测算法在计算复杂度与处理时延问题上存在不足，且算法中一些参数(频率、幅度、定时、相位等)估计有误时，会使得相关矩阵产生较大偏差，导致整个系统性能急剧下降。另一方面，当前的MUD算法只考虑了同小区内的干扰，而没有考虑相邻小区间的同频率用户干扰。一般的多用户检测研究都假设用户数据是独立等概率的，没有考虑信道编码的影响，现在组合信道编码和多用户检测的研究受到越来越多的重视。另外，目前的研究方向还包括多速率多用户检测和多用户检测与空时二维信号处理、多载波调制、功率控制等技术的结合。
（6）IPv6技术
4G通信系统选择了采用基于IP的全分组方式传送数据流，因此IPv6技术将成为下一代网络的核心协议。选择IPv6协议主要基于以下几点考虑：
a)巨大的地址空间。在一段可预见的时期内，它能够为所有可以想像出的网络设备提供一个全球惟一的地址。
b)自动控制。IPv6还有另一个基本特性就是它支持无状态和有状态两种地址自动配置方式。无状态地址自动配置方式是获得地址的关键。在这种方式下，需要配置地址的节点使用一种邻居发现机制来获得一个局部连接地址。一旦得到这个地址之后，它将用另一种即插即用的机制，在没有任何人工干预的情况下，获得一个全球惟一的路由地址。
c)服务质量。服务质量(QoS)包含几个方面的内容。从协议的角度看，IPv6与目前的IPv4具有相同的QoS，但是IPv6能提供不同的服务。这些优点来自于IPv6报头中新增的字段“流标志”。有了这个20位长的字段，在传输过程中，中国的各节点就可以识别和分开处理任何IP地址流。尽管对这个流标志的准确应用还没有制定出有关标准，但将来它无疑将用于基于服务级别的新计费系统。
d)移动性。移动IPv6在新功能和新服务方面可提供更大的灵活性。每个移动设备设有一个固定的家乡地址，这个地址与设备当前接入互联网的位置无关。当设备在家乡以外的地方使用时，通过一个转交地址即可提供移动节点当前的位置信息。移动设备每次改变位置都要将它的转交地址告诉给家乡地址和它所对应的通信节点。
4结束语
4G移动通信系统目前还只是一个基本概念，4G网络的定义仍然还不明确，IEEE等标准化组织仍处于制定标准和规范的过程中。但是融合现有的各种无线接入技术的4G系统将成为一个无缝连接的统一系统，实现跨系统的全球漫游及业务的可携带性，是满足未来市场需求的新一代的移动通信系统，它将帮助我们实现充满个性化的通信梦想。
参考文献
[1]AjayR.Mishra著，中京邮电通信设计院，无线通信研究所译.蜂窝网络规划与优化基础.北京:机械工业出版社，2004.
[2]何琳琳，杨大成.4G移动通信系统的主要特点和关键技术.移动通信，2004(2).
[3]NamgiKim;HymenChoir;HyunsooYoon.Seamlesshandoffschemefor4GmobilesystemsbasedonIPandOFDM.2004IEEE60thVolume5，26-29Sept.2004Page(s):3315-3318Vol.5
[4]Gazis，V.;Housos，N.;Alonistioti，A.;Merakos，L.Genericsystemarchitecturefor4Gmobilecommunications.The57thIEEESemiannualVolume3，22-25April2003Page(s):1512-1516vol.3
[5]Lu，municationsMagazine，IEEEVolume41，Issue3，March2003Page(s):104-106
[6]刘伟，丁志杰.4G移动通信系统研究进展与关键技术.中国数据通信，2004(2).
[7]袁晓超4G通信系统关键技术浅析.中国无线电，2005(12)
短消息系统的互联互通
运营商在开展3G业务时,短消息业务占据着最重要的地位。本文将论述短消息系统的互通网络结构,并对互通时遇到的相关问题进行讨论。
短消息业务实现了移动用户之间、移动用户和应用之间的信息传递,用户也可以通过短消息中心查询或预定信息。短消息业务提供终端发起、终端接收的信息服务,必须由MSC或SGSN及HLR配合完成。
不同平台及运营商间短消息的互通原则上都是由短消息网关完成的。短消息网关负责消息转发、协议转换、路由管理、话单输出等,具体包括互联网关和汇接网关的功能,前者用于SMSC和SP之间的交互,后者用于路由信息的管理即与其它平台及运营商的短信系统互通。
与固定网短消息的互通
所谓固定网短消息,就是利用现有的固定电话网,向固定电话用户提供多种信息的服务。
为实现固定网用户和移动网用户之间相互成功发送和接收短消息,可以直接在短消息中心之间互通,也可以经过短消息网关互通,一般情况下为了使网路结构简化,网间结算以及组网方便,大都是经过短消息的互联网关互通。运营商通过网间互联网关的连接以及互联网关与短消息中心之间的连接达到互通的目的,也就是一方的短消息中心在向对方用户发送短消息时,该短消息经双方的互联网关提交给对方短消息中心,由对方短消息中心向自己全网内用户发送。
网络结构
和固定网短消息互通的网络结构如下图所示:
在此方案中,运营商可新建3G移动短信网关,并与其他运营商的固网短信网关相连实现3G移动网短消息和其他运营商固网短消息的互通。
此方案互联点位于3G短信网关和固网短信网关之间(即虚线处),互联点清晰且便于3G短信及固网短信系统各自的计费结算及维护管理。
编号问题
目前,移动用户给移动用户发送点对点短消息的时候,被叫用户的号码(接受短消息用户的号码)就是移动用户的号码。但是,移动网的短消息业务除点对点的短消息以外,还包括了与各个ICP发送的短消息,为此必须给每个ICP分配相应的号码,而这些号码的分配是由移动运营商自行分配的。号码的分配当时并没有考虑移动网的短消息业务还会与固定网的短消息业务互通,因此给ICP所分配的号码是与固定网电话用户的号码类似的号码。据初步统计,已经被占用的长途区号达几百个,包括已经使用的和空余的,同样也占用了一部分本地电话号码。当移动用户向固定用户发送短消息的时候,被叫用户的号码与现有的ICP的号码是重复的,而且这种重复没有规律。因此,在固定网和移动网的短信互通时就需要解决号码的冲突问题。
为了解决这个问题,信息产业部决定在固定号码前面加上一个标识码,即起用一个未使用过的号码“106”。当移动用户给固定用户发送短消息时在被叫用户号码前面加上标识码“106”,号码长度最长可达15位。
第三方短信互联网关
在移动网用户向固定网用户发送短消息的时候,由于从固定网用户编号上无法区分其归属于哪一个运营商,故需经过第三方短信互联网关来完成移动网用户向固定网用户发送短消息时的路由选择工作。
当移动网用户向固定网用户发送短消息时,经过移动网的短消息中心到移动网的互联网关,移动网的互联网关不需要判别该用户是属于哪一个固定网的运营商,把短消息发送给第三方的互联网关,由第三方的互联网关去判别该用户是属于哪一个固定网运营商的用户,随后就可以把短信发送给此固定网运营商的短信互联网关,再经其短消息中心将短消息发送给用户。
在第三方短信互联网关上需要有相应的各本地网的不同运营商的号码分配纪录,且要保持实时更新。
与移动网短消息的互通
可采用3G互联短信网关与其他运营商的移动网短信网关互联的方案,互联短信网关可按照目的地进行接续和计费。互联短信网关之间可采用专线或者INTERNET相连。
由于移动网短信互联互通已经相当成熟,故本文不再赘述。多媒体消息系统的互联互通
多媒体消息业务(Multi-mediaMessageService)提供了一种非实时基于存储转发机制的多媒体通信方式。它可使多媒体消息在手机、PC/PDA以及email客户端等多种通信终端之间实现互发互收。收发的信息类型包括:文本、图片、音频、email及视频。多媒体消息业务实现了移动用户之间、移动用户和应用之间内容丰富的信息传递,用户也可以通过多媒体消息中心查询或预定信息。多媒体消息作为一种位于IP网络层的增值应用业务,它可连接各种载体(例如:GPRS、CSD及HSCSD等),因此,也是面向3G网络的。多媒体消息业务的实现必须由MMSC、WAPGW和HLR等网元配合完成。此外,多媒体消息业务要使用短消息中心(SMSC)来发送多媒体消息的通知给用户终端。
多媒体消息业务网络结构如下图所示:
多媒体消息中心(MMSC)是整个多媒体消息系统的核心,它主要负责存储并处理进出MMSC的消息,完成在网络上发送由文本、声音、图片及其他媒体格式组成的多媒体消息。多媒体消息中心内部主要分为MMSRelay和MMSServer,互通的功能主要由MMSRelay完成。MMSRelay负责在不同的消息系统之间进行消息传送,它在服务器和用户之间提供一个综合的功能,根据不同的网络综合不同的服务器类型。根据需要,MMSRelay和MMSServer可以合设也可以单独设置。
在多媒体消息业务系统中,MM4接口是多个多媒体消息业务中心之间互联互通的保证。3GPP多媒体消息规范本身对于互联互通就已经定义了MM4接口(在各个多媒体消息业务中心中实现),因此,只要各运营商在3G多媒体消息业务网中遵循3GPP规范设置多媒体消息业务中心,则不必设置多媒体消息网关就能实现多媒体消息的互通。但由于现有移动运营商的多媒体消息系统均未采用3GPP的规范设置,中国移动的“彩信”是采用基于3GPP规范并进行修改的非标准形式,而中国联通的“彩e”则是基于电子邮件的形式,故在与这些运营商的多媒体消息系统互通时,视其采用的多媒体消息系统结构的不同,可通过多媒体消息网关实现运营商之间的多媒体消息的互通。具体的多媒体消息互通网络结构图如下:
在此方案中,当运营商A与其他运营商的标准MMS系统互通时,可以将运营商A的MMSC和运营商B的标准MMS系统直接连接,此时互联点位于运营商A的MMSC和其他运营商标准MMS系统之间。当与运营商B的非标准MMS系统互通时,则需要通过设置MMS网关来进行协议转换,此时互联点位于运营商A的MMS网关和运营商B的非标准MMS系统之间。
即时通信(IMPS)消息系统的互联互通
3G系统支持的新业务非常多,本文将以即时通信消息(IMPS)的互通为例,简要论述一下3G新业务的互联互通。
第四代移动通信技术的概念可称为宽带接入和分布网络，具有非对称的超过2Mbit/s的数据传输能力。它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和交互式广播网络。第四代移动通信标准比第三代标准拥有更多的功能。第四代移动通信可以在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方用宽带接入互联网（包括卫星通信和平流层通信），能够提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。此外，第四代移动通信系统是集成多功能的宽带移动通信系统，是宽带接入IP系统。目前正在开发和研制中的4G通信将具有以下特征：
（一）通信速度更快
由于人们研究4G通信的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问Internet的速率，因此4G通信的特征莫过于它具有更快的无线通信速度。专家预估，第四代移动通信系统的速度可达到10-20Mbit/s，最高可以达到100Mbit/s。
（二）网络频谱更宽
要想使4G通信达到100Mbit/s的传输速度，通信运营商必须在3G通信网络的基础上对其进行大幅度的改造，以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的带宽高出许多。据研究，每个4G信道将占有100MHz的频谱，相当于W-CDMA3G网络的20倍。
（三）多种业务的完整融合
个人通信、信息系统、广播、娱乐等业务无缝连接为一个整体，满足用户的各种需求。4G应能集成不同模式的无线通信——从无线局域网和蓝牙等室内网络、蜂窝信号、广播电视到卫星通信，移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。各种业务应用、各种系统平台间的互联更便捷、安全，面向不同用户要求，更富有个性化。而且4G手机从外观和式样上看将有更惊人的突破，可以想象的是，眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋都有可能成为4G终端。
（四）智能性能更高
第四代移动通信的智能性更高，不仅表现在4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化，更重要的是4G手机可以实现许多难以想象的功能。例如，4G手机将能根据环境、时间以及其他因素来适时提醒手机的主人。
（五）兼容性能更平滑
要使4G通信尽快地被人们接受，还应该考虑到让更多的用户在投资最少的情况下轻易地过渡到4G通信。因此，从这个角度来看，4G通信系统应当具备全球漫游、接口开放、能跟多种网络互联、终端多样化以及能从2G、3G平稳过渡等特点。
（六）实现更高质量的多媒体通信
4G通信提供的无线多媒体通信服务将包括语音、数据、影像等，大量信息透过宽频的信道传送出去，为此4G也称为“多媒体移动通信”。
（七）通信费用更加便宜
由于4G通信不仅解决了与3G的兼容性问题，让更多的现有通信用户能轻易地升级到4G通信，而且4G通信引入了许多尖端通信技术，因此，相对其他技术来说，4G通信部署起来就容易、迅速得多。同时在建设4G通信网络系统时，通信运营商们将考虑直接在3G通信网络的基础设施之上，采用逐步引入的方法，这样就能够有效地降低运营成本。
二、4G移动通信的接入系统
4G移动通信接入系统的显著特点是，智能化多模式终端（multi-modeterminal）基于公共平台，通过各种接技术，在各种网络系统（平台）之间实现无缝连接和协作。在4G移动通信中，各种专门的接入系统都基于一个公共平台，相互协作，以最优化的方式工作，来满足不同用户的通信需求。当多模式终端接入系统时，网络会自适应分配频带、给出最优化路由，以达到最佳通信效果。目前，4G移动通信的主要接入技术有：无线蜂窝移动通信系统（例如2G、3G）；无绳系统（如DECT）；短距离连接系统（如蓝牙）；WLAN系统；固定无线接入系统；卫星系统；平流层通信（STS）；广播电视接入系统（如DAB、DVB-T、CATV）。随着技术发展和市场需求变化，新的接入技术将不断出现。
不同类型的接入技术针对不同业务而设计，因此，我们根据接入技术的适用领域、移动小区半径和工作环境，对接入技术进行分层。
分配层：主要由平流层通信、卫星通信和广播电视通信组成，服务范围覆盖面积大。
蜂窝层：主要由2G、3G通信系统组成，服务范围覆盖面积较大。
热点小区层：主要由WLAN网络组成，服务范围集中在校园、社区、会议中心等，移动通信能力很有限。
个人网络层：主要应用于家庭、办公室等场所，服务范围覆盖面积很小。移动通信能力有限，但可通过网络接入系统连接其他网络层。
固定网络层：主要指双绞线、同轴电缆、光纤组成的固定通信系统。
网络接入系统在整个移动网络中处于十分重要的位置。未来的接入系统将主要在以下三个方面进行技术革新和突破：为最大限度开发利用有限的频率资源，在接入系统的物理层，优化调制、信道编码和信号传输技术，提高信号处理算法、信号检测和数据压缩技术，并在频谱共享和新型天线方面做进一步研究。为提高网络性能，在接入系统的高层协议方面，研究网络自我优化和自动重构技术，动态频谱分配和资源分配技术，网络管理和不同接入系统间协作。提高和扩展IP技术在移动网络中的应用；加强软件无线电技术；优化无线电传输技术，如支持实时和非实时业务、无缝连接和网络安全。
三、4G移动通信系统中的关键技术
（一）定位技术
定位是指移动终端位置的测量方法和计算方法。它主要分为基于移动终端定位、基于移动网络定位或者混合定位三种方式。在4G移动通信系统中，移动终端可能在不同系统（平台）间进行移动通信。因此，对移动终端的定位和跟踪，是实现移动终端在不同系统（平台）间无缝连接和系统中高速率和高质量的移动通信的前提和保障。二）切换技术
切换技术适用于移动终端在不同移动小区之间、不同频率之间通信或者信号降低信道选择等情况。切换技术是未来移动终端在众多通信系统、移动小区之间建立可靠移动通信的基础和重要技术。它主要有软切换和硬切换。在4G通信系统中，切换技术的适用范围更为广泛，并朝着软切换和硬切换相结合的方向发展。
（三）软件无线电技术
在4G移动通信系统中，软件将会变得非常繁杂。为此，专家们提议引入软件无线电技术，将其作为从第二代移动通信通向第三代和第四代移动通信的桥梁。软件无线电技术能够将模拟信号的数字化过程尽可能地接近天线，即将A/D和D/A转换器尽可能地靠近RF前端，利用DSP进行信道分离、调制解调和信道编译码等工作。它旨在建立一个无线电通信平台，在平台上运行各种软件系统，以实现多通路、多层次和多模式的无线通信。因此，应用软件无线电技术，一个移动终端，就可以实现在不同系统和平台之间，畅通无阻的使用。目前比较成熟的软件无线电技术有参数控制软件无线电系统。
（四）智能天线技术
智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，能满足数据中心、移动IP网络的性能要求。智能天线成形波束能在空间域内抑制交互干扰，增强特殊范围内想要的信号，这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。
（五）交互干扰抑制和多用户识别
待开发的交互干扰抑制和多用户识别技术应成为4G的组成部分，它们以交互干扰抑制的方式引入到基站和移动电话系统，消除不必要的邻近和共信道用户的交互干扰，确保接收机的高质量接收信号。这种组合将满足更大用户容量的需求，还能增加覆盖范围。交互干扰抑制和多用户识别两种技术的组合将大大减少网络基础设施的部署，确保业务质量的改善。
（六）新的调制和信号传输技术
在高频段进行高速移动通信，将面临严重的选频衰落（frequency-selectivefading）。为提高信号性能，研究和发展智能调制和解调技术，来有效抑制这种衰落。例如正交频分复用技术（OFDM）、自适应均衡器等。另一方面，采用TPC、Rake扩频接收、跳频、FEC（如AQR和Turbo编码）等技术，来获取更好的信号能量噪声比。
四、OFDM技术在4G中的应用
若以技术层面来看，第三代移动通信系统主要是以CDMA为核心技术，第四代移动通信系统技术则以正交频分复用（OrthogonalFreqencyDivisionMultiplexer，OFDM）最受瞩目，特别是有不少专家学者针对OFDM技术在移动通信技术上的应用，提出相关的理论基础。例如无线区域环路（WLL）、数字音讯广播（DAB）等，都将在未来采用OFDM技术，而第四代移动通信系统则计划以OFDM为核心技术，提供增值服务。
在时代交替之际，旧有系统之整合与升级是产业关心的话题，目前大家谈的是GSM如何升级到第三代移动通信系统；而未来则是CDMA如何与OFDM技术相结合。可以预计，CDMA绝对不会在第四代移动通信系统中消失，而是成为其应用技术的一部份，或许未来也会有新的整合技术如OFDM/CDMA产生，前文所提到的数字音讯广播，其实它真正运用的技术是OFDM/FDMA的整合技术，同样是利用两种技术的结合。因此未来以OFDM为核心技术的第四代移动通信系统，也将会结合两项技术的优点，一部份将是以CDMA的延伸技术。
五、结束语
对于现在的人来说，未来的4G通信的确显得很神秘，不少人都认为第四代无线通信网络系统是人类有史以来最复杂的技术系统。总的来说，要顺利、全面地实施4G通信，还将可能遇到一些困难。
首先，人们对未来的4G通信的需求是它的通信传输速度将会得到极大提升，从理论上说最高可达到100Mbit/s，但手机的速度将受到通信系统容量的限制。据有关行家分析，4G手机将很难达到其理论速度。
其次，4G的发展还将面临极大的市场压力。有专家预测，在10年以后，2G的多媒体服务将进入第三个发展阶段，此时覆盖全球的3G网络已经基本建成，全球25%以上的人口使用3G，到那时，整个行业正在消化吸收第三代技术，对于4G技术的接受还需要一个逐步过渡的过程。
因此，在建设4G通信网络系统时，通信运营商们将考虑直接在3G通信网络的基础设施之上，采用逐步引入的方法，使移动通信从3G逐步向4G过渡。
参考文献：
1、谢显忠等.基于TDD的第四代移动通信技术[M].电子工业出版社,2005.
2、宋文涛,罗汉文.移动通信[M].上海交通大学出版社,1996.
（1）实验教学从属于理论教学，实验教学得不到足够的重视，实验是为验证理论知识，理论教学和实践教学相脱节；
（2）实验内容陈旧，无法赶上移动通信新型器件和装置的发展，缺乏新的实验教学手段和方法；设备的更新换代比较慢，实验的开展受到硬件实验设备的限制，跟不上技术革新的步伐；
（3）验证性实验多，综合性实验以及创新性实验少，在实验方法上基本是简单的模仿，学生被动学习，缺少积极的思维和创新，也没有探索的目标和方向，没有良好的实验教学改革措施；
（4）在移动通信原理课程中，关于调制解调等有关内容偏重理论，太过抽象，枯燥乏味。受资金和仪器设备不足等实验条件的限制以及学时较少的影响，很多移动通信原理实验（例如正交频分多路实验）不能由学生实际动手完成，一些实验内容仅仅能验证理论课学习的内容，显然对学生创新能力的培养是非常不利的。积极探索移动通信原理实验教学的改革，尝试开展仿真创新实验教学，对于学生更好地学习移动通信原理课程，培养创新能力起着重要的作用。
2仿真教学的引入与创新能力的培养
传统的移动通信原理课程理论教学，大多重在讨论某种技术或算法的原理及其理论推导，以方便理解调制解调器原理和无线电波变换过程，从而加深信源编解码和信道编解码、无线电波发射与接收等知识的理解。在常规的实验课上，对移动通信实验原理的讲解也要在黑板上书写，既不够形象、直观，又比较呆板。由于有大量的波形分析内容，教师在黑板上画图也是一件比较困难的事情，而且学生不易理解。在传统的设计性实验中，学生常因受到固定的实验设备的束缚而改变实验设计思路，不可避免地存在错误和不足，致使电路调试费时费力，甚至引起元器件和仪器设备损坏，使实验不能达到预期效果。因此，在移动通信原理实验教学中引入仿真实验，是对理论课教学的必要补充。学生可以充分利用仿真实验软件在数据采集、储存、分析、处理、传输及控制等方面的强大功能，进行方案的论证、选定和电路的设计，可以方便地改变参数来调整电路，使之更好地接近设计要求，设计出较为理想的电路。学生还可以根据要求输出电路的测试参量或波形，作为真实电路调试的依据和参考；可利用计算机进行不同的仿真操作，得到与使用实际实验装置进行真实实验相同的结果。另外，一些较为复杂的移动通信创新性实验和综合性实验，无法通过模拟实验完成实验课教学，但是通过引入仿真教学，便可以扩大实验教学的维度、扩大了实验教学的可操作性。移动通信是通信原理、高频电路和信号处理的交叉学科，学生只通过理论教学很难理解学科交叉性，对移动通信原理的理解也不够全面。通过引入仿真教学，既能加强学生对移动通信原理的认识，又能加强学生对实际电路的认识，为后续课程学习打下坚实的基础。仿真实验教学的引入，很好地支持了移动通信原理的学习，可以进行新技术的研究，拓展学生的工程意识，提高设计调试电路的灵活性，最大限度地发挥学生的创新思维，开阔学生的视野。
3仿真教学开展实例分析
3．1理论教学与正交调制解调分析
正交调制解调系统的原理是把整个可用信道频带B划分为N个带宽为f的子信道，把N个串行码元变换为N个并行的码元，将高速信号变换为低速的并行子数据流，分别调制这N个子信道载波进行同步传输，并在终端分开正交信号。信号的调制和解调实际是采用数字信号处理的方法来实现的。先将信号串并变换成低速支路，各支路的调制可以采用数字调制方式，然后进行快速傅里叶逆变换（IFFT）、快速傅里叶变换（FFT）来实现。
3．2正交频分电路仿真实验分析
通常在正交频分电路分析中，往往会忽略讲解和分析子载波调制快速傅里叶变换和反变换等内容。让学生从理论公式推导中理解OFDM原理，并利用Matlab编程实现不同子载波数的调制信号，可以验证对子载波数调制状态的影响，进一步验证理论公式并加深理解。可以用理论推导和实验验证两种方法来理解调制。通过正交频分各步骤的波形图，形象地描绘信号调制解调的过程，逼真地显现出真实信号传输变化的实时动态过程。
（1）确定参数。假设参数为：子载波数为8，FFT长度为8，符号速率、比特率、保护间隔长度为2，信噪比12，插入导频数。基本的仿真可以不插入导频，导频数可以为0。通过运行仿真及修改参数设置，教师可引导学生逐步实验，观察分析仿真结果并给出结论。通过示波器模块可以直观地观察到二进制随机信源。
（2）产生数据。使用随机数产生器产生二进制数据。可以将原序列化为16进制的码元图，通过改变数据率观察仿真波形。
（3）子载波调制。利用Matlab工具仿真实现BPSK、QPSK、16QAM、64QAM等4种调制方式。按照星座图，将每个子信道上的数据映射到星座图点的复数表示。通过改变支路不同的调制方式，观察到仿真波形，每次课都会有各式各样新的实验波形，可以直观地观察到二进制随机信源，以及将一路高速数据转换成多路低速数据的波形。
（4）IFFT运算。对上一步得到的同相分量和正交分量进行IFFT运算。为便于理解，可采用仿真软件直观地表现子信道上的数据与OFDM符号之间傅里叶逆变换关系。当子信道的脉冲为矩形脉冲时，具有sinc函数形式的频谱。当改变系统（N）时，OFDM功率谱形状也随之改变。
（5）加入保护间隔，加入噪声。由IFFT运算后的每个符号的同相分量和正交分量分别转换为串行数据，并将符号尾部G长度的数据加到头部，构成循环前缀。
（6）并串转换。将每个符号分布在子信道上的数据还原为一路串行数据。
（7）FFT运算。对每个符号的同相分量和正交分量按照（Ich＋Qch×i）进行FFT运算。由于噪声和信道的影响，接收端收到的每个子信道上的数据，映射到星座图不再是严格的发送端的星座图。将得到的星座图上的点按照最近原则判决为原星座图上的点，并按映射规则还原为一组数据。利用以上设计的信号，在Matlab中编程实现该信号的调制，画出调制前后信号的时序图。此时，学生容易理解此种调制方式为何IFFT被称调制。在此基础上，学生通过理论分析以及Matlab实验画图验证，进一步加深了对正交频分电路的理解。
4结束语
3GPP（The3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴计划）的LTE（LongTermEvolution，长期演进）标准是4G移动通信的主要技术方案之一。文献[1-2]针对星上功率放大器引起的非线性失真、大时延特性和时间分集对LTE空中接口进行改进。文献[3]通过分析卫星信道物理特性，并将信道物理特性作为依据对LTE的空中接口进行改进，增强了卫星信道传输的可靠性。上述文献都提出了LTE空中接口适应卫星通信系统可能会遇到的典型问题，并给出了主流的改进策略，但并没有在理论上详细探究LTE空中接口在卫星系统上的可行性，并且没有将WCDMA与OFDMA两种空中接口在卫星信道下对比分析。
文中首先系统性的阐述了以WCDMA和OFDMA为典型代表的地面3G、4G移动通信空中接口，研究了卫星移动通信系统的架构和特点，然后从信噪比门限、误码率、功放非线性影响这3个方面对比了WCDMA和OFDMA作为卫星系统空中接口的可行性，最后总结了现有文献基于LTE在卫星系统中使用的改进方案，为未来卫星移动通信系统空中接口的制定起到了一定的指导作用。
1地面空中接口概述
WCDMA和OFDMA分别是地面3G、4G标准的空中接口，本节分别对两种空中接口的特点、信道、调制编码方式等方面进行了概述。
1.1WCDMA空中接口
WCDMA是通用移动通信系统（UniversalMobileTelecommunicationsSystem，UMTS）的空中接口标准，而UMTS是国际标准化组织3GPP制定的全球3G标准之一。WCDMA基于直扩序列码分多址（DS-CDMA）技术，采用QPSK调制，载波带宽为5MHz，工作模式是FDD双工，并且支持不同数据速率的业务传输，最高可达2Mbps。在UMTS标准的后续版本引入新的链路层技术，支持更高的数据速率服务，具有更好的功率/带宽效率，如增强版本是高速分组接入（HighSpeedPacketAccess，HSPA），HSPA包括高速下行分组接入（HSDPA）和高速上行分组接入（HSUPA）。HSDPA引入高速下行链路共享信道（HighSpeedDownlinkSharedChannel，HS-DSCH），支持突发性、非对称和高速率的分组数据业务。它支持QPSK/16QAM的调制方式，使用基本速率为1/3的并行级联卷积Turbo码（ParallelConcatenatedConvolutionalCode，PCCC），速率匹配通过打孔或重传实现。HSUPA引入增强型专用信道（EnhancedDedicatedChannel，E-DCH），支持更高的上行数据传输速率。该信道使用BPSK调制和正交可变扩频因子（OrthogonalVariableSpreadingFactor，OVSF）码。
1.2OFDMA空中接口
4G移动通信比较成熟的标准有3GPPLTE标准和IEEE移动WiMAX标准，两者均为基于正交频分多址接入（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexingAccess，OFDMA）技术的空中接口，具有抗频率衰落和灵活分配子载波的特点。LTE和移动WiMAX的每个用户需要进行时间-频率子载波分配，支持可扩展的带宽，FDD/TDD双工，提供高数据传输速率和高频谱利用率的业务。
LTE和WiMAX标准之间存在差异。LTE标准与HSPA标准类似，使用了基本速率为1/3、可进行速率匹配的并行级联卷积Turbo码（PCCC），而移动WiMAX标准规定了各种FEC码，如双二进制卷积Turbo码。另外，它们具有不同的帧结构、系统参数和子载波复用方式。LTE的上行链路采用了DFT扩频OFDMA，而WiMAX的上行链路和下行链路直接采用OFDMA。图1描述了HSPA、LTE和移动WiMAX这3个地面移动通信标准的演进过程。
2卫星移动通信系统架构及特点
从上世纪90年代开始，卫星移动通信系统已经取得了的长足的发展。卫星移动通信系统与地面移动通信系统的关键优势是其大的覆盖面积，而固有的大衰落、长时延、高成本又给卫星移动通信系统带来了挑战。卫星移动通信系统可以支持单个或多个卫星，且每一颗卫星可以提供单点波束或多点波束的覆盖。用户终端通过卫星连接到网络，无线信号被指向发往或来自某个网关，系统根据运营商的要求制定一个集中分布或分散分布的网关。卫星环境下，信号由于传输途中受到建筑物或地势遮挡而衰弱。为了确保覆盖的连续性，利用地面补充部分（ComplementaryGroundComponents，CGC）进行信号重传。卫星移动通信系统架构如图2所示，用户终端可以直接与卫星之间收发信号，也可以通过CGC进行信号重传。由于卫星信道与地面移动信道在物理特性有较大差异，在对卫星移动通信系统的设计过程需要关注传输特性的改进，需要充分考虑卫星信道的影响，卫星信道主要有以下几个特点：
1)大衰落
随着收发端之间环境的变化，信号在长的传播途中缓慢变化，除了自由空间传播损耗外，雨衰的影响也很大。除了考虑来自卫星的直射信号之外，还需要考虑多径衰落的影响，多径衰落能使接收信号在短距离或短时间内的快速变化。
2)长时延
大传输时延是卫星通信的固有缺陷，主要是由于星地距离较大造成的，这对时间同步造成一定的挑战。另外，由于OFDM系统对频偏非常敏感，而卫星链路还会产生较大的频率偏差，这都将对系统产生严重影响。
3)多普勒频移
由于多普勒频移的存在会降低信号传输的可靠度，对卫星系统性能造成较大影响，因此在编码、调制、信道估计等多个环节都需要检测估计出多普勒频移信息，对其进行补偿。
3可行性对比
在针对WCDMA和OFDMA两种空中接口可行性研究的基础上，本章从信噪比门限、误码率性能、功放非线性容限三个方面对上述接口进行了分析和对比，研究结果发现OFDMA空中接口在卫星系统中具有更好的链路性能。WCDMA作为卫星空中接口的可行性研究主要包括：1）MSS系统采用WCDMA可扩充UMTS容量。2)允许与地面UMTS网络技术上的协同性。3)启用所有波束和卫星的全频率复用。4)支持大区域广播/组播服务。5)对由于商业原因未部署网络覆盖的地区、需扩展网络容量的地区、由于自然灾害造成地面网络被损坏的地区提供了网络服务[4]。OFDM作为卫星空中接口的可行性研究主要包括：1)尽管具有大的峰均功率比（PAPR），OFDM信号还是能够在非线性卫星链路上有效传输。2)预失真设计和前向纠错编码是互补的。3)卫星视距（LOS）传播条件下可以实现正确接收；卫星非视距（NLOS）传播条件下，由于存在负的链路余量，手持终端无法实现正确的业务接收[5]。
两种空中接口均有其应用优势，但在多径信道下，OFDM的频谱利用率较WCDMA更高；而WCDMA接收机的载噪比高于OFDM[5]。为了完善两种空中接口可行性研究，下面从信噪比门限、误码率性能、功放非线性容限三个角度比较了两者在卫星信道下的链路性能[6]。
1)信噪比门限
卫星宽带衰落信道存在稳定的传播时延，HSPA与LTE/WiMAX的Eb/N0门限值是可比的。然而，HSDPA采用了地面中继，对微弱卫星信号进行增强，因此比LTE/WiMAX需要的Eb/N0门限低。
2)误码率
卫星信道的大时延会造成码正交性的显著降低，成为HSDPA高速数据传输的严重制约因素。当HSDPA传输速率为2.4Mbps时，误码率在Eb/N0为4~5dB时达到最低，却仍达不到10-3。3)功放非线性影响功放非线性会使链路性能受到一定程度的降级。其中，HSDPA在单码传输时功放非线性对链路性能影响非常小，而多码传输则会使PAPR增加，性能降低；LTE的上行链路使用SC-FDMA，这种调制方式对功放非线性的敏感性较小；WiMAX的上行链路则直接使用OFDMA，对功放非线性的敏感性较大。另外，文献[7]证明了回退和数字预失真结合的方法可以减小放大器非线性的影响。综上，可以得出以下结论：①卫星宽带衰落信道环境下，HSDPA与LTE/WiMAX的Eb/N0门限是可比的。②大传播时延的卫星信道环境下，HSDPA比LTE/WiMAX的Eb/N0门限低。③大传播时延的卫星信道环境下，码正交性的损失构成了HSDPA高速数据传输正确性的严重限制因素。④所有空中接口的链路性能都会因为放大器的非线性受到一定程度的降低。其中：-HSPA：在多码传输时PAPR增加。-LTE/WiMAX：OFDM的IFFT处理导致PAPR增加。其中，LTE上行链路使用SC-FDMA，受影响小；而WiMAX上行链路直接使用OFDMA，受影响大。因此，LTE和WiMAX空中接口在卫星信道下表现的链路性能比HSPA更可靠。然而，不论是WCDMA或是OFDMA空中接口都缺少TTI的有效时间分集，从而缺少了时间交织增益，使性能至少损失了5dB。同时，由于卫星系统的功率受限和大时延的存在会使短TTI失去优势。
4基于LTE的改进方案
前文已对卫星移动通信系统特点以及两种地面空中接口在卫星系统下的可行性对比进行了研究，得出LTE空中接口在卫星信道下表现出更好的链路性能的结论。由于LTE标准中所规定的传输时间间隔(TTI)较小，因此在大时延的卫星链路下无法得到好的时间分集。另外，卫星链路产生的大频偏和衰落，对OFDM产生严重的影响，而传统OFDM技术的峰均比(PAPR)较大，会导致严重失真。因此，要想将LTE空中接口应用到卫星系统，则需要针对卫星信道环境的大时延、大衰落特性带来的约束，对LTE空中接口进行改进。针对这些问题，需要调整接口以补偿卫星系统的大往返时延和大衰落，目前已有几种主流的改进方法，如频率复用技术、卫星链路同步技术、PAPR降低技术和自适应编码调制与交织技术。
4.1频率复用技术
由于频谱资源有限，在卫星系统中需要提高卫地信道的频谱利用率，频率复用是一种较好的解决方案，可以很好的促进地面网与卫星网的融合。
对于采用WCDMA的多点波束卫星系统，可通过给相邻波束分配不同的扩展码来实现频率复用。而对于OFDMA，则一般采用小数倍频率复用（fractionalfrequencyreuse，FFR），采用该技术可以改善基于OFDMA的多点波束卫星系统的频谱利用率，有效复用卫星频率。
图3显示了基于OFDMA的多波束卫星系统的频率复用模式。每一波束分为中心和边缘区域，每一帧分为两个时段T1和T2。时段T1被分配给波束半径为R1的点波束中心的终端，该时间段能被多有子载波利用。时段T2被分配给波束边缘的终端，该时间段只能被单个子载波利用。然而，为防止相邻点波束之间的干扰，两个区域的用户信号不能同时传输。频谱利用率与点波束中心区域大小有关，如果设置点波束中心区域的半径比点波束半径的一半还要大时，即R1>R2/2，则可以获得比传统方案更高的频谱利用率。
4.2卫星链路同步接收技术
从物理层角度出发，卫星链路中存在大时延会造成严重张曼倩，等地面空中接口在卫星移动通信的适用性研究的载波间干扰(ICI)和符号间干扰(ISI)，其中以频偏影响更为严重。一些传统的同步算法可以应用到卫星系统，但效率不高。目前相关研究组提出了一种基于莱斯信道模型的频偏估计算法，该算法利用时域恒包络零自相关(CAZAC)序列进行符号同步和整数频偏估计，相对现有算法更加快速可靠。在地面OFDMA系统，上行链路帧同步可由随机接入过程获得。由于小区内的用户之间的延迟差比子帧长短，子帧长相当于LTE系统的传输时间间隔（TTI）。在这种情形下，用户传输一个前导告知基站自己的位置，然后基站在一个TTI内给用户分配资源。然而，卫星系统一个波束内用户之间的时延差比1个TTI长，这需要修改LTE系统的上行链路定时同步或资源分配方案，使适用于卫星环境。
如果考虑只修改LTE系统中的上行链路定时同步方案，资源分配方案不变，这表示上行链路信号应在卫星端同时接收。因此，同一波束内的所有用户都将利用一定的延迟，在同一时刻到达卫星。该方案会造成有效时间资源的浪费，达到了数十毫秒，并直接影响系统吞吐量和延迟敏感业务的QoS。为了解决该问题，需要将上行链路定时同步与修改的资源分配方案相结合，上行链路定时同步方案与传统LTE一致，以保留与LTE系统物理层的最大兼容性[8]。例如，UE1和UE2分别代表了位于点波束边缘和点波束中心的终端，即UE1和UE2分别具有最大和最小的往返时延（RTD）。设定UE1延迟时间为参照，即UE1一旦接收到下行链路的资源分配信息，就会立即传输上行链路信号，等待时间D1=0。那么其余UEj的Dj可以通过修改的资源分配方案计算。实际上，卫星事先通过随机接入方案可以得到每一个UE的位置信息，并根据位置信息分配资源。该方案中，可以保证最大的时延Dj不超过一个子帧时间，从而增强了整个系统的吞吐量，降低了时延。
4.3PAPR降低技术
OFDM因具有较高的频谱利用率和较好的抗多径衰落能力而被广泛应用于卫星通信系统中，但其较大的PAPR使得信号非线性容抗较差，要求系统内的部件具有很大的线性动态范围，否则出现非线性产生多载波互调噪声干扰，所以，降低PAPR是提高卫星系统传输性能的一个重要研究方向。目前已经有很多降低PAPR的方法，如限幅滤波、编码、有效星座扩展（ACE）、多信号表示法等，其中较为常用的有：LTE上行链路采用SC-FDMA调制，通过增加DFT和IDFT提高传输的准确性，降低传输时延；部分格状成形技术不仅能有效降低OFDM信号的PAPR，而且在保持较高信息率的情况下灵活地与纠错编码相结合，大大改善OFDM卫星通信系统的误码率性能[3]；分数阶傅里叶变换（FRFT）代替传统OFDM系统中的FFT，在改善OFDM系统误码率性能的同时有效降低了PAPR[3]。
4.4自适应编码调制与TTI交织技术
自适应编码调制技术（AMC）是一种对抗信道衰减的技术，其使用受限是由于卫星系统的大往返时延造成的。文献[8]提到了一种有效的功率控制和符号卷积结合的AMC方案，适用于基于LTE的卫星移动通信系统，该方案相对传统AMC方案有高达10.2%的频谱效率增益和高达8dB的功率增益。
当终端移动速度降低到一定程度时，信道编码抵抗衰落效果将会不明显。卫星链路具有大的环路延迟和缓慢的长衰落[9]，LTE标准中的TTI机制无法产生较好的时间分集效果。利用现有混合自动重传请求(HARQ)的灵活性降低信道的相关性，把LTE发射机同一环路缓存中的数据映射到不同TTI中，达到时间分集的目的。
5结束语
“L+C+W”网络中的3张网络因工作制式、工作频段、设备发射功率及接收灵敏度等诸多不同，其表现出来的覆盖半径、接入带宽、数据传输安全性等各不相同。LTE网络主要使用2.6GHz频段或1.8GHz，EV⁃DO网络工作在800MHz频段，Wi-Fi网络工作在2.4GHz（11b/g/n）或5GHz（11a/n）频段；EVDO网络自由空间传输能力及绕射能力均最强，LTE网络次之，Wi-Fi网络最弱；且LTE网络、EVDO网络BTS或MS发射功率及接收机灵敏度均明显高于Wi-Fi网络AP及其STA，抗干扰能力也远高于Wi-Fi网络。故正常情况下，LTE网络、EVDO网络单扇区的覆盖半径远大于Wi-Fi网络单AP的覆盖半径，但因LTE工作频段远高于EVDO网络，其覆盖半径要略小于EVDO网络。从下行空口速率看，EVDO网络下行空口速率理论值为3.1Mbit/s，小于LTE理论空口速率150Mbit/s，远小于Wi-Fi网络300Mbit/s理论空口速率。三网络覆盖半径及理论空口速率关系如图2所示。这些因素决定了LTE网络、EVDO网络主要解决“面”、“线”连续覆盖问题。LTE网络主要为高移动和高速率数据业务用户提供服务，EVDO网络主要为高移动性、中低数据业务速率数据业务用户提供服务，Wi-Fi网络主要解决“点”覆盖问题，主要为分布集中、数据业务量需求大、移动性较小的数据业务用户提供服务。三者互相补充，可满足不同用户对无线数据业务带宽的需求。
2“L+C+W”网络空口资源调配方法
“L+C+W”网络是否能实现智能、高效融合，与其相关的因素主要有以下3个方面。
a）“L+C+W”三网络覆盖区域的重规划与割接，规划区域大小与统一资源与数据管理服务器处理能力、区域内eNode数量、BTS数量、AP数量及L+C+W用户数量、用户移动性分布均有密切关系，实现区域内三网络统一成为移动通信用户的无线接入媒介。
b）实现用户终端、网络接入设备与网间切换相关的参数统一上报、管理（网内切换的数据保留现网的处理方式）。
c）“L+C+W”网络综合的无线空口资源调度算法，通过该算法使得区域内“L+C+W”网络空口资源、传输资源得到统一调配，提高利用率，是实现“L+C+W”网络智能、高效融合、提升用户感知、增加用户黏性、提升企业运营效益的关键，也是三网融合的核心。鉴于此，下文简要介绍“L+C+W”网络空口资源调度算法。为了方便，本文提到的网络空口无线资源调度算法主要指的是“L+C+W”网络之间的空口资源调度算法。参照图1，执行“L+C+W”网络空口无线资源调度算法的核心设备为统一数据、资源管理服务器（下文简称服务器），算法可以分3个步骤。
a）第一步。移动用户、数据业务、接入网络、带宽需求综合识别，该步骤是实现“L+C+W”网络空口资源灵活调度的基础，具体包括以下5个子步骤。
（a）用户识别：服务器通过深度报文检测（DPI）技术获取用户的IP地址，再结合用户所在区域的IP地址池分配信息库、AAA认证信息等获得用户的服务质量等级，如金牌、银牌、铜牌等。
（b）业务识别：服务器通过DPI技术获得用户正在从事的数据业务类型，如移动支付业务、银行支付业务、网站账号登陆、E-Mail业务、普通Web浏览业务、WAP业务、视频业务、FTP业务、QQ业务、易信、微信等。
（c）网络识别：服务器通过用户数据来源识别该用户所接入的网络类型，即判断用户来自LTE网络、EVDO网络还是Wi-Fi网络。
（d）业务安全等级分析：服务器根据业务识别结果，判断该用户从事数据业务的安全性等级，结合其使用的网络判断是否满足安全性要求。一般来说，安全性高的数据业务通过LTE网络、EVDO网络接入，安全性等级低的数据业务可通过Wi-Fi网络接入。
（e）业务带宽需求分析：服务器根据用户识别、业务识别结果，结合用户服务QoS等级、数据业务类型不同感知等级的带宽要求等因素，判断该用户从事该类数据业务的不同等级带宽要求。用户服务QoS等级越高，感知等级越高的同类数据业务要求的带宽越高。
b）第二步。“L+C+W”网络切换相关的参数上报到服务器。即移动用户及网络接入设备定期或不定期将用户所在位置的“L+C+W”网络测量空口参数、时隙繁忙程度等与空口资源相关的参数上报到统一数据、资源管理服务器。
c）第三步。“L+C+W”网间切换算法，该算法是完成用户空口资源指配的核心，主要遵循以下几方面。
（a）数据安全考虑：根据用户业务识别结果，如果用户使用的是与用户注册、账号登陆、网购、银行查询、转账等相关的业务，建议用户优先使用LTE网络、3G网络接入，即若用户当前使用的是Wi-Fi网络，则需指配到LTE网络或3G网络；若用户使用的是公共资源下载、普通网页浏览等安全级别低的数据业务，则可以优先考虑用户使用Wi-Fi网络。
（b）移动性考虑：根据用户当前业务过程中的切换记录信息或测量到三网络空口信号稳定性等信息，大致判断用户当前的移动性强弱，若用户属于高移动性用户，则建议向该用户优先指配LTE网络或3G网络；若用户所在位置有Wi-Fi网络，且测量到的三网络信号相对稳定、不存在明显的切换记录，则用户不具有明显移动性，则优先考虑用户使用Wi-Fi网络接入。
（c）空口带宽需求：根据用户QoS等级、用户业务最小感知带宽需求分析结果，结合该用户测量到的LTE网络、3G网络、Wi-Fi网络空口无线质量参数（如接收信号强度、信噪比、上下行协商速率等）及其相关接入设备繁忙程度参数（如时隙利用率、数据缓冲区可用空间大小等），判断三网络各自为当前用户提供数据业务的能力。一般来说，接收到的信号越强、信噪比越高、占用的带宽越大，用户与该网络接入设备协商的数据传输速率越高；网络接入设备时隙利用率越低，设备可用数据缓冲区空间越大，则该用户可从该网络获得数据传输时隙越长。综合以上两因素，用户从三网络获得的数据传输能力为协商速率与数据传输时隙的乘积。乘积越大，则可为该用户提供的空口传输能力越大，反之越小。
（d）网络空闲资源调度：网络建设初期，在满足用户业务感知带宽需求后，通常会存在一定数量的闲置资源。统一数据、资源管理服务器通过以上综合分析，在满足数据安全、不掉线的前提下，为每个用户提供满足各类业务感知服务的同时，还需进一步充分利用网络空闲资源，提升同类数据业务感知服务等级，用来提升用户感知，增强用户黏性，实现企业运营效益最大化。
[摘要]第四代移动通信技术（4G）与前三代移动通信技术相比具有五大技术要求，解决了四大关键技术后4G将一统移动通信的天下。
引言
移动通信技术飞速发展，已经历了3个主要发展阶段。每一代的发展都是技术的突破和观念的创新。第一代起源于20世纪80年代，主要采用模拟和频分多址(FDMA)技术。第二代(2G)起源于90年代初期，主要采用时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)技术。论文百事通第三代移动通信系统(3G)可以提供更宽的频带，不仅传输话音，还能传输高速数据，从而提供快捷方便的无线应用。但是第三代移动通信系统仍是基于地面标准不一的区域性通信系统，尽管其传输速率可高达2Mb/s，仍无法满足多媒体通信的要求，因此第四代移动通信系统(4G)的研究势在必行。
一、4G的定义及其技术要求
第四代移动通信技术可称为广带(Broadband)接入和分布网络，具有非对称超过2Mb/s的数据传输能力，对全速移动用户能提供150Mb/s的高质量影像服务，将首次实现三维图像的高质量传输。它包括广带无线固定接入、广带无线局域网、移动广带系统和互操作的广播网络(基于地面和卫星系统)，集成不同模式的无线通信，移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。其广带无线局域网(WLAN)能与B-ISDN和ATM兼容，实现广带多媒体通信，形成综合广带通信网(IBCN)，他还能提供信息之外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。其主要技术要求是：
(1)通信速度提高，数据率超过UMTS，上网速率从2Mb/s提高到100Mb/s。
(2)以移动数据为主面向Internet大范围覆盖高速移动通信网络，改变了以传统移动电话业务为主设计移动通信网络的设计观念。
(3)采用多天线或分布天线的系统结构及终端形式，支持手机互助功能，采用可穿戴无线电，可下载无线电等新技术。
(4)发射功率比现有移动通信系统降低10～100倍，能够较好地解决电磁干扰问题。
(5)支持更为丰富的移动通信业务，包括高分辨率实时图像业务、会议电视虚拟现实业务。
二、4G的关键技术
1.OFDM(正交频分复用)
OFDM技术实际上是MCM(Multi-CarrierModulation，多载波调制)的一种。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰(ICI)。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。由于OFDM技术由于具备上述特点，是对高速数据传输的一种潜在的解决方案，因此被公认为4G的核心技术之一。
2.软件无线电
软件无线电（SoftwareDefinedRadio，简称SDR），就是采用数字信号处理技术，在可编程控制的通用硬件平台上，利用软件来定义实现无线电台的各部分功能：包括前端接收、中频处理以及信号的基带处理等。即整个无线电台从高频、中频、基带直到控制协议部分全部由软件编程来完成。其核心是在尽可能靠近天线的地方使用宽带的“数字/模拟”转换器，尽早地完成信号的数字化，从而使得无线电台的功能尽可能地用软件来定义和实现。软件无线电是一种基于数字信号处理(DSP)芯片以软件为核心的崭新的无线通信体系结构。
3.智能天线
智能天线是波束间没有切换的多波束或自适应阵列天线。多波束天线在一个扇区中使用多个固定波束，而在自适应阵列中，多个天线的接收信号被加权并且合成在一起使信噪比达到最大。与固定波束天线相比，天线阵列的优点是除了提供高的天线增益外，还能提供相应倍数的分集增益。智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，其基本工作原理是根据信号来波的方向自适应地调整方向图，跟踪强信号，减少或抵消干扰信号。智能天线的核心是智能算法，而算法决定电路实现的复杂程度和瞬时响应速率，因此需要选择较好算法实现波束的智能控制。
4.IPv6协议
4G通信系统选择了采用基于IP的全分组的方式传送数据流，因此IPv6技术将成为下一代网络的核心协议。
（1）巨大的地址空间。在一段可预见的时期内，它能够为所有可以想像出的网络设备提供一个全球惟一的地址。
（2）自动控制。IPv6还有另一个基本特性就是它支持无状态和有状态两种地址自动配置的方式。无状态地址自动配置方式是获得地址的关键。在这种方式下，需要配置地址的节点使用一种邻居发现机制获得一个局部连接地址。一旦得到这个地址之后，它使用另一种即插即用的机制，在没有任何人工干预的情况下，获得一个全球惟一的路由地址。
（3）服务质量。服务质量（QoS）包含几个方面的内容。从协议的角度看，IPv6与目前的IPv4提供相同的QoS，但是IPv6的优点体现在能提供不同的服务。IPv6报头中新增加的字段“流标志”，有了这个20位长的字段，在传输过程中，中国的各节点就可以识别和分开处理任何IP地址流。
（4)移动性。移动IPv6（MIPv6）在新功能和新服务方面可提供更大的灵活性。每个移动设备设有一个固定的家乡地址（homeaddress），这个地址与设备当前接入互联网的位置无关。当设备在家乡以外的地方使用时，通过一个转交地址(care-ofaddress）来提供移动节点当前的位置信息。移动设备每次改变位置，都要将它的转交地址告诉给家乡地址和它所对应的通信节点。
三、结束语
由于4G与1～3G相比具有通信速度更快，网络频谱更宽，通信更加灵活，智能性能更高，兼容性能更平滑等优点，4G将成为行业关注的焦点。相信不久的将来4G将一统移动通信的天下，产生巨大的社会效益和经济效益。
参考文献：
就移动通信而言，其工程项目管理是指通过控制项目的成本、管理、组织等环节，让其在一定时间内有效地实施并完成通信网络的建设，是具有临时性和应用性的组织模式。其具有以下特点：第一，施工现场的分散性；第二，工程系统含有开放性特征；第三，该工程项目通常包含了许多个子工程项目；第四，移动通信方面的工程项目具有极强的时效性，如果不能及时完成或者是将其投资时间错失，不仅会使其工程管理上级战略无法落实，而且还会对其投资效益产生影响，甚至对使其通信的服务质量受到影响，最后无法保证整个通信网络的稳定与安全。为了确保通信工程能够稳定的开展，需要对其采用项目管理手段。通过项目管理的开展有效控制通信工程的各个环节，并保障每个环节的具体工作能够落实到实处。在应用项目管理时，需要对其使用目的明确，充分了解移动公司的通信工程建设的具体情况，并构建健全和科学的项目管理制度体系。
2移动通信企业对其工程项目实施项目管理的基本现状
（1）需要更加完善和科学的项目制度管理体系。从根本通信工程的含义可以了解到，移动通信企业实施工程项目的最终目的是为了构建通信网络。通信网络工程项目有许多类型，比如无线、交换、传输以及新技术等，因此通信项目具备非常高的专业性。对于要花费多年时间来建设的通信工程，对其实施项目管理时，其工程管理已经开始实现程序化，并积累了相对较为完善的一整套通信工程的管理方法。随着对通信工程要求的精密化，必须使用科学和实效的管理制度体系来指导工程施工。但是此种管理体系的构建却遇到了更高挑战，这是因为新技术引入和环境的多变性等因素的影响，使得通信工程表现出时效性高和周期性偏短的特性。
（2）需要提高项目施工的质量控制力度。因为通信工程在具体建设施工时，其施工现场是分散的，而且通常由多个子项目构成，因此这就决定了通信工程的管理与建设工作，需要将各个分公司以及各个部门具有的资源相互支配与调动，所以必须对其施工过程的质量加以掌控，及时地发现其中存在的质量问题，并采取相应的措施。为了确保各项工作能够有效地落实，需要具备更加完善的项目管理制度体系与管理工具，对各个环节和资源实现合理的调节与控制，确保其施工质量水平。
3项目管理对于通信工程的应用
对于移动通信企业来说，对其实施项目管理活动，要了解项目管理的主要内容。根据相关管理理论可以知道，项目管理主要包括了9个方面的内容，即关于成本方面的管理、关于沟通方面的管理、关于风险方面的管理、关于采购方面的管理、关于质量方面的管理、关于工程范围方面的管理、关于人力方面的管理、关于时间上的管理以及关于综合性的管理。这所有方面的管理掌控着通信工程的5大建设过程，即项目的启动、项目的规划、项目的执行、项目的监控和项目完成后的收尾工作。总体来说，参照全球企业与移动企业实际的管理经验来说，可以将项目管理构成一个管理框架，在这个管理框架中，将移动通信企业的项目管理作为6个实施阶段来进行。即项目的立项、项目的计划阶段、项目的实施阶段、项目的评估阶段、项目的推广阶段和项目的维护阶段。关于项目管理到底怎样应用于移动通信企业的工程中，下面以实际案列的项目管理来说明。案列简介：中国的移动通信企业与2011年在中国广西南宁市的长堽路开展关于将专线引入南宁市市电中的单项通信工程。此项通信工程的施工企业是广西省的凯威电力通信安装工程公司。此工程依据施工图纸与供电答复方案，对长堽路开展配电中心的改造以及电缆与电缆配管的埋设与安装。此次工程要求施工工期为168天。
3.1此项工程施工具有的特点
（1）需要高效的协调能力。因为此项通信工程施工场地在市区，因此施工现场车辆与人流大，并要沿路对电力管道进行铺设，因此铺设过程会经过许多的沿路店铺，而且因为地段施工地的地下管线非常错综复杂，对其实施开挖工作难度很高，并且还需要控制开挖时造成的施工噪音，因此，此项工程施工需要高效的协作力。
（2）此项工程的质量标准高。对于这项通信工程来说，因为工程施工时会牵涉许多的线路，而且工期时间较为紧迫，要通过精密高效的组织管理工作来确保工程的质量。所以，必须在其施工前依据工期状况与施工实际情况，制定可行和科学的施工计划，并需要建立完善的施工组织体系架构，并严格要求施工时的GB50217-2007工作标准。依据此标准，对工程实施质量管理，有效地控制施工过程的质量，并检查和跟踪其质量情况。此外，还需要对材料采购实施采购管理，确保材料、半成品以及设备的质量水平。施工人员在现场施工时需进行施工管理，确保其各个施工环节的施工质量，严格管理工程的施工质量，避免工程质量事故。
3.2工程实施的施工部署管理
3.2.1总目标管理
第一，在施工质量上，要确保能一次交验就能够合格。第二，工期要保证在168天以内。第三，施工现场无死亡、火灾、交通、重伤等重大安全事故，严格按安全标准实施现场施工。第四，必须保证施工现场的文明与标准。
3.2.2项目的人力资源组织管理
为了能够使项目按期、按质、按时的完成，按照施工与科学管理要求，对于此次施工项目来说，确定项目经理的领导地位，依据项目的相关法规与制度，实施项目人力管理。项目经理全面负责与管理工程的安全、质量、文明、进度等所有环节，并构建施工组织的人力资源架构图。各个职位的人员对其所负责的工作实施管理。技术人员主要对施工过程的技术实施管理。施工员主要对其施工过程进行管理。安全员对施工现场实施安全管理。质检员对工程质量实施管理。材料员主要实施材料管理。资料员对施工的相关文件档案加以管理。
3.2.3施工现场的协调管理
对实施过程中的工作实施协调管理工作，必须要保证协调工作的有利性、有节性以及有理性，并符合现行的规章制度与法律法规，做好各方协调工作。
3.3项目施工的计划管理
为了确保通信工程能够按时按质的完成，需要计划管理其施工环节。将此项工程分成八个大阶段，每个阶段计划好相应的施工时间与施工人员，每个阶段环环相扣，下个阶段工作的实施必须是在上个工作按时按质完成的情况下开展。每个阶段的工作需要做好相应的施工配合工作，并计划相应阶段的人力需求与设备需求，确保每个阶段的人力和材料设备能够及时提供。
3G系统采用码分多址（CDMA）和分组交换技术。三种主流的技术标准：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。主要问题在于：没有一个统一的世界标准；语音不是在IP网络结构上；数据传输达不到速度要求。
国际两大3G标准化组织：3GPP和3GPP2。第三代合作伙伴计划（3rdGenerationPartnershipProject，即3GPP）成立于1998年12月。成员包括欧洲ETSI、日本ARIB和TTC、中国CCSA、韩国TTA和北美ATIS。3GPP的目标是在ITU的IMT-2000计划范围内制订和实现全球性的(第三代)移动通信系统规范，致力于WCDMA的发展。第三代合作伙伴计划2（3rdGenerationPartnershipProject2，即3GPP2）成立于1998年12月，成员包括：TIA(北美)、CCSA(中国)、ARIB/TTC(日本)和TTA(韩国)。3GPP2其致力于使ITU的IMT-2000计划中的(3G)移动电话系统规范在全球的发展，它是从2G的CDMA或者IS-95发展而来的CDMA2000标准体系的标准化机构。
WCDMA有Release99、Release4、Release5、Release6等版本。WCDMA（宽带码分多址）采用直接序列扩频码分多址（DS-CDMA）、频分双工（FDD）方式，码片速率为3.84Mcps，载波带宽为5MHz。基于Release99/Release4版本，可在5MHz的带宽内，提供最高384kbps的用户数据传输速率。WCDMA能够支持移动/手提设备之间的语音、图象、数据以及视频通信，速率可达2Mb/s（对于局域网而言）或者384Kb/s（对于宽带网而言）。
HSDPA（高速下行分组接入，HighSpeedDownlinkPackagesAccess）技术是实现提高WCDMA网络高速下行数据传输速率最为重要的技术，是3GPP在R5协议中为了满足上下行数据业务不对称的需求提出来的，HSDPA是与R99的信道在同一载波上，只是为HSDPA增加了专门的信道，只需要进行软件升级即可。HSDPA下行峰值速率理论最大值可达14.4Mbps。
HSUPA(高速上行链路分组接入，highspeeduplinkpacketaccess)。HSUPA通过采用多码传输、HARQ、基于NodeB的快速调度等关键技术，使得单小区最大上行数据吞吐率达到5.76Mbit/s，大大增强了WCDMA上行链路的数据业务承载能力和频谱利用率。HSUPA引入了五条新的物理信道E-DPDCH、E-DPCCH、E-AGCH、E-RGCH、E-HICH和两个新的MAC实体MAC-e和MAC-es，并把分组调度功能从RNC下移到NodeB，实现了基于NodeB的快速分组调度，并通过混合自动重传HARQ、2ms无线短帧及多码传输等关键技术，使得上行链路的数据吞吐率最高可达到5.76Mbit/s，大大提高的上行链路数据业务的承载能力。
HSDPA是WCDMA下行链路方向(从无线接入网络到移动终端的方向)针对分组业务的优化和演进。与HSDPA类似，HSUPA是上行链路方向(从移动终端到无线接入网络的方向)针对分组业务的优化和演进。HSUPA是继HSDPA后，WCDMA标准的又一次重要演进。
CDMA2000即CDMA20001×EV，1xEV的意思为“Evolution”，表示标准的发展，DO意为DataOnly（后来把DataOnly改为DataOptimized，表示EV-DO是对CDMA20001X网络在提供数据业务方面的一个有效的增强）。CDMA20001×EV-DO（DataOnly），采用话音分离的信道传输数据。CDMA20001×EV-DV（DateandVoice），即数据信道于话音信道合一。CDMA网提供两大类应用，语音和数据。根据应用CDMA2000演进可分为继续提高语音容量，从CDMA20001X演进到1X增强版或从CDMA20001X标准演进到EV-DO版本0，然后从EV-DO版本0演进到EV-DO版本A以及EV-DO版本B再到EV-DO增强版。
CDMA20001X到1X增强版的平滑演进是利用1/8空白速率帧，使用更有效的闭环功控、反向链路提早结束、前向链路提早结束、前向链路干扰抵消（QLIC）、QOF等技术，采用双天线接收的话，则每扇区的容量可达120个同时通话。1X增强版显著增加了语音容量，同时让网络和频谱投资最大化。
从CDMA20001X演进到EV-DO版本0，在原有的1X基站上增加一个专门用来做高速数据传输的载频，还需要增加新的PCF（分组控制功能模块）。兼容特性使得1xEV-DO可沿用现有网络的规划及射频部件。1xEV-DO基站还可与CDMA20001X的基站合一，并允许用户经由1X的载波使用高质量的话音服务和通过1xEV-DO的载波使用高性能的移动数据业务。
从EV-DO版本0演进到EV-DO版本A，只需对EV-DO版本0网络设备进行软件更新，升级基站中的信道板，基站系统中的其他硬件设备则完全可以保留重用。针对网络的不同情况，EV-DO版本A标准还支持终端在EV-DO版本A和EV-DO版本0网络之间的快速切换。终端和网络的后向兼容性保证了运营商可以逐步向版本A演进，保护了对原版本0网络和终端的投资。由于EV-DO版本A设备已经成熟，可以选择跳过EV-DO版本0而直接从CDMA20001X升级为EV-DO版本A。EV-DO版本A到EV-DO版本B，基站和终端之间可以在前反向多个载波上同时传送数据，从而获得更高的峰值传输速率和系统吞吐量。EV-DO版本B可以通过支持多个载频的EV-DO版本A基站进行升级来实现，这需要对基站和基站控制器进行软件更新。EV-DO版本B完全后向兼容EV-DO版本0和EV-DO版本A。EV-DO版本A和EV-DO版本0终端可以无缝接入到EV-DO版本B网络中获取服务。EV-DO版本B网络可以更有效地支持VoIP和可视电话等实时业务。EV-DO增强版完全后向兼容EV-DO版本0、EV-DO版本A和EV-DO版本B。EV-DO版本B、EV-DO版本A和EV-DO版本0的终端可以无缝接入到EV-DO增强版网络中获取服务。
2在3G之后，第四代（4G）移动通信更先进的技术旨在建立一个新的全IP化的接入网和与固网融合的纯IP核心网，目的是提供宽带移动无线接入
3G向4G的演进路线为：WCDMA和TD-SCDMA，均从HSDPA演进至HSUPA，进而到LTE（3GPP长期演进项目）；CDMA2000沿着1xEV-DO.0、1xEV-DO.A、1xEV-DO.B，最终到UMB，超移动宽带（UltraMobileBroadband）。
3GLTE使用OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing、正交频分复用技术)以及它的后续技术OFDMA(OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess、正交频分多址技术)是未来无线宽带技术的基础。同UMB一样，LTE也采用了OFDM/OFDMA作为物理层的核心技术，不同的是LTE不再支持CDMA，而UMB为了保持良好的兼容性仍然支持在总带宽中分出一部分带宽来支持CDMA。LTE在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；改善小区边缘用户的性能；提高小区容量；降低系统延迟，用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms；支持100Km半径的小区覆盖；能够为350Km/h高速移动用户提供大于100kbps的接入服务；支持成对或非成对频谱，并可灵活配置1.25MHz到20MHz多种带宽。UMB是可以在1.25MHz和20MHz间以约150KHz的频率增量灵活部署，支持频段包括450MHz、700MHz、850MHz、1700MHz、1900MHz、1700/2100MHz、1900/2100MHz(IMT)和2500MHz(3G扩展频段)，可与现有的CDMA20001X和1xEV-DO系统兼容，但在数据传输速率、延迟性、覆盖度、移动能力及布建弹性等方面都更具优势。UMB系统继承了1xEV-DO系统的自适应编码调制、HARQ(物理层混合重传)以及QoS控制机制，结合了CDMA、TDM、QOFDMA(准OFDMA)、LDPC(低密度奇偶校验码)等其它先进技术，同时引入了基于MIMO(多路输入输出)、SDMA(空分复用接入)和Beamforming(波束赋性)等多天线技术。在4G网络中将主要使用以下一些核心技术。
正交频分复用（OFDM）/正交频分多址接入(OFDMA).OFDM是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，子载波并行传输。每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽。OFDM可以消除或减小信号波形间的干扰，提高了频谱利用率。OFDMA是OFDM调制的一种形式，具有更高的频谱效率和更好的抗衰落性能。对于低数据率用户，需要更低的发射功耗，具有恒定而不是随时间变化的更短延迟。OFDMA会把副载波的子集分配给各个用户，以信道状态的反馈能执行自适应用户到副载波的分配。与OFDM相比，快速衰退、窄带同频干扰性能都得到了提高，改进了系统的频谱效率。
软件无线电是把尽可能多的无线及个人通信功能通过可编程软件来实现，使其成为一种多工作频段、多工作模式、多信号传输与处理的无线电系统。也可以说，是一种用软件来实现物理层连接的无线通信方式。智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，智能天线应用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。多输入多输出（MIMO、Multiple-InputMultiple-Out-put）技术利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术，采用分立式多天线能够有效地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系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能，从而获得巨大的容量。在功率带宽受限的无线信道中，MIMO技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。
第四代移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络，可以实现不同网络间的无缝互联。核心网独立于各种具体的无线接入方案，能提供端到端的IP业务，能同已有的核心网和PSTN兼容。核心网具有开放的结构，能允许各种空中接口接入核心网；同时核心网能把业务、控制和传输等分开。采用IP后，所采用的无线接入方式和协议与核心网络(CN)协议、链路层是分离独立的。IP与多种无线接入协议相兼容，因此在设计核心网络时具有很大的灵活性，不需要考虑无线接入究竟采用何种方式和协议。
综上，随着移动通信的发展呈现趋势传送宽带化、应用个性化、接入多样化、网络数据化、系统互补化及有线、无线一体化的大趋势，宽带无线市场必定潜力巨大，发展前景一片光明。
参考文献：
[1]彭林.第三代移动通信技术.电子工业出版社.【ISBN】750538361.
[2]康桂霞，田辉，朱禹涛，杜娟.CDMA20001x无线网络技术.人民邮电出版社[ISBN].978-7-115-16664-7.
[3]张智江，朱士钧，严斌峰，张云勇.3G业务技术及应用.人民邮电出版社[ISBN]978-7-115-14353-2.
[4]罗凌，焦元媛，陆冰.第三代移动通信技术与业务(第二版).人民邮电出版社[ISBN]978-7-115-15962-5.
[5]田辉，康桂霞，李亦农，徐海博.3GPP核心网技术.人民邮电出版社[ISBN]978-7-115-16109-3.
购物车(0)