2021-4-10 | 通信技術
國際電信聯盟(ITU)已開始研究制定4G系統標準,并已達成共識:把移動通信系統同其他系統(如無限局域網,WLAN)結合起來。4G系統應體現移動與無線接入網及IP網絡不斷融合的發展趨勢。
1移動通信的發展歷程
(1)第一代——模擬移動通信技術(1G)。
(2)第二代——數字移動通信技術(2G)。
(3)第三代——多媒體移動通信技術(3G)。
雖然3G傳輸率快,仍無法滿足多媒體的通信需求。4G希望能提供更大的頻寬需求,滿足3G尚不能達到的在覆蓋、質量、造價上支持的高速數據和高分辨率多媒體服務的需要。
2第四代移動通信技術
2.14G通信技術面臨的挑戰
要順利地把4G系統投入應用,會遇到技術和市場等多方面的挑戰。
2.1.1標準難以統一
3G手機用戶在全球范圍都可以進行移動通信,但是由于沒有統一的國際標準,各種移動通信系統彼此互不兼容,給手機用戶帶來諸多不變。因此,4G系統必須首先解決通信制式等需要全球統一的標準問題,而世界各大通信廠商對此爭論不休。
2.1.2技術難以實現
4G系統所運用的各種核心技術還不完善,而這些技術的逐步完善是一個長期的過程。例如,核心網的移動IP技術,對于第四代移動通信系統而言,移動IP技術缺乏實時位置管理和快速切換機制的支持。另外移動IP環境下的QoS所使用的綜合業務、RSVP技術和區別型業務技術也是有待解決的重要問題之一。
2.1.3容量受到限制
4G通信的傳輸速度將會得到很大提升,從理論上說能達到100Mb/s的寬帶速率,比目前手機信息傳輸速率10kb/s要快1萬多倍,但手機的速度將受到通信系統容量的限制,如系統容量有限,手機用戶越多,速度就越慢。據有關行家分析,4G手機將很難達到其理論速度。
2.1.4市場難以消化
現在覆蓋全球的3G網路已經基本建成,全球正在消化吸收3G,對于4G的接受還需要一個逐步過渡的過程。在過渡過程中,如4G通信因為系統或終端的短缺而導致延遲的話,那么以后的新技術隨時都有可能威脅到4G技術。
2.24G的特點
4G可稱為寬帶接入和分布網絡,具有非對稱的超過2Mb/s的數據傳輸能力。它包括寬帶無線固定接入、寬帶無線局域網、移動寬帶系統和交互式廣播網絡。4G可以在不同的固定、無線平臺和跨越不同的頻帶的網絡中提供無線服務,可以在任何地方用寬帶接入互聯網(包括衛星通信和平流層通信),能夠提供定位定時、數據采集、遠程控制等綜合功能。4G具有以下特點:①通信速度更快;②網絡頻譜更寬;③多種業務的完整融合;④智能性能更高;⑤兼容性能更平滑;⑥實現更高質量的多媒體通信;⑦通信費用更加便宜。因此,相對其他技術來說,4G通信部署起來就容易、迅速得多。
2.34G中的關鍵技術
2.3.1正交多任務分頻(OFDM)調制技術
未來無線多媒體業務既要數據傳輸速率高,又要保證傳輸質量,這就要求所采用的調制解調技術既要有較高的信元速率,又要有較長的碼元周期,OFDM技術正滿足這一需求。OFDM是一種無線環境下的高速傳輸技術。無線信道的頻率響應曲線大多是非平坦的,OFDM技術的主要思想就是在頻域內將給定信道分成許多正交子信道,在每個子信道上使用一個子載波進行調制,各子載波并行傳輸,這樣盡管總的信道是非平坦的,但每個子信道是相對平坦的。且在各子信道上進行的是窄帶傳輸,信號帶寬小于信道帶寬,大大消除信號波形間的干擾。
2.3.2軟件無線電技術
在4G移動通信系統中,軟件將會變得非常繁雜。為此,專家們提議引入軟件無線電技術,將其作為從2G向3G和4G的橋梁。軟件無線電技術能夠將模擬信號的數字化過程盡可能地接近天線,即將A/D和D/A轉換器盡可能地靠近RF前端,利用DSP進行信道分離、調制解調和信道編譯碼等工作。它旨在建立一個無線電通信平臺,在平臺上運行各種軟件系統,以實現多通路、多層次和多模式的無線通信。因此,應用軟件無線電技術,一個移動終端就可以實現在不同系統和平臺之間暢通無阻的使用。
2.3.3智能天線技術
智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數字波束調節等智能功能,能滿足數據中心、移動IP網絡的性能要求。智能天線成形波束能在空間域內抑制交互干擾,增強特殊范圍內想要的信號,這種技術既能改善信號質量又能增加傳輸容量。
2.3.4MIMO技術
多輸入多輸出技術(MIMO)是指在基站和移動終端都有多個天線。MIMO技術為系統提供空間復用增益和空間分集增益??臻g復用是在接收端和發射端使用多副天線,充分利用空間傳播中的多徑分量,在同一頻帶上使用多個子信道發射信號,使容量隨天線數量的增加而線性增加。MIMO技術可提供很高的頻譜利用率,且其空間分集可顯著改善無線信道的性能,提高無線系統的容量及覆蓋范圍。
3對4G移動技術發展的幾點看法
為了搶占4G時代的發展機遇,促進中國產業發展,提出以下建議:
3.1圍繞終端芯片設計及解決方案盡快推進產業化
中國應該積極吸引國內外知名企業,以終端芯片設計、解決方案為重點,加快推進產業化,并推動包括網絡設備制造、整機制造、測試儀器等主要環節在內的4G產業鏈的形成,走創新集群發展道路,以盡快打造優勢產業,搶占國際市場。
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