摘要：隨著移動(dòng)市場(chǎng)的快速崛起發(fā)展，用戶對(duì)于移動(dòng)通信系統(tǒng)的性能提出了更高的要求，要求新的通信系統(tǒng)能夠帶來(lái)高速的服務(wù)和豐富的應(yīng)用體驗(yàn)。現(xiàn)在用的大多是第二代技術(shù)，第三代技術(shù)還不太成功，但已有了第四代技術(shù)的設(shè)想。第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)(4G)標(biāo)準(zhǔn)比第三代具有更多的功能。本文主要分析了4G技術(shù)在移動(dòng)通信中的關(guān)鍵技術(shù)以及未來(lái)發(fā)展前景。

　　關(guān)鍵詞：移動(dòng)通信,4G技術(shù),應(yīng)用發(fā)展

　　一、未來(lái)移動(dòng)通信的定位

　　從服務(wù)的角度看，雖然移動(dòng)通信最初是為了在移動(dòng)環(huán)境中打電話而發(fā)明的，但是21世紀(jì)的移動(dòng)通信絕不是單單為了打電話，必須要有新的服務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)。因此，3G一開(kāi)始就定位于多媒體業(yè)務(wù)。除了多媒體業(yè)務(wù)，未來(lái)移動(dòng)通信還要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)重要方面，即提供無(wú)所不在的服務(wù)和全球性的服務(wù)。

　　多媒體業(yè)務(wù)將向用戶提供聲、像、圖、文并茂的多種業(yè)務(wù)，使網(wǎng)上的業(yè)務(wù)量大大增加。無(wú)所不在的服務(wù)意指要把通信服務(wù)的對(duì)象從人擴(kuò)展到任何一件東西。例如，可以把一個(gè)非常小的無(wú)線芯片貼在一只正在投遞的袋子上，那么就可以對(duì)此袋子進(jìn)行跟蹤，更好地完成對(duì)整個(gè)投遞過(guò)程的管理。因此，如果任何一件移動(dòng)的東西都成為移動(dòng)通信的對(duì)象的話，移動(dòng)通信終端的數(shù)量將大大增加，網(wǎng)上流量也將劇增。全球性服務(wù)即通過(guò)全球范圍的標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信的全球化。為了在多媒體業(yè)務(wù)、無(wú)所不在的服務(wù)和全球性服務(wù)這三個(gè)方面取得成功，有許多技術(shù)問(wèn)題和管理問(wèn)題需要解決，尤其在多媒體和無(wú)所不在這兩方面存在的問(wèn)題更是突出。在具有先進(jìn)多媒體和無(wú)所不在服務(wù)的環(huán)境中，計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備將遍布所有地方，通信方式不僅是人與人之間，而且還包括人-機(jī)之間和機(jī)-機(jī)之間的通信。為了促進(jìn)在這種環(huán)境下的多媒體移動(dòng)通信，需要給所有移動(dòng)物體賦予無(wú)線通信功能;給所有難以安裝固定線路的地方賦予無(wú)線通信功能;給所有執(zhí)行命令、驗(yàn)證和控制功能的用戶隨身配件賦予無(wú)線通信功能。

　　將來(lái)的移動(dòng)網(wǎng)必須具有極強(qiáng)的平臺(tái)功能，能為大量無(wú)所不在的終端提供不同的服務(wù)。根據(jù)終端的數(shù)量和服務(wù)的類(lèi)型，還要為每一種服務(wù)提出一種贏利的商業(yè)模式。

　　二、第四代移動(dòng)通信技術(shù)特點(diǎn)

　　盡管歷經(jīng)多年的研究開(kāi)發(fā)，第三代移動(dòng)通信在實(shí)際應(yīng)用中還是碰到了很多問(wèn)題，因此人們又開(kāi)始把希望寄托到了提前出現(xiàn)的第四代的研究。到目前為止，第四代移動(dòng)通信技術(shù)(4G)技術(shù)還只是較多地停留于概念性的設(shè)想上，人們可以稱(chēng)之為廣帶(Broadband)接入和分布網(wǎng)絡(luò)，也可無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)或后3G技術(shù)，在4G的定義上，人們還無(wú)法就其技術(shù)參數(shù)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、乃至業(yè)務(wù)內(nèi)容給出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。但其大致的輪廓已經(jīng)得到了業(yè)界的共識(shí)。展望未來(lái)，我們可以大致看到4G通信將具有如下的特征：

　　2.1信息傳輸速率更快。人們研究4G的初衷是為了解決移動(dòng)終端快速訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)的問(wèn)題，變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的4G在應(yīng)用上應(yīng)具備更快的無(wú)線通信速度。從目前已經(jīng)公布的數(shù)據(jù)來(lái)看，4G最大的數(shù)據(jù)傳輸速率超過(guò)100Mbps，而3G網(wǎng)絡(luò)只有2Mbps。

　　2.2網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬。要想提高信息的傳輸速度，4G網(wǎng)絡(luò)中所需要帶寬要比3G網(wǎng)絡(luò)高出許多，估計(jì)達(dá)每個(gè)信道的帶寬會(huì)達(dá)100MHz，是3G20倍。

　　2.3容量更大。據(jù)估計(jì)，10年后，人們每天所獲取的信息量要比今天至少高3-4個(gè)數(shù)量級(jí)，而3G的容量將遠(yuǎn)無(wú)法滿足這種增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)量需求，所以，在4G里將采用新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)極大地提高系統(tǒng)的容量，如SDMA(空分多址)技術(shù)等，來(lái)滿足未來(lái)大信息量的需求。

　　2.4兼容性強(qiáng)。要使4G通信盡快地被人們接受，4G應(yīng)考慮在投資最少的情況下輕易地過(guò)渡到。因此4G將采用大區(qū)域覆蓋、多種網(wǎng)絡(luò)相互兼容、終端及網(wǎng)絡(luò)升級(jí)過(guò)渡容易等特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)真正意義的全球漫游。

　　2.5智能性更高。4G系統(tǒng)的智能化程度更高。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能方面，能夠做到自適應(yīng)地進(jìn)行資源分配、處理變化的業(yè)務(wù)流和適應(yīng)不同的信道環(huán)境;在其用戶終端的設(shè)計(jì)和操作也將更具智能化，它已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的手機(jī)，它可以被當(dāng)成手提電視，能夠綜合各方面因素來(lái)提醒它的主人此刻該做什么或者不該做什么。它將能夠?qū)崿F(xiàn)許多現(xiàn)在人們無(wú)法想象的功能。

　　2.6能實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的多媒體通信。4G通信將能在很大程度上改善現(xiàn)有3G多媒體通信存在的品質(zhì)不良，數(shù)據(jù)傳輸速率不高的不足，為各種多媒體流的高速高質(zhì)量傳送提供可行的解決方案。

　　2.7通信資費(fèi)更加便宜。由于兼容性問(wèn)題的解決和平滑性過(guò)渡的實(shí)現(xiàn)，4G的通信部署相比其他技術(shù)將顯得容易和迅速得多。這樣就能夠有效地降低運(yùn)營(yíng)成本，競(jìng)爭(zhēng)的白日化將讓人們享受到更加便宜通信資費(fèi)。對(duì)于現(xiàn)在的人來(lái)說(shuō)，未來(lái)的4G通信的確顯得很神秘，但技術(shù)的發(fā)展將使4G通信變成現(xiàn)實(shí)。實(shí)現(xiàn)3G未能實(shí)現(xiàn)的功能，實(shí)現(xiàn)真正意義上的個(gè)人通信。

　　三、4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)

　　3.1定位技術(shù)。定位是指移動(dòng)終端位置的測(cè)量方法和計(jì)算方法。它主要分為基于移動(dòng)終端定位、基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)定位或者混合定位三種方式。在4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中，移動(dòng)終端可能在不同系統(tǒng)(平臺(tái))間進(jìn)行移動(dòng)通信。因此，對(duì)移動(dòng)終端的定位和跟蹤，是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端在不同系統(tǒng)(平臺(tái))間無(wú)縫連接和系統(tǒng)中高速率和高質(zhì)量的移動(dòng)通信的前提和保障。

　　3.2切換技術(shù)。切換技術(shù)適用于移動(dòng)終端在不同移動(dòng)小區(qū)之間、不同頻率之間通信或者信號(hào)降低信道選擇等情況。切換技術(shù)是未來(lái)移動(dòng)終端在眾多通信系統(tǒng)、移動(dòng)小區(qū)之間建立可靠移動(dòng)通信的基礎(chǔ)和重要技術(shù)。它主要有軟切換和硬切換。在4G通信系統(tǒng)中，切換技術(shù)的適用范圍更為廣泛，并朝著軟切換和硬切換相結(jié)合的方向發(fā)展。

　　3.3軟件無(wú)線電技術(shù)。在4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中，軟件將會(huì)變得非常繁雜。為此，專(zhuān)家們提議引入軟件無(wú)線電技術(shù)，將其作為從第二代移動(dòng)通信通向第三代和第四代移動(dòng)通信的橋梁。軟件無(wú)線電技術(shù)能夠?qū)⒛�擬信號(hào)的數(shù)字化過(guò)程盡可能地接近天線，即將A/D和D/A轉(zhuǎn)換器盡可能地靠近RF前端，利用DSP進(jìn)行信道分離、調(diào)制解調(diào)和信道編譯碼等工作。它旨在建立一個(gè)無(wú)線電通信平臺(tái)，在平臺(tái)上運(yùn)行各種軟件系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)多通路、多層次和多模式的無(wú)線通信。因此，應(yīng)用軟件無(wú)線電技術(shù)，一個(gè)移動(dòng)終端，就可以實(shí)現(xiàn)在不同系統(tǒng)和平臺(tái)之間，暢通無(wú)阻的使用。目前比較成熟的軟件無(wú)線電技術(shù)有參數(shù)控制軟件無(wú)線電系統(tǒng)。

　　3.4智能天線技術(shù)。智能天線具有抑制信號(hào)干擾、自動(dòng)跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能，能滿足數(shù)據(jù)中心、移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)的性能要求。智能天線成形波束能在空間域內(nèi)抑制交互干擾，增強(qiáng)特殊范圍內(nèi)想要的信號(hào)，這種技術(shù)既能改善信號(hào)質(zhì)量又能增加傳輸容量。

　　3.5交互干擾抑制和多用戶識(shí)別。待開(kāi)發(fā)的交互干擾抑制和多用戶識(shí)別技術(shù)應(yīng)成為4G的組成部分，它們以交互干擾抑制的方式引入到基站和移動(dòng)電話系統(tǒng)，消除不必要的鄰近和共信道用戶的交互干擾，確保接收機(jī)的高質(zhì)量接收信號(hào)。這種組合將滿足更大用戶容量的需求，還能增加覆蓋范圍。交互干擾抑制和多用戶識(shí)別兩種技術(shù)的組合將大大減少網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的部署，確保業(yè)務(wù)質(zhì)量的改善。

　　3.6新的調(diào)制和信號(hào)傳輸技術(shù)。在高頻段進(jìn)行高速移動(dòng)通信，將面臨嚴(yán)重的選頻衰落。為提高信號(hào)性能，研究和發(fā)展智能調(diào)制和解調(diào)技術(shù)，來(lái)有效抑制這種衰落。例如正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM)、自適應(yīng)均衡器等。另一方面，采用TPC、Rake擴(kuò)頻接收、跳頻、FEC(如AQR和Turbo編碼)等技術(shù)，來(lái)獲取更好的信號(hào)能量噪聲比。

　　對(duì)于現(xiàn)在的人來(lái)說(shuō)，未來(lái)的4G通信的確顯得很神秘，4G的發(fā)展還將面臨極大的市場(chǎng)壓力。在建設(shè)4G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，通信運(yùn)營(yíng)商們將考慮直接在3G通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施之上，采用逐步引入的方法，使移動(dòng)通信從3G逐步向4G過(guò)渡。