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第四代移动通信系统及其关键技术研究

第四代移动通信系统及其关键技术研究

研究与开发

研究与开发

第四代移动通信系统及其关键技术研究*

王军选

(西安邮电学院通信工程系西安710121)

摘要

本文介绍了第四代移动通信系统的产生背景、特点和网络架构,讨论了第四代移动通信物理层的关键技术(OFDM、MIMO等)、网络和协议,最后对未来移动通信系统的发展进行了展望。

关键词

第四代移动通信;物理层关键技术;网络协议

1引言

到目前为止,移动通信的发展已经有3代,第四代移动

不大,限制了业务类型;分配给3G的频率资源已经趋于饱和;3G所采用的语音交换架构仍承袭了第二代移动通信的电路交换,而不是纯IP方式;流媒体(视频)的应用不尽如人意;数据传输速率较低等。在第三代移动通信还没有在全球全面展开的时候,已经有不少国家和组织已经开始了对第四代移动通信系统的研究。

通信(4G)的标准征集已经结束。第一代主要以模拟通信为主要特征,业务是语音业务;第二代是数字通信,主要的代表为GSM和基于窄带CDMA技术的IS-95,经过演进又有了所谓的2.5代的GPRS和cdma20001x,其业务主要是语音业务和低速的数据业务;第三代移动通信主要以CDMA技术为核心,标准由最初的WCDMA、TD-SCDMA以及

2第四代移动通信的网络体系结构

第四代移动通信系统网络被称为广带接入和分布网

cdma2000,增加了WiMAX标准,它主要提供中高速的数据

业务。

由于CDMA系统本身就是一个自干扰系统,即每一个用户都是其他用户的干扰,因此是一个干扰受限的系统。第三代CDMA在技术上有一定的局限性:多用户干扰的存在使得CDMA系统难以达到理想的通信速率;空中接口标准对核心网的限制,导致3G所能提供的服务速率的动态范围

络。该系统网络具有非对称的超过2Mbit/s的数据传输能力及不同速率间的自动切换能力,是多功能集成的宽带移动通信系统、宽带接入IP系统,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,集成了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,如图1所示。在不同的固定无线平台和跨越不同频带的网络中,第四代移动通信系统可提供无线服务,可以在任何地方以宽带接入互联网,并能够提供信息通信以外的数据采集、定位定时、远程控制等业务功能。

第四代移动通信系统的网络体系可以分为3层:物理

*陕西省自然科学基金资助项目(No.F200702),西安邮电学院中青年基金资助项目(No.109-0415)

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