4G移动通信系统概念介绍
直到2009年,人们都无法准确定义4G通信。有人说4G通信的概念来源于其他无线服务技术,从无线应用协议、全球口袋无线服务到3G。有人说4G通信是超越2010年的研究课题。4G通信是系统中的系统,可以使用各种无线技术。但无论人们如何定义4G通信,有一点人们可以肯定的是,4G通信可能是一个比3G通信更完美的无线新世界,它可以创造出很多消费者想象不到的应用。
与传统通信技术相比,4G通信技术最明显的优势是通话质量和数据通信速度。不过从通话质量来说,手机消费者还是可以接受的。随着技术的发展和应用,移动电话在现有移动电话网络中的通话质量仍在进一步提高。数据通信的高速确实是一大优势,其最大数据传输速率达到100Mbit/s,简直不可思议。此外,由于技术先进,成本投入大大降低,未来4G的通信成本将低于2009年。
4G通信技术是继第三代之后无线通信技术的又一次演进,其发展有着明确的目标:提高移动设备无线接入互联网的速度——根据3G市场分三个阶段的发展规划,3G多媒体业务将在10年后进入第三个发展阶段,届时覆盖全球的3G网络已基本建立,全球25%以上的人口使用第三代移动通信系统。在发达国家,3G业务的渗透率超过60%,因此需要新一代系统来进一步提高服务质量。
为了充分利用4G通信带来的高级服务,人们不得不依靠各种4G终端来实现。许多通信运营商正是看到了未来通信的巨大市场潜力,才开始将目光投向生产4G通信终端产品,如生产具有高速分组通信功能的小型终端,与配备摄像头的视频电话和影视视频传输服务相对应的终端,或与电脑配套的卡式数据通信专用终端。有了这些通信终端,人们的手机用户可以自由漫游,随时随地享受高质量的通信。
4G系统的网络结构和关键技术
4G移动系统的网络结构可以分为三层:物理网络层、中间环境层和应用网络层。物理网络层提供接入和路由功能,由无线和核心网相结合的格式完成。中间环境层的功能包括QoS映射、地址转换和完整性管理。物理网络层和中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的,这使得开发和提供新的应用和服务更加容易,提供高数据速率的无缝无线服务,并且运行在多个频带中。该业务可以适应多种无线标准和多模终端能力,跨越多个运营商和业务,提供广泛的服务。第四代移动通信系统的关键技术包括信道传输;抗干扰能力强的高速接入技术、调制和信息传输技术;高性能、小型化、低成本的自适应阵列智能天线:大容量低成本的无线接口和光接口;系统管理资源;软件无线电、网络结构协议等。第四代移动通信系统主要基于正交频分复用(OFDM)。OFDM技术具有高度可扩展的网络结构、良好的抗噪声性能和抗多信道干扰能力,能够为无线数据技术提供更高质量(高速率、小时延)的服务和更好的性价比,能够为4G无线网络提供更好的解决方案。例如无线区域环路(WLL)、数字音频广播(DAB)等。预计将采用OFDM技术。4G移动通信为宽带无线连接需求的加速增长提供了技术响应,并为跨越公共和私有、室内和室外的各种无线系统和网络提供无缝服务。通过向最合适的可用网络提供用户所需的最佳服务,我们可以应对基于互联网的通信的预期增长,添加新的频带,大幅扩展频谱资源,提供不同类型的通信接口,使用基于路由技术的网络架构,并利用傅立叶变换开发硬件架构,以实现第四代网络架构。移动通信将向数据、高速、宽带和更高频段方向发展,移动数据和移动IP有望成为未来移动网络的主流业务。