【摘要】2012年1月18日，LTE-Advanced和Wireless MAN-Advanced（802.16m） 技術(shù)規(guī)范被國際電信聯(lián)盟確立為4G國際標(biāo)準(zhǔn)，由中國主導(dǎo)制定的TD-LTE-Advanced包含其中，這是我國通信事業(yè)的一大里程碑。本文主要介紹4G通信技術(shù)的發(fā)展歷程，并對4G移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵核心技術(shù)進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】 4G LTE OFDM

2012年1月18日，我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的通信標(biāo)準(zhǔn)TD-LTE正式成為國際標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)志著我國通信事業(yè)實(shí)現(xiàn)了與國際的接軌和同步發(fā)展。之前我國通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對世界發(fā)達(dá)國家而言一直處于相對落后的地位，為了改變這種不利的局面，我國在3G發(fā)展初期就積極參與4G國際標(biāo)準(zhǔn)的制定，對下一代通信技術(shù)進(jìn)行了前瞻性的研究，逐步建立和形成了自主的移動通信標(biāo)準(zhǔn)體系。2013年12月4日，工業(yè)和信息化部向中國移動、中國電信、中國聯(lián)通正式發(fā)放了第四代移動通信業(yè)務(wù)牌照，標(biāo)志著中國通信事業(yè)正式進(jìn)入了4G時代。

一、4G移動通信技術(shù)簡介

4G是第四代移動通信的簡稱，通常被用來描述相對于3G的下一代通信網(wǎng)絡(luò)。實(shí)際上，4G在開始階段也是由眾多自主技術(shù)提供商和電信運(yùn)營商合力推出的，技術(shù)和效果也參差不齊。從2009年初開始，國際電信聯(lián)盟（ITU）在全世界范圍內(nèi)征集IMT-Advanced（俗稱4G）候選技術(shù)。截止2009年10月，共計征集到了六個候選技術(shù)，分別來自于北美標(biāo)準(zhǔn)化組織IEEE的802.16m、日本3GPP的FDD-LTE- Advanced、韓國（基于802.16m）和中國（TD-LTE- Advanced）、歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP（FDD-LTE- Advanced）。ITU在收到候選技術(shù)后，組織世界各國和國際組織進(jìn)行了技術(shù)評估。2010年10月份，在中國重慶，ITU-R（國際電信聯(lián)盟無線電通信組）下屬的WP5D工作組最終確定了 IMT-Advanced的兩大關(guān)鍵技術(shù)，即LTE- Advanced和802.16m技術(shù)。我國提交的候選技術(shù)作為LTE- Advanced的一個組成部分也包含其中。

4G最大的技術(shù)特點(diǎn)就是具有更高的無線下載和上傳速度，可以對無線數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行更好的支持，讓移動用戶能夠更快的訪問無線互聯(lián)網(wǎng)。4G技術(shù)支持100Mbps-150Mbps的下行網(wǎng)絡(luò)帶寬，也就意味著用戶可以體驗(yàn)到最大12.5MB/S-18.75MB/S的下行速度，這是當(dāng)前國內(nèi)主流中國移動3G（TD-SCDMA）2.8 Mbps的35倍，中國聯(lián)通3G（WCDMA）7.2Mbps的14倍。因此4G技術(shù)可提供更高質(zhì)量、高帶寬和高速速的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與應(yīng)用選擇。

二、4G移動通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)核心OFDM

4G移動通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般可分為三層，分別為物理網(wǎng)絡(luò)層、中間環(huán)境層和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層。物理網(wǎng)絡(luò)層由無線和核心網(wǎng)的結(jié)合格式構(gòu)成，主要提供接入和提供接入和路由選擇功能；中間環(huán)境層主要完成QoS映射、地址變換和完全性管理等；物理網(wǎng)絡(luò)層與中間環(huán)境層及其應(yīng)用環(huán)境之間的接口是開放的，可以提供無縫高速數(shù)據(jù)率的無線服務(wù)。

第四代移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用）、SDMA（Space Division Multiple Access， 空分復(fù)用接入）、MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多入多出技術(shù)）、SDR（Software Defined Radio，軟件無線電）、MUD（Multiple User Detection，多用戶檢測技術(shù)）、IPv6等。而正交頻分復(fù)用（OFDM）為其關(guān)鍵技術(shù)核心。

OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）是正交頻分復(fù)用的簡稱，是在無線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù)。這種技術(shù)能夠?qū)⑿诺绖澐种性S多的正交子信道，每個子信道使用一個子載波調(diào)制，各子載波并行傳輸?？偟男诺谰哂蓄l率選擇性，但每個子信道相對平坦，可以在子信道上進(jìn)行窄帶傳輸，信號帶寬小于信道帶寬。該技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠顯著提高頻譜的利用率，再加上該技術(shù)可以消除或減小小信號波形間的干擾，因此具有良好的抗噪聲性能和抗多信道干擾能力，可以提供無線數(shù)據(jù)技術(shù)質(zhì)量更高（速率高、時延小）的服務(wù)和更好的性能價格比，使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高度可擴(kuò)展。

三、結(jié)語

4G移動通信技術(shù)的發(fā)展，更好的實(shí)現(xiàn)了人與互聯(lián)網(wǎng)、移動終端的互聯(lián)，逐步改變和滿足了用戶的上網(wǎng)模式和對網(wǎng)絡(luò)的需求。隨著科技的進(jìn)步，4G本身也必將不斷的演進(jìn)和完善，向著第五代移動通信技術(shù)發(fā)展。

作者簡介：虞滄，男，1981年12月生，湖北浠水人，武漢理工大學(xué)信息工程本科、電子與通信工程碩士?，F(xiàn)任武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，長期從事通信工程方向的教學(xué)和研究

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