第四代移动通信系统研究_徐卫东(2)

消费电子徐卫东等:第四代移动通信系统研究

全管理、有源网络。物理层与网络业务执行技术层提供开放式IP接口。应用层与网络业务执行技术层之间也是开放式接口,

用于第三方开发和提供新业务。

终端设备的设计和操作具有智能化,更重要的是4G手机可以实现许多难以想象的功能,例如,4G手机将能根据环境、时间以及其他因素来实时提醒手机的主人。

(5)兼容性能更强

要使4G通信尽快地被人们接受,还应该考虑到让更多的用户在投资最少的情况下轻易地过渡到4G通信。因此,从这个角度来看,4G通信系统应当具备全球漫游、接口开放、能跟多种网络互联、终端多样化以及能从2G,3G平稳过渡等特点。

(6)实现更高质量的多媒体通信

4G通信提供的无线多媒体通信服务将包括语音、数据、影像等,大量信息通过宽频的信道传送出去,为此4G也称为 多媒体移动通信!。

(7)通信费用更加便宜

由于4G通信不仅解决了与3G的兼容性问题,让更多的现有通信用户能轻易地升级到4G通信,而且4G通信引入了许多尖端通信技术,因此,相对其他技术来说,4G通信部署起来就容易迅速得多。同时在建设4G通信网络系统时,通信运营商们将考虑直接在3G通信网络的基础设施之上,采用逐步引入的方法,这样就能够有效地降低运营成本。3G,4G移动通信系统网络架构

图2 4G系统的网络体系分层

2.2 4G移动通信的接入系统

4G移动通信接入系统的显著特点是,智能化多模式终端基于公共平台,通过各种接入技术,在各种网络系统(平台)之间实现无缝连接和协作。在4G移动通信中,各种专门的接入系统都基于一个公共平台,相互协作,以最优化的方式工作,来满足不同用户的通信需求。当多模式终端接入系统时,网络会自适应分配频带,给出最优化路由,以达到最佳通信效果。目前,4G移动通信的主要接入技术有:无线蜂窝移动通信系统(例如2G,3G)、无绳系统(如DECT)、短距离连接系统(如蓝牙)、WLAN系统、固定无线接入系统、卫星系统、平流层通信(STS)、广播电视接入系统(如DAB,DVBT,CATV)。随着技术发展和市场需求变化,新的接入技术将不断出现。

2 4G移动通信系统网络架构

2.1 网络体系结构

在第四代移动通信系统中,为了满足不同用户对不同业务的需求,将各种针对不同业务的接入系统通过多媒体接入系统连接到基于IP的核心网中,形成一个公共的、灵活的、可扩展的平台,网络的连接如图1

所示。

2.3 4G移动通信的软件系统

4G移动通信的软件系统趋于标准化、复杂化、智能化。软件系统的首要任务是,创建一个公共的软件平台,使不同通信系统和终端的应用软件,通过此平台 互联互通!。并且,通过此软件平台,实现对不同通信系统和终端的管理和监控。因此,建立一个统一的软件标准和互联协议,是4G移动通信软件系统的关键。

软件系统将逐步采用Web服务模式,以代替现行的客户/服务器模式。新的计算机语言如XML,将用于未来的这种基于Web的分布式服务。另一方面,软件系统还将在网络安全上做进一步研究,以保障通信网络的正常工作、数据完整和其他特殊需要。

图1 4G系统的网络结构

3 4G移动通信系统的关键技术

3.1 调制技术与信号传输

在高频段高速移动传输会产生严重的频率选择性衰落,实现调制/解调的鲁棒性可以克服这种频率选择性衰

落,并且新的调制技术如多载波正交频分复用调制技术以及单载波带自适应均衡技术都将提供很高的频谱效率。另外,电池功率的限制也必须突破。4G系统将采用这些

从图1中可以看出基于IP技术的网络架构使得用户在2G,3G,4G,WLAN,固定网之间无缝漫游可以实现。我们可将系统网络体系结构分为3层,如图2所示。从图2可以看出,第四代移动通信系统的网络体系结构可以由下而上分为:物理层、网络业务执行技术层、应用层等3层。物理层提供接入和选路功能,网络业务执行技术层作为桥接层提供QoS映射、地址转换、即插即用、安