4G移动通信系统关键技术及演进

　　1、4G移动通信系统中关键技术简介

　　1.1　4G通信系统的网络结构

　　目前，4G系统仍处于研究的起步阶段，相关标准尚未出台，网络结构也没有成型，但网络融合的趋势是显而易见的，如图1所示。图中的“全IP核心网”包括从IP骨干传输层到控制层、应用层的一个整体。未来的无线基站将具备通过IP协议直接接入“全IP核心网”的能力，2G移动通信系统原有的交换中心MSC、归属位置寄存器HLR、鉴权中心AUC等网元的主要功能都将由4G网络上的服务器或数据库来实现，信令网上的各层协议也将逐渐被IP协议所取代。整个网络将从过去的垂直树型结构演变为分布式的路由结构，业务的差异性也只体现在接入层面。

　　图1　4G移动通信系统网络组成示意图

　　4G通信系统按照功能可以划分为接入层、承载层和业务控制层3层。接入层允许用户使用各种终端通过各种形式接入到4G通信系统中，这一部分将是革命性的演进；承载层提供QoS保证、安全管理、地址转换等功能，与接入层之间的接口应为开放的IP协议接口；业务控制层提供对业务的管理、加载等功能，它与承载层之间也应有开放的接口，以便于第三方提供新的业务应用。

　　从前面对4G通信系统的描述中可看出，它是一个远比3G更加复杂的通信系统，它的实现需要依托于很多新兴技术。在4G通信系统中可能采用的关键技术主要包括OFDM、软件无线电、智能天线、移动IPv6等，下面分别介绍这几种4G通信系统中的关键技术。

　　1.2　OFDM(正交频分复用)

　　由于无线信道存在多径效应，数据信号在各种不同类型的无线信道上传输时，产生的时延会造成接收信号的码间干扰，尤其当码元速率提高而周期相应缩短时，时延将会跨越更多的码元，而使这种干扰变得更大。此外，码元速度的提高引起信号带宽相应增大，当信号带宽大干信道的相关带宽时会造成频率选择性衰落。目前单载波调制技术为了能够尽量减轻这种衰落而采用了均衡技术，但却不得不以增加信道噪声作为代价。