4G-2011051137-孙磊.doc

中国4G的那些事 4G是英文fourth Generation的缩写，是第四代移动通信及其技术的简称。4GLTE系统能够以100Mbps的速度下载，上传的速度也能达到50Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而4G LTE Advanced采用载波聚合技术，下行峰值速度可达150Mbps。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着不可比拟的优越性。 虽然3G系统较2G系统能提供更高的数据传输速率现实通信。（快速移动环境下，最高速率144kb/s；室外到室内或步行环境下，最高速率384kb/s；室内环境，最高达2Mb/s），能提供多媒体业务，但是它依然存在一些局限性，比如通信速率不能满足用户对高速多媒体业务的需求、难以提供具有多种QoS的多种速率的业务、难以实现不同频段的不同业务环境间的无缝漫游、通信费用相比2G并未降低，甚至更高等等。鉴于3G系统存在种种局限性，各国早已在积极进行后3G（ 称为B3G或IMT-Advanced或4G）通信系统的科研和实验。 4G系统相比于3G系统具有更高的数据传输速率、更宽的网络频谱、终端更加多样化和智能化，可提供更多类型、具有多种QoS的各种速率的增值业务，通信费用将降低。随着全世界范围内第三代移动通信系统逐步进入实际应用阶段，第四代移动通信系统的发展和演进问题以及发展过程中可能面临的困难与挑战，已成为当前的研究热点。因此，在3G还未能在全球普及的情况下，通信业界围绕着4G的各种技术和产品已经渐渐崭露头角。 我们先来看看4G与现在3G技术的比较： 一：核心技术 3G系统以码分多址（CDMA）为技术基础，码分多址是将相互正交的不同的码分配给不同的用户调制信号，实现多用户同时使用同一个频率接入系统。由于利用相互正交（或尽量正交）的码去调制信号，会将原用户信号频谱带宽扩展，因此CDMA通信系统是一种典型的的扩频通信的应用。 4G系统的核心技术正交频分复用技术（OFDM）属于多载波调制（MCM），它将指定的信道分成若干个正交的子信道，在每个子信道进行窄带调制和传输，同时要求信号带宽要小于信道的相关带宽。 二：通信系统结构 3G采用的主要是蜂窝组网，其核心网是在GSM系统的核心GSM-MAP和AMAPS，IS-95的核心网ANSI-41的基础上发展而来的，其空中接口与相应的2G系统后向兼容。它的三种工作模式为：单载波频分双工、多载波频分双工和时分双工方式。3G的系统结构如图1所示。 4G系统发展为以数字广带为基础的网络，它的核心网是一个基于全IP的网络，因此核心网独立于各种具体的无线接入方案，能提供端到端的IP业务，能与已有的核心网和PSTN共存。采用全IP可以实现不同网络之间的无缝互连，全IP也是一种低成本的集成目前网络的方法。核心网应具有开放的结构，从而能允许各种空中接口接入核心网，同时，核心网应将业务、控制和传输等分开。采用统一的IP核心网，不同国家和地区之间的网络互连是在网络层上采用IP协议进行的，而且各种接入网的接入方法和速率可以不同，从而解决了3G不能全球漫游的问题。4G的系统结构如图2所示。 三：系统参数 移动通信从1G到3G是按照高数据率、高移动性和无缝隙覆盖方向发展的。据第三代移动通信标准IMT-2000：3G在2005年左右实现最高约为30Mbps的数据速率，但这远远不能满足人们对现代移动通信系统的要求，而4G在2010年左右实现在高速移动环境下支持最高100Mbps的速率，在低速移动环境下达1Gbps。3G采用的是CDMA技术，利用正交码来区分用户，有FDD和TDD两种双工方式来使用其在2GHz附近的对称和非对称频段。4G最有可能的接入方式是OFDM（正交频分复用技术）或MC-CDMA（多载波码分多址），采用全数字全技术，支持分组交换，使系统容量、频谱效率和传输速率大为提高，并与现有的三大3G标准兼容。3G与4G的系统参数对比见表1。 我们再来看看中国在4G的优势： 就研发来看，TD-SCDMA起步较晚，从2008年4月份才开始试商用，整体上比WCDMA和CDMA2000落后了5年左右。中国在3G研发上虽然提出了属于我们自己的3G标准，但时间晚了，所以并没有强悍的话语权。而在4G技术的研发上，我国完全扭转了这个不利的局面。现在，当国人将所以目光全部聚集在3G标准上的时候，华为、中兴这样优秀的国内厂商已经走出国门，将目光牢牢锁定在LTE的研发建设上。近两年，正是各国进行4G技术研究的关键阶段，每个国家都在有计划的积极开展4G研究，目的就是尽快研究出成熟的4G技术，然后率先占领市场。在有些国家已经开始4G商用，而国内的3G建设才刚刚起步，这或许会让人担心中国的4G会落后全球。但是这种情况不会出现。在4G研发方面，中