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正当第三代国际移动通信系统（IMT-2000）开发工作如火如荼进行的时候，第四代移动通信系统的脚步声也开始悄然响起。2000年11月12-15日，来自英国电信部、日本的NTT
DoCoMo公司、国际电联和欧盟电信政策委员会等世界著名的专家聚集于英国伦敦，就第四代移动通信问题进行了广泛的讨论和研究。
4G系统要求
（1）高数据率传输。3G涵盖了三种环境下的三种速率，在室外移动环境下也不过是144kb/s，而4G的最低目标速率为10～20Mb/s,对室外移动环境下的传输速率至少达2Mb/s，相当于3G的室内环境下的传输速率。因此满足了宽带无线连接快速增长的需求。目前，日本（MMAC）、欧洲(Hiperlan2)和美国（IEEE.802.11）正在开发的5GHz频段无线LAN和无线宽带接入系统的传输速率达到20～30Mb/s。
（2）大容量低比特率成本。3G的容量将不足于应付2010年后的爆炸性增长的多媒体业务量。对于4G来说，每单位的区域容量至少是3G的10倍，而比特成本却要显著地降低，用户在使用4G时不用担心通信费用。
（3）无线QoS资源控制。由于互联网业务、尽力传送业务（best effort service）成本低廉而备受青睐，但无线系统资源（频率和发射功率）是有限的且易受阻塞的困扰。因此，有必要采用无线QoS资源控制，以保证业务质量和支持各种级别的应用。由4G系统支持的应用业务将依据业务的特点进行分类，无线QoS资源控制方式要既能支持实时性应用，也能支持非实时性应用。
（4）大区域覆盖，与3G、无线LAN（W-LAN）和固定网络之间无缝隙漫游，实现真正意义上的全球漫游。3G移动通信向个人通信的目标只迈出了一大步，但这还不是完全的个人通信，4G要比3G更接近于个人通信，即任何人、任何时间在任何地点实现任何形式的通信。
（5）在技术上层面上应比3G更高。无线技术上要突破蜂窝组网的概念，以达到更完美的覆盖；在容量上，要引入具有自适应波束的新的空分多址(SDMA)技术，从而使目标速率比当前的系统高出2个数量级；核心网采用分组交换，使网络能根据用户需要分配带宽。为了提高对建筑物的穿透性，需要采用大范围的可变传输速率。未来的无线移动通信系统将包括室内的无线LAN、室外的宽带接入、智能传输系统（ITS）。
（6）支持下一代互联网。包括IPv6和组播业务。
4G关键技术
（1）新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，调制/解调的可靠性研究可以克服这种频率选择性衰落，新调制技术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系统将采用这些调制方式以保证频谱利用率和延长用户终端电池的寿命。高性能正向纠错编码，如Turbo编码技术、自动重发请求（ARQ）和分集接收技术是建立高速大容量网络的重要因素。
（2）智能天线：智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，能满足数据中心、移动IP网络的性能要求。智能天线成形波束能在空间域内抑制交互干扰，增强特殊范围内想要的信号，这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。
（3）交互干扰抑制和多用户识别：待开发的交互干扰抑制和多用户识别技术应成为4G的组成部分，它们以交互干扰抑制的方式引入到基站和移动电话系统，消除不必要的邻近和共信道用户的交互干扰，确保接收机的高质量接收信号。这种组合将满足更大用户容量的需求，还能增加覆盖范围。交互干扰抑制和多用户识别两种技术的组合将大大减少网络基础设施的部署，确保业务质量的改善。
（4）可重构性/自愈网络：当智能处理器用在4G无线网络时，它们将能够处理节点故障或基站超载。网络各部分采用基于知识解答装置，将能够纠正网络故障，这种基于知识解答装置安放在无线网络控制器上。
（5）微微无线电接收器：微微无线电接收器是4G要研究的另一个重点，它们是嵌入式无线电，例如“蓝牙”，在智能和功耗方面都得到改善。无线电装在一单片上，采用这种技术，功耗比采用现在的技术要低10至100倍。
（6）核心技术：3G移动通信系统主要是以CDMA为核心技术，4G移动通信系统技术则以正交频分复用（OFDM）技术最受瞩目，目前已有不少专家学者针对OFDM技术在移动通信上的应用提出了相关的理论基础。基于OFDM为核心技术的4G移动通信系统将提供增值服务。
（7）无线接入网（RAN）。4G系统不仅是高速度而且大容量，低比特成本，能够支持2010年后的业务，这些要求将使得4G RAN不同于目前的RAN，在结构上必然是革命性的。
4G蜂窝系统的无线接入网络
技术发展的趋势是电路交换向基于IP分组交换发展，宏小区向微小区发展，设备分集向网络分集发展。基于IP分组业务不仅影响无线电传输协议，还影响RAN的选路和切换策略。这种基于IP技术的网络架构使得在3G、4G、W-LAN、固定网之间漫游得以实现。这种网络的基本结构概念是：上层是应用层，中间是网络业务层，下层是物理层。物理层作为桥接层提供QoS映射、地址转换、即插即用、安全管理、有源网络。物理层与中间层之间也是开放式接口，供第三方开发和提供新业务。
摘自《通讯世界》
