電子技術(shù)課程設計報告3G網(wǎng)絡技術(shù)與4G網(wǎng)絡技術(shù)比較

1、河南機電布等專和等假 電子技術(shù)課程設計報告設計課題：3G網(wǎng)絡技術(shù)與4G網(wǎng)絡技術(shù)比較目錄摘要1前言1第1章3G11. 1 3G移動通信系統(tǒng)的概念11.2 3G的技術(shù)標準11.3 3G向4G演化的原因2第2章4G32. 14G移動通信系統(tǒng)的概念32.24G的核心技術(shù)2. 34G的特征32. 44G的關鍵技術(shù)指標42. 54G技術(shù)發(fā)展特征及趨勢分析4第3章3G與4G的比較42.1 系統(tǒng)參數(shù)的比較42.2 通信格局的變化53. 3 核心技術(shù)的不同63.4 4G中的新技術(shù)6結(jié)束語7參考文獻73G和4G的技術(shù)比較摘要：在移動通信領域，每20年就發(fā)生一次革命性的變化。移動通信技術(shù)從第一代 演進到現(xiàn)今的第三代

2、，以及處于實驗階段的笫四代移動通信的發(fā)展大致經(jīng)歷三個發(fā)展階 段。移動通信已然成為當代通信領域發(fā)展?jié)摿ψ畲蟆⑹袌銮熬白顝V的熱點技術(shù)。本文首 先討論了 3G以及3G中的三大技術(shù)主流制式，并在3G到4G的演進進程做出簡要的比較 分析。第四代移動通信系統(tǒng)(4G)是多種無線技術(shù)的綜合系統(tǒng)，它融合了現(xiàn)有第三代移動 系統(tǒng)(3G)的增強型技術(shù)，集3G網(wǎng)絡技術(shù)和無線LAN系統(tǒng)為一體。在4G的敘述中，首先 簡述了 4G的特點，分析討論了 4G通信系統(tǒng)的技術(shù)目標及關鍵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，然后對 4G和3G的體系結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)參數(shù)、關鍵技術(shù)、移動性管理和安全策略等進行了比較研究, 對4G的研究和建設具有一定的參考價值。關鍵詞

3、：3G： 4G；關鍵技術(shù)；比較,1 1 刖百從20世紀80年代中期第一代模擬移動通信系統(tǒng)商用開始至今,短短的十幾年間經(jīng)歷 了 90年代初第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)(2G)從萌芽到完善的整個發(fā)展過程,直至今天人們 對第三代移動通信系統(tǒng)(3G)的商用開發(fā),足以證明移動通信的發(fā)展速度勢不可擋。3G的出 現(xiàn)使移動通信前進了一大步，相對于2G,它能夠提供更大的容量、更佳的通信質(zhì)量并且支 持多媒體應用。但是3G系統(tǒng)尚有很多需要改進的地方,例如：(1)缺乏全球統(tǒng)一標準;(2)所采用的語音交換架構(gòu)仍承襲了第二代(2G)的電路交換，而不是純IP方式；(3) 流媒體(視頻)的應用不盡人意；(4)數(shù)據(jù)傳輸率也只接近于普

4、通撥號接入的水平，更趕 不上xDSL等。3G面臨的致命缺點就是移動無線接入網(wǎng)絡的空中接口標準不統(tǒng)一。所以，制 定一個針對IP多媒體業(yè)務的4G移動通信系統(tǒng),提出相關新的理論,應用新的技術(shù)，已被許 多國家提上議事日程1。相對于3G而言，第四代移動通信系統(tǒng)(4G)在技術(shù)和應用上將 有質(zhì)的飛躍，而不僅僅是在第三代移動通信的基礎上再加上某些新的改進技術(shù)。第1章3G1.13G移動通信系統(tǒng)的概念3G(3rd Generation)指第三代移動通信技術(shù)，與前兩代系統(tǒng)相比，第三代移動通信系統(tǒng) 的主要特征是可提供豐富多彩的移動多媒體業(yè)務，其傳輸速率在高速移動環(huán)境中支持 144kb/s,步行慢速移動環(huán)境中支持384

5、kb/s,靜止狀態(tài)下支持2Mb/s。其設計目標是為了提 供比第二代系統(tǒng)更大的系統(tǒng)容量、更好的通信質(zhì)量，而且要能在全球范圍內(nèi)更好地實現(xiàn)無縫 漫游及為用戶提供包括話音、數(shù)據(jù)及多媒體等在內(nèi)的多種業(yè)務，同時也要考慮與已有第二代 系統(tǒng)的良好兼容性。目前國際電聯(lián)接受的3G標準主要有以下三種：WCDMA、CDMA2000與 TD-SCDMAo1.23G的技術(shù)標準 1. 2. 1MC-CDMA (CDMA2000)MC-CDMA (CDMA2000)由美國提出，是由IS-95系統(tǒng)演進而來的，并向下兼容IS-95系統(tǒng)。 IS-95系統(tǒng)是世界上最早的CDMA移動系統(tǒng)，已經(jīng)在世界范圍內(nèi)進行了 10多年的實驗和運營,

6、 現(xiàn)已被證明是十分穩(wěn)定。MC-CDMA (CDMA2000)系統(tǒng)繼承了 IS-95系統(tǒng)在組網(wǎng)、系統(tǒng)優(yōu)化方面 的經(jīng)驗，并進一步對業(yè)務速率進行了擴展，同時通過引入一些先進的無線技術(shù)，進一步提升 系統(tǒng)容量。在核心網(wǎng)絡方面，它繼續(xù)使用IS-95系統(tǒng)的核心網(wǎng)作為其電路域來處理電路型業(yè) 務，如語音業(yè)務和電路型數(shù)據(jù)業(yè)務，同時在系統(tǒng)中增加分組設備(PDSN和PCF)來處理分組 數(shù)據(jù)業(yè)務。因此在建設MC-CDMA (CDMA2000)系統(tǒng)時，原有的IS-95的網(wǎng)絡設備可以繼續(xù)使 用，只要新增加分組設備即可。在基站方面，由于IS-95與IX的兼容性，可以作到僅更新信 道板并將系統(tǒng)升級為CDMA2000-IX基站。

7、在我國，聯(lián)通公司在其CDMA網(wǎng)絡建設中就采用了這 種升級方案。1.2.2 DS-CDMA (WCDMA)DS-CDMA (WCDMA)由日本和歐洲提出，隨著標準化工作的展開，在此系統(tǒng)中逐漸引入了 連續(xù)導引信號，使得終端系統(tǒng)得到簡化?，F(xiàn)在DS-CDMA (WCDMA)將連續(xù)導引信道和不連續(xù)導 引信號的方式都保留在標準中，具體使用哪種方式可以由廠家自行決定。從事DS-CDMA(WCDMA) 標準研究和設備開發(fā)的廠商很多，其中包括諾基亞、摩托羅拉、西門子、NEC、阿爾卡特等等, 因此造成的投資比較分散，技術(shù)問題沒有得到集中解決，這乂給未來移動通信系統(tǒng)互聯(lián)互通 造成較多問題。DS-CDMA (WCDM

8、A)系統(tǒng)每個載波占用5MHz帶寬，每個運營商在布置系統(tǒng)時僅能使用2-3 個載波，因此CDMA在初始設計時，即考慮在同一個教波內(nèi)支持其中的一個子集，這就進一步 增加了互聯(lián)互通的難度和復雜程度。還有就是DS-CDMA (WCDMA)的主要運營商將會出自現(xiàn)在 的GSM運營商，對于GSM運營商來說，理想的演進方式是GSM-GPRS-WCDMA,即首先通過GPRS 建立全新的分組域核心網(wǎng)絡，再引入WCDMA提高速率，但是由于GPRS在近期的實驗結(jié)果不很 好，因此對WCDMA的推廣會產(chǎn)生一定影響。同時由于WCDMA在開發(fā)中問題較多，使得WCDMA 的商用計劃一再推遲，所有這些問題使WCDMA已不像前兩年那

9、樣被廣泛看好。如果WCDMA不 能盡快進入運營階段，也不能排除GSM運營商直接采用HDR無線技術(shù)提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務，并 過渡到全面使用CDMA2000技術(shù)的可能。1.2.3 TD-SCDMATD-SCDMA是由我國在SCDMA技術(shù)上提出的一種TDD技術(shù)方案，并希望能夠用于支持從微 微蜂窩到宏蜂窩的各種應用環(huán)境。在TD-SCDMA中，使用了大量的先進技術(shù)，如智能天線技術(shù) 和聯(lián)合檢測技術(shù)等。同其它技術(shù)相比，TD-SCDMA技術(shù)有兩大優(yōu)勢，其一，它采用智能天線和 低碼速率，頻譜利用率高，能夠解決高人口密度地區(qū)頻率資源緊張的問題，并在互聯(lián)網(wǎng)瀏覽 等非對成移動數(shù)據(jù)和視頻點播等多媒體業(yè)務方面優(yōu)勢突出。TD-

10、SCDMA的基站天線是一個智能 化的天線陣，能夠自動確定并跟蹤手機的方位，發(fā)射波束始終對準手機方向，這樣可以降低 基站的發(fā)射功率，從而降低運營成本；其二，TD-SCDMA技術(shù)采用軟件無線電技術(shù)，可使運營 商在增加業(yè)務時.，能在同一硬件平臺上利用軟件處理基站信號，也就是只要加載不同的軟件 就可以實現(xiàn)不同的業(yè)務。1.3 3G向4G演化的原因經(jīng)ITU認可的3G標準有WCDMA. CDMA2000和TDSCDMA。雖然3G和2G相比，有很多優(yōu) 點，但是3G還是存在著很多不盡人意的地方，如：3G缺乏全球統(tǒng)一的標準；3G所采用的語 音交換架構(gòu)仍承襲了 2G系統(tǒng)的電路交換，而不是純IP的方式；3G的業(yè)務提供

11、和業(yè)務管理不 夠靈活；流媒體(視頻)的應用不盡如人意；3G的高速數(shù)據(jù)傳輸不成熟，接入速率有限；安全 方面存在算法過多、認證協(xié)議容易被攻山-等安全缺陷伴隨著無線技術(shù)的種類越來越多， 迫切需要將這些無線技術(shù)整合到一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡環(huán)境中去，這就是正在形成的超三代移動通 信系統(tǒng)(B3G)通信系統(tǒng)和未來的4G通信系統(tǒng)。B3G和4G通信系統(tǒng)將是未來提供寬帶接人，全 球無縫漫游和無處不在的數(shù)據(jù)，語音業(yè)務等方嚼的最合適和最好的技術(shù)圓2。第2章4G2.1 4G移動通信系統(tǒng)的概念4G也稱為Beyond3G（B3G）,是多種無線技術(shù)的綜合系統(tǒng)。它融合了現(xiàn)有3G的增強型技術(shù), 集3G網(wǎng)絡技術(shù)和無線LAN系統(tǒng)為一體。4G

12、包含很多目前正在使用以及今后即將使用的無線 技術(shù)。這里所說的無線技術(shù)不僅指利用新頻帶和新技術(shù)的新一代移動通信,還包括現(xiàn)行的移動 通信（2G及3G） , IEEE802. 11等無線LAN以及藍牙等近距離通信技術(shù)，此外還把數(shù)字廣播電視 納入視野。4G除了繼續(xù)依賴3G標準組織已發(fā)展的多項新技術(shù)和標準（如OFDM MIMO、IP核 心網(wǎng)、開發(fā)業(yè)務架構(gòu)及IPv6等）并加以延伸外，其規(guī)劃還必須滿足整體系統(tǒng)架構(gòu)能夠由3G 平滑演進到4G的要求。2.2 4G網(wǎng)絡的研究及其應用目前，國際上主流的4G技術(shù)主要是LTE-Advanced和802. 16m兩種技術(shù)，TD-LTE技術(shù)方 案屬于LTE-Advanced

13、技術(shù)。LTE-Advanced得到國際主要通信運營企業(yè)和制造企業(yè)的廣泛支 持。法國電信、德國電信、美國AT&T、日本NTT、韓國KT、中國移動、愛立信、諾基亞、華 為、中興等明確表態(tài)支持LTE-Advanced。802. 16m也獲得部分芯片、網(wǎng)絡產(chǎn)品制造企業(yè)如英 特爾、思科等的聯(lián)合推薦。國際電信聯(lián)盟確定LTE-Advanced和802. 16m為4G國際標準候選技術(shù)。工信部表示，這 必將對未來4G國際標準和產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。根據(jù)工作計戈IJ,國際電信聯(lián)盟下一步將對兩種候選技術(shù)進行分析評估和試驗驗證，并于 2010年10月最終決定4G國際標準。4G核心技術(shù)4G通信系統(tǒng)的這些特點，決

14、定了它將采用一些不同于3G的技術(shù)。對于4G中將使用的核 心技術(shù)，業(yè)界并沒有太大的分歧?？偨Y(jié)起來，有以下幾種。正交頻分復用（OFDM）技術(shù)OFDM是一種無線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù)，其主要思想就是在頻域內(nèi)將給定信道分成許 多正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進行調(diào)制，各子載波并行傳輸。盡管總的信 道是非平坦的，即具有頻率選擇性，但是每個子信道是相對平坦的，在每個子信道上進行的 是窄帶傳輸，信號帶寬小于信道的相應帶寬。OFDM技術(shù)的優(yōu)點是可以消除或減小信號波形間 的干擾，對多徑衰落和多普勒頻移不敏感，提高了頻譜利用率，可實現(xiàn)低成本的單波段接收 機。軟件無線電軟件無線電的基本思想是把盡可能多的無線

15、及個人通信功能通過可編程軟件來實現(xiàn)，使其成 為一種多工作頻段、多工作模式、多信號傳輸與處理的無線電系統(tǒng)。也可以說，是一種用軟 件來實現(xiàn)物理層連接的無線通信方式。智能天線技術(shù)智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能，是未來移動通信 的關鍵技術(shù)。智能天線應用數(shù)字信號處理技術(shù)，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對準用戶 信號到達方向，旁瓣或零陷對準干擾信號到達方向，達到充分利用移動用戶信號并消除或抑 制干擾信號的目的。這種技術(shù)既能改善信號質(zhì)量乂能增加傳輸容量。多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)MIMO技術(shù)是指利用多發(fā)射、多接收天線進行空間分集的技術(shù)，它采用的是分立式多天線, 能夠有效地將通

16、信鏈路分解成為許多并行的子信道，從而大大提高容量。信息論已經(jīng)證明， 當不同的接收天線和不同的發(fā)射天線之間互不相關時，MIMO系統(tǒng)能夠很好地提高系統(tǒng)的抗衰 落和噪聲性能，從而獲得巨大的容量。在功率帶寬受限的無線信道中，MIMO技術(shù)是實現(xiàn)高數(shù) 據(jù)速率、提高系統(tǒng)容量、提高傳輸質(zhì)量的空間分集技術(shù)?；贗P的核心網(wǎng)4G移動通信系統(tǒng)的核心網(wǎng)是一個基于全IP的網(wǎng)絡，可以實現(xiàn)不同網(wǎng)絡間的無縫互聯(lián)。 核心網(wǎng)獨立于各種具體的無線接入方案，能提供端到端的IP業(yè)務，能同已有的核心網(wǎng)和PSTN 兼容。核心網(wǎng)具有開放的結(jié)構(gòu)，能允許各種空中接口接入核心網(wǎng)；同時核心網(wǎng)能把業(yè)務、控 制和傳輸?shù)确珠_。采用IP后，所采用的無線接入

17、方式和協(xié)議與核心網(wǎng)絡(CN)協(xié)議、鏈路層是 分離獨立的。IP與多種無線接入?yún)f(xié)議相兼容，因此在設計核心網(wǎng)絡時具有很大的靈活性，不 需要考慮無線接入究竟采用何種方式和協(xié)議。總之，4G技術(shù)是3G技術(shù)的進一步演化，是在傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡和技術(shù)的基礎上不斷提高無 線通信的網(wǎng)絡效率和功能。同時，它包含的不僅僅是一項技術(shù)，而是多種技術(shù)的融合。4G技 術(shù)不僅僅包括傳統(tǒng)移動通信領域的技術(shù)，還包括寬帶無線接入領域的新技術(shù)及廣播電視領域 的技術(shù)。2. 4 4G的關鍵技術(shù)指標2. 4. 1 OFDM （正交頻分復用）OFDM技術(shù)實際上是MCM（Multi-Carrier Modulation,多載波調(diào)制）的一種。其主要思想

18、 是：將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制在每個 子信道上進行傳輸。正交信號可以通過在接收端采用相關技術(shù)來分開，這樣可以減少子信道 之間的相互干擾（ICI）。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬，因此每個子信道上的 可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號間干擾。而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道 帶寬的一小部分，信道均衡變得相對容易。OFDM技術(shù)之所以越來越受關注，是因為OFDM有很多獨特的優(yōu)點：（1）頻譜利用率很高, 頻譜效率比串行系統(tǒng)高近一倍；（2）抗衰落能力強；（3）適合高速數(shù)據(jù)傳輸；（4）抗碼間干 擾（ISI）能力強。OFDM也有其缺點，例如：對頻

19、偏和相位噪聲比較敏感。功率峰值與均值 比（PAPR）大，導致射頻放大器的功率效率較低。負載算法和自適應調(diào)制技術(shù)會增加系統(tǒng)復 雜度。2. 4.2軟件無線電所謂軟件無線電（Software Defined Radio,簡稱SDR）,就是采用數(shù)字信號處理技術(shù)， 在可編程控制的通用硬件平臺上，利用軟件來定義實現(xiàn)無線電臺的各部分功能：包括前端接 收、中頻處理以及信號的基帶處理等。即整個無線電臺從高頻、中頻、基帶直到控制協(xié)議部 分全部由軟件編程來完成。其核心思想是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，盡早地完成信號 的數(shù)字化，從而使得無線電臺的功能盡可能地用軟件來定義和實現(xiàn)?？傊?，軟件無線電是

20、一 種基于數(shù)字信號處理（DSP）芯片，以軟件為核心的嶄新的無線通信體系結(jié)構(gòu)。軟件無線電有以下一些特點：靈活性；集中性；模塊化。2. 4.3智能天線智能天線定義為波束間沒有切換的多波束或自適應陣列天線。多波束天線在一個扇區(qū)中 使用多個固定波束，而在自適應陣列中，多個天線的接收信號被加權(quán)并且合成在一起使信噪 比達到最大。與固定波束天線相比，天線陣列的優(yōu)點是除了提供高的天線增益外，還能提供 相應倍數(shù)的分集增益。但是它們要求每個天線有一個接收機，還能提供相應倍數(shù)的分集增益。智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能，其基本工作原理 是根據(jù)信號來波的方向自適應地調(diào)整方向圖，跟蹤強信號，

21、減少或抵消干擾信號。智能天線 可以提高信噪比，提升系統(tǒng)通信質(zhì)量，緩解無線通信日益發(fā)展與頻譜資源不足的矛盾，降低 系統(tǒng)整體造價，因此其勢必會成為4 G系統(tǒng)的關鍵技術(shù)。智能天線的核心是智能的算法，而 算法決定電路實現(xiàn)的復雜程度和瞬時響應速率，因此需要選擇較好算法實現(xiàn)波束的智能控制。2. 4. 4 IPv64G通信系統(tǒng)選擇了采用基于I P的全分組的方式傳送數(shù)據(jù)流，因此IPv6技術(shù)將成為下 一代網(wǎng)絡的核心協(xié)議。選擇IPv6協(xié)議主要基于以下幾點的考慮：(1)巨大的地址空間；(2) 自動控制；(3)服務質(zhì)量(QoS)； (4)移動性。2. 4. 5多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)MIMO (Multiple一

22、Input Multiple一Output)技術(shù)是近年來熱門的無線通訊技術(shù)之一。4G 系統(tǒng)采用了 MIMO技術(shù)，即在基站端放置多個天線，在移動臺也放置多個天線，基站和移動臺 之問形成MIMO通信鏈路。MIMO技術(shù)呵以比較簡單地直接應用于傳統(tǒng)蜂窩移動通信系統(tǒng)，將 基站的單天線換為多個天線構(gòu)成的天線陣列。而GSM、CDMAIS-95. 3G系統(tǒng)中都沒有采用 這種技術(shù)?，F(xiàn)有移動通信系統(tǒng)中，多數(shù)基站的天線采用一發(fā)兩收的結(jié)構(gòu)。對比分析這兩種技 術(shù)，MIMO系統(tǒng)有以下優(yōu)點：降低了碼問下擾(ISU)；提高了空間分集增益；提高無線信道容 量和頻譜利用率；大幅提高資料的傳輸速率；提高信道的可靠性，降低誤碼率。2

23、.5 4G技術(shù)發(fā)展特征及趨勢分析業(yè)界關于下一代移動通信網(wǎng)絡技術(shù)的叫法很多，4G只是一個通用的名稱，除此之外，還 有B3G、BeyondIMT-2000. IMT-Advanced技術(shù)等名稱。不同組織在對4G技術(shù)的設想上存在著 很大的差異。ITU統(tǒng)一4G概念此前，世界很多組織給4G下了不同的定義，而ITU代表了傳統(tǒng)移動蜂窩運營商對4G的 看法，認為4G是基于IP協(xié)議的高速蜂窩移動網(wǎng)，現(xiàn)有的各種無線通信技術(shù)從現(xiàn)有3G演進， 并在3GLTE階段完成標準統(tǒng)一。ITU4G要求傳輸速率比現(xiàn)有網(wǎng)絡高1000倍，達到100Mbit/s。在2005年10月的ITU-RWP8F第17次會議上，ITU給了 4G技術(shù)

24、一個正式的名稱IMT-Advancedo按照ITU的定義，當前的WCDMA、HSDPA等技術(shù)統(tǒng)稱為IMT-2000技術(shù)；未來 的新的空中接口技術(shù)，叫做IMT-Advanced技術(shù)。IMT-Advanced標準繼續(xù)依賴3G標準組織已 發(fā)展的多項新定標準加以延伸，如IP核心網(wǎng)、開放業(yè)務架構(gòu)及IPv6。同時，其規(guī)劃乂必須 滿足整體系統(tǒng)架構(gòu)能夠由3G系統(tǒng)演進到未來4G架構(gòu)的需求。第3章3G與4G的比較所謂3G,其實它的全稱為3rd Generation,中文含義就是指第三代數(shù)字通信。1995 年問世的第一代數(shù)字手機只能進行語音通話；而1996到1997年出現(xiàn)的第二代數(shù)字手機便增 加了接收數(shù)據(jù)的功能，如

25、接受電子郵件或網(wǎng)頁；第三代與前兩代的主要區(qū)別是在傳輸聲音和 數(shù)據(jù)的速度上的提升，它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁瀏覽、 電話會議、電子商務等多種信息服務。相對第一代模擬制式手機(1G)和第二代GSM、TDMA等 數(shù)字手機(2G), 3G通信的名稱繁多，國際電聯(lián)規(guī)定為“IMT-2000”(國際移 動電話2000)標 準，歐洲的電信業(yè)巨頭們則稱其為“UMTS”通用移 動通信系統(tǒng)。該標準規(guī)定，移 動終端以 車速移動時，其傳轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)速率為144kbps,室外靜止或步行時速率為384kbps,而室內(nèi)為 2Mbpso但這些要求并不意味著用戶可用速率就可以達到2Mbps,因為室內(nèi)速率還

26、將依賴于建 筑物內(nèi)詳細的頻率規(guī)劃以及組織與運營商協(xié)作的緊密程度。4G的定義到目前為止依然有待明 確，它的技術(shù)參數(shù)、國際標準、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、乃至業(yè)務內(nèi)容均未有明確說法。不過關于4G仍然 有不少描述。如下：4G是集3G與WLAN于一體，并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像，它的圖像傳輸 質(zhì)量與高清晰度電視不相上下。4G系統(tǒng)能夠以100Mbps的速度下載，比目前的撥號上網(wǎng)快2000 倍，上傳的速度也能達到20Mbps,并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求。而在用戶 最為關注的價格方面，4G與固定寬帶網(wǎng)絡在價格方面不相上下，而且計費方式更加靈活機動, 用戶完全可以根據(jù)自身的需求確定所需的服務。此外，4G可以在DS

27、L和有線電視調(diào)制解調(diào)器 沒有覆蓋的地方部署，然后再擴展到整個地區(qū)。很明顯，4G有著不可比擬的優(yōu)越性。3.1 系統(tǒng)參數(shù)的比較 見下表一3G4G開始時間20022012典型標準WCDMA , CDMA2000 , TD - SCDMAOFDM ,UWB頻帶范圍1. 82. 5GHz2 8GHz帶寬25Mbps1020MHz多址技術(shù)CDMAFDMA ,TDMA ,CDMA , SDMA核心網(wǎng)絡電信網(wǎng)，部分IP網(wǎng)全IP網(wǎng)業(yè)務類型話音為主，部分多媒體話音和數(shù)據(jù)融合，多媒體網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)基站方式的廣域網(wǎng)模式融合局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的 混合模式數(shù)據(jù)速率2Mbps20100 Mbps接入方式w- CDMAOFDM、

28、MC - CDMA、 LAS - CDMA交換方式電路/分組交換分組交換前向糾錯碼1/ 2 , 1/ 3卷積碼級連碼模塊設計無線優(yōu)化設計，采用多載 波適配器智能天線，軟件無線電協(xié)議多種空中接口鏈路協(xié)議 并存全數(shù)字全IP移動臺速率200km/ h200km/ h表1 3G和4G系統(tǒng)參數(shù)比較3.2 通信格局的變化3G的網(wǎng)絡是嚴格的分層結(jié)構(gòu)，一般包括核心網(wǎng)、接入網(wǎng)和用戶設備三部分。核心網(wǎng)負責 中央交換、數(shù)據(jù)傳輸及業(yè)務提供，分為電路網(wǎng)和分組網(wǎng)兩個服務區(qū)域。接入網(wǎng)負責移動用戶接 入到核心網(wǎng)中。3G中可采用不同的接入網(wǎng)與同一核心網(wǎng)相連，即支持多種空中鏈路協(xié)議。用 戶設備即用于獲取服務的移動終端，其通過標準

29、無線接口與接入網(wǎng)相連。它的工作模式為3 種：單載波頻分雙工、多載波頻分雙工和時分雙工方式。圖1 3G移動通信系統(tǒng)時分雙工4G將采用單一的全球范圍的蜂窩核心網(wǎng)來取代3G中密密麻麻的蜂窩網(wǎng)絡,其采用全數(shù)字 全IP技術(shù)。這是從網(wǎng)絡內(nèi)智能化及網(wǎng)絡邊緣智能化向全網(wǎng)智能化的發(fā)展。核心網(wǎng)能夠支持不 同的接入方式，如IEEE802. Ila、WCDMA> Bluetooth、HyperLAN等，同時每個用戶設備擁 有唯一可識別的號碼,通過分層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)間的互操作。這種結(jié)構(gòu)使得多種業(yè)務能透明 地與IP核心網(wǎng)連接,具有較好的通用性和可擴展性。4G網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖2所示4:圖2 4G移動通信系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖3

30、.3 核心技術(shù)的不同3G系統(tǒng)主要以CDMA為核心技術(shù)。CDMA是將相互正交的不同的碼分配給不同用戶調(diào)制信 號,實現(xiàn)多用戶同時使用同一頻率接入系統(tǒng)。由于利用相互正交(或盡可能正交)的碼去調(diào)制信 號,會將原用戶信號頻譜帶寬擴展，因此CDMA通信系統(tǒng)是一種典型的擴頻通信技術(shù)的應用。4G系統(tǒng)的核心技術(shù)OFDM屬于多載波調(diào)制(MCM),它將指配的信道分成許多正交子信道, 在每個子信道上進行窄帶調(diào)制和傳輸，同時要求信號帶寬小于信道的相關帶寬。OFDM與一般 的頻分復用的主要差別在于它的不同載波的頻譜可以相互交疊，因此可以得到最佳的頻譜利 用率，同時，接收端只要采用正交解調(diào)的方法就可以恢復出有用的信息信號。OFDM技術(shù)具有良 好的抗噪聲性能和抗多徑干擾的能力，以及頻譜利用率高的特點5。3.4 4G中的新技術(shù)4G系統(tǒng)技術(shù)有兩個基本目標:一是實現(xiàn)無線通信全球覆蓋,二是提供無縫的高質(zhì)量無線業(yè) 務。為了達到這個目標，需要在下列幾個方面做出努力:頻譜的高效使用、帶寬的動態(tài)分配、 安全的無線應用、更高的服務質(zhì)量、高性能的信號調(diào)制傳輸技術(shù)。因此、4G系統(tǒng)使用了許多 新技術(shù)，包括超鏈接(ultra2co