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4G移动通信系统及核心技术

0 引言

近年来，随着4G通信技术的深入研究，人们期望通过4G系统来解决3G无法解决的问题，最终实现无线局域网和蓝牙等室内网络、蜂窝信号、广播电视到卫星通信等的无缝衔接并相互兼容，真正实现用户在任何地点、任何时间、以任何形式接入网络。因此，本文通过比较，简要介绍了4G和3G移动通信系统的区别和优势，4G系统网络结构及核心技术，4G研究现状及前景等。

1 4G和3G移动通信系统的区别与优势

1.1 区别

4G是fourth generation的缩写，而4G移动通信系统和3G移动通信系统到底有何区别？与3G移动通信系统比，4G移动通信系统应具有：（1）比3G系统更接近于个人通信，即任何人、在任何时间、任何地点可实现任何形式通信；

（2）在技术上，应比3G更上一个的台阶，各种新的4G核心技术被引入到系统和业务中；

（3）在服务上，用户可以自由选择业务类型、应用和网络形式；

（4）在应用上，4G移动通信系统终端不在局限于手机，可以是任何类型的。

1.2 优势

随着人们对移动通信系统的各种需求与日俱增，使得大力推广的3G 系统已无法满足现代移动通信系统日益增长的高速多媒体数据业务需求。

因此，人们在享受3G移动通信系统所带来的优质服务的同时，也期待着通过4G通信技术的引入，给人们带来更加美好的未来。相比3G系统，未来4G系统应具有如下优势：

①高速率、高容量：对于大范围高速移动用户（250km/h），数据速率为2Mbit/s；对于中速移动用户（60km/h），数据速率为20Mbit/s；对于低速移动用户（室内或步行者），数据速率为100Mbit/s；其容量至少应是3G系统容量的10倍以上。

②网络频谱更宽：每个4G信道将占100MHz频谱，相当于W-CDMA 3G 网络的20倍。

③通信更加灵活：4G终端可以是任何类型，可使人们不仅可以随时随地、以不同方式通信。

④智能性能更高：4G采用智能技术，使得终端设备具有智能化，同时系统可自适应地进行资源分配。

⑤兼容性能更平滑：4G系统具备全球漫游，接口开放，能跟多种网络互联，终端多样化，在不同系统间无缝切换，传送高速多媒体业务数据。

⑥实现更高质量、低费用的通信：4G系统可提供良好覆盖性、高速数据和高分辨率的多媒体服务，因此4G移动通信系统也可称为“多媒体移动通信”。同时，其能够有效地降低运行者和用户的费用

2 4G系统网络结构及核心技术

2.1 网络结构

4G系统网络结构如图1所示，其大致可分为三层，分别为物理网络层、承载层和应用层。物理层与承载层提供开放式IP接口。应用层与承载层