4G技术发展特征及发展趋势分析
业界关于下一代移动通信网络技术的叫法很多,4G只是一个通用的名称,除此之外,还有B3G、BeyondIMT-2000、IMT-Advanced技术等名称。不同组织在对4G技术的设想上存在着很大的差异。
3.智能天线技术
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,是未来移动通信的关键技术。智能天线应用数字信号处理技术,产生空间定向波束,使天线主波束对准用户信号到达方向,旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向,达到充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。
4.多输入多输出(MIMO)技术
MIMO技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术,它采用的是分立式多天线,能够有效地将通信链路分解成为许多并行的子信道,从而大大提高容量。信息论已经证明,当不同的接收天线和不同的发射天线之间互不相关时,MIMO系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能,从而获得巨大的容量。在功率带宽受限的无线信道中,MIMO技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。
5.基于IP的核心网
4G移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络,可以实现不同网络间的无缝互联。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,能同已有的核心网和PSTN兼容。核心网具有开放的结构,能允许各种空中接口接入核心网;同时核心网能把业务、控制和传输等分开。采用IP后,所采用的无线接入方式和协议与核心网络(CN)协议、链路层是分离独立的。IP与多种无线接入协议相兼容,因此在设计核心网络时具有很大的灵活性,不需要考虑无线接入究竟采用何种方式和协议。
世界各国对4G的研发进展
国际电信联盟(ITU)为4G制定了明确的时间表:2006年至2007年完成频谱规划,2010年左右完成全球统一的标准化工作,2010年之后开始商用。其中,4G技术提案将从2008年开始征集。
目前,全球范围内许多国家和地区都在加紧对4G的研究,各国组织了如无线世界研究论坛WWRF、欧盟第六框架项目、日本的移动IT论坛mITF、韩国的下一代移动通信委员会NGMC以及我国的“FuTURE论坛”等多个论坛和联合体,致力于在4G的正式标准化组织成立之前,联合更多的力量,推广自己的技术标准,以便在4G时代获得更多的利益。
1.欧洲积极完善4G研究体系
欧洲较为著名4G的研究工作包括欧盟第六框架的WINNER研究计划和WWRF组织。
WINNER项目组对于4G移动和无线通信系统技术研究课题的目标是实现“随时随地的最优化接入”。WINNER项目组已经把4G系统认定为一个综合的通信系统。
WINNER项目组第一阶段已于2005年底完成,主要是就各种4G关键技术进行了广泛的调研,形成系统化的研究结论;目前正在进行的是第二阶段4G的系统设计和性能评估过程,形成完善的技术方案;2008年开始第三阶段,主要进行演示系统的开发和实验。
世界无线研究论坛(WWRF)于2001年8月成立,由欧洲的4家移动设备生产商—阿尔卡特、爱立信、诺基亚和西门子组成。该论坛以3G以后的发展为研究方向,预计4G技术将在2010年开始投入应用。
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