论文导读：早在2005年，国际电信联盟就正式公布第三代移动通信标准，我国提交的TD-SCDMA正式成为国际标准，与欧洲WCDMA、美国CDMA2000成为3G时代最主流的三大技术之一。然而，就在2G方兴未艾，3G蓬勃发展的同时，４Ｇ技术的发展以及关键技术已经成为当今移动通信的热点研究问题。4G系统将会有更快的上传与下载速度兼顾很好的兼容性。与3G相比，软件无线电技术在4G通信系统中将会有更好的发展前景。
关键词：3G，4G，关键技术，发展前景
0 引言
移动通信技术作为一项改变世界的技术得到了全球的瞩目。其给人类的生活、工作带来了极大地便利，各国也投入大量资源促进了移动技术的发展。自其诞生的这二十年来，移动技术一共历经了五代的发展。在人们对移动移动通信日益增长的需求和各国关注的双重动力之下，其更新换代速度将越来越快。
早在2005年，国际电信联盟就正式公布第三代移动通信标准，我国提交的TD-SCDMA正式成为国际标准，与欧洲WCDMA、美国CDMA2000成为3G时代最主流的三大技术之一。在三年之后，我国也有了自己的3G产品。而2009年，国家正式向三家运营商颁发3G牌照，我国3G的普及正式开始。
然而，就在2G方兴未艾，3G蓬勃发展的同时，４Ｇ技术的发展以及关键技术已经成为当今移动通信的热点研究问题。国际电信联盟(ITU)目前已经开始研究制订第四代移动通信标准。4G系统将会有更快的上传与下载速度兼顾很好的兼容性。新一代的技术几乎可以满足用户所有对无线服务的要求。
13G和4G的概述
1.1 3G移动通信系统的概念
3G是第三代移动通信技术的简称，是支持语音和中低速数据传输的蜂窝移动通讯技术。在高速的动态环境中，它的传输速度为144Kbps，而在低速或室内静态环境可达到2Mbps。与前两代移动通信系统相比，3G技术由于在传输速度上有了提升可以处理图像、视频、声音等多媒体形式。3G主要有WCDMA、CDMA2000以及TD-SCDMA三大标准。如今，第三代移动通信系统已经进入实际应用阶段。
1.24G移动通信系统的诞生
3G技术的服务很多方面依然不能达到社会的需求。4G移动通信便是在这种情况下提出的。严格来说，4G还没有确切的定义。一种比较详细的解释是4G可称为广带介入（boardband）和分布网络，具有超过2Mbps 的非对称数据传输能力。第四代移动通信系统是多功能集成的宽带移动通信系统。4G首次实现三维图像的高质量传输，无线用户之间可以进行三维虚拟现实通信。4G网络系统结构大致可以分为物理层、中间环境层、应用网络层。为了方便增加新的业务，每层的接口都是开放式的。从而提高了4G的应用价值。4G的网络结构如图1所示。
图1 4G移动通信系统网络结构图
23G的面临的问题
2.1 CMDA(Code Division Multiple Access)技术的缺陷
3G是基于CDMA技术的移动通信系统。CMDA既是码分多址。码分多址系统是为所有用户提供各自特定的地址码，通过公共信道来传输信息。CDMA系统的地址码相互具有准正交性，以区别地址。然而自非同步CDMA网中不同用户的扩频序列不完全是正交的，因此这种扩频码集的非零互相关系数会引起各用户间的相互干扰。每一个CDMA用户同时又是另一个CMDA用户的干扰源。在异步传输信道以及多径传播环境中多址干扰将更为严重。
2.2 高速传输难以实现
3G与前两代移动通信相比实现了高速传输，提供了慢速图像、电视图像的传输等宽带信息业务。然而3G技术依然偏重于支持语音业务。其单载波最大只能支持2Mbps的业务。3G在动态环境中传输速度将受到很大的限制。 例如，在车载移动中其传输速度只能达到144Kbps。3G本身就存在各种业务相互干扰，影响传输速度。随着现代多媒体业务的发展，3G的传输速度已经能够不能满足一些需要高速数据传输的业务。因此，3G技术已经不能适应现代多媒体宽带业务的发展。
2.3 多个3G标准不能统一
第三带移动通信系统一共分为三大标准：WCDMA、CDMA2000、TD-SDMA。多个标准的存在直接妨碍了通信网络的统一。各网络用户之间就存在了兼容问题。因此，这就意味着3G的全球无线漫游的目标很难实现。因此，3G技术无法真正地实现个人通信和全球通信。这实际上是对现代移动通信应用的一种阻碍。
3 4G技术相对的优势
3.1 更具优势的核心技术
4G系统采用的是OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)。OFDM既是正交频分复用技术。OFDM技术的应用已有近40年历史近些年来，但并没有被主流移动通信技术应用。第一个OFDM技术的实际应用是军事用途。集成数字电路和数字信号处理器件的迅猛发展，以及对无线通信高速率要求的日趋迫切，OFDM技术再次受到了重视。OFDM是将一个信道分成多个子信道。同时将高速信号转换成低速的数据流，调制到各子信道。尽管信道本身不是平坦的，，但数据流可以在相对平坦的子信道上进行窄带传输。OFDM大大降低了信号波形之间的干扰，同时又增加了频谱的利用程度。它在很大程度上解决了无线信道多径效应产生信号的码间干扰。
OFDM的使用降低了均衡器的复杂程度。前几代移动通信系统是依靠均衡器来解决码间干扰的问题。实际使用中均衡器的抽头数通常比较高。尤其在通信信号传输频繁的城市区域，其抽头数高达上百。OFDM技术采用节省了不必要的设备成本。
3.2 真正的实现高速传输
如果说3G技术是一种高速传输的无线移动通信，4G就是超高速无线移动通信。4G系统能够以100Mb/s的速度下载，相当于3G技术的50倍，是现今ADSL下载速度的200倍。4G的网络频带是3G的20倍。同时，其上传速度最快也可达到20Mb/s。另外，4G采用的智能天线、多输入多输出（MIMO）技术同样提高了传输速度。超高速的传输速度可以支持高清晰度图像业务、会议电视等高要求的宽带业务。同时也突破了前几代移动通信技术偏重于语音业务的局限。
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