14G移动通信网络的体系结构
4G移动通信系统包括广带无线固定接入，广带无线局域网，移动广带系统以及互操作的广播网络(基于地面和卫星系统)。是集多种无线技术和无线LAN系统为一体的综合系统,也是宽带IP接入系统。基于IP技术的网络结构使用户可实现在3G、4G、WLAN及固定网间无缝漫游。4G移动通信系统网络结构可分为物理网络层、中间环境层、应用网络层。接入和路由选择功能由物理网络层提供；中间环境层提供有源网络，具有地址变换、QoS映射、完全性管理等功能；此外中间环境层和物理网络层共同提供开放式IP接口，而应用网络层与中间环境层之间也是开放式接口，从而更容易提供、发展新的应用和服务，无缝搞数据率的无线服务也同样可以提供并在多个频带运行。这一服务的优势在于能够提供更大服务范围，主要是由于该服务能自行适应多个无线标准与多模终端。
24G移动通信网络的特点
4G是多功能集成宽带移动通信系统，比3G更接近于个人通信，在技术上比3G更完善更安全。当前，关于4G通信技术业界得出以下几点共识：1）具有很高的数据传输速率。最低数据传输速率为2Mb/s，最高可达100Mb/s。2）真正的实现无缝漫游。4G移动通信系统实现全球统一的标准，与各类媒体、网络、通信主机之间实现“无缝连接”。3）高度智能化的网络。4G网络将能够使用智能技术,自适应、动态地进行资源管理及分配,以适应不断变化的业务及容量和适应不同的信道环境.在操作上和技术上有很强的灵活性、智能性以及适应性。4）覆盖性能良好。5）不同QoS的业务得以实现。4G通信系统技术能够使用户在任何地方获得所需的信息服务，由于该系统提供的各种不同类型不同质量的业务是通过动态带宽分配和调节发射功率来实现的，并将信息系统、娱乐、广播、个人通信等行业结合成为一个整体，供用户选择的服务与应用会更快捷、更安全、更丰富。6）基于IP的网络。4G通信系统将会采用IPv6技术，该技术将能在IP网络上实现话音和多媒体业务。
34G移动通信网络中的关键技术
根据国际电信联盟定义，4G移动通信技术是可为移动中的用户提供100Mb/S的数据传输，为静止中的用户提供1Gb/S的数据传输，4G移动通信系统具有比3G更加优良的性能，因此是一个远比3G复杂的通信系统。4G将要采用的关键技术主要有以下几种。3.1正交频分复用（OFDM）OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）正交频分复用技术，属于多载波调制技术的一种。由于这种技术具有在杂波干扰下传送信号的能力,因此常常会被利用在容易被外界干扰或者抵抗外界干扰能力较差的传输环境中。它的基本思想是：在频域内将给定的信道划分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。在每个子信道上使用一个子载波进行调制,并且各子载波并行传输。尽管总的信道是非平坦的，具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。由于在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交,于是它们的频谱是相互重叠的,这样不但减小了子载波（ICI）间的相互干扰,同时又提高了频谱利用率。OFDM技术还具有以下优点：可以对抗多径干扰和频率选择性衰落；调制解调实现容易；支持非对称业务；适合高速数据传输；OFDM技术还易与和其它多址方式结合使用。由此，OFDM技术必将成为4G移动通信的关键技术。3.2智能天线技术智能天线也叫自适应天线阵列（AAA），它由天线阵、波束形成网络、波束形成算法三部分组成。智能天线采用了空时多址（SDMA）的技术，利用信号在传输方向上的差别,将同频率或同时隙、同码道的信号进行区分，动态改变信号的覆盖区域，将主波束对准用户方向，旁瓣或零陷对准干扰信号方向，并能够自动跟踪用户和监测环境变化，为每个用户提供优质的上行链路和下行链路信号从而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。被认为是4G移动通信的关键技术。智能天线在移动通信中的用途主要包括抗衰落、抗干扰、增加系统容量、降低成本，扩大覆盖范围以及实现对移动台的定位。3.3MIMO技术多输入输出技术（MIMO）是指发射端和接收端使用多个发射天线和接收天线，信号通过发射端和接收端的多个天线发送和接收，从而改善每个用户的服务质量。MIMO利用无线信道的多径传播,开发空间资源,建立空间并行传输通道，采用各类空时编码方案来实现发射分集与接收分集，由此来获得相对常规无线通信系统明显的复用增益与分集增益，若想使信道容量和频谱利用率成倍提高，那么天线发射功率和无线频谱资源不能增加。若想使MIMO系统能够更好地使系统的抗衰落性能和抗噪声得到提高，需要做到总的发射功率不变，多个接收天线与多个发射天线之间也互不相关，如此便会获得巨大的容量并提高无线系统的覆盖范围。由此必将成为4G移动通信的核心技术。3.4软件无线电（SDR）技术软件无线电技术，简单的说就是用现代化软件来操纵、控制传统的“纯硬件电路”的无线通信。它的核心思想是将宽带模数变换器(A/D)及数模变换器(D/A)尽可能地靠近射频天线，将模块化的、标准化的硬件单元连接一个开放的公共硬件平台，采用DSP技术,在通用的可编程控制平台上，通过软件编程来实现无线电台的各部分功能，如各种通信频段的选择，信道调制解调方式的选择，以及网络协议，控制终端功能以及保密模式的实现等。软件无线电具有以下特点：多频段多功能通信能力；很强的灵活性；可以方便的通过软件编程来进行系统升级和扩展系统功能；便于实现模块化等。在4G移动通信系统中,将利用软件无线电技术来实现对各种移动台的互连互通互操作、来实现各种移动终端之间的无缝连接,在很大程度上节省了投资成本。3.5切换技术切换(handover)是指在移动通信的过程中，在保证通信不间断的前提下,把通信的信道从一个无线信道转换到另一个无线信道的功能。这是移动通信系统不可缺少的重要功能。主要划分为硬切换、软切换和更软切换。硬切换是在不同频率的基站或覆盖小区之间的切换。这种切换的过程是移动台(手机)先暂时断开与原基站的联系的信道，然后自动向新的频率调谐，与新的基站建立联系,建立新的信道，从而完成切换的过程。简单来说就是“先断开、后切换”。这种方式因为移动台在与原基站的联系信道切断后,往往不能马上建立新基站的新信道，这时就容易出现一个短暂的通话中断，影响通话质量，这是硬切换的一个缺点。软切换是指在不同频率的基站之间的切换。在切换过程中，移动台(手机)与原基站和新基站都保持通信链路，只有当移动台在目标基站的小区建立稳定通信后，才断开与原基站的联系。简单地说,软切换的特点是“先切换、后断开”。这种切换方式是移动台在与新基站建立联系信道后，才断开与原基站的联系信道,因此在切换过程中没有中断的问题，对通信质量没有影响。可以说软交换具有健壮性。更软切换是指发生在同一基站具有相同频率的不同扇区之间的切换。4G移动通信中的切换技术正朝着软切换和硬切换相结合的方向发展。3.6Ipv6技术4G移动通信系统的核心网是一个基于全IP的信网络,能实现与各种网络、通信主机以及各类媒体之间进行“无缝连接”。为了给更多的用户提供更多的业务，4G移动通信系统引入了先进的Ipv6技术。IPv6主要有如下一些优势:扩大了地址空间，IPv6采用128位地址长度,能够为所有网络设备提供一个全球唯一的地址；提高了网络的整体吞吐量；为QoS提供了良好的网络平台；用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验，在Ipv6中的加密与鉴别选项提供了分组的保密性与完整性，极大的增强了网络的安全性；并且更好地实现了多播功能等。
4结束语
4G是多功能集成宽带移动通信系统，比3G更接近于个人通信，在技术上比3G更完善更安全。4G具有广阔的市场前景和巨大的经济潜力。希望4G移动通信早日商业化，把我们真正带到多媒医学论文投稿体时代，同时更加方便人们的生活。
作者：刘巧平 董军堂 单位：延安大学物电学院通信工程专业
