4g通信技术论文
4g通信技术论文
有些网友觉得4g通信技术论文难写，可能是因为没有思路，所以小编为大家带来了相关的例文，希望能帮到大家!
4G移动通信篇一
4G移动通信
摘要：4G指的是第四代移动通信技术。该技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式。4G是集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、高质量音频、视频和图像等。4G能够以100Mbps以上的速度下载，比目前的家用宽带ADSL(4兆)快20倍，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着不可比拟的优越性。
关键词：第四代，高速，广域
Abstract: 4G refers to the fourth generation mobile communication technology.The technology includes TD-LTE and FDD-LTE standard two. 4G is a set of 3G and WLAN in one, and can fast data transfer, high quality audio, video and imageetc.. 4G to 100Mbps above the download speed, than the home broadband ADSLcurrent (4000000000000) 20 times as fast, and able to satisfy almost all user requirements for wireless service. In addition, 4G in the DSL and cable modemareas not covered by the deployment, and then extended to the entire area.Obviously, 4G has the incomparable superiority
Keyword: the fourth generation, high speed,wide area
目录
一、移动通信发展的背景............................................. II
1、第一代移动通信技术(1G)................................... 1
2、第二代移动通信技术(2G)................................... 1
3、第三代移动通信技术(3G)................................... 1
二、4G移动通信简介 ................................................. 1
三、4G系统网络结构 ................................................. 2
四、4G网络系统的关键技术 ........................................... 2
(4.1)OFDMA技术 .............................................. 2
(4.2)软件无线电 .............................................. 2
(4.3)智能天线(SA) .......................................... 3
五、4G网络系统的技术标准 ........................................... 3
5.1 WiMAX(802.16e)............................................ 3
5.2 LTE(Long Term Evolution).................................. 3
5.3 UMB(Ultra Mobile Broadband)............................... 5
六、4G网络的发展趋势 ............................................... 5
七、心得体会........................................................ 6
参考文献：.......................................................... 6
桂林航天工业学院
电子工程系
题目：
专业： 通信工程
姓名：
学号： 2012041B0237
指导教师：邓莉
通信工程概论(4G移动通信)
一、移动通信发展的背景
移动通信是移动用户之间，或移动用户与固定用户之间的通信。随着电子技术的发展，特别是半导体、集成电路和计算机技术的发展，移动通信得到了迅速的发展。随着其应用领域的扩大和对性能要求的提高，促使移动通信在技术上和理论上向更高水平发展。20世纪80年代以来，移动通信已成为现代通信网中不可缺少并发展最快的通信方式之一。
1、第一代移动通信技术(1G)
主要采用的是模拟技术和频分多址(FDMA)技术。由于受到传输带宽的限制，不能进行移动通信的长途温游，只能是一种区域性的移动通信系统。
2、第二代移动通信技术(2G)
主要采用的是数字的时分多址(TDMA)技术和码分多址(CDMA)技术。主要业务是语音，其主特性是提供数字化的话音业务及低速数据业务。它克服了模拟移动通信系统的弱点，话音质量、保密性能得到大的提高，并可进行省内、省际自动漫游。
3、第三代移动通信技术(3G)
与从前以模拟技术为代表的第一代和目前正在使用的第二代移动通信技术相比，3G将有更宽的带宽，其传输速度最低为384K，最高为2M，带宽可达5MHz以上。不仅能传输话音，还能传输数据，从而提供快捷、方便的无线应用，如无线接入Internet。能够实现高速数据传输和宽带多媒体服务是第三代移动通信的另一个主要特点。
二、4G移动通信简介
第四代移动通信技术的概念可称为宽带接入和分布网络，具有非对称的超过2Mbit/s的数据传输能力。它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽
通信工程概论(4G移动通信)
带系统和交互式广播网络。第四代移动通信标准比第三代标准拥有更多的功能。第四代移动通信可以在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方用宽带接入互联网(包括卫星通信和平流层通信)，能够提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。此外，第四代移动通信系统是集成多功能的宽带移动通信系统，是宽带接入IP系统。第四代移动通信系统的提供便是希望能满足提供更大的频宽需求，满足第三代移动通信尚不能达到的在覆盖、质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要。 三、4G系统网络结构
4G移动系统网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层、应用网络层。物理网络层提供接入和路由选择功能，它们由无线和核心网的结合格式完成。中间环境层的功能有QoS映射、地址变换和完全性管理等。物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的，它使发展和提供新的应用及服务变得更为容易，提供无缝高数据率的无线服务，并运行于多个频带。这一服务能自适应多个无线标准及多模终端能力，跨越多个运营者和服务，提供大范围服务。 四、4G网络系统的关键技术
(1)OFDMA技术
OFDMA是一种无线环境下的高速传输技术。无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的，其主要思想就是在频域内将给定通道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，各子载波并行传输，这样尽管总的通道是非平坦的，但每个子通道是相对平坦的。且在各子通道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道带宽，大大消除信号波形间的干扰。OFDMA技术的最大优点是能对抗频率选择性衰落和窄带干扰，从而减小各子载波间的相互干扰，提高频谱利用率。
(2)软件无线电
软件无线电是将标准化、模块化的硬件功能单元经一通用硬件平台，利用软件加载方式来实现各类无线电通信系统的一种开放式结构的技术。通过不同软件
程序，在硬件平台上实现在不同系统中利用单一终端漫游。其核心思想是在尽可能靠近天线的地方使用宽带A/D和D/A变换器，尽可能多地用软件来定义无线功能。
(3)智能天线(SA)
智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束调节等功能，被认为是未来移动通信的关键技术。智能天线成形波束可在空间域内抑制交互干扰，增强特殊范围内想要的信号，既能改善信号质量又能增加传输容量。其基本原理是在无线基站端使用天线阵和相干无线收发信机来实现射频信号的收发，同时，通过基带数字信号处理器，对各天线链路上接收到的信号按一定算法进行合并，实现上行波束赋形。
(4)MIMO技术
MIMO是指在基站和移动终端都有多个天线。MIMO技术为系统提供空间复用增益和空间分集增益。空间复用是在接收端和发射端使用多副天线，充分利用空间传播中的多径分量，在同一频带上使用多个子信道发射信号，使容量随天线数量的增加而线性增加。
五、4G网络系统的技术标准
目前4G系统以LTE、WiMAX及UMB三大标准为主，主要移动WiMAX、LTE及UMB这三个阵营，以下将就这三个标准做介绍及比较：
1.WiMAX(802.16e)
移动WiMAX，在移动WiMAX中，WiMAX Forum在兼具模块化、弹性、扩展性与延伸性，并满足安全性、移动性、服务质量(QoS)与服务应用等功能的考虑下，定义WiMAX端对端的网络系统架构，以网络关联模块作为逻辑上的呈现。功能组件包括有客户端(SS/MS)、存取服务网络(Access Service Network, ASN)及连接服务网络(Connectivity Service Network, CSN)，基准关联点R1-R5将分别描述各组件间的通信协议与程序，客户端可以透过ASN或CSN享受无线宽带服务或是与另一客户端进行通信。值得注意的是，MIMO及OFDMA是其重要发展趋势。MIMO技术的核心概念主要是利用多根发射天线与多根接收天线所提供的多重传输途径，以提升传输速率与改善通信质量，与传统的AAS天线相较，不仅传输速度增加，其成本也大幅下降。而OFDMA则是指同时利用多个窄频传送数字信号之技术，可同时支持多个使用者传输数据，有利多媒体数据传输，使无线传输流量更大、更快速。除此之外，OFDM技术能有效抑制无线信号经NLOS路径传输时，因多径因素而产生的干扰问题，因此对WiMax来说，使用MIMO-OFDMA技术，将有助于WiMax之通信质量达到未来4G所要求的“优质、宽带、高速、高频谱效率”之通信质量。
2.LTE(Long Term Evolution)
LTE全名是Long Term Evolution，是由3GPP组织所制订的规格，是从GSM、GPRS、EDGE、WCDMA、HSDPA、HSUPA、MBMS一脉相承的技术体系，符合3GPP Release 8的技术规范。
LTE标准的发展过程可分为研究项目(study item)和工作项目(work item)两个阶段。
(1)、研究项目(study item)阶段在2006年中结束，主要完成目标需求的定义，明确LTE的概念等，然后征集候选技术提案，并对技术提案进行评估，确定其是否符合目标需求。对有可能融合的提案进行讨论，甚至还可能对某些技术的优越性进行辩论，最终选择出适合未来LTE的技术方案。
(2)、工作项目(work item)阶段在2006年中以前建立，并着手标准的建立。该阶段将对未来LTE标准细节的各个方面展开讨论和起草，并一直持续到2007年中。
LTE在技术提案征集上有6个选项，按照双工方式可FDD和TDD两种，而按照无线链路的调制方式或多址方式主要可分为CDMA及OFDMA两种。随着LTE标准化工作的不断推进，业界也提出了WCDMA、TD-SCDMA等现有3G技术标准向LTE演进的明确路线。
(a)WCDMA→LTE演进路线
从WCDMA向LTE的演进，首先是实现HSDPA(P1)，上行和下行速率分别达到
1.8Mbit/s和3.6Mbit/s。HSDPA(P1)技术已经在2005年开始商用，2006年开始进入大规模商用部署阶段;其后是实现HSDPA(P2)和HSUPA，上行和下行速率分别达到8Mbit/s和14.4Mbit/s，商用时间将在2007年～2008年。1tSPA+是HSDPA(P2)和HSUPA技术向LTE的中间过渡方案，其上行和下行速率分别达到10Mbit/s和40Mbit/s，并开始采用OFDM技术，其商用时间将在2008～2010年之间。最后从HSPA+演进到LTE。
(b)TD-SCDMA→LTE演进路线从TD-SCDMA向LTE的演进，首先是在TD-SCDMA的基础上采用单载波的HSDPA技术，速率达到2.8Mbit/s;其后采用多载波的HSDPA，速率达到7.2MMbit/s;到HSPA+阶段，速率将超过10Mbit/s，并继续逐步提高它的上行接入能力。最终在2010年之后，从HSPA+演进到LTE。由上可知，可发展LTE的规格目标是下行传输速率达100Mbps以上，上行传输速率50Mbps，足以与现在的WiMAX及ADSL相提并论，尤其在存取时间、频谱效率及数据传输量都有改善，网络投资成本也能因此降低。
3.UMB(Ultra Mobile Broadband)
UMB是CDMA2000系列标准的演进升级版本，可以在1.25MHz和20MHz间以约150KHz的频率增量灵活部署，支持频段包括450MHz、700MHz、850MHz、1700MHz、1900MHz、1700/2100MHz、1900/2100MHz(IMT)和2500MHz(3G扩展频段)，主要由CDMA业界所主导，其可与现有的CDMA20001X和1xEV-DO系统兼容，但在数据传输速率、延迟性、覆盖度、移动能力及布建弹性等方面都更具优势。
UMB是CDMA2000标准家族中的最新成员，属于OFDMA解决方案;该标准使用先进的控制与信令机制、无线电资源管理(RRM)、适应性反向链路(RL)干扰管理和先进的天线技术，如MIMO、SDMA和波束形成技术。UMB解决方案可提供先进的移动宽带服务，在频谱的一端提供经济、低潜伏时间的语音业务，而在另一端提供潜伏时间敏感、宽带的数据通信。另外UMB也能够带来更大的频宽、频段和波段选择范围，以及网络的可升级性和灵活性，并能使纯IP以及各类可变包长的数据传输速度达到比目前商用系统更高的数量级，能够从根本上提高用户体验和增强运营商的赢利能力。
六、4G网络的发展趋势
从 4G 的发展前景看，0FDM 和智能天线等核心技术外还包含一些相关技术：
(1)除交互干扰抑制和多用户识别：待开发的交互干扰抑制和多用户识别技术应成为4G的组成部分。它们以交互干扰抑制的方式引入到基站和移动电话系统，消除不必要的邻近和共信道用户的交互干扰，确保接收高质量信号。这种组合将满足更大用户容量和覆盖范围，大大减少网络基础设施的部署，确保服务质量。
(2)可重构性自愈网络：4G 无线网络中将采用智能处理器，可处理节点故障或基站超载。网络各部分采用基于知识解答装置，可纠正网络故障。
(3)微无线电接收器：未来 4G 中要研究的另一重点，它是嵌入式无线电采用此技术，功耗是采用现有技术的 l/10～1/100。目前世界发送国家都正在积极进行4G技术规格的研究制定，以期在全球4G规格制定中享有发言权。4G的各项运行标准将由国际电信联盟(ITU)电信标准局决定。新一代无线通信技术在美国及日本等发达国家已经进入密集的研发和市场化阶段。新的研究包括网络结构、用户切换和漫游等移动环境下的系统实现方案，从而实现用户的大范围移动，这种技术路线是当前国际上设计第四代移动通信系统的主要思路。
七、心得体会
要使第四代移动通信系统能投入实际应用，就需要对现有的移动通信基础设施进行更新改造，首先需要解决无线系统中的移动性管理和核心网的移动IP技术等问题，当然还有4G的标准问题。网络层移动性是4G移动性管理的关键，移动性通常涉及到在不同网段间漫游的移动用户，数据链路层的移动性支持通常限制在同类网络之间。移动IP代表了一种简单而且可以升级的全球移动性方案。但是，对于第四代移动通信系统而言，它缺乏实时位置管理和快速无缝切换机制的支持。要解决这些问题，必须采用新的网络结构和管理路由优化方案，需要采用高效的发送和切换协议，这些协议必须能很好地解决数据丢失和延迟的问题。 4G是人类有史以来最复杂的技术系统。要顺利全面地实施4G通信还将遇到一些困难，其发展将面临极大的市场压力。目前世界发达国家正积极进行4G技术规格的研究制定，研究包括网络结构、用户切换和漫游等移动环境下的系统实施方案，从而实现用户的大范围移动。因此有理由期待这种第四代移动通信技术给人们带来更加美好的未来。
参考文献：
[1]. 李引凡.OFDM技术原理及其应用.网络通信,2004
[2]. 赵婧华.OFDM——第四代移动通信的技术核心.电信建设，2001
[3]. 谢新梅,黄俊钦,4G 无线通信系统及其关键技术分析,2003
[4]. 昊薇,王晟.第四代移动通信系统,电信工程技术与标准化,2002
4G网络通信技术研究篇二
4G网络通信技术研究
摘 要
通信技术日新月异，给人们带来不少享受。随着数据通信与多媒体业务需求的发展，适应移动数据、在我们还没有完全享受3G移动通信系统商所带来服务的同时，4G移动通信技术的研究已经在逐步的进行着。本文简要分析了：(1)4G的网络结构：(2)4G的关键技术，如OFDM，软件无线电，只能天线技术，MIMO技术。(3)比较了3G和4G不同指标，分析了3G和4G采用的不同技术。(4)初步探讨了4G的现状和发展。
关键词：4G，网络通信
AbstractThe communication technology advances,to bring a lot of enjoyment. With the demand for data communications and the development of multimedia services to meet the mobile data, as we have not fully enjoy the 3G mobile communication systems brought about by the service providers at the same time, 4G Mechnology Communication Technologies has been engaged in gradually. This paper analyzes:(1)4G network structure;(2)4G Key technologies such as OFDM, software radio,smart antenna technology, MIMO technology,(3) to compare the different indicators of 3G and 4G, 3G and 4G are analyzed using different techniques.(4)discussed the status and development of 4G.
Keywords: 4G, network communication
目 录
摘要.......................................................................................................... 错误!未定义书签。
目录............................................................................................................................................ 2
前言............................................................................................................................................ 2
第一章 4G网络结构 ....................................................................................... 错误!未定义书签。
1.1三层网结构 ................................................................................ 错误!未定义书签。
1.2 物理层 ....................................................................................... 错误!未定义书签。
第二章 4G网络中的关键技术 ...................................................................... 错误!未定义书签。
2.1 OFDM .......................................................................................... 错误!未定义书签。
2.2 软件无线电 .............................................................................. 错误!未定义书签。
2.3 智能无线技术(SA) .............................................................. 错误!未定义书签。
2.4 多输入多输出(MIMO)技术 ............................................... 错误!未定义书签。
2.5 基于IP的核心网 ..................................................................... 错误!未定义书签。
第三章 3G与4G的比较 6
3.1 核心阅读 ................................................................................... 错误!未定义书签。
3.2技术指标方面 ............................................................................ 错误!未定义书签。
3.3 技术方面 ................................................................................... 错误!未定义书签。
3.4速度方面 .................................................................................... 错误!未定义书签。
3.5 4G是什么 .................................................................................. 错误!未定义书签。
3.6 4G会采用什么标准 .................................................................. 错误!未定义书签。
3.7 4G手机怎么样 .......................................................................... 错误!未定义书签。
3.8 公众何时能用上4G ................................................................. 错误!未定义书签。
3.9 4G会取代3G吗 ....................................................................... 错误!未定义书签。
第四章 4G的主要优势 27
4.1网络频谱更宽 ............................................................................ 错误!未定义书签。
4.2 通信更加灵活 ........................................................................... 错误!未定义书签。
4.3 智能性能更高 ........................................................................... 错误!未定义书签。
4.4兼容性能更平滑 ........................................................................ 错误!未定义书签。
4.5 提供各种增值服务 ................................................................... 错误!未定义书签。
4.6 实现更高质量的多媒体通信 ................................................... 错误!未定义书签。
4.7频率使用效率更高 .................................................................... 错误!未定义书签。
4.8 通信费用更加便宜 ................................................................... 错误!未定义书签。
第五章 4G存在缺陷 30
5.1标准难以统一 ............................................................................ 错误!未定义书签。
5.2 技术难以实现 ........................................................................... 错误!未定义书签。
5.3 容量受到限制 ........................................................................... 错误!未定义书签。
5.4 市场难以消化 ........................................................................... 错误!未定义书签。
5.5 设施难以更新 ........................................................................... 错误!未定义书签。
第六章 总结 .................................................................................................... 错误!未定义书签。 参考文献.......................................................................................................... 错误!未定义书签。 致谢 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。
4G网络通信技术研究
1.1 背景描述
随着3G在我国的商用以来，用户在使用手机电视和视频通话方面，出现信号不稳，视频通话效果不好等问题。人们开始期望4G能够解决这些问题，能够提供更高的数据速率，更大的容量和宽带。从而使4G比3G更接近个人通信，在技术上比3G更完善。 所谓4G技术是第四代移动通信及其技术的简称，是集3G与WLAN与一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。4G系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的需求。而在用户最为关注的价格方面，4G与固定宽带网络在价格方面不相上下，而且计费方式更加灵活机动，用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方不熟，然后再扩展到整个地区，很明显，4G有着不可比拟的优越性。
4G网络结构
1.1 三层网络结构
4G系统针对各种不同业务的接入系统，通过多媒体介入连接到基于IP的核心网中。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网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层、应用网络层。
1)物理网络层提供接入和路由选择功能。
2)中间环境曾的功能有网络服务质量映射、地址变换和完全性管理等。
3)无力网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的，使发展
和提供新的服务变得更容易，提供无缝高数据率的无线服务，并运行
于多个频带，着一服务能自适应与多个无线标准及多模终端，跨越多
个运营商和服务商，提供更大范围服务。
对人们来说，未来的4G通信的却显得很神秘，不少人都认为第四代
无线通信网络系统是人类有史以来发明的最复杂的技术系统，的却第
四代无线通信网络在具体实施的过程中出现大量令人头疼的技术问
题，大概一点也不会使人们感到意外和奇怪，第四代无线通信网络存
在的技术问题多和互联网有关，并且需要花费好几年的时间才能解
决。总的来说，要顺利、全面地实施4G通信可能遇到下面一些困难：
近年来3G演进技术的发展异常迅速，但无线技术是否已经打法哦完
美的地步?国家836计划专家组成员、未来移动通信论坛秘书长尤肖
虎的答案是否定的。在他看来，线有无限技术有待解决的问题还很多，
需要改进的空间也很大。
1.2 物理层
从物理层的传输技术看，虽然在目前LTE、 UMB、 WiMAX系统设计已经很完善，但在此基础上还需要进一步的改造，尤其在多用户层面上。“目前，4G
中的点对点技术将接近理论值，但多用户传输技术还有很大的改进空间，多校区传输技术的差距更大。”诸如多用户或多校区之间的协调、干扰的抑制抵消以及无线资源的分配等众多问题，都还没有系统的解决方案。另外跨层的设计和优化也是需要解决的问题之一。“原先的分层理论需要避免跨层联动的问题，而跨层设计的思想则恰恰相反，所以这是否是一个可能的发展方向还需进一步讨论。”尤肖虎指出。
尤肖虎认为组网层面上同样存在很大的改进空间。
第二章 4G网路中的关键技术
2.1 OFDM
OFDM(Prthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交频分复用技术，实际上OFDM是MCM Multi-CarrierModulation,多载波调制的一种。其主要原理是：将待传输的告诉串行数据经串并变换，变成在子信道上并行传输的低速据流，再用相互正交的载波进行调制，然后叠加一起发送。接受端用想干载波进行相干接收，再经并串变换恢复为原高速数据。
OFDM技术的有很多优点：可以消除或减小信号波形间的干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高了频谱利用率;适合高速数据传输;抗衰落能力强;抗码间干扰(ISI)能力强。
2.2 软件无线电
软件无线电(SDR)是将标准化、模块化的硬件功能单元经一通用硬件平台，利用软件加载方式来实现各类无线电通信系统的一种开放式结构的技术。其中心思想是使宽带模数转换器(A/D)及数模转换器(D/A)等先进的模块尽可能地靠近射频天线的要求。尽可能多地用软件来定义无线功能。其软件系统包括各类无线信令规则与处理软件、信号流变换软件、调制解调算法软件、信道纠错编码软件、信源编码软件等。软件无线电技术主要涉及数字信号处理硬件(DSPH)、现场可编程器件(FPGA)、数字信号处理(DSP)等。
2.3 只能天线技术(SA)
只能天线定义为波束间没有切换的多波束或自适应阵列天线。只能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束调节等功能，被成为是未来移动通信的关键技术。只能天线成型波束可在空间域内抑制交互干扰，增强特殊范围内想要的信号，既能改善信号质量又能增加传输容量。其基本原理是在无线基站端使用天线阵和相干无线收发信机来实现射频信号的手法，同时，通过基带数字信号处理器，对各天线链路上接收到的信号按一定算法进行合并，实现上行波束赋形。
2.4 多输入多输出(MIMO)技术
多输入多输出技术(MIMO)是指在基站和移动终端有多个天线。MIMO技术为系统提供空间复用增益和空间分集增益。空间复用是在接受端和发射端使用多副天线，充分利用空间传播中的多径分量，在同一频带上使用多个子信道发射心海，使容量随天线数量的增加而线性增加。空间分集有发射分集合接受分集两类。基于分集技术与信道编码技术的空间码可获得高的编码增益和分集增益，已成为
该领域的研究热点。MIMO技术可提供很高的频谱利用率，且其空间分集可显著改善无线信道的性能，提高无线系统的容量及覆盖范围。
2.5 基于IP的核心网
4G移动通信系统的核心网是一个机遇全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，能提供端到端得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，能润需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。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调。
在4G通信系统中将取代IPV4协议，主要采用全分组方式IPV6技术，IPV6具有许多的优点，如：有巨大的地址空间;支持无状态和有状态两种地址自动配置的方式;能够提供不同水平的服务质量;更具有移动性。
第三章 3G与4G的比较
正当第三代移动通信(3G)正在国内全国铺开的时候，比3G提速十倍以上的新一代移动通信技术TD-LTE，在上海世博会上闪亮登场：高清视频通话，实时展会直播，高速移动上网，多种移动宽带服务，不仅实现了对5.28平方公里的世博园区的完整覆盖，而且还实现了黄浦江睡眠以及信息通信馆、世博中心等11个重要场馆室内覆盖。
在这个全球首个“准4G”TD-LTE规模演示网获得成功之后，中国移动又计划下半年在国内三个城市进行扩大规模的实验试用。引人注目的是，TD-LTE已聚集了大批中外企业，如大唐、华为、中型、上海内尔、摩托罗拉，以及创毅视讯、海思等国内外网络设备商与芯片厂商。
种种迹象表明,3G尚在发力，4G已悄然逼近，且伸手可及。
由于目前3G采用很多先进性的技术，将在4G在很大程度上进一步融合3G现在的技术。比如，只能天线，软件无线电，联合检测，功率控制等。虽然4G继承了3G的许多技术，但是在指标和技术方面有诸多区别。
3.2 技术指标方面
3G 提供了高速数据，在图像传输上，其静止传输速率达到2Mbps，高速移动时的传输速率达到114Kbps，慢速移动时的传输速率达到384Kbps，宽带可以达到5MHz以上UMT采用WCDMA技术，利用正教码区分用户，有FDD和TDD两种双工方式。
4G 的性能指标是：
a) 数据速率从2Mbps到100Mpbs
b) 容量达到第3代系统的5~10倍，传输质量相当于甚至优于第3代系统。
广带局域网应能与宽带综合业务数据网(B-ISDN)和异步传送模式(ATM)兼容，实现广带多媒体通信，形成综合广带通信网
c) 条件相同时校区覆盖范围等于或大于第3代系统。
d) 具有不同速率间的自动切换能力，以保证通信质量。
e) 网络的每比特成本要比第3代低。
3.3 技术方面
a)3G的关键技术是CDMA技术，而4G采用的是OFMD技术。OFMD可以提高频谱利用率，能够克服CDMA在支持高速率数据传输时信号间干扰增大的问题。 b)在软件无线电方面，4G对3G中的软件无线电技术进行升级，满足4G中无限接入多样化要求，使得3G着那个无限接入标准不统一的问题得以解决。同时在4G中，实现软切换和硬切换箱结合，对3G中的软件无线电基础上通过增加相应的硬件模块，对相应的软件进行升级使他们最终都融合到一起，成为一个统一的标准，实现各种需求的功能。
C)3G网络采用的主要是蜂窝组网，4G采用全数字全IP技术，支持分组交换，将WLAN,Bluetooth等局域网融入广域网中。在4G中提高只能天线的处理速度和效率。在TD-SCDMA采用智能天线的基础上，对相关的软件和算法加以升级，增加一些接口协议来满足4G的要求。
d)4G系统也使用了许多新技术，包括超链接和特定无线网络技术、动态自适应网络技术、只能频谱动态分配技术以及软件无线电技术等等。
e)在功率控制上，4G比3G要求更加严格，其母的是为了满足高速通信的要求，不仅频率资源限制移动用户信号的传输速率，而且基站和终端的发射功率也限制了用户信号的传输速率。在3G中，采用切换技术来减少其他小区的干扰，提高话音质量，不过在4G中，切换技术的应用更加广阔，并朝着软却换和硬却换相结合的方向发展。
3.4 速度方面
通信委员会最新研究显示，在使用同样数量频谱的情况下，下一代移动技术的数据传输能力将是现有3G技术的两倍以上。
传输能力的增强对满足英国迅速增加的移动数据流量来说至关重要，而移动数据流量的增加主要受只能手机和移动宽带数据服务增长的带动。
显著提高-接近目前的ADSL家宽带速度。这一目标有望通过4G技术更为有效地利用频谱而得以部分地实现。
通信委员会的首席技术官指出：“在频谱数量相同的情况下，4G移动通信技术传输的数据比3G多。而效率的提高意味着4G网络将能够支持更改的数据速率和更多的用户。我们的研究表明，早期4G移动网络的标准配置将是现有标准3G网络3.3倍。鉴于此，早期4G网络的用户在下载一段视频时，所使用的时间只有目前3G网络的三分之一。预计到2020年，这一比率将扩大至5.5倍。
相关部门在对现有理论预测和实地部署实验进行审核与分析的基础上，进行了上述研究，而这项研究的目的是希望勒戒在引入4G技术后，频谱效率可能提高的程度。这些信息为通信办公室的战略频谱管理工作的提供了重要依据。 这项研究分析了多种4G技术，其中包括长期演进及LTE后续技术，研究还探讨了新出现的和后继的WiMAX无线技术，这中技术与WI-FI类似，但其覆盖范围更大，可达数公里。
这项研究显示，尽管通过采用4G技术提高了品皮效率，进而增加了4G网络的容量，但这并不足以满足用户对移动数据的需求预期增长。出了更为有效地利用现有的频谱，还需要更多的频谱，其中部分将通过2012年拍卖800MHz和
2.6GHz新频谱获得。2012将得拍卖将是英国有史以来为移动服务分派额外频谱而举行的规模最大单词拍卖活动，预计拍卖的频谱数量相当于目前所使用的移动
频谱总量的四分之三。
此外，移动网络还需要巧妙的设计，以确保频谱能够得到最有效地利用。该研究预计，为了满足特定地区的用户需求，更多小基站将会大展身手。
3.5 4G是什么
速度比3G快10倍以上，让互联网和移动终端溶为一体，3G是手机通话为主，附带上网;4G是移动上网为主，附带通话
“其实叫4G并不太准去，这是一种同属的说法，4G到目前并没有完整的定义“中兴通讯LTE终端负责人张亮告诉记者：“4G是相对于4G说的，是指第四代移动通信技术，目前国际电联还没有确定统一的彼岸准，但是;TE技术应该是主要的方向。
3.6 4G会采用什么标准
我国自主研制的TD-SCDMA的“升级版”—TD-LTE Advanced,已经被国际电联纳入4G候选国际标准，有望最终入选
3.6 4G手机怎么样
超大屏幕，视频可实现视频通话、高清电视、在线戏等无线宽带服务。4G终端的本质，其实是电脑做小，而不是手机做大
3.7 4G 会取代3G吗
4G将首先覆盖热点和发达地区，未来我国将形成2G、3G和4G并存的局面，而不是简单升级替换
第四章 4G的主要优势
4.1 网络频谱更宽
由于人们研究4G通信的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问Internet的速率，因此4G通信给人印象最深刻的特征莫过于它具有更快的无线通信速度。从移动通信系统数据传输速率作比较，第一代模拟式仅提供语音服务;第二代数位式移动通信系统传输速率也只有9.6Kbps，最高可达32Kbps，如PHS;而第三代移动通信系统数据传输速率可达到2Mbps，第四代移动通信系统可达到10Mbps至20Mbps，甚至最高可以达到每秒高达100Mbps速度传输无线信息，这中速度会相当于2009年最新手机的传输速度的1万倍左右。
要想使4G通信达到100Mbps的传输，通信营运商必须在3G通信网络的基础上，进行大幅度的改造和研究，以便使4G网络在通信宽带上比3G网络的蜂窝系统的带宽高出许多。据研究4G通信的执行官们说，估计每个4G信道会占有100MHz的频谱，相当于W-CDMA 4G网络的20倍。
4.2通信更加灵活
从严格意义上说，4G手机的功能，已不能简单划归“电话”的范畴，毕竟语音资料的传输只是4G移动电话的功能之一而已，因此未来4G手机更应该算得上是一只小型电脑了，而且4G手机从外观和式样上，会有更惊人的突破，人们可以想象的是，眼睛、手表、化妆盒、旅游鞋，以方便和个性为前提，任何一件
能看到的物品都有可能成为4G终端，只是人们还不知应该怎么称呼它，未来的4G通信使人们不仅可以随时随地通信，更可以双向下载传递资料、图画、影响，当然更可以和从未谋面的陌生人网上连线对打游戏。也许有被网上定位西戎永远锁定无处遁形的苦恼，但是与它据此提供的地图带来的便利和安全相比，这简直可以忽略不计。
4.3 只能性能更高
第四代移动通信的智能性更高，不仅表现于4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化，例如对菜单和滚动操作的依赖程度会大大降低，更重要的4G手机可以实现许多难以想象的功能。例如4G手机能根据环境、时间以及其他设定的因素来适时地提醒手机的主人此时该做什么事，或者不该做什么事，4G手机可以把电影院票房资料，直接下载到PDA纸上，这些资料能够把售票情况、座位情况显示得清清楚楚，大家可以根据这些信息来进行在线购买自己满意的电影票;4G手机可以被看做是一台手提电视，用来看体育比赛之类的各种现场直播。 4.4 兼容性能更平滑
要使4G通信尽快地被人们接受，不但考虑的它的功能强大外，还应该考虑到现有通信的基础，以便让更多的现有通信用花在投资最少的情况下就能很轻易地过渡到4G通信。因此，从这个角度来看，未来的第四代移动通信系统应当具备全球漫游，接口开放，能跟多种网络互联，终端多样化以及能从第二代平稳过渡等特点。
4.5 提供各种增值服务
4G 通信并不是从3G通信的基础上经过简单升级而演变过来的，它们的核心建设技术根本就就是不同的，3G移动通信系统主要是以CDMA为核心技术，而4G移动通信系统技术则以正交多任务分频技术最受瞩目，利用这种技术人们可以实现例如无线区域环路、数字音讯广播等反面的无线通信增值服务;不过考虑到与3G通信的过渡性，第四代移动通信系统不会再未来仅仅只采用ODSM一种技术，CDMA技术会在第四代移动通信系统中，与OFDM技术相互配合以便发挥出更大的作用，甚至未来的第四代移动通信系统也会有新的整合技术。
4.6 实现更高质量的多媒体通信
尽管第三代移动通信系统也能实现各种多媒体通信，但未来的4G通信能满足第三代移动通信尚不能达到的再覆盖范围、通话质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要，第四代移动通信系统提供的无线多媒体通信服务包括语音、数据、影像等大量信息透过宽频的信道传送出去，为此未来的第四代移动通信系统也成为：“多媒体移动通信”。第四代移动通信不仅仅是为了因应用户数的增加，更重要的是，必须要因应多媒体的传输需求，当然还包括通信品质的要求。总结来说，首先必须可以容纳市场庞大的用户数、改善现有通信品质不良以及达到高速数据传输的要求
4.7 频率使用效率更高
相比第三代移动通信技术来说，第四代移动通信技术在开发研制过程中使用和引入许多功能强大的突破性技术，例如一些光纤通信产品公司为了进一步提高无线因特网的主干带宽宽度，引入了交换层级技术，这种技术能同时涵盖不同类型的通信接口，也就是说第四代主要是运用路由技术为主的网络架构。由于利用了几项不同的技术，所以无线频率的使用比第二代和第三代系统有效得多。按照最乐观的情况估计，这种有效性可以让更多的人使用与以前相同数量的无线跑频谱作更多的事情，而且做这些事情的时候速度相当快。研究人员说，下载速率有可能达到5Mbps到10Mbps。
4.8通信费用更加便宜
由于4G通信不仅解决了与3G通信的兼容性问题，让更多的现有通信用户能轻易地升级到4G通信，而且4G通信引入了许多尖端的通信技术，这些技术保证了4G通信能提供一种灵活性非常高的系统操作方式，因此相对其他技术来说，4G通信不熟起来就容易迅速得多;同时在建设4G通信网络系统时，通信营运商们会考虑直接在3G通信网络的基础设施纸上，采用逐步引入的方法，这样就能够有效地降低运行者和用户的费用。据研究人员宣布，4G通信的无线即时连接等某些服务费用会不3G通信更加便宜。
第五章 4G存在缺陷
5.1 标准难以统一
虽然从理论上讲，3G手机用户在全球范围都可以进行移动通信，但是由于没有同意的国际标准，各种移动通信系统彼此互不兼容，给手机用户带来诸多不便。因此，开发第四代移动通信系统必须首先解决通信制式等需要全球统一的标准化问题，而世界各大通信厂商会对此一直在争论不休。
5.2技术难以实现
尽管4G通信能够给人带来美好的明天，但是别指望立刻就能用上这种技术，大约还需要5年左右的时间这项技术才能发布。据研究这项技术的开发人员而言，要实现4G通信的下载速度还面临着一系列技术问题。例如，如何保证楼区、山区，及其它有障碍物等易受影响地区的信号强度等问题。日本DoCoMo公司表示，为了解决这一问题，公司会对不同的编码技术和传输技术进行测试。另外在移交方面存在的技术问题，使手机很容易在从一个基站的覆盖区域进入另一个基站的覆盖区域和网络失去联系。由于第四代无线通信网络的架构相当复杂，这一问题显得格外突出。不过，行业专家们表示，他们相信这一问题可以得以解决，但需要移动的时间。
5.3容量受到限制
人们对4G通信的印象最深的莫过于它的通信传输速度会得到极大提升，从理论上说其所谓的每秒100MB的宽带速度，比2013年最新手机信息传输速度每秒10KB要快1万多倍，但手机的速度会受到通信系统容量的限制，如系统容量有限，手机用户越多，速度就越慢。据有关行家分析，4G手机会很难达到其理论速度。如果速度上不去，4G手机就要大打折。Heavy Reading 4G/LTE Insider发布的最新报告显示，在移动网络运营商转向4G技术的同时，他们将不得不采取其他措施来控制无线接入网络的拥堵状况，从而大大提高网络性能，其中包括更为积极采用政策调控产品。Heavy Reading 4G/LTE Insider的研究分析师兼该报告的作者蒂姆.克伦德尔指出：“无线接入网络的拥堵并不是一个刚刚出现的、令世界各地的无线运营商头疼的新问题，而是个早就存在的大麻烦。除非移动运营商也能采取积极措施，减少和控制无线接入网络的拥堵问题，否则就算转向4G也不会明显改善网络的性能、”
令运营商及其客户欣慰的是，目前并不缺乏减少无线接入网拥堵的工具。克伦德尔表示：“一种很乐观的解决方案是政策调控确定广泛的标准和产品类别，能够让运营商更深刻、直观地认识其网络流量，同时拥有更强的能力来管理这一流量。政策调控产品的成本一般在100万-500万美元之间，与部署相比成百上千个蜂窝基站、更多的补贴家用基站、将以太网回程引入每个城市和郊区基站，或建设Wi-Fi热点网络等做法相比，这根本就是小菜一碟。”
5.4市场难以消化
有专家预测在10年以后，第三代移动通信的多媒体服务会进入第三个发展阶段，此时覆盖全球的3G网络已经基本建成，全球25%以上人口使用第三代移动通信系统，第三代技术仍然在缓慢地进入市场，到那时整个行业正在消化吸收第三代技术，对于第四代移动通信系统的接受海需要一个逐步过渡的过程。另外，在过渡过程中，如果4G通信因为系统或终端的短缺而导致延迟的话，那么号称5G的技术随时都有可能威胁到4G的盈利计划，此时4G漫长的投资回收和盈利计划会变得异常的脆弱。
5.5设施难以更新
在部署4G通信网络系统之前，覆盖全球的大部分无线基础设置都是基于第三代移动通信系统建立的，如果要想第四代通信技术转移的话，那么全球的许多无线基础设置都需要经历着大量的变化和更新，这种变化和更新势必减缓4G通信技术全面进入市场、占领市场的速度。而且到那时，还必须要求3G通信终端升级到能进行更高速数据传输及至此4G通信各项数据业务的4G终端，也就是说4G通信终端要能在4G通信网络建成后及时提供，不能让通信终端的生产滞后于网络建设。但根据某些事实来看，在4G通信技术全面进入商用之日算起的二三年后，消费者才能有望用上性能稳定的4G通信手机。
因为手机的功能越来越强大，而无线通信网络也变得越来越复杂，同样4G通信在功能日益增多的同时，它的建设和开发也会遇到比以前系统建设更多的困难和麻烦。例如每一种新的设备和技术退出时，其后的软件设计和开发必须及时能跟上步伐，才能使性的设备和技术得到很快推广和应用，但遗憾的是4G通信还只处于研究和开发阶段，具体的设备和用到的技术还没有完全成型，因此对应的软件开发也会遇到困难，另外费率和计费方式对于4G通信的移动数据市场的发展尤为重要，例如WAP手机推出后，用户花了很多的连接时间才能获得信息，而按时间及信息内同的收费方式使用户难以接受，因此必须及早慎重研究基于4G通信的收费系统，以利于市场发展。还有4G通信不仅需要区分语言流量和互联网数据，还需要具备能到数据传输速度很慢的第三代无线通信网络上平稳使用的性能，这就需要通信营运商们必须能找到一个很好的解决这些问题的方法，而要解决办法就必须首先在大量不同的设备商精确执行4G规范，要做到这一点，也需要花费好几年的时间。况且到了4G通信真正开始推进式，熟悉4G通信业务的经验和专门技术人才还不多，这样同时也会延缓4G通信在市场上迅速推广的速度，因此到时对于设计、安装、运营、维护4G通信的专门技术人员还须进行培训。
第六章 总结
本文分析了4G网络构架以及其关键技术，并对4G和3G采用的技术进行了对比，解读了五大5G技术标准，展望了4G的市场，并分析了4G的主要优势和存在缺陷。我们可以看出4G中除了核心网络之外，其他的很多设备和技术，都可以利用3G中所采用的技术资源和设备，改进原有的硬件设置，对原有的软件济宁升级融合，再加上4G的关键技术，使得3G平滑过渡到4G，并且能够最大限度的降低通信建设的投资资本。虽然我国在4G研究上已经取得可喜的成果，但仍有很多难题有待解决。对于我国能否从现有的TD-CDMA平滑到4G，形成4G标准并商用化，让我们拭目以待。
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【4】D.S.J.De Couto et al., “Performance of Multihop Wireless Networks:Shortest path is Not Enough,”Proc.1st Wksp. Hot Topic in Networks,Princeton,NJ,Oct.2002.
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[6]J.Border et al.,“Performance Enhancing Proxies Intended to Mitigate Link-Related Degradations”RFC 3135，June 2001.
[7]D.C Feldmeier et al., “protocol Boosters,”IEEE JSAC, vol. 16,no.3,Apr.1998,pp.437-44.
[8]米志超，郑少仁。无线战术互联网控制器通信协议的设计与实现，解放军理工大学学报，2000年第1卷第6期
[9]李云 陈前斌 隆克平 吴诗其 无线自组织网络中TCP稳定性的分析与改进，软件学报，Vol.14.No.6
致谢
电大的读书生活在这个季节即将画上一个句号。而于我的人生确是一个逗号，我将面对又一次征程的开始，几年的电大学习生涯在师长、亲友、同学的大力支持下，走的辛苦却也收获满囊，在论文即将完成之际，思绪万千，心情久久不能平静。伟人、名人为我所崇拜，可是我更急切的要把我的敬意和赞美献给一个平凡的人—我的导师。我不是您最优秀的学生，而您却是我最尊敬的导师。感谢您百忙之中抽取时间辅导我的学习，毕业设计让我再次领略到您的治学的严谨。
特别感谢导致的耐心指导，帮助我解决课题研究中遇到的难题。
深切感谢院领导及导师为我们提供良好优越的学习环境，感谢领导和所有教员在生活上和学习上孜孜不倦的教导。