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1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第17页 共17页4G 发展动态信息产业部电信研究院通信信息研究所 庾志成一、对4G发展趋势的探讨 好象GSM等第二代移动通信系统正式投入市场的同时，业界就开始第三代移动通信的研究一样，在3G系统还没有在全球全面铺开的现在，4G的研究已经开始了好几年了。和当初的情况不同的是，目前3G所面临的困难使人们更加关注4G研究的进展情况。甚至有人宣称，我们应该跨过3G而直接进入4G。这些各式各样的大政方针式的言论我们暂且把它放在一边，在这篇文章里，我们来看一看，人们对4G的设想是什么，现在全球对4G的研究已经走到了哪一步。4G的提出本来应
2、该是针对3G系统在使用中无法克服的困难，现在3G的商用还没有全面展开，4G就被炒得沸沸扬扬的事实说明了一个问题，那就是人们从一开始就对3G不那么满意。显而易见，当初ITU制定IMT2000标准的时候，希望是一个能够提供高速数据接入的全球统一的标准。但是各方在自身利益的驱动下，争执不下，最后折中成了以WCDMA和CDMA2000系列为首的5个大标准，立即产生了相互之间的漫游的问题。此外，用户在使用中的速率要求也没有得到很好的满足。IMT2000要求3G用户在慢速移动和静止状态下的数据接收速率在2M以上，而现有3G系统的实际接收速率只有几百K。此外，手机问题、与原有网络的兼容问题等等，所有这些都增
3、加了人们对3G的不满，和对4G的期待。那么4G是什么呢？用一句不那么精确的话来解释，4G就是能够解决上面3G系统不足的下一代系统。由此，尽管有人说4G和超3G有一些区别，我们在这里还是把它混为一谈。关于4G（超3G），ITUR的WP8F工作组已经给出了一个定义，以供大家参考。1999年成立的ITU-R的WP8F工作组的主要任务是负责3G未来发展和超3G的研究。在2001年10月日本举行的第六次会议上讨论提出了 “IMT-2000未来发展及超IMT-2000的远景框架及总目标（IMT-VIS）”。该文件定义的目标数据传输速率为：IMT-2000的未来发展在2005年左右实现最高约30 Mbps的
4、速率，而超3G在2010年左右在高速移动环境支持最高约100 Mbps的速率，在低速移动环境达到1Gbps速率。WP8F提出的超3G系统的要求主要包括：l 高速数据传输，根据移动速度支持各种传输速度（3公里小时100Mbps，60公里小时20Mbps，250公里小时2Mbps，500公里小时xMbps）；l 以IP为基础的无线接续，支持QOS；l 各系统（IMT-2000、WLAN、BWA、卫星、广播）之间无缝的业务支持，并支持全球漫游。l 支持多重模式、支持对称非对称业务。4G通信技术并没有脱离以前的通信技术，而是以传统通信技术为基础，不断提高无线通信的网络效率和功能。与传统的通信技术相比，
5、4G通信技术的优势在于通话质量及数据通信速度。另外，由于技术的先进性确保了投资成本的大大减少，未来的4G通信费用也要比目前低。为了充分利用4G通信带来的先进服务，人们还必须借助各种各样的4G终端才能实现，而不少通信制造商已经开始把眼光瞄准到生产4G通信终端产品上。 4G通信的特征 目前正在构思中的4G通信具有下面的特征： 1. 通信速度更快 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通信的特征莫过于它具有更快的无线通信速度。专家预估，第四代移动通信系统的速度可以达到10M20Mbps，最高可以达到100Mbps。 2. 网络频谱更宽 要
6、想使4G通信达到100Mbps的传输速度，通信运营商必须在3G通信网络的基础上进行大幅度的改造，以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的带宽高出许多。据研究，每个4G信道将占有100MHz的频谱，相当于W-CDMA 3G网络的20倍。 3. 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“电话机”的范畴，因为语音数据的传输只是4G移动电话的功能之一而已。而且4G手机从外观和式样上看将有更惊人的突破，可以想像的是，眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋都有可能成为4G终端。4. 智能性能更高 第四代移动通信的智能性更高，不仅表现在4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化，更重要的是4G手机可以实现
7、许多难以想像的功能，例如，4G手机将能根据环境、时间以及其他因素来适时提醒手机的主人。 5. 兼容性能更平滑 要使4G通信尽快地被人们接受，还应该考虑到让更多的用户在投资最少的情况下轻易地过渡到4G通信。因此，从这个角度来看，4G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2G平稳过渡等特点。 6. 实现更高质量的多媒体通信 4G通信提供的无线多媒体通信服务将包括语音、数据、影像等，大量信息透过宽频的信道传送出去，为此4G也称为“多媒体移动通信”。 7. 通信费用更加便宜 由于4G通信不仅解决了与3G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
8、通信引入了许多尖端通信技术，因此，相对其他技术来说，4G通信部署起来就容易迅速得多。同时在建设4G通信网络系统时，通信运营商们将考虑直接在3G通信网络的基础设施之上，采用逐步引入的方法，这样就能够有效地降低运营成本。 ITU Beyond 3G的看法，超3G是ITU定义的“Systems Beyond IMT-2000”简称，意为超越3G的系统，或称Beyond 3G、超IMT-2000等，目前有些国家所称的第4代移动通信(4G)实际上就是指ITU提出的超3G系统。负责第3代移动通信研究的ITU-R TG8/1组早在1999年6月就已经开始酝酿超3G的研究课题，在1999年11月TG8/1第1
9、8次会议上，也就是确定IMT-2000的五大技术标准(RSPC)的会议上，超IMT-2000的课题也相应通过，至此TG8/1组在经过长达十几年的努力之后完成了其历史使命，确定了3G的标准，提出了3G的未来发展和超3G的研究课题，起到了承上启下的作用。在2000年5月的ITU-R无线电全会(RA-2000)上，3G的技术规范建议(M.1457建议)和超3G的课题也同时获得通过，超3G在ITU-R正式的课题号为Q.229/8，课题的全称为“IMT-2000未来发展及超IMT-2000(Future Development of IMT-2000 and Systems Beyond IMT-200
10、0)”。该课题分为两部分：A部分IMT-2000未来发展(Future Development of IMT-2000)，即IMT-2000增强型；B部分超IMT-2000(Systems Beyond IMT-2000)。继TG8/1之后，新成立的ITU-R WP8F组承担了3G未来发展和超3G的研究，WP8F在1999年11月正式成立，并于2000年3月开始活动。WP8F的主要任务是负责3G未来发展和超3G有关的频谱研究以及远景、业务和无线技术的研究，负责更新3G技术规范建议M.1457，同时与负责核心网研究的ITU-T SSG(IMT-2000特别研究组)和负责移动卫星研究的WP8D组进
11、行协调。在超3G的研究方面，WP8F将在2002年10月召开的第9次会议完成建议草案“IMT-2000未来发展及超IMT-2000的远景框架及总目标”(PDNR IMT-VIS)，该建议将明确超3G的概念、研究目标及涉及的主要内容，并初步提出时间表等。2 超3G在国际上的研究进展2.1 超3G在ITU的研究进展虽然WP8F在2000年就已经启动超3G的研究，但直到2001年下半年才逐渐被广泛关注，并逐步达成共识。经过多次会议讨论之后，在2002年6月WP8F的第8次会议上，超3G的概念、研究目标及时间表已经比较稳定。超3G的概念涵盖了现有的3G、3G增强型技术，以及新定义的两部分新能力，即新的
12、移动接入和新的游牧/本地接入系统，前者一般是指蜂窝移动通信系统，后者一般由无线接入/无线局域网(WLAN)演变而来。IMT-VIS定义的目标数据速率为：IMT-2000的未来发展在2005年左右实现最高约30 Mbit/s的数据速率，而超3G在2010年左右在高速移动环境支持最高约100 Mbit/s的速率，在低速移动环境，如游牧/本地无线接入环境达到最高约1 Gbit/s速率。超3G的概念还强调不同系统之间的互通和关联，包括3G、超3G系统与其他无线系统之间的协同工作等。超3G的示意图见图1，初步定义的时间表见图2。图1 IMT-2000及超IMT-2000的能力示意图图2 ITM-2000
13、与超ITM-2000的发展阶级及可能的时间表WP8F也初步制订了超3G的研究计划，这些计划主要是围绕着世界无线电大会(WRC)制订的。WRC主要由各个国家的主管部门参加，规划和协调各种无线系统和国际及区域无线电频谱的重要会议。围绕着WRC-03(2003年WRC会议)和WRC-06两次会议，超3G的研究基本分成3个阶段：WRC-03会议之前：将完成IMT.VIS和CPM TEXT，目标是在2003年WRC会议上，通过一个关于超IMT-2000频谱的议程。WRC-03到WRC-06之前：将主要完成超IMT-2000的频谱计算方法IMT.METH、业务IMT.SERV报告、频谱需求量IMT.HOW
14、MUCH、频谱规划IMT.SPEC、CPM TEXT和无线技术研究报告IMT.RADIO等，最主要的目的是在2006年WRC会议上确认超IMT-2000的频谱。WRC-06之后：重点将放在业务IMT.SERV、无线接口技术要求IMT.RADIO、无线接口标准IMT.GCS的完成。当然，在今后的会议中还会继续讨论，预计在2002年10月结束的第9次会议上应该形成较为定型的工作计划。从下次会议开始，WP8F的工作重点将全面转向超3G的研究，包括业务、频谱和无线技术等。图 4G无线通信系统方案设想新兴的MBS系统（Mobile Broadband Systems，移动宽带系统）能够提供高达150Mb
15、ps的数据传输速率，以对3G的补充向超3G迈进。MBS与3G的典型代表-UMTS的比较如附表所示，从对比中超3G的发展趋势可见一斑二、4G中可能的核心技术1.OFDM技术第三代移动通信系统主要是以CDMA为核心技术，而第四代移动通信系统技术则以OFDM最受瞩目， OFDM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，而OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定信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，并且各子载波并行传输，这样，尽管总的信道是非平坦的，即具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，并且在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相
16、应带宽，因此就可以大大消除信号波形间的干扰。OFDM技术的最大优点是能对抗频率选择性衰落或窄带干扰。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间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。由于OFDM 技术能够克服DS_CDMA 在支持高速率数据传输时符号间干扰增大的问题,并且有频谱效率高,硬件实施简单等优点,因此OFDM 被看作是第四代移动通信系统中的核心技术。OFDM 技术的主要的技术难点是系统中的频率和时间同步,基于导频符号辅助的信道估计,峰平比问题和多普勒频偏的影响以及基于OFDM、多载波技术的新一代蜂窝移动通信系统的多址方案的研究。2软件无线电
17、技术软件无线电是将标准化、模块化的硬件功能单元经过一个通用硬件平台，利用软件加载方式来实现各种类型的无线电通信系统的一种具有开放式结构的新技术。通过下载不同的软件程序，在硬件平台上可以实现不同的功能，用以实现在不同的系统中利用单一的终端进行漫游，它是解决移动终端在不同系统中工作的关键技术。软件无线电的核心思想是在尽可能靠近天线的地方使用宽带/和/变换器 ,并尽可能多地用软件来定义无线功能，各种功能和信号处理都尽可能用软件实现 ,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
18、编程器件（FPGA）、数字信号处理（DSP）等。目前，软件无线电技术虽然基本上实现了其基本功能：硬件数字化、软件可编程化、设备可重复配置性，但是其传统的流水线式结构严重影响了设备可配置功能和设备的可扩展性。1999年，美国麻省理工学院V.Bose等人在Spectrum Ware项目支持下提出了网络式结构的虚拟无线电概念。这个项目致力于建立一个充分利用工作站提供的资源和网络优势的理想无线电结构，人们称它为虚拟无线电，这将是软件无线电的发展方向。国内，“863”中的软件无线电项目，也提出了类似的一种基于交换的硬件平台结构，它与1997年J.Mitola提出的基于交换的硬件平台结构完全类似。3全IP
19、技术核心IP 网络不是专门用作移动通信,而是作为一种统一的网络,支持有线及无线的接入,它就像具有移动管理功能的固定网络,其接入点可以使有线或无线。无线接入点可以是蜂窝系统的基站,WLAN(无线局域网)或者ad hoc 自组网等。对于公用电话网和2以及未实现全IP 的3G 网络等则通过特定的网关连接。另外,热点通信速率和容量的需要或网络铺设重叠将使得整个网络呈现广域网、局域网等互联、综合和重叠的现象。Ipv64智能天线（SA）智能天线原名自适应天线阵列（AAA，Adaptive Antenna Array），最初应用于雷达、声纳等军事方面，主要用来完成空间滤波和定位，大家熟悉的相控阵雷达就是一种
20、较简单的自适应天线阵。移动通信研究者给应用于移动通信的自适应天线阵起了一个较吸引人的名字智能天线。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，被认为是未来移动通信的关键技术。智能天线成形波束能在空间域内抑制交互干扰，增强特殊范围内想要的信号，这种技术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接收和发射，同时，通过基带数字信号处理器，对各个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。目前，智能天线的工作方式主要有两种：全自适应方式和基于预多波束的波束切换方式。全自适应智能天线虽然从理论上讲可以达到最优，
21、但相对而言各种算法均存在所需数据量、计算量大，信道模型简单，收敛速度较慢，在某些情况下甚至可能出现错误收敛等缺点，实际信道条件下当干扰较多、多径严重，特别是信道快速时变时，很难对某一用户进行实时跟踪。正是在这一背景下，基于预多波束的切换波束工作方式被提出。此时全空域（各种可能的入射角）被一些预先计算好的波束分割覆盖，各组权值对应的波束有不同的主瓣指向，相邻波束的主瓣间通常会有一些重叠，接收时的主要任务是挑选一个（也有可能是几个，但需合并后再输出）作为工作模式，与自适应方式相比它显然更容易实现，实际上我们可将其看作是介于扇形天线与全自适应天线间的一种技术，也是未来智能天线技术发展的方向。44G网
22、络的发展趋势 4.1 广带化趋势 4.2 网络互联综合/重叠的趋势 4.3软件无线电的趋势4.4灵活和自适应的发展趋势三、世界各国对4G的研发和试验情况为了在新一轮竞争中变被动为主动，日本总务大臣的咨询机构信息通信审议会专门委员会在2001年6月15日就已完成了第四代移动通信系统框架协议。韩国有关运营商和通信研究所ETRI也向政府提出了相应的4G研究计划。 而在我国，尤肖虎介绍，4G的立项早在2000年初就已开始酝酿，2001年11月立项申请被批准，随后国家成立了由尤肖虎负责、由863计划通信技术主题专家组领导的总体组，并于2001年年底和今年六月发布了两次课题指南，成立了一系列课题组，开始了
23、计划的启动。日本几年前已经开始研究，并在NTT DoCoMo的牵头下，已经开发出了可支持20 Mbit/s的实验系统，并于2002年年初成立了mITF(移动IT论坛)，下设4G研究工作组，由运营商、制造商和高等院校参加，与标准化组织ARIB保持密切的关系。日本政府甚至已经确定了超3G使用的频谱，并计划在2010年之前首先商用超3G。韩国情报通信部(MIC)已经将超3G研究列入政府的研究开发课题，计划在2005年之前投资1亿美元。此外，情报通信部在今年年初成立了4G远景研究委员会，统筹部署国内的超3G研究以及国际合作。目前，日本NTT DoCoMo公司已经表示，4G通信的试验网络已经部署在公司的
24、横须贺研发园内，该网络集结了试验基站和移动终端，同时NTT DoCoMo公司还表示，4G通信服务将于2010年推出，网络的下载速度可以达到100Mbps，上载速度为20Mbps。美国AT&T公司推出的4G通信网络的试验，据说可以配合目前的EDGE进行无线上传，并通过OFDM技术达到快速下载的目的。美国AT&T公司声称大约还需要5年，这项技术才能发布；再有10年左右的时间，4G才能真正投入到商用阶段。在去年2月份，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了世界无线研究论坛(WWRF)，以研究3G以后的发展方向。WWRF预计4G技术将在2010年开始投入应用。接着IST的专家佩
25、莱拉先生介绍了“第六框架计划IST项目中对后3G的研发”。他首先指出“后3G”(B3G)和第4代(4G)的区别，B3G是指3G以后的演进过程，估计时段是2010年到2015年，4G是远景，估计在2020年左右进入。对于4G美国、欧洲、日本各有不同看法。美国强调是高速率的个人专用系统和无需牌照的系统，同时对无线本地环(WLAN)技术比较看重。日本强调应该是高速率的公用系统，因此要求过高的速率和带宽。欧洲认为4G应该是多种技术和各种不同终端的混合，在IPv6基础上做到全球每人一个代码。他希望在B3G研究方面欧盟能和中国合作。摘自“中国信息协会：欧洲3G技术研发商用情况考察报告”实际上，不仅仅3G标
26、准上存在两大阵营，世界各国在对4G的设想上也存在着巨大的差异。欧洲、日本和美国都有自己的看法。欧洲国家一般认为4G是一种可以有效地使用频谱的数据通信技术，并且一定是以IPV6 为基础的，网络上的所有单位都有自己的IP地址。通过在移动通信网络中引入IPV6 就可以把现有的各种不同的网络融合在一起，比如4G网络将会融合卫星和平流层通信系统、数字关广播电视系统，各种蜂窝和准蜂窝系统，无线本地环路和无线局域网，并且可以和2G、3G兼容。与欧洲关于4G的观点正相反，日本热衷于建立一个单一的4G全球标准。2002年10月，日本的NTT DoCoMo公司已经试验他自己的4G空中接口，该空中接口是基于可变扩展
27、因子技术的正交频率和码分复用技术（VSF/OFCDM）。在像OFDM一样采用多载波的同时，进行与CDMA相同的扩散处理来增大容量。其最大的特点在于，可以根据具体的通信服务来改变时间方向与频率方向上的扩散率。这样，就可以在类似热点的孤立区域，通过降低扩散率来优先增大传输速率，而在用户众多的环境下，能够提高扩散率、增加系统容量。该试验显示，此系统在从基站向终端传输的下行方向上，可以确保最大100Mbit/秒的数据传输速度。NTT DoCoMo将在该技术的基础上，向ITU-R提供4G的技术提案。美国则希望把WLAN技术进行扩展，从而演进为4G的基础。1欧洲在欧洲，超3G研究活动是以欧盟的IST研究计
28、划为中心来进行的。IST的超3G系统技术系列项目把很多IST相关领域的研究成果汇总了起来。该项目的范围包括：对接入系统进行评估，包括陆地和卫星技术，电信和交互式广播系统；在核心网和无线接入系统中的IP技术，包括移动管理技术；和现有的、演进中的以及新生的接入系统之间的互通问题。1.1欧盟的第六框架研究计划欧盟的研究活动是4年一个周期，每个周期都会制定一个框架研究计划。第六框架计划（FP6）的有效期是从2003年到2006年。在FP6中，信息社会技术（IST）被列作优先支持的项目，有总额为36.25亿欧元的经费支持。在IST中，超3G移动和无线通信系统技术的研究项目获得了最先获得了9千万欧元的预支
29、经费，占总预支经费的80。该项目的目标是实现“随时随地的最优地接入”。早期的预备工作已经已经把超3G系统成为了一个综合的通信模型，在超3G系统中，不同的陆地接入层次和技术融合起来、相互补充，从而为适应不同的业务要求和无线环境提供最优的方案。这些技术和系统包括个人层次的（个人携带身体不同部位Ad Hoc网络），本地和家庭层次的（为LAN和UWB），蜂窝层次的（GPRS、UMTS等）、以及更大范围的（DxB-T，BWA）等。而卫星网络可以补充上面的接入系统，提供一个全球覆盖的层次（比如，S-DMB）。网络系统的重新配置是实现这样一个多样化和综合的无线接入系统的关键。核心的要求在于：l 一个统一的接
30、入网络，包括新型的空中接口，以一个公用的、灵活的和无缝的全IP网络设施来提供规模性和移动性。l 对统一接入网络采用先进的资源管理技术可以更合理地使用频谱资源，实现动态频谱分配，减少电磁辐射。l 所有接入技术的全球漫游，包括水平方向和纵向的切换，以及无缝的业务提供，还有协商能力，包括基于Ipv6业务结构的移动性、安全和QoS要求。l 接入技术和核心网络之间的互通，在业务和控制层面，包括高级业务和整体网络管理能力；l 高级的网络结构实现所有层次的重新配置（终端、网络和业务）。1.2WWRF 欧盟已经将超3G的研究列入政府支持的计划中，并在此基础上于2001年8月成立了WWRF论坛(无线世界研究论坛
31、)。其由欧洲主要厂商发起，目前已向全球发展，对ITU的工作影响较大。在去年2月份，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了世界无线研究论坛(WWRF)，以研究3G以后的发展方向。WWRF预计4G技术将在2010年开始投入应用。 1.3 BRAIN和MIND2日本日本的TTC在下一代移动通信系统的研究活动中起到了主导作用。在他们最近发表的一份叫做“新一代移动通信系统的未来透视”的报告中，他们阐述了通信对社会越来越大的影响。对信息的普遍接入对现代社会来说越来越重要。IP和互联网技术将会是未来移动通信系统的基石，从而可以实现更高速、高质量的传输；灵活多样的业务；开放式的业务。日
32、本政府于2001年5月10日表示，政府与主要的移动通信业企业已为超高速移动通信技术拟定了基础计划，这项4G移动通信技术将于2005年成形。据外电报道，日本总务省官员石田表示，总务省已与NTT DoCoMo等日本移动通信业巨头，针对4G移动通信技术的基础性能要求达成同识。石田表示，如政府在“e-Japan”计划中所述，我们打算在2005年前制定4G核心技术标准，并让它在2010年普及。与DoCoMo将于今年10月1日推出的3G移动通信服务相比，4G技术更为复杂。石田指出，日本政府与业界已取得共识：4G移动通信技术的信息传输速度将是目前“i-mode”服务的10000倍。而在4G开发的中间阶段，日
33、本总务省与企业界打算在2005年先推出为i-mode服务设计的3.5G，它将把传输速度提高到30Mbps，比目前的9.6Mbps快3倍。 3.5G技术将可让所有移动通信运营商的用户，享受共同的3.5G服务。而目前还有个别公司的移动通信网络服务无法彼此兼容。石田表示，3.5G是否能够达到出色的兼容性，还要视其发展而定，不过至少会加入基本的兼容功能。他说，4G技术将紧随3.5G技术后推出，预计在2010年将成为市场主流技术。4G的传输速度可达100Mbps，相当于用固定上网的光纤接入方式，石田指出，4G也将配备传送及接收高分辨率影像的功能。关于4G技术的细节，日本政府将通过电信委员会在6月的报告中
34、公布。日本主要电子产品厂商及电信公司也将参与报告的制作，包括松下、NEC、富士通及日本第二大移动通信运营商KDDI。业内分析师则表示，4G技术的商用普及过程则将面临技术难题：4G手机将面临电池问题，即他们能否在产品小巧的前提下，保证信息传输的电力需求。而NTT DoCoMo采用的是融入CDMA扩散码概念的“VSFOFCDM”（Orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing）技术。VSF-OFCDM的特点是可以通过改变CDMA的扩散率，既能支持像Hotspot那样的特定服务，也能支持广域服务。在带宽为100MHz、1次调制方式下使用QPSK
35、时，能够实现103.68Mbit/秒的数据传输速度。而如果1次调制方式使用64值QAM，并将扩散率设定为1时，数据传输速度可提高到最大331.776Mbit/秒。OFDM的副载波数为768个，符号长度为9.259s，编码格式为Turbo编码NTT DoCoMo于5月28日宣布将开始进行第4代移动通信系统（4G）的无线接入系统的户外试验。当天，该公司获得了在神奈川县横须贺市的实验许可证。NTT DoCoMo于2002年10月成功地进行了下行速度最高为100Mbit/秒，上行最高速度20Mbit/秒的室内传送试验。此次户外试验是该项研究的后续试验。 无线接入方式中上行/下行方向各自采用了不同的技术
36、。下行采用VSF-OFCDM（Variable Spreading Factor-orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing）传输方式，上行采用的传输方式为VSF-CDMA（variable spreading factor code division multiple access）。 NTT DoCoMo将通过户外试验验证以下技术：（1）高效控制数据包发送顺序的技术；（2）根据电波状况控制调制方式及纠错编码率的技术；（3）根据通信信号控制数据发送次数的技术；（4）使电波能够定向发送、接收数据的技术。 4G为NTT DoCoMo的“
37、FOMA”等第3G手机系统的后续无线接入系统。无线技术的国际标准化机构ITU-R（国际电子通信联合无线通信部门）也已开始探讨该系统的标准。NTT DoCoMo计划根据户外试验结果，争取使该公司的技术成为国际标准DoCoMo公司CEO兼总裁Tachikawa日前在IEEE全球通信大会上所做的主题发言中，谈到了公司对未来4G技术所寄予的希望。DoCoMo对4G寄予的最大期待是它大大增加的带宽，这种带宽将开辟多个新市场和新的多媒体应用。Tachikawa说：“不仅是人类，包括所有可以移动的东西，都可能成为4G移动通信服务的潜在对象。”他对2010年4G在日本应用状况的预测是，届时拥有1.2亿人口的日
38、本将拥有5.7亿部通过移动网络连接的设备，其中包括2000万由猫、狗佩带的移动设备。 4G提供的更多的带宽将带来多种新服务，如电子钱包和集三维视觉、音效乃至气压于一体的虚拟现实显示。他说，在使用4G时，用户将享受到高达100Mbps的数据传输速度，使他们可以在一秒钟内下载10MB大小的文件。而目前，Foma服务只向用户提供384Kbps的传输速率，用户下载10MB文件需要200秒时间。 DoCoMo还展望了将WLAN技术与4G技术集成的途径。Tachikawa说：“在室内和热点区域等低移动性区域中，也许需要推出一种集成WLAN技术以实现更高速数据传输的解决方案。”DoCoMo还预期4G技术将大
39、大降低成本。Tachikawa预测，4G系统费用是目前3G系统费用的1到10。 自2000年11月起，DoCoMo就开始开发4G相关技术。今年3月，DoCoMo宣布，公司计划在东京郊区的试验室中建立一个试验性4G网络。10月，DoCoMo宣布，公司工程师已经成功地试验了下行速率达100Mbps、上行速度达20Mbps的4G连接。日本的mITF 3韩国韩国电子通信研究院（ETRI）在2002年3月成立4G远景协会。并于同年4月在北京成立移动通信研究中心。对于4G移动通信系统，ETRI将其定义为是一个高速无线传输技术（高层系统技术）、热点移动传输技术（低层系统技术）、数据网络移动系统技术和世纪业务
40、的通信系统。低层系统技术是支持高速、低成本的热点地区的移动互联网接入业务。高层系统技术是支持高速、大范围的移动互联网接入业务。低层系统技术目前的一个后选方案是高速移动互联网系统（Hmi）。对Hmi的基础要求是：业务：高速互联网接入，相当于xDSL；基于IP的话音和数据业务；流媒体业务高速分组交换传输：信道可调整的传输速率，从10Mbps到数百比特每秒；和3G蜂窝系统之间的互通：与3G蜂窝网的切换和更强的移动能力；更强的抗干扰和窃听能力：抗邻频干扰的能力强，数据安全和认证支持；成本质量有效的解决方案：在低成本的情况下QoS与有线网络可比；HMi的目标：为高密度地区和大城市提供非对称式的高速分组接
41、入；提供信道干扰的鲁棒性，准蜂窝覆盖，中速移动，增强型的QoS和安全性能。最大程度地利用现有的蜂窝基础设施。Hmi系统的技术规范无线接入方案载频频段：2G频段（2.3或者2.5GHz频段）带宽：1020MHz双工：时分双工（TDD）多址接入：OFDMTDMACDMA分组数据传输数据速率：在中速移动的情况下，最高达到100Mbps；自适应的调制方案；无线链路协议Hmi蜂窝MAC移动多媒体QoS控制可以切换到CDMA2000 1X 和WCDMA4G高层无线传输技术目标：项目频段2GHz35GHz带宽51020MHz （DL）， 非对称的带宽复用多址接入FDDFDMA：宏蜂窝微蜂窝业务类型分组数据小
42、区类型宏蜂窝微蜂窝和热点地区数据速率及移动性100Mbps（峰值速率总额小区），60公里小时对于4G移动通信未来的远景发展，ETRI把它分成4个环节，依次如下：（1）成为蜂窝式频宽，采用非对称是存取模式、利用智能天线、数据传输速率可以达到100Mbps以上。（2）发展具有自动调整和模块化和编码、动态的频谱分配和软件无线电的功能。（3）以分组交换技术为中心，期望以最低的成本达到最好的通信服务；（4）具有支援流媒体服务的能力。（5）提供无线区域网络和固定的无线连接和数字传播系统，成为整合性业务。因此，为了实现该远景计划，ETRI计划在2002年到2007年进行第一阶段的研究和开发，在2008年到2
43、011年进行第二阶段的研究和开发。其中，高层系统试验平台预计在2003年到2005年达到100Mbps的传输速率，2006年到2007年之间加强系统整合；至于低层的高速移动互联网系统（Hmi）预计在2003年到2004年达到100Mbps的传输速率，在2006年到2007年超过100Mbps的传输速率，2008年到2010年达到1Gbps的速率。资料来源：ETRI韩国ETRI规划的4G研发时间表2002年年初，为促进第四代(4G)移动通信系统的研发，韩国政府表示，政府将斥资1350亿韩元，用于4G通信系统的开发。 第4代移动通信服务系统，也即systems beyond IMT-2000，是在
44、第3代(3G)移动通信系统(IMT-2000)的基础上发展起来的。国际电信联盟(ITU)将第3代(3G)移动通信系统称作国际移动通信2000(IMT-2000)。IMT-2000的基本目标是提供世界范围的覆盖和在多网络之间进行无缝漫游。韩国信息与通信部部长宣称，2005年之前，它们准备投资1354亿韩元，支持4G移动通信服务系统的开发。这些资金将主要用于高速信息包传输技术、固定无线通讯设备以及移动软件开发和下一代网络工艺上。 韩国信息与通信部还表示，为推进4G移动通信服务系统研发进程，政府将尽快成立一个科研开发小组,专门负责该项目的实施。韩国政府将投资125亿韩元开始发展4G移动技术，并决定在
45、2010年之前再增加15%的资金。该项超越IMT-2000的计划将于2001年10月启动，到2001年11月将首先建立起4G的概念。此外，韩国政府在该计划上还将与中国和日本紧密合作。2001年5月消息，韩国和日本将在IMT2000之后的第四代移动通信领域进行相互合作。 日本总务省与韩国信息通信部于5月25日在汉城就信息通信政策召开了副部长级会议，会议决定两国在第四代移动电话的规格标准、系统开发、制订通信规章、国际漫游等领域进行合作研究。 根据日韩两国计划，首先从今年下半年开始，由日本的通信综合研究所（CRL）和韩国电子通信研究院（ETRI）进行共同研究。两国商定，为了实现2002年世界杯卫星数
46、码TV广播，以及向访问日韩的外国人提供高品质通信服务，两国将共同建立因特网网络、构筑DB，创造两国之间的有线无线通讯环境，并进行超高速卫星通信实验。从今年10月开始，美国弗拉林科技（Flarion Technologies）与韩国移动通信运营商SK电信将在韩国国内利用“flash-OFDM（快闪式正交频分多路复用）”技术，进行高速无线数据通信的试验服务。 flash-OFDM是由使用多个载波进行高速数据通信的OFDM技术衍生出来的通信方式之一，由弗拉林公司开发。其最大数据传输速度为3Mbit/秒。该公司表示：“与第三代移动通信的电信基础设施投入相比，其铺设成本为1/10”。 弗拉林公司将分别向
47、运营商提供基站设置设备“RadioRouter”，向用户提供插入笔记本电脑和PDA使用的PC通信卡“PC 1000”。4美国5我国我国“十五”863计划中制定的4G发展的目标之一是要为“实现从被动跟踪技术标准到引导技术标准的跨越式发展奠定基础”。面对激烈的竞争，在我国现有的国情下，如何才能胜出呢？对此，尤肖虎认为，必须利用我国巨大的市场优势，开展广泛的国际合作，借助各个渠道壮大4G的研发力量。 “一个系统的建立，是一个很复杂的过程，需要考虑技术、政治和经济等多方面的因素。而且，很难想象在未来的2010年，由一个单独的国家制定出的标准会被广泛采用。所以我们一定要开展广泛的国际合作，与国际上处于一流水平的研究机构、运营商和设备制造商共同开展新一代移动通信技术的研究，实现核心知识产权的共同拥有。”尤肖虎说。 尤肖虎认为，我国目前位居世界第一的移动通信市场对致力于4G研究的国家及其企业有着莫大的吸引力，目前发展良好的态势更是强化了这方面的优势。他透露，11月22日，科技部和欧盟已经签署了联合声明，承诺共同推进未来移动通信技术的发展。为此，一个第四代移动通信国际合作委员会