尤肖虎--东南大学移动通信国家重点实验室主任，教育部“长江学者奖励计划”特聘教授。“十五”期间，任国家”863”计划通信技术主题专家组副组长、未来移动通信专家组组长。
近年来，3G演进技术发展迅速，但其技术并未达到完美的地步，4G技术还有很大的发展空间。那么4G技术目前已到了哪个阶段，未来将如何达到新高峰？
“在2000年，我们刚刚掌握了3G技术，对3G时代充满了憧憬，然而时隔8年，当3G即将步入商用之时，其发展程度与当年的预期相比却还有着很大的差 距。因为真正能够传到每个用户手上的带宽极为有限，所以用户在使用宽带业务的时候，包括视频业务在内的很多业务，就会受到各种各样的限制。对于4G技术来 说，虽然目前做出评价还为时过早，但是可以确定的是4G技术在性能上要远超越于3G，与现在的3G增强型技术相比也将会有明显改进，否则将有负于‘4G’ 这个称号。”
尤肖虎教授在描述未来移动通信技术时，做出了这样的结论。在尤教授看来，“4G将是真正的宽带技术，能够把宽带送到每一个人的手上，让用户非 常方便地使用移动通信业务。”那么4G技术目前已发展到哪个阶段，而未来又将向什么方向发展呢？
4G技术将达到新的高峰
近年来，在3G技术不断发展的同时，世界各国对于新一代移动通信系统的研究也日渐升温。越来越多的人才和资金流入到这个领域，而许多国家和地区也都加紧了 对这个领域的研究。目前看来，业界已就4G技术形成了基本共识，也即采用以OFDM为代表的多载波技术，以MIMO为代表的多天线技术，和以IP为代表的 网络技术等。今年年初ITU也明确了4G技术的最小技术需求，即在高移动速率下，达到传输速率100Mbps，带宽容量20MHz；在低移动速率下，达到 传输速率1Gbps，带宽容量100MHz。尤教授认为4G技术事实上已达到了无线通信技术新的高峰，不可能也不应该再继续传统的思路再发展了，“否 则，无线通信的发展将没有前途。”同时，尤教授特别指出，移动通信发展到今天，技术驱动已走到了尽头，真正的未来移动通信发展将依靠应用。
纵观移动通信的发展历程，技术的推动和需求的À¬动一直是产业发展的两股驱动力量，但是这两股力量并不是起着相同的作用。尤其是在3G的发展过程中，技术 驱动往往占据上风，成为产业发展最突出的特征。不可否认，用户的需求和使用习惯需要培育的过程，相对于发展异常迅速的通信技术，用户的需求在某些时 候存在滞后，所以技术驱动在过去的的产业发展中起着重要作用。而技术的发展也的确激发了用户的潜在需求，从而进一步挖掘出新的行业增长点，推动行业向前发 展。然而随着技术的发展，技术的复杂度越来越高，也越来越难以实现，由于缺乏实用性而束之高阁的技术比比皆是。事实证明，只有真正能够应用到实际的技术才能够有发展的空间，只有体现用户需求的技术才有持续发展的生命力，将应用作为最终目的将大行其道。
4G技术的发展空间
近年来3G演进技术的发展异常迅速，但其技术是否已到了完美的地步呢，尤教授的答案是否定的，在他看来实际上有待于解决的问题还有很多，而需要改进的空间也很大。
从物理层的传输技术来看，虽然在现在的LTE、UMB、WiMAX中已被设计的很好，但在此基础上还需要进一步的改造，尤其是在多用户层面上。“从现在看来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，多小区传输技术的差距更大。”诸如多用户或多小区之间的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现在需要解决的问题。“在先的分层理论中，跨层联动是要避免的问题，而跨层设计的思想则与之恰恰相反，所以这是否是一个可能的发展方向还需要进一步的讨论。”
从组网层面上看，同样有着很大的改进空间。第一、现有的网络向着扁平化发展，扁平化的结构固然有着显而易见的优势，最突出的是系统结构的简化和延时的减 少，然而同时也带来很多问题，如基站间的管理。所以如何动态的感知周围干扰，对资源进行动态的配置成为扁平化网络结构的首要解决问题，针对于这一 点尤教授认为无线网络的自组织、自优化将成为未来可能的发展方向。
第二、虽然去年的世界无线电大会指定了4个IMT-Advanced的使用频段，但是全世界范围内很难找到四个统一的频段。以3.4GHz~3.6GHz 为例，由于中国在这个频段上已进行了无线卫星的导航业务，就使得这个频段的利用变得非常复杂，并且出现了很多不确定性。所以提高频谱利用成为了无线领 域的重要命题。同时尤教授还提到，不同的频段都具有各自的特点，高频段的带宽丰富，但是传播的衰减较大；低频段传播质量好，但是其带宽较为有限。尤教授认 为，4G技术在面临多个频段的情况下，能否将这些频段有效的，甚至是动态的利用起来，从而发挥各个频段的优势，也是研究人员面临的问题和需要努力的方向。
第三、小区边缘和小区中心的性能差异在4G系统中仍将是重大的难题。由于信号的衰减，离天线越远，频谱利用率越低。而在现有的网络结构中，由于基站处于小 区的中心位置，所以当用户在小区边缘的时候很难充分享受到现有的业务。如何改善小区覆盖的均匀性就成为了4G技术中面临的挑战。关于改善小区边缘性能的问 题，尤教授提到了基于Relay和基于分布式天线的两种方式。其中他认为Relay复杂度较低，容易实现，但存在的问题是中继节点离用户较近，提高频谱利 用率的可能性也会因此而降低。相比较而言分布式天线的方式复杂度相对较高，在实现方面也有一定的困难，但是论证可以显著的提高系统容量，并可以较好的 兼顾传输性能，在相同天线相同发射功率的条件下，小区的频谱利用率可以明显提高。另外，出于对电磁污染和手机待机时间问题的考虑，手机发射功率已成为 了“瓶颈”问题。分布式天线的方式由于可以降低手机功率，对于这个问题的解决也有很大的助益。
原文来自：www.future-forum.org/2009cn/star_list.asp
