4G概念移動通信關(guān)鍵技術(shù)

李書星

摘 要 隨著社會的發(fā)展，3G技術(shù)已經(jīng)較為成熟，也逐漸的被應(yīng)用在社會的各個行業(yè)與領(lǐng)域之中，成為社會發(fā)展中最受人們關(guān)注和重視的一部分。近年來，國民經(jīng)濟的進一步發(fā)展促使了人們在工作中對于4G技術(shù)的探索與追求。本文就3G技術(shù)與4G技術(shù)之間的差距進行了分析，提出了4G技術(shù)在移動通信領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，以供相關(guān)工作人員工作參考。

關(guān)鍵詞 4G技術(shù) 移動通信 電信

中圖分類號：TN916.2 文獻標識碼：A

0引言

由于采用不同頻段的不同業(yè)務(wù)環(huán)境，需要移動終端配置有相應(yīng)不同的軟、硬件模塊，而3G移動終端目前尚不能實現(xiàn)多業(yè)務(wù)環(huán)境的不同配置。由于3G系統(tǒng)以上的局限性，目前，很多公司已經(jīng)開始著手4G 概念通信系統(tǒng)的研究。本文主要介紹4G概念通信的技術(shù)特點以及可能采用的關(guān)鍵技術(shù)。

1 4G概念通信技術(shù)特點

目前，業(yè)界專業(yè)人士對4G概念移動通信系統(tǒng)的共識主要有以下幾點：

（1） 具有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率。對于大范圍高速移動用戶（250km/h），數(shù)據(jù)速率為2 Mbit/s；對于中速移動用戶（60km/h），數(shù)據(jù)速率為20 Mbbit/s；對于低速移動用戶（室內(nèi)或步行者），數(shù)據(jù)速率為100 Mbit/s。

（2） 實現(xiàn)真正的無縫漫游。4G 移動通信系統(tǒng)實現(xiàn)全球統(tǒng)一的標準，能使各類媒體、通信主機及網(wǎng)絡(luò)之間進行“無縫連接”，真正實現(xiàn)一部手機在全球的任何地點都能進行通信。

（3） 高度智能化的網(wǎng)絡(luò)。采用智能技術(shù)的4G 通信系統(tǒng)將是一個高度自治、自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)。采用智能信號處理技術(shù)對信道條件不同的各種復雜環(huán)境進行結(jié)合的正常發(fā)送與接收，有很強的智能性、適應(yīng)性和靈活性。

（4） 良好的覆蓋性能。4G 通信系統(tǒng)應(yīng)具有良好的覆蓋并能提供高速可變速率傳輸。對于室內(nèi)環(huán)境，由于要提供高速傳輸，小區(qū)的半徑會更小。

（5） 基于IP 的網(wǎng)絡(luò)。4G通信系統(tǒng)將會采用IPv6，IPv6將能在IP 網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)話音和多媒體業(yè)務(wù)。

（6） 實現(xiàn)不同QoS 的業(yè)務(wù)。4G 通信系統(tǒng)通過動態(tài)帶寬分配和調(diào)節(jié)發(fā)射功率來提供不同質(zhì)量的業(yè)務(wù)。

2 4G概念通信關(guān)鍵技術(shù)探討

（1）正交頻分復用（OFDM ）技術(shù)

第四代移動通信系統(tǒng)主要是以O(shè)FDM為核心技術(shù)。OFDM 技術(shù)實際上是多載波調(diào)制的一種。其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制在每個子信道上進行傳輸。正交信號可以通過在接收端采用相關(guān)技術(shù)來分開，這樣可以減少子信道之間的相互干擾。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關(guān)帶寬，因此每個子信道可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號間干擾。而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得相對容易。

OFDM技術(shù)之所以越來越受關(guān)注，是因為OFDM 有很多獨特的優(yōu)點：

①頻譜利用率高，頻譜效率比串行系統(tǒng)高近一倍。OFDM信號的相鄰子載波相互重疊，其頻譜利用率可以接近Nyquist極限。

②抗衰落能力強。OFDM把用戶信息通過多個子載波傳輸，這樣在每個子載波上的信號時間就相應(yīng)地比同速率的單載波系統(tǒng)上的信號時間長很多倍，從而使OFDM 對脈沖噪聲和信道快衰落的抵抗力更強。

③適合高速數(shù)據(jù)傳輸。OFDM 自適應(yīng)調(diào)制機制使不同的子載波可以按照信道情況和噪聲背景的不同使用不同的調(diào)制方式。當信道條件好的時候，應(yīng)采用效率高的調(diào)制方式；而當信道條件差的時候，則應(yīng)采用抗干擾能力強的調(diào)制方式。再有，OFDM 加載算法的采用，使得系統(tǒng)可以把更多的數(shù)據(jù)集中放在條件好的信道上以高速率進行傳送。因此，OFDM 技術(shù)非常適合高速數(shù)據(jù)傳輸。

（2）智能天線技術(shù)

智能天線采用了空時多址（SDMA）的技術(shù)，利用信號在傳輸方向上的差別，將同頻率或同時隙、同碼道的信號進行區(qū)分，動態(tài)改變信號的覆蓋區(qū)域，將主波束對準用戶方向，旁瓣或零陷對準干擾信號方向，并能夠自動跟蹤用戶和監(jiān)測環(huán)境變化，為每個用戶提供優(yōu)質(zhì)的上行鏈路和下行鏈路信號從而達到抑制干擾、準確提取有效信號的目的。這種技術(shù)具有抑制信號干擾、自動跟蹤及數(shù)字波束等功能，被認為是未來移動通信的關(guān)鍵技術(shù)。

（3）無線鏈路增強技術(shù)

可以提高容量和覆蓋的無線鏈路增強技術(shù)有：分集技術(shù)，如通過空間分集、時間分集（信道編碼）、頻率分集和極化分集等方法來獲得最好的分集性能；多天線技術(shù)，如采用2或4天線來實現(xiàn)發(fā)射分集，或采用多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)來實現(xiàn)發(fā)射和接收分集。MIMO技術(shù)是指利用多發(fā)射、多接收天線進行空間分集的技術(shù)，它采用的是分立式多天線，能夠有效的將通信鏈路分解成為許多并行的子信道，從而大大提高容量。

3結(jié)束語

4G移動通信系統(tǒng)目前還只是一個基本概念，4G網(wǎng)絡(luò)的定義仍然還不明確，IEEE等標準化組織仍處于制定標準和規(guī)范的過程中。但是融合現(xiàn)有的各種無線接入技術(shù)的4G系統(tǒng)將成為一個無縫連接的統(tǒng)一系統(tǒng)，實現(xiàn)跨系統(tǒng)的全球漫游及業(yè)務(wù)的可攜帶性，是滿足未來市場需求的新一代的移動通信系統(tǒng)，它將幫助我們實現(xiàn)充滿個性化的通信夢想。

參考文獻

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