4G概念移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)

李書星

摘 要 隨著社會(huì)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(huì)的各個(gè)行業(yè)與領(lǐng)域之中，成為社會(huì)發(fā)展中最受人們關(guān)注和重視的一部分。近年來，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展促使了人們?cè)诠ぷ髦袑?duì)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(jìn)行了分析，提出了4G技術(shù)在移動(dòng)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(dòng)通信 電信

中圖分類號(hào)：TN916.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(dòng)終端配置有相應(yīng)不同的軟、硬件模塊，而3G移動(dòng)終端目前尚不能實(shí)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(diǎn)以及可能采用的關(guān)鍵技術(shù)。

1 4G概念通信技術(shù)特點(diǎn)

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

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

（2） 實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)縫漫游。4G 移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，能使各類媒體、通信主機(jī)及網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行“無(wú)縫連接”，真正實(shí)現(xiàn)一部手機(jī)在全球的任何地點(diǎn)都能進(jìn)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(gè)高度自治、自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)。采用智能信號(hào)處理技術(shù)對(duì)信道條件不同的各種復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行結(jié)合的正常發(fā)送與接收，有很強(qiáng)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(duì)于室內(nèi)環(huán)境，由于要提供高速傳輸，小區(qū)的半徑會(huì)更小。

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

（6） 實(shí)現(xiàn)不同QoS 的業(yè)務(wù)。4G 通信系統(tǒng)通過動(dòng)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(fù)用（OFDM ）技術(shù)

第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要是以O(shè)FDM為核心技術(shù)。OFDM 技術(shù)實(shí)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(hào)轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制在每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸。正交信號(hào)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(gè)子信道上的信號(hào)帶寬小于信道的相關(guān)帶寬，因此每個(gè)子信道可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號(hào)間干擾。而且由于每個(gè)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(duì)容易。

OFDM技術(shù)之所以越來越受關(guān)注，是因?yàn)镺FDM 有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：

①頻譜利用率高，頻譜效率比串行系統(tǒng)高近一倍。OFDM信號(hào)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(qiáng)。OFDM把用戶信息通過多個(gè)子載波傳輸，這樣在每個(gè)子載波上的信號(hào)時(shí)間就相應(yīng)地比同速率的單載波系統(tǒng)上的信號(hào)時(shí)間長(zhǎng)很多倍，從而使OFDM 對(duì)脈沖噪聲和信道快衰落的抵抗力更強(qiáng)。

③適合高速數(shù)據(jù)傳輸。OFDM 自適應(yīng)調(diào)制機(jī)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(dāng)信道條件好的時(shí)候，應(yīng)采用效率高的調(diào)制方式；而當(dāng)信道條件差的時(shí)候，則應(yīng)采用抗干擾能力強(qiáng)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(jìn)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(shí)多址（SDMA）的技術(shù)，利用信號(hào)在傳輸方向上的差別，將同頻率或同時(shí)隙、同碼道的信號(hào)進(jìn)行區(qū)分，動(dòng)態(tài)改變信號(hào)的覆蓋區(qū)域，將主波束對(duì)準(zhǔn)用戶方向，旁瓣或零陷對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)方向，并能夠自動(dòng)跟蹤用戶和監(jiān)測(cè)環(huán)境變化，為每個(gè)用戶提供優(yōu)質(zhì)的上行鏈路和下行鏈路信號(hào)從而達(dá)到抑制干擾、準(zhǔn)確提取有效信號(hào)的目的。這種技術(shù)具有抑制信號(hào)干擾、自動(dòng)跟蹤及數(shù)字波束等功能，被認(rèn)為是未來移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)。

（3）無(wú)線鏈路增強(qiáng)技術(shù)

可以提高容量和覆蓋的無(wú)線鏈路增強(qiáng)技術(shù)有：分集技術(shù)，如通過空間分集、時(shí)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(shí)現(xiàn)發(fā)射分集，或采用多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)來實(shí)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(jìn)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(yǔ)

4G移動(dòng)通信系統(tǒng)目前還只是一個(gè)基本概念，4G網(wǎng)絡(luò)的定義仍然還不明確，IEEE等標(biāo)準(zhǔn)化組織仍處于制定標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的過程中。但是融合現(xiàn)有的各種無(wú)線接入技術(shù)的4G系統(tǒng)將成為一個(gè)無(wú)縫連接的統(tǒng)一系統(tǒng)，實(shí)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(chǎng)需求的新一代的移動(dòng)通信系統(tǒng)，它將幫助我們實(shí)現(xiàn)充滿個(gè)性化的通信夢(mèng)想。

參考文獻(xiàn)

[1] 許麗艷，王英，于海生. 移動(dòng)通信鏈?zhǔn)綄?shí)驗(yàn)教學(xué)體系[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2009（01）.

[2] 王先慶，房永輝.移動(dòng)通信技術(shù)助廣東現(xiàn)代物流業(yè)騰飛[J]. 廣東科技. 2009（03）.