4G移動通信系統及其關鍵技術研究

郭渝

摘 要：科技的發展使人們的生活水平得到了很大的提升，移動營運商對通信系統的要求也越來越高。目前的3G系統已經不能很好的滿足社會發展的需求，在這一形勢下，科技人員需要不斷地對新一代4G移動通信系統進行研究和完善。本文主要針對4G移動通信系統的特點進行分析，并闡述了4G移動通信系統所運用的關鍵技術。

關鍵詞：4G；移動通信系統；特點；關鍵技術

0.引言

隨著我國經濟的飛速發展，移動通信市場的發展潛力也越來越大，已有的3G移動通信系統在運行過程中出現了很多問題，人們在使用3G移動通信進行視頻通話時并不能獲得很好的效果，另外在上網或看電視直播時信號卡頓且不穩定等現象。為了進一步提高人們的生活水平，對4G移動通信系統進行研究和發展很有意義。

1.4G移動通信系統的特點

1.1擁有更快的傳輸速度

從移動通信系統的網絡頻寬而言，4G技術在3G技術的基礎上增加了20倍，也就意味著4G移動通信系統的網絡頻寬將達到2～8GHvz，而且4G技術的上傳速度也有了非常大的提高，截止目前為止，4G移動通信系統的上傳速度最高紀錄是20Mb每秒，而以往使用的3G移動通信系統傳輸速度最高紀錄只能到達4G的5%[1]。從這些內容中可以看出4G移動通信系統擁有更快的傳輸速度。

1.2擁有良好的兼容性

在4G移動通信技術不斷發展的形勢下，對全球各個地區的覆蓋面積得到了擴張，而且接口開放技術也得到了較快的發展。4G移動通信系統還實現了和3G、固網以及無線之間的完美連接，使所有移動運營商的客戶都能夠享用到4G移動通信系統的服務。

1.3對智能化技術的應用程度更廣

4G移動通信系統被人們稱之為廣域接入，也有人稱為分布網絡，具備非對稱不相同速度間進行自動切換的能力。運用智能技術對4G移動通信系統進行資源分配，根據各種業務對資源的需求量合理地設置，一切移動辦公都能夠在4G技術的支持下順利完成。

2.4G移動通信系統所運用的關鍵技術

2.1正交頻分復用技術

4G移動通信系統中運用的核心技術就是OFDM，也就是正交頻分復用技術。它是在無線環境下實現高速傳輸，具體表現為：把某個頻分信道科學地分為很多個正交子信道，把高速數據流轉化為并行的低速數據流，并且把轉化的低俗數據流調控到每一個子信道里開始傳輸，再根據接受斷所運用的相關技術把正交信號進行合理的分離，這樣任何一個子信道間受到的干擾都會降低，而且子信號寬帶會小于在劃分過程中的相關寬帶。由于寬帶被分割成為許多部分，在最大程度上提高了4G移動通信系統的性能，使系統能夠更好地使用各種設計的要求，從而實現合理的分配數據容量和功率，有利于系統為客戶提供高速和變速綜合數據傳輸[2]。另一方面，4G移動通信系統可以提供比較大的系統容量，還具備非常強的抵抗干擾性質，滿足多種途徑和移動信道傳播的要求。

2.2調制技術

在4G移動通信系統中多載波調制技術也是非常重要的。當出現數據傳輸效率不太高，受到的干擾不是十分強烈時，工作人員可以運用恰當的均衡算法便能夠讓移動通信系統恢復正常運行。但是，從寬帶數據業務的角度來講，因為數據傳輸的效率過高，會出現數據符號之間的重復現象，由此產生符號間的干擾，所以，移動通信系統也對均衡算法提出了更好的要求，需要合理地引入較為復雜的均衡算法，目前，引入這種算法到系統中實現起來還比較困難。

2.3多用戶檢測技術

多用戶檢測技術是寬帶CDMA通信系統里，用于抗干擾的一種重要技術。移動通信系統的終端和基站中都有運用到多用戶檢測技術，目的是為了提升系統的容量，移動通信系統在運行過程中，相關工作人員需要對廣大用戶所使用信號的傳輸過程進行思考，因為這些信號在傳輸時未免存在一定的相關性，這也是在移動通信系統中應用多用戶檢測技術的根本原因。假如只有極為少數的用戶進行數據傳輸，受到來自多址的干擾可能性非常小，但是，隨著4G移動通信技術的發展，在全球的覆蓋面積越來越大，用戶的數量逐步增加，信號功率也開始呈上升趨勢，在這種情況下，受到多址的干擾就成為了一種主要干擾[3]。當前，在3G移動通信系統中使用的檢查技術是序列擴頻技術，具體表現為：根據對每一個用戶接受的信號進行擴頻碼匹配處理，所以，3G移動通信系統的抗干擾性能比較差。多用戶檢測技術有效地根據造成多址干擾的所有用戶在傳輸過程中信號信息對單個信息進行檢測，使4G移動通信系統的抗干擾性能更好，同時也減少了系統對功率控制的精準度需求。

2.4智能天線技術

智能天線是能夠有效地分析無線陣列信號的一種技術，運用了自適應算法，在4G移動通信系統中通過運用所發射的波束，能夠起到自動跟蹤、數字波束智能調節等作用。通過對智能天線技術和先進的數字信號處理技術的應用，減少了移動通信系統所受到的干擾和被干擾的程度，實現了在同一個信道上接收和傳輸的時候，用戶之間的信號互不干擾的目的，從而提高了對頻率的利用效率，以及完善了系統各方面的功能和增加了系統傳輸的容量。因為智能天線技術擁有定向波束性能，可以使信號傳遞到非常遠的位置，在保證了用戶信號質量的前提下，又擴張了信號覆蓋的區域，極大地降低了4G移動通信系統的成本。

3.結語

3G移動通信系統在運行過程中存在很多不足，不能很好的滿足人們的各種需求，因此，為了提高人們的生活水平，4G移動通信系統被提出并運用到實際運營中，和3G移動通信系統相比較，4G系統擁有更快的傳輸速度和更好的兼容性，其智能化應用程度更廣等。本文分析了4G移動通信系統中所運用的關鍵技術，如正交頻分復用技術、調制技術、多用戶檢測技術、智能天線技術。此外，4G移動通信系統在運行過程中仍然存在一定的問題，相關人員應該對這些問題進行合理地處理，從而使4G移動通信系統的作用和價值能夠得到充分體現。

參考文獻

[1] 劉巧平，李艷萍.正交頻分復用技術及其在4G移動通信中的應用[J].計算機技術與發展，2014，11：238-241.

[2] 姚雪，陸寧，馬曉明.關于4G移動通信系統主要特點和關鍵技術的探討[J].信息通信，2015，09：270-271.

[3] 陳立.4G移動通信采用的關鍵技術與網絡的主要優缺點分析[J].計算機光盤軟件與應用，2014，10：295+297.