4G移動通信系統關鍵技術分析

莫青琳

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4G移動通信系統關鍵技術分析

莫青琳

青海建筑職業技術學院，青海 西寧 810012

4G移動通信技術對社會的影響十分巨大。隨著通信技術的不斷進步，4G技術得以產生和發展，它將推動我國通信事業的進一步發展，進而提升整個社會的生活水平。

4G移動通信；通信系統；關鍵技術

1 4G移動通信系統的主要特征

1.1 4G移動通信系統傳輸速度更快

在3G網絡剛剛投入使用的時候，大量的宣傳工作中最引人注意的是速度更快，可以達到3.6?Mbit/s（一說2.8?Mbit/s），上行速度峰值也可達384?kbit/s，但是這樣的速度在4G移動通信出現后便顯得不堪一擊。根據研究表明，4G系統能夠以100?Mbit/s的速度下載，比撥號上網快2000倍，上傳的速度可以實現20?Mbit/s，這樣就達到了3G網絡速度的50倍，并且可以滿足使用者的全部需求。因此4G移動通信系統的最大特點就是傳輸速度更快[1]。

1.2 4G移動通信系統兼容性更好

4G移動通信系統在全球范圍擁有的是統一而規范化的標準，無論在全球的任何一個位置使用4G，都無須擔心它會受限。所以，4G移動通信系統的兼容性是過往的幾種通信技術不可比的。

1.3 4G移動通信系統覆蓋范圍更廣

使用過3G網絡的用戶都有這樣的體會，在城區的信號要比鄉村好，在平原地區要比高原好。而使用4G網絡后不論身處在什么樣的地理位置和環境中，都不會影響4G網絡的傳輸速度和通話質量。例如，許多電視臺在進行現場直播時都曾采用過3G信號傳輸，但是過程中總是會出現畫面卡頓、聲音不同步等問題，影響報道質量，而在采用4G移動通信系統后這樣的情況得到了極大的改善。

1.4 4G移動通信系統安全性、穩定性更高

隨著4G移動通信技術的持續發展，至今在信息傳遞級數與無線頻率應用功效部分，4G移動通信技術領先于2G、3G移動通信技術。而正是因為它擁有此種優點，所以4G移動通信技術的安全性、穩定性是過去的移動通信技術不能比的，它有著極為安全的隱秘性和更為可靠的輸送條件。

2 4G移動通信系統的關鍵技術分析

2.1 正交頻分復用（OFDM）技術分析

第四代移動通信系統主要以OFDM為核心技術。OFDM技術實際上是多載波調制的一種。OFDM技術之所以越來越受關注，是因為OFDM有很多獨特的優點：

（1）頻譜利用率高。頻譜效率比串行系統高近一倍。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地比同速率的單載波系統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）適宜高速信息據傳遞。OFDM自動調整處理機制使不一樣的子載波能夠依照通道狀況與不一樣的噪聲背景運用不一樣的調制手法。

當信道處于良好狀態的時候，應選擇效率較高的調制方法；相反的狀況下，則可采用抵抗外界干擾能力強的調制方式。還有，OFDM加載算法的使用，使程序能夠將眾多的信息數據聚集放置于環境良好的信道中，以高速率實行傳輸。因此，OFDM技術非常適合高速數據傳輸。

（4）抗碼間干擾（ISI）能力強。碼間干擾是數字通信系統中除噪聲干擾之外最主要的干擾，它與加性噪聲干擾不同，是一種乘性干擾。許多因素都會導致碼間干擾現象的產生，如果我們所用的傳輸信道在實際生活中有限的話，便會產生相應的現象。

2.2智能天線方面的技術分析

實際上，該技術的應用是建立在信號傳輸時存在一定差異的基礎上的，也就是所謂的空時多址。劃分存在相同條件的信號，并變更它們所覆蓋的區域，將主波束的設置與使用的方向相一致，旁瓣或零陷對準干擾信號方向，靈活地追蹤用戶以及實時監測環境的改變，進而為所有的使用者創造優秀的上行鏈路和下行鏈路信號。這種技術既能改善信號質量又能增加傳輸容量，被認為是未來移動通信的關鍵技術。

2.3 MIMO技術分析

MIMO技術是指利用多發射、多接收天線進行空間分集的技術，它采用的是分立式多天線，能夠有效地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。經大量試驗證明，兩個沒有任何聯系的接收和發射天線借助MIMO能夠可以較好地提升其抗衰落和噪聲性能，從而獲得巨大的容量。由于在無線信道內部功率帶寬受到了一定的制約，MIMO技術可以對提高數據速率、擴充自身容量、確保信息輸送質量的空間分散操作起到幫助作用。

2.4 多用戶檢測技術分析

4G系統終端能夠用于多用戶技術檢測，這種檢測方式對于通信系統而言有十分重要的意義，它可以為用戶提供更高的通話質量。其基本原理是：把占用某個信號通道的部分信號或者是全部信號作為有用信號，根據用戶的時間、碼元以及時間幅度來完成信號的檢測，而不僅僅是把信號作為噪聲處理，進而實現各個用戶信號的最佳檢測。

3 結語

隨著科學技術的飛速發展，無線移動通信技術得到了跨越式發展。4G移動通信系統的出現有效地解決了傳統移動通信系統發展滯后的問題。然而要想從根本上解決滯后問題，仍需大力發展4G通信，使得該通信系統更加快捷、穩定，從而保證良好的通話質量和上網速度，服務廣大用戶。

[1]劉婷婷，方華麗.淺談4G移動通信系統的關鍵技術與發展[J].科技信息，2013（9）：298.

4G Mobile Communication System Key Technology Analysis

Mo Qinglin

Qinghai College of Architectural Technology, Qinghai Xining 810012

4G mobile communication technology has great influence on society. With the continuous progress of communication technology, 4G technology to produce and develop, it will promote the further development of China’s telecommunications industry, thereby enhancing the living standards of society as a whole.

4G mobile communication; communication system; key technology

TN929.5

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1009-6434（2017）02-0027-02