淺析4G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)

　　隨著(zhù)4G的進(jìn)一步深入發(fā)展，移動(dòng)計算機技術(shù)必將隨之發(fā)生深刻而持久的變化，下面是小編搜集整理的一篇探究4G移動(dòng)通信技術(shù)的論文范文，供大家閱讀參考。

　　摘要：本文介紹了4G移動(dòng)通信的概念、特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)。從4G移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò )結構和通信技術(shù)進(jìn)行了分析。針對多址方案與無(wú)線(xiàn)接入方式、無(wú)線(xiàn)鏈路增強技術(shù)、智能天線(xiàn)和調制與編碼等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探究。

　　關(guān)鍵詞：4G 移動(dòng)通信 關(guān)鍵技術(shù)

　　在近幾年間，我國移動(dòng)通信得到了迅猛的發(fā)展。第三代移動(dòng)通信系統(3G) 牌照從2009年發(fā)放至今，中國的三大電信運營(yíng)商在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )上的投入呈現逐年增長(cháng)的趨勢，截至2013年6月，我國3G用戶(hù)總數超過(guò)3.2億戶(hù)[1]。但是相比較國內移動(dòng)市場(chǎng)11億多的手機用戶(hù)規模，3G市場(chǎng)似乎才剛剛進(jìn)入規模普及階段。然而3G未現規模，4G已露身影。

　　1、概述

　　1.1 什么是4G

　　目前4G的概念較正規的解釋是，可稱(chēng)為分布式的網(wǎng)絡(luò )和寬帶的接入，具有超過(guò)2 Mbps以上的數據傳輸能力，能對全速的移動(dòng)用戶(hù)能提供高速率、高質(zhì)量影像服務(wù)，可實(shí)現三維圖像的高速率和高質(zhì)量傳輸。[2]

　　1.2 4G的特點(diǎn)

　　相對于現有的第三代移動(dòng)通信技術(shù)，4G移動(dòng)通信系統主要有以下特點(diǎn)：[3](1)更高的通信速率。3G的數據傳輸速率可以達到21Mbps;據有關(guān)專(zhuān)家預估，4G最高的數據傳輸率能達到100Mbps。(2)更寬的網(wǎng)絡(luò )頻譜。要想使4G的傳輸速率達到100Mbps，那么運營(yíng)商必須在3G網(wǎng)絡(luò )基礎上大幅度的研究和改造，從而使4G在通信帶寬上比3G的帶寬高出許多。據研究AT&T公司的專(zhuān)家們說(shuō)，估計每個(gè)4G的信道將占有100MHz的頻譜，相當于3G的20倍。(3)兼容性能優(yōu)。4G將實(shí)施全球統一的標準，能實(shí)現各類(lèi)計算機、媒體及網(wǎng)絡(luò )之間的無(wú)縫連接，讓所有移動(dòng)通信運營(yíng)商的用戶(hù)共享4G服務(wù)，真正實(shí)現“一部手機，全球通信”。(4)更靈活的通信。4G的終端將不再僅局限于移動(dòng)電話(huà)，任何物品都有可能成為4G的終端，同時(shí)，世界上的所有生物如果配備相應的設備，都能成為不同類(lèi)型的4G終端設備。另外，4G終端除了設計和操作的更加智能化以外，也將根據環(huán)境感知來(lái)適當地調整終端結構，使整體效能最佳化。(5)多種業(yè)務(wù)融合。4G將支持更加豐富的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，這些業(yè)務(wù)包括高清晰網(wǎng)絡(luò )視頻會(huì )議、高質(zhì)量圖形圖像傳輸、虛擬的現實(shí)業(yè)務(wù)等，使用戶(hù)無(wú)地域限制的獲得任何需要的信息服務(wù)。它能把個(gè)人通信、信息系統、娛樂(lè )和廣播等行業(yè)形成一個(gè)整體，更加輕松、方便、安全地向用戶(hù)提供更多元化的應用與服務(wù)。

　　2、4G的關(guān)鍵技術(shù)

　　(1)多址方案與無(wú)線(xiàn)接入方式。正交頻分復用技術(shù)是4G最佳的多址方案，未來(lái)的4G系統中，正交頻分復用技術(shù)是最有可能采用的多址方式。正交頻分復用技術(shù)的主要特點(diǎn)：各個(gè)信號之間無(wú)干擾;多普勒頻移與多徑衰落之間不存在敏感問(wèn)題;相鄰小區用戶(hù)無(wú)任何干擾;能實(shí)現低造價(jià)的單波段接收機。正交頻分復用技術(shù)的主要缺點(diǎn)：存在頻偏和功率效能偏低的問(wèn)題。

　　(2)編碼調制技術(shù)。在4G系統中，多載波調制技術(shù)將會(huì )被充分的采用，并且會(huì )適當的考慮自適應調制和功率的平衡性能。MC-CDMA采用正交相移鍵控方式進(jìn)行數字調制， OFDM-TDMA將會(huì )采用高電平方式進(jìn)行調制。4G系統將采用更高端的技術(shù)方案進(jìn)行信道編碼，如級連碼、LDPC碼和Turbo碼等。

　　(3)無(wú)線(xiàn)鏈路增強技術(shù)。分集技術(shù)，如通過(guò)空間分集、時(shí)間分集、極化分集和頻率分集等方法來(lái)獲得更好的分集性能;多天線(xiàn)技術(shù)，發(fā)射分集采用2到4天線(xiàn)實(shí)現，或通過(guò)MIMO技術(shù)實(shí)現分集的接收、發(fā)射。智能天線(xiàn)支持高數據傳輸速率，有抑制干擾、減少遠近效應、減小中斷概率、增加系統容量、提高頻譜效率等智能功能，它有靈活有效的進(jìn)行越區切換、擴大小區覆蓋范圍、靈活的小區管理、延長(cháng)移動(dòng)臺電池壽命、以及維護和運營(yíng)成本較低的特點(diǎn)，因此智能天線(xiàn)必將會(huì )成為4G系統的關(guān)鍵技術(shù)。

　　(4)高效的頻譜使用方案。提高頻譜率的方法是將要使用超過(guò)3GHz的頻段。在3G系統中，它的頻譜效率是2bps/Hz，如果要超越3G，那么4G的頻譜效率應當提升至5bps/Hz。在4G系統中，信道分配主要方式為自適應信道分配、分組信道分配兩種。通過(guò)將信道分組分配到每一個(gè)用戶(hù)中，能夠讓一些由于不均衡、失真或者頻偏導致的用戶(hù)之間干擾最小化。

　　(5)基于IP的核心網(wǎng)。4G的核心網(wǎng)絡(luò )是一個(gè)基于全IP技術(shù)的網(wǎng)絡(luò )，與現有的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )對比，它具有可實(shí)現不同網(wǎng)絡(luò )之間無(wú)縫連接的根本性?xún)?yōu)點(diǎn)。然而，核心IP網(wǎng)絡(luò )不是專(zhuān)門(mén)用于移動(dòng)通信，而是作為一種統一的網(wǎng)絡(luò )，支持有線(xiàn)及無(wú)線(xiàn)的接入，其接入點(diǎn)可以使有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)。無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)可以是蜂窩系統的基站，無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)或者自組網(wǎng)等，對于公用電話(huà)網(wǎng)和未實(shí)現全IP的3G網(wǎng)絡(luò )，則是通過(guò)特定的網(wǎng)關(guān)進(jìn)行連接。另外，熱點(diǎn)通信速率和容量的需要或網(wǎng)絡(luò )鋪設重疊將使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò )呈現廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)等互聯(lián)、綜合和重疊的現象。

　　(6)軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)。軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，是用現代化軟件來(lái)控制、操縱傳統的純硬件電路的無(wú)線(xiàn)通信。軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的重要價(jià)值在于：傳統的硬件無(wú)線(xiàn)電通信設備只能作為無(wú)線(xiàn)通信的基本平臺，而許多的通信功能則是由軟件來(lái)實(shí)現，打破了有史以來(lái)設備的通信功能的實(shí)現僅僅依賴(lài)于硬件發(fā)展的格局。軟件無(wú)線(xiàn)電使得4G系統具有適應性和靈活性，能夠靈活適應于不同的網(wǎng)絡(luò )和空中接口。軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)主要涉及數字信號處理硬件(DSPH)、現場(chǎng)可編程器件(FPGA)、數字信號處理(DSP)等，同時(shí)也有助于不同標準和系統的融合。

　　3、結語(yǔ)

　　隨著(zhù)4G的進(jìn)一步深入發(fā)展，移動(dòng)計算機技術(shù)必將隨之發(fā)生深刻而持久的變化。憑借4G高質(zhì)量、高速率、大容量的多媒體業(yè)務(wù)能力，可以展望在不久的未來(lái)，人們主要的通信工具、便攜式電腦和娛樂(lè )數碼等設備將合而為一。4G在影響和帶動(dòng)計算機技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，也將明顯改變世界面貌和人們的生活、工作的方式!

　　參考文獻

　　[1]我國3G用戶(hù)總數超3.2億戶(hù)[N].http：//epaper.nfdaily.cn/html/2013-07/25/content_7210490.htm，2013-7-25.

　　[2]韓雪峰.談?wù)�策和技術(shù)對醫院信息化建設的影響[J].中國醫學(xué)教育技術(shù)，2011(3).

　　[3]高健.移動(dòng)通信技術(shù)[M].機械工業(yè)出版社，2012(4).

　　[4]技術(shù)解讀3G和4G LTE網(wǎng)絡(luò )架構之間的區別http：//networking.ctocio.com.cn/259/12618759.shtml，2013-5-17.

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