1、4G 移动通信技术的研究【摘要】随着国家经济水平的不断提高，通信行业也逐渐发展起来，4G 移动通信技术是在前三代基础上发展起来的，具有其独特的优势，是未来发展的趋势。本文主要介绍 4G 移动通信技术的定义、性能与特点，并对 4G 移动通信技术进行研究分析，提供技术参考。 【关键词】4G 移动通信技术，研究分析 中图分类号：E965 文献标识码：A 一.前言 随着科学技术的不断发展，促进信息技术更新换代，带来通信技术的快速发展，4G 移动通信技术建立在前面几代的基础上，发挥传递高质量、高速度数据的功能，更加方便用户使用。下面将进一步研究 4G 移动通信技术。 二.4G 移动通信技术的定义、性能与
2、特点 1.4G 移动通信技术的定义 4G 移动通信技术是指建立在无线通信网络之上，实现高速数据传输，更高抗干扰性能和更强的兼容速率的信息移动通信技术，4G 移动通信技术是未来五年我国通信行业科技进步的突破口，是未来十年商业化高端运行的通信技术。 2.4G 移动通信技术的性能与特点 首先，4G 移动通信技术的传输速率更快，与 3G 移动通信相比 4G 移动通信技术的传输数据在理论上至少要提高五十倍。其次，4G 移动通信技术具有集约化的优势，网络结构和接入方式具有系统优化的功能，方便实现切换。其三，4G 移动通信技术具有多网络融合优势，不但整合移动通信网络，还能对互联网络和局域网络进行融和，实现真
3、正的大网络。最后，4G 移动通信技术的应用前景广阔，4G 移动通信网络可以实现高清音质、图像和信息的传递，还能具抗干扰功能，实现移动通信的安全性和保密性。 4G 移动通信和 3G 相比较，4G 移动通信技术具有明显的优势。总体来说，4G 具有如下特点：（一）高速率和数字宽带技术。 （二）良好的兼容性和较强的灵活性。通过采用智能技术使系统能自适应地进行资源分配，能对通信过程中不断变化的业务流大小进行相应处理而满足通信要求，对各种复杂环境下的不同信道进行信号的正常发送与接收，有很强的智能性、适应性和灵活性。 （三）多类型用户共存和多种业务融合。4G移动通信系统能根据动态的网络和变化的信道条件进行自
4、适应处理，满足系统多类型用户的需求。同时支持更丰富的移动业务，使用户随时随地获得所需的信息服务。更加安全、方便地向用户提供更广泛的服务与应用。 （四）4G 移动通信系统具有先进的突破性的技术应用。 （五）4G 移动通信系统是一个完全自适应的网络，拥有对结构的自我管理能力，以满足用户在业务和容量方面不断变化的需求。 三.4G 移动通信的关键技术 4G 移动通信的关键技术主要包括六个：一是 OFDM 技术；二是智能天线；三是 MIMO 技术；四是 SDR 技术；五是多用户检测技术；六是 Ipv6技术。 1.OFDM 技术 OFDM 技术其实就是正交频分复用技术，它是 4G 移动通信系统中的核心技术
5、，也是多载波调制技术的一种。这种技术在近些年来越来越受到通信行业的青睐，与它本身所具有的优势密切相关，具体来说包括： （一）频谱的运行效率较高 通常情况下，正交频分复用的信号中相邻的两个子载波之间是相互重叠的关系，这样的组合，使其频谱的利用率甚至能够接近 Nyquist 的最大值。同时，也加快了其运行的效率，一般 OFDM 信号的频谱会比串行系统的高将近 1 倍。 （二）抗衰落能力较强 OFDM 技术抗衰落能力主要体现在抵抗脉冲噪音和信道上，利用的原理就是将用户的信息以多个子载波的方式进行传输，这样就能够增加每个子载波上的信号时间，比单载波的信号要强很多倍，故而能够提高整个系统的抵抗力。 （三
6、）利于高速数据的传输 OFDM 的各个子载波能够根据信道和噪声的情况自行进行调制。当信道较好时，子载波就会使用效率较高的调制。而在信道条件较差的情况下，子载波会调制成抗干扰能力较强的方式。与此同时，OFDM 技术还采用了算法，能够在条件较好的信道上高速传送数据。这两种技术使得OFDM 更加有利于高速数据的传输，且效率更高。 （四）抗 ISI 能力强 ISI 就是码间干扰，这是整个通信系统中的一种主要乘性干扰，这种干扰主要出现在传输信道的频带较为有限的时候。在 4G 移动通信中，OFDM 采用了先进的循环前缀技术，这种技术能够抵抗码间干扰，保证数据传输的稳定性和安全性。 2.智能天线(SA) 智
7、能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，被认为是未来移动通信的关键技术。智能天线成形波束能在空间域内抑制交互干扰，增强特殊范围内想要的信号，这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。其基本原理是在无线基站端使用天线阵和相干无线收发信机来实现射频信号的接收和发射。同时通过基带数字信号处理器，对各个天线链路上接收到的信号按一定算法进行合并，实现上行波束赋形。目前智能天线的工作方式主要有两种：全自适应方式和基于预多波束的波束切换方式。 3.MIMO 技术 多输入多输出技术(MIM0)是指在基站和移动终端都有多个天线。MIM0 技术为系统提供空间复用增益和空间分集增益。空间复用是在
8、接收端和发射端使用多副天线，充分利用空间传播中的多径分量，在同一频带上使用多个子信道发射信号，使容量随天线数量的增加而线性增加。空间分集有发射分集和接收分集两类。基于分集技术与信道编码技术的空时码可获得高的编码增益和分集增益，已成为该领域的研究热点。MIM0 技术可提供很高的频谱利用率，且其空间分集可显著改善无线信道的性能，提高无线系统的容量及覆盖范围。 4.软件无线电技术(SDR) 软件无线电(SDR)是将标准化、模块化的硬件功能单元经一通用硬件平台，利用软件加载方式来实现各类无线电通信系统的一种开放式结构的技术。其中心思想是使宽带模数转换器(A/D)及数模转换器(D/A)等先进的模块尽可能
9、地靠近射频天线的要求。尽可能多地用软件来定义无线功能。其软件系统包括各类无线信令规则与处理软件、信号流变换软件、调制解调算法软件、信道纠错编码软件、信源编码软件等。软件无线电技术主要涉及数字信号处理硬件(DSPH)、现场可编程器件(FPGA)、数字信号处理(DSP)等。 5.多用户检测技术 多用户检测技术的原理是:把同时占用同个信道的所有用户的信号都当作有用信号来处理，利用用户的时间、码元、信号幅度以及相位等信息进行联合检测 Cs7，主要取决于捕捉到的能量、相位的影响和码跟踪差错，从而得出单个用户的信号。多用户检测一般需要知道很多附加信息，才对接收信号进行处理，通过取消小区间干扰来改进性能，以
10、达到更加有效地利用链路频谱资源，显著提高系统容量的目的。 6.IPV6 技术 为了扩大地址空间、提高网络的整体吞吐量、改善服务质量(QoS)、使网络更有安全性保证，4G 通信系统采用 IPv6 技术作为下一代网络的核心协议。 四.4G 移动通信技术的趋势展望 在未来信息技术的发展中 4G 移动通信技术将有以下的突破和进展：1.4G 移动通信技术在手机上得到广泛应用。3G 移动通信技术在手机上得到最广泛的应用，使手机功能更为强大，越来越智能化。4G 移动通信技术具备信息高速度的传输优势，尽快实现将 4G 移动通信技术应用于手机上，可以凸显更为强大的影响力，带动手机智能化的突破发展，实现手机用户身
11、份鉴定。2.4G 移动通信技术社区无线接入更为强大。以 OFDM 为基础的 4G 移动通信技术，信号强大、覆盖范围广，无线接入能力十分强大。在社区实现无线接入相对有线连接也更为便捷简易，随时随地为用户服务。即便是在破旧偏远的社区楼房也仍旧能够实现无线信号覆盖，打破了有线的限制和各种障碍。3.多种高科技技术将得到突破进展。与4G 移动通信技术传输速度相关的交互干扰技术将得以进一步的进展，促使信号传递更为有效。4G 移动通信技术可以实现网络纠错，使网络自愈，从而促进无线接入技术的发展。可以实现对多用户的迅速识别，并且能够降低能耗实现节能环保。 五.结束语 总之，随着信息技术的不断发展，4G 移动通信技术将逐渐进入人们的视野，成为通信行业的焦点，占据通信市场的大片天下，带来前所未有的通信便利和优势。所以，通信技术人员要加大对其的开发研究，促进通信技术的进一步发展。 参考文献： 1尤劲.第三代与第四代移动通信技术对比分析J.科技风，2010（18）. 2陆军.浅析 4G 移动通信技术J.石家庄理工职业学院学术研究，2010（2）. 3孙威.4G 移动通信关键技术浅析J.科技致富向导，2011， （9）：412.
