1、1OFDM第四代移动通信核心技术分析摘 要：随着社会的飞速发展，不仅科学技术水平得以提高，通信技术的发展也是空前的。目前使用的第三代移动通信（3G） ，3G 是在上一代移动通信的基础上加上了不同种类的宽带业务，较之第二代移动通信，在宽带上业务上有明显的先进性，但是智能化程度还不够。所以在 3G 时代还未结束之时，全球通信行业就已经开始了第四代移动通信技术-4G的研究。 关键词：4G 移动通信 核心技术 OFDM 技术 中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2014）04-0022-01 一、引言 迄今为止，移动通信已经经历了三代的发展，第四代移动通信的基本标
2、准也基本上确立了。第一代移动通信（1G）主要采用 FDMA（模拟技术和频分多址技术）技术，这种技术只能提供区域性语音业务，而且通话效果差、保密性能也不好，用户的接听范围也是很有限。第二代移动通信（2G）采用 GSM（数字语音传输技术）技术，相较于第一代模拟移动通信具有较高的通信质量。第三代移动通信（3G）采用了 TD-SCDMA 技术、智能天线技术、WAP 技术、快速无限 IP 技术、软件无线电技术、多载波技术和多用户检测技术。3G 服务能够同时传送声音（通话）及数据信息（电子邮件、即时通信等） ，代表特征是提供高速数据业务。 2虽然第三代移动通信技术较前两代有了很大进步，但是其自身还是存在诸
3、多缺陷。如采用电路交换，而不是纯 IP 方式；所能提供的最高速率不能满足对移动通信系统的速率要求；不能充分满足移动流媒体通信（视频）的完全需求；没有达成全球统一的标准等。基于 3G 以上缺陷，4G 的研发工作已经开始进行了。 二、第四代移动通信技术概述 4G（第四代移动通信技术）的概念可称为宽带接入和分布网络，具有非对称的超过 2Mb/s 的数据传输能力。它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和交互式广播网络。 第四代移动通信标准比第三代标准具有更多的功能。第四代移动通信可以在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方用宽带接入互联网（包括卫星通信和
4、平流层通信） ，能够提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。此外，第四代移动通信系统是集成多功能的宽带移动通信系统，是宽带接入 IP 系统。 4G 系统技术具有一下八方面的特点：（1）高速率。最低速率 2Mb/s最高速率可达 100Mb/s（2）以数字宽带技术为主。能大程度上提高用户容量，但是会引起系列技术上的难题。 （3）良好的兼容性。真正实现一部手机在全球的任何地点都能通信。 （4）较强的灵活性。采用只能信号处理技术能对不同信道的各种复杂环境进行信号的发送与接受，有很强的智能性，适应性和灵活性。 （5）多类型用户并存。以此满足系统多类型用户的需求。 （6）多种业务的融合。4G 移动通信
5、系统支持更丰富的移动业务，使用户在任何地方都能获得所需要的信息。 （7）先进的技术应3用。4G 移动通信技术以几项突破性技术为主：OFDM 多址接入方式、智能天线和空时编码技术、无线链路增强技术、软件无线电技术、高效的调制解调技术、高性能的收发信机和多用户检测技术等。 （8）高度自组织、自适应的网络。 三、第四代移动通信核心技术分析 1.OFDM 技术 3G 系统的技术核心是 CDMA 技术，而 4G 系统的技术核心是OFDM。OFDM 即正交频分复用技术，它的基本思想是将信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各个子载波并行传输，这就保证了各子信道的相对平坦，从而有
6、效解决了无线信道的不平坦问题，同时，这些子信道还要负责窄带传输，这就使得信号带宽比信道带宽更小，从而减小了波形间的干扰。对抗频率选择性衰落和窄带干扰是 OFDM 技术的最大优点。除去以上两个优点，OFDM 技术还有一些相对于前三代移动通信技术的独特特点。如：信道利用率很高、通过各子载波的联合编码，具有很强的抗衰落能力、可以有效的对抗波形间的干扰、在窄带带宽下也能够发出大量的数据、能够持续不断地监控传输介质上通信特性的突然变化。 2.软件无线电技术 软件无线电技术是一个用现代软件来操纵、控制传统的“纯硬件电路”的无线通信。主要采取 DSP 技术。软件无线电技术广泛应用于无线电通信领域。它的基本思
7、想就是将宽带模数变换器（A/D）及数模变换器（D/A）尽可能地靠近射频天线，建立一个具有“A/D-DSP-D/A”模型的4通用的、开放的硬件平台。 3.智能天线技术 智能天线也叫自适应阵列天线。它可以按通信的需要在有用信号的方向提高增益，在干扰源的方向降低增益。因此，智能天线系统在移动通信方面有抗衰落、抗干扰、增加系统容量以及移动台定位的用途。 4.多输入多输出（MIMO）技术 MIMO 是指一台设备用多个天线在同一个频道内同时发送或者接受多个独立的数据流。MIMO 技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术，它采用的是分立式多天线，能够有效地将通信链路分解成为许多并行的子信道，从而大大
8、提高容量。它由于具有能够利用或减轻多径衰落，消除共道干扰，提高频谱利用率等优势，非常适合在无线通信中应用。 5.基于 IP 的核心网 4G 移动通信系统的核心网是一个基于全 IP 的网络，可以实现不同网络间的无缝互联。核心网独立于各种具体的无线接入方案，能提供端到端的 IP 业务，能同已有的核心网和 PSTN 兼容。核心网具有开放的结构，能允许各种空中接口接入核心网；同时核心网能把业务、控制和传输等分开。采用 IP 后，所采用的无线接入方式和协议与核心网络（CN）协议、链路层是分离独立的。IP 与多种无线接入协议相兼容，因此在设计核心网络时具有很大的灵活性，不需要考虑无线接入究竟采用何种方式和
9、协议。 四、结语 5与前几代移动通信网络相比，4G 通信具有通信速度更快、网络频谱更宽、通信更加灵活、智能性更高、兼容心能更平滑、提供各种增值服务、实现更高质量的多媒体通信、频率使用效率更高、通信费用更加便宜等特点。综上所述，4G 终将取代 3G。在不久的将来，我们一定能迎来一个 4G 的全新时代。 参考文献 1 吴伟陵. 移动通信中的关键技术. 北京邮电大学出版社， 2002. 2 李世鹤.第三代移动通信技术的改进即三代后技术.第三代移动通信 TD-SCDMA 技术论文集. 3 佟学俭. OFDM 移动通信技术原理与应用. 人民邮电出版社， 2003.6. 作者简介：夏雪（1993.05-） ，女，重庆市璧山人，大学本科学历，通信工程专业。
