淺析4G移動(dòng)通信技術(shù)

1、淺析 4G 移動(dòng)通信技術(shù)摘 要： 4G 是第四代移動(dòng)通信及技術(shù)的簡稱。本文通 過介紹 4G 概念、相關(guān)的核心技術(shù)、主要優(yōu)勢和存在缺陷以 及發(fā)展前景，使讀者更加快速地了解 4G 技術(shù)這一新概念關(guān)鍵詞： 4G OFDM MIMO隨著3G的不斷成熟，很多人已經(jīng)把目光投向了 4G市場。 目前來看， 3G 的確帶來了更多高質(zhì)量的信息服務(wù)，也讓人 們對(duì)于未來的信息融合與傳輸技術(shù)有了更多的展望。但我們 絕對(duì)有理由要求更多，比如希望在高速移動(dòng)中仍然有兆比特 級(jí)別的數(shù)據(jù)傳輸率，希望有更高的更清晰的視頻效果等。未 來的 4G 通信將能滿足 3G 不能達(dá)到的覆蓋范圍、通信質(zhì)量、 高速數(shù)據(jù)和高分辨率多媒體服務(wù)。第四代

2、移動(dòng)通信系統(tǒng)提供 的無線多媒體通信服務(wù)將包括語音、數(shù)據(jù)、影響等大量信息 透過寬頻的信息傳送出去，為此第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)也被稱 為“多媒體移動(dòng)通信” 。一、4G 概念介紹到目前為止，人們還無法給出 4G 的精確定義。但不可 否認(rèn)， 4G 在通信速度和智能性上是遠(yuǎn)超過 3G 的。 4G 的數(shù) 據(jù)傳輸速度可以達(dá)到 10 到 20Mb/s ，最高甚至可以超過 100Mb/s ，這個(gè)速度是面前移動(dòng)電話數(shù)據(jù)傳輸速率的一萬倍， 也是 3G 移動(dòng)電話速率的 50 倍。目前，三大運(yùn)營商的 4G 的 實(shí)際下載速率約在 20Mb/s 至 40Mb/s 之間，較 3G 時(shí)代 7.2Mb/s 的理論速率有大幅度提升，但

3、與 4G100MMb/s 的理 論下載速率仍有差距。利用高寬帶的優(yōu)勢， 4G 手機(jī)可以提 供高性能的流媒體內(nèi)容，也可以實(shí)現(xiàn)高分辨率的電影和電視 節(jié)目。技術(shù)上， 4G 將引入許多功能強(qiáng)大的突破性技術(shù)，使 得對(duì)無線頻率的使用更加有效。這種有效性可以讓更多的人 使用與以前相同數(shù)量的無線頻譜做更多的事情。二、核心技術(shù)1. 正交頻分復(fù)用( OFDM )技術(shù)。 OFDM 具有抗多徑干 擾、實(shí)現(xiàn)簡單、靈活支持不同寬帶、頻譜利用率高、支持高 效自適應(yīng)調(diào)度等優(yōu)點(diǎn)，是公認(rèn)的未來 4G 儲(chǔ)備技術(shù)。其主要 思想是給定信道分成若干正交子信道，每個(gè)都用一個(gè)子載波 調(diào)制，它們之間并行傳輸。雖然提高了頻帶利用率，但是功I A

4、 、 tI A” 亠、率效率不高。2. 調(diào)制與解碼技術(shù)。采用新的調(diào)制技術(shù)，比如單載波自 適應(yīng)均衡技術(shù)以及多載波正交頻分復(fù)用等調(diào)制技術(shù)，提高了 頻譜利用率和電池的使用壽命。采用了先進(jìn)的信道編碼技 術(shù)，比如級(jí)連碼、Turbo碼、LDPC等，還有自動(dòng)重發(fā)(ARQ ) 技術(shù)和分集接收技術(shù)等。3. 智能天線技術(shù)。應(yīng)用數(shù)字信號(hào)，產(chǎn)生空間定向波束， 主波對(duì)準(zhǔn)信號(hào)到達(dá)方向，旁瓣對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)到達(dá)方向，既改 善信號(hào)質(zhì)量又增加傳輸容量，是未來移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)。4. 多輸入多輸出（ MIMO ）技術(shù)。利用多發(fā)射、多接收 天線進(jìn)行空間分集的技術(shù)。能夠很好地提高系統(tǒng)的抗衰落和 噪聲性能，從而獲得巨大的容量。 MIMO

5、技術(shù)已經(jīng)體現(xiàn)了優(yōu) 越性，在 4G 中會(huì)繼續(xù)應(yīng)用。5. 軟件無線電技術(shù)。將標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件單元用過 一個(gè)通用硬件平臺(tái)，采用軟件加載實(shí)現(xiàn)的開放式新技術(shù)。靈 活性和適應(yīng)性更強(qiáng)，支持不同空中接口和網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)各種應(yīng) 用的 可變 QoS。6. 多用戶檢測技術(shù)。是在傳統(tǒng)檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分 利用造成多址干擾的全部用戶信號(hào)對(duì)單個(gè)用戶信號(hào)進(jìn)行檢 測，提高了抗干擾性，解決了遠(yuǎn)近效應(yīng)問題，降低了對(duì)功率 控制精度的要求，顯著提高系統(tǒng)容量。三、主要優(yōu)勢和存在缺陷相比傳統(tǒng)的2G、3G通信，4G的通信速度更快，網(wǎng)絡(luò)頻 譜更寬， 頻率使用效率更高， 通信更加靈活， 智能性能更高， 兼容性能更平滑，提供了各種增值服務(wù)，實(shí)

6、現(xiàn)更高質(zhì)量的多 媒體通信，而且通信費(fèi)用更加便宜。但要全面、順利地實(shí)施 4G 通信，也可能遇到一些困難，比如標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一，技術(shù) 復(fù)雜難以實(shí)現(xiàn)，受到系統(tǒng)容量的限制，市場難以消化，設(shè)備 難以更新。因?yàn)槭謾C(jī)的功能日益強(qiáng)大，無線通信網(wǎng)隨之變復(fù) 雜， 4G 的建設(shè)和開發(fā)也會(huì)遇到更大困難。目前，相應(yīng)的設(shè) 備和所用的技術(shù)沒有完全成型，其后的軟件開發(fā)和設(shè)計(jì)落 后，運(yùn)營商還沒有解決好收費(fèi)系統(tǒng)的 4G 規(guī)范，并且熟悉 4G 業(yè)務(wù)和專門技術(shù)的人才還不多，延緩了其在通信市場的推廣 速度。四、發(fā)展前景 目前全世界正在大力研究 4G 技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，ITU 的 4G 全球標(biāo)準(zhǔn)化工作也將全面展開。 一旦 4G 技術(shù)被各 個(gè)產(chǎn)業(yè)正式應(yīng)用，其高帶寬和 Verizon 通信總裁兼首席執(zhí)行 官伊凡 .賽登伯格曾說過： “在 4G 時(shí)代，無線將連接一切。 這將真正的沒有任何限制的互聯(lián)：交通工具、家用電器、建 筑、道路和醫(yī)療設(shè)備都將成為網(wǎng)絡(luò)的一部分。 ”相信不遠(yuǎn)的 將來 4G 的到來，將催生