淺談4G移動通信技術
4G移動通信以其優(yōu)于前三代的技術優(yōu)勢得到人們的普遍認可和青睞而被迅速發(fā)展應用，下面是小編搜集整理的一篇探究4G移動通信技術的論文范文，供大家閱讀參考。
[摘 要]4G即第四代通訊技術。通信技術從發(fā)展之日起便被不斷研究應用，日新月異，4G移動通信技術便是通信技術的又一次革新。相比第一代、第二代、第三代移動通信技術，4G作為第四代移動通信技術具有傳輸速率快、智能性高、兼容性好等優(yōu)點，因此被廣泛應用。本文主要介紹4G移動通信的發(fā)展、集中主要的技術及其技術特點等。
[關鍵詞]4G移動通信 關鍵技術 無線接入
引言
伴隨著通信技術的快速發(fā)展，移動通信也得到了迅速的發(fā)展，目前它的應用已遍布陸、海、空三大領域。所謂移動通信即指溝通移動用戶與固定點用戶之間或移動用戶之間的一種通信方式。它以其用戶可在通信覆蓋區(qū)域內任何位置、任何時間并在可移動的情況下通信，從而極大擴展了實用性，因此被廣泛研究應用。目前，在移動通信領域已進行了四代技術革新。以模擬信號傳輸為基礎的第一代一些通信即1G解決了人們的基本通話需求，所采用的蜂窩網絡結構實現了頻率的重復利用，滿足了在有限的頻率下實現廣大民眾通話的需求。第二代移動通信技術即2G已數字信號傳輸為基礎，在改善通信質量、提高頻率資源利用率和信道容量的同時還可以進行低速率的數據傳輸。第三代移動通信技術即3G在數字信號傳輸基礎上進一步提高頻率資源利用率，實現了高質量的視頻寬帶多媒體綜合業(yè)務，同時也實現了手機上網和移動計算等。這是移動通信領域一次較大的技術革新，滿足了不斷發(fā)展的社會人們對通信技術的不斷需求。在人們?yōu)?G通信技術取得的成果歡欣時，新一代的移動通信技術正在不斷醞釀。第四代移動通信技術即4G在總結前三代技術的基礎上又進一步發(fā)展，進一步提高了頻率資源的利用率，同時還具有通信速度快、網絡頻譜寬、智能性高、兼容性好等優(yōu)點，因此被迅速推廣應用。目前這一技術已被應用于社會經濟發(fā)展的方方面面，為經濟建設提供了極大幫助。
一、4G的發(fā)展概況
4G移動通信技術是在進入二十一世紀后在前三代移動通信技術的基礎上為了進一步提高傳輸速率等而進一步研究發(fā)展起來的。伴隨著3G在2001年開始于日本和韓國投入商用后，3G業(yè)務快速發(fā)展，各個國家開始快速構建3G系統(tǒng)并投入使用，但由于用戶對移動通信系統(tǒng)的數據傳輸速率要求越來越高，而3G系統(tǒng)并不能滿足用戶的實際需求，因此國際電信聯盟(ITU)及各廠商們開始思索4G系統(tǒng)的研究和技術標準制定。
發(fā)展到今天，4G移動通信技術作為對3G技術的有力補償，以其更高的數據傳輸率和頻譜利用率，更高的安全性、智慧性和靈活性，更高的傳輸質量和服務質量而被廣泛推廣應用。雖然目前還存在網絡兼容等問題，但仍會進行不斷研究，使4G系統(tǒng)與無線接入網及IP網絡不斷融合，成為一個全IP的網絡。
二、4G移動通信的幾種關鍵技術
4G移動通信技術的兩個主要目標是：一是實現無線通信全球覆蓋，二是提供無縫的高質量業(yè)務。為此，需要研究應用各種關鍵性的技術來實現這一目標。目前應用的幾種關鍵技術有正交頻分復用技術、多輸入多輸出技術、軟件無線電技術和基于IP核心網技術等。
1. 正交頻分復用技術(OFDM)
這一技術實際上是多載波調制的一種。OFDM正交頻分復用技術的基本思想是將高速串行的數據碼流變換成N(通常取偶數)路并行的低速數據流，再將這N路低速數據流分別調制到等頻間隔的一組總數為N的子載波上，并且這組子載波要滿足下交的條件。OFDM技術的優(yōu)點是可以消除或減小信號波形間的干擾，對多徑衰落和多普勒頻移不敏感，提高了頻譜利用率;適合高速數據傳輸;抗衰落能力強;抗碼間干擾(ISI)能力強。但這一技術還存在一定的缺點，主要缺點有功率效率不高，對頻偏和相位噪聲比較敏感。
2. 多輸入多輸出技術(MIMO)
MIMO多輸入多輸出技術采用在發(fā)射端和接收端分別設置多副發(fā)射天線和接受天線，通過多發(fā)送天線和多接收天線相結合來改善每個用戶的通信質量或提高通信效率。利用MIMO信道成倍的提高無線信道容量在不增加帶寬和天線發(fā)送功率的情況下，頻譜利用率可以成倍的提高。MIMO技術實質上是為系統(tǒng)提供空間復用增益和空間分集增益�？臻g復用技術用以提高信道容量，空間分集則用以提高信道的可靠性，降低信道誤碼率。MIMO技術的關鍵是能夠將傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中存在的多徑衰落影響因素變成對用戶通信性能有力的`增強因素，有效地利用隨機衰落和可能存在的多徑傳播來成倍地提高信息傳輸速率，因此它能夠在不增加所占用的信號帶寬的前提下使無線通信的性能改善幾個數量級，使得在不同環(huán)境下能夠獲得最佳的傳播性能。
3. 軟件無線電技術(SDR)
軟件無線電技術的基本思想是將標準化、模塊化的硬件功能單元經過一個通用硬件平臺，利用軟件加載的方式來實現各種類型的無線電通信系統(tǒng)，所有體制和標準的更新，以及不同體制之間的兼營，使不同系統(tǒng)和平臺之間的通信兼容，從而實現“無疆界網路”。其核心思想是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶A/D和D/A變換器，并盡可能多地用軟件來定義無線功能，各種功能和信號處理都盡可能用軟件實現。其軟件系統(tǒng)包括各類無線信令規(guī)則與處理軟件、信號流變換軟件、信源編碼軟件、信道糾錯編碼軟件、調制解調算法軟件等。軟件無線電使得系統(tǒng)具有靈活性和適應性，能夠適應不同的網絡和空中接口。
4. 基于IP核心網技術
4G的核心網是基于一個全IP的網路，可以實現不同網絡間的無縫互聯，這是4G通信技術同已有的移動網絡相比具有的根本性優(yōu)點。核心網獨立于各種具體的無線接入方案，能提供端到端的IP業(yè)務，能同已有的核心網和PSTN兼容。4G的核心網具有開放的結構，能允許各種空中接口接入核心網，同時核心網能把業(yè)務、控制和傳輸等分開。采用IP后，所采用的無線接入方式和協議與核心網絡協議、鏈路層是分離獨立的。IP與多種無線接入協議相兼容，因此在設計核心網絡時具有很大的靈活性，不需要考慮無線接入方式究竟采用何種方式和協議。
三、4G移動通信的特點
4G移動通信以其優(yōu)于前三代的技術優(yōu)勢得到人們的普遍認可和青睞而被迅速發(fā)展應用。目前4G通信具有以下特征：(1)網絡頻譜更寬。相比第三代移動通信技術來說，第四代移動通信技術在開發(fā)研制過程中使用和引入許多功能強大的突破性技術，使無線頻率的使用比第二代和第三代系統(tǒng)有效得多。(2)通信速度更快。人們研究4G通信的最初目的是為了提高蜂窩電話和其他移動終端訪問Internet的速率，因此，4G通信最顯著的特征就是它有更快的無線傳輸速率。根據研究，第四代移動通信系統(tǒng)的傳輸速率可以達到10M-20Mbps，最高可達100Mbps;(3)通信更加靈活。從嚴格意義上說，4G手機的功能已不能簡單劃歸“電話機”的范疇，因為語音數據的傳輸只是4G移動電話的功能之一而已，因此未來4G手機更應該算得上是一只小型電腦了，而且4G手機從外觀和式樣上會有更驚人的突破，眼鏡、手表等任何一件能看到的物品都有可能成為4G終端。
雖然4G移動通信技術有上述諸多優(yōu)點，但目前仍存在標準多、技術難、容量受限及設施更新慢等多種缺陷。所以仍需不斷進行研究來突破現有的技術局限，使其更好地服務于人類社會發(fā)展需求。
結語
4G作為通信技術領域的又一次重大技術革新，雖然目前還處于發(fā)展階段，但是這一技術以其特有的優(yōu)勢被人們迅速認可并獲得廣大青睞。在人們的不斷努力研究下，未來這一技術必然會不斷突破現有的技術局限朝著更好的方向發(fā)展。同時，也可能會遇到新的技術難題，但任何一門創(chuàng)新性技術必然都是挑戰(zhàn)與機遇共存的，相信這一技術的未來發(fā)展一定是光明的。
參考文獻
[1]主編.現代通信技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2008.
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