4G移动技术

4G移动技术（精选12篇）

4G移动技术 篇1

一、移动4G通讯技术的发展现状及特点

当前,在我国移动4G通讯技术已经取得了一定成果,其不仅可以快速的发送文字、视频等等信息,还能够实现通话、互联网等等多项自由通讯,同时可以进行多点控制。我国的移动4G通讯技术与世界上的研究水平相比差距不大,因此该项技术对我国的发展具有很大的帮助,所以在其的研发上我国应该加大力度。

当然,我国的移动4G通讯技术具有众多优点的同时还存在不足之处,比如在通讯的标准以及IP问题上,研究者还需要加大研究力度减少问题出现。

移动4G通讯技术的特点:移动4G技术的通讯速度极快,有较强的灵活性与兼容性,并且其有较好的技术基础,再加上业务的多样化以及网络频谱极宽的特点,使其可以进行随时随地的接入。

移动通讯技术具有非常多的优点,在人们的生活与工作中也起到不容忽视的作用。

二、移动4G通讯的关键技术

2.1 OFDM技术

在所有的移动4G通讯技术当中,OFDM是较为常用与常见的一项技术。OFDM技术其实就是把高速的数据进行流通与变换,把其分配到速率较低的子通道中进行传输。把码的串扰程度降到最低来环境信道频率衰弱的问题,把信号进行分割成多个子信号,对多个子载波进行分别调制。虽然其存在众多优点,但是依然存在功率不高以及系统相对复杂等等缺点。

2.2智能天线技术

智能天线是可以适应天线原理的技术,它主要是采用数字信号处理的方式,把天线波束中的信号与用户信号对准,以达到信号扩充或者消除的目的。这个移动通讯技术不仅可以提高系统的容量,还可以改改信号的干扰情况,扩大信号的覆盖范围,减小发射时消耗的功率。。所以,在较为复杂的传播环境当中就可以采用智能天线技术,其在4G领域中的使用越来越广泛。

2.3软件无线电技术

该方式主要采取的手段是数字信号处理,通过软件来对无线电台当中的每一个功能进行定义。无线电台当中的所有过程都是由软件来进行编程的,其的主要核心技术就是采用宽频带,与传统的窄带相比具有更大的优势。

建立标准化的硬件通用平台可以使其的通信过程更加灵活与开放。可以说在众多的4G技术当中,软件无线电技术是未来发展的方向。其的开发风险低,还有很大的延伸空间,再加上软件无线电技术在硅芯片的使用量上大大减少,所以其的器件价格也在降低,其具有很强的开放性,可以让更多的运营商介入其中。

三、移动4G通讯技术的应用前景

随着人们的生活水平提高,对移动通讯技术的速度要求也在不断提高。自从3G网络的成功研发之后,各种平板电脑以及手机也随之诞生,人们对高速网络的要求也得到一定满足。

在3G研发成功的基础上,经过改良之后产生了4G通讯技术,其满足了更高的市场要求,已经标志着通讯技术达到的快速发展阶段。原本的互联网模式已经有了新的突破,移动4G技术可以避免无线通讯的干扰,实现通讯的可视化,把多媒体与数字化业务进行有机结合,让人与人之间的联系更加通畅与紧密,标志着当代人民已经进入到了无线通讯时代。

移动通讯4G技术已经成为了通讯时代的发展潮流,其的优势众多,也是极其明显的。我国在移动4G技术上的研究也在不断扩大,相信在未来我国的通讯技术可以得到广大的跨越,成为世界上的通讯大国。

四、结束语

移动4G技术的成功研究,意味着我国已经进入到了无线通讯时代,通讯技术达到了更高的水平阶段。移动通讯技术已经成为了未来的通讯世界中的发展方向,其本身就具备众多优点,技术高端、效率极高,耗能小等等都是人们关注的主要优势。

在移动通讯技术的使用上,我国应当建立相关的技术标准与防范措施,使其在今后的发展中能够发挥更大的作用,对人们的日常生活以及工作的帮助能够不断加强,对于我国在世界通讯技术上的竞争优势有极大促进效用。

参考文献

[1]安华萍,贾宗璞.3G移动网络的安全问题[J].科学技术与工程,2014(6).

[2]刘建华.4G移动通信特点和技术发展综述[J].电脑知识与技术,2014(29).

[3]胡国华,袁树杰,谭敏.4G移动通信技术与安全缺陷分析[J].通信技术,2011(7).

4G移动技术 篇2

最高速度能够达到100比特每秒，来实现无线信息的传输。当需要发送大量的数据，4G通信能够在最短的时间内很快完成，用户不用等太长时间。

当前，4G通信技术不仅能够实现人与人之间沟通的随时性和区域性，以及促进双向信息、图片以及视频下载的实现，而且还能够实现信用卡的功能，真正实行购物以及取现功能。此外，4G移动通信技术具有很强的兼容性，不仅有全球漫游和开放接口的功能，也有向下兼容各部分分散网络连接从而达到互联的特性。

4G通信技术还可使得多媒体服务的高速数据性及其高分辨率得到满足，主要服务内容，如语音、数据以及影像等方面，借助宽带信道实现信息的传输，这属于一种完全意义上的“多媒体移动通信”。3D视频技术同时将被应用到4G通信，能够在4G手机看到立体视频。

为了实现更快的数据传输，通信运营商就需要在3G通信网络的前提下，极大地提高通信网络的`带宽。4G通信技术的带宽要远远大于3G带宽的20倍左右。

3G移动通信系统主要是基于CDMA核心技术上，但是4G移动通信系统是基于OFDM技术的核心技术之上的，使用OFDM技术能够实现如无线区域环路)，数字音频广播(DAB)以及其他方面的无线增值服务。

4G移动技术 篇3

【关键词】第四代移动通信 技术发展 关键措施

我国的移动通信技术依据相关标准可分为三个大板块，也是我国移动通信技术发展的三个时间段，即第一、第二和第三代移动通信技术时期。第一代移动通信时期，也称1G时期，该时期的通信系统是对信号进行模拟传输，能够将用户从电话线的束缚中解脱出来，但是其缺陷是很明显的，例如通信质量较差、信息交换不足等等；第二代移动通信时期，也称2G时期，该时期充分应用了天线智能化技术、双频段等技术，那么通信质量就得到了根本性的改善，但是其缺陷为传输容量依旧不足；第三代移动通信时期也称3G时期，该时期的通信技术能够实现图像、语音等元素的快速传输，但是其速率依旧有待提高。针对上述问题，4G网络的出现就极大弥补了原有通信网络的不足和缺陷，本文就从4G网络的优势和关键技术入手，研究其技术特性和发展前景。

一、第四代移动通信技术的内涵和特征

第四代通信技术的主要技术为移动数据的传播，该项技术能够将互联网通信与移动通信有机结合。4G技术对网络传输速度的要求为最低需达到100Mbit/s，发射功率较低是其优势所在，并且能够避免相关因素对通信信号的干扰，保证了通信和数据传输质量。同时，能够兼容4G技术的移动手机功能更加多样化，进一步推动了将手机开发成为多功能、用途广泛的移动电话。4G技术还能满足用户更多的网络和通信需求，例如观看高清视频、图像，移动电视会议等业务。

二、第四代移动通信的核心技术

（一）OFDM是4G技术的核心

Orthogonal Frequency Division Multiplexing的简称为OFDM，这是一种先进的扩频通信技术，OFDM能够以多载波为基础进行数据和信息的交换。OFDM技术的优势在于，它可以将网络调制技术以及反复使用技术有机结合，以正交复用技术为主要方法对频率的利用率进行提升，且相关数据在无线环境下也能高速传播。OFDM的抗干扰效果极佳，还能抵抗噪声，同时其频谱利用率也足够高，因此我国OFDM技术的发展作为目前通信行业发展建设中的重中之重，已经逐渐成为了通信部门科研和发展的主力军。

（二）SDR的特殊性

SDR全称为：Software Defined Radio，国内一般称为软件无线电技术，该技术主要是采用网络标准化功能、运营模块化的功能對软件进行加载和运行，通过软件的多元化运行和数据交换对移动通信进行模式上和层次上的改动。

（三）SA技术的的关键性

SA的全称为：Smart Antenna，学者称其为自适应阵列天线，一般叫作智能天线。SA技术是SDR技术的基础，该技术是对第四代移动通信天线设计的一种全新理念。SA技术是由软件无线电以及数字多波束共同组成的。智能天线对于噪声而言有着极佳的抑制作用，还能准确对信号进行追踪并将其进行智能化的处理，因此SA的技术被相关专家归为移动通信未来发展的中心和关键。智能天线运营的基本特征为：以无线通信基站为基础，采用无线收发设备和天线阵将射频信号进行完整的收发，并通过基带数字处理器把所有信号进行综合计算，最终实现波束赋形。在4G技术研发和推广的同时，智能天线有两种主要的运作形式：其一，全自适应，其二，对多波束进行干预同时进行切换。从理论上看，SA技术在实际操作中能够实现最佳效果，但是所涉及到的数据统计、综合计算等步骤，其所需要的数据库容量就会显得膨胀，且计算量会成倍增长，在复杂的统计和计算过程中，也无法避免会出现大大小小的误差。

三、结束语

综上所述，第四代移动通信技术是通信行业中最具有发展潜力和广泛推广的新技术，是通信技术进步和发展的必由之路。而4G技术弥补了前三代通信技术的不足和缺陷，能够将信息的高速传播和信息的综合有机结合，从而实现用户之间及时、有效、高质量、安全性强的相互交流。在我国，4G技术尚处在研发阶段，目前正在大力推广试用，只有不断学习关键技术和先进经验，才能保证我国的通信技术更进一步发展，也为社会主义通信业的建设构建良好的平台。

参考文献：

[1]孙丽丽，王欣.以LTE为代表的第四代移动通信技术两大标准中的专利分析[J].科技与法律，2012（05）

[2]卢世蓁.LTE拉开4G时代投资序幕——第四代移动通信技术的发展前景分析[J].中国城市金融，2013（01）

[3]杨章华.第四代移动通信基站数字上变频和峰均比控制技术[J].建材发展导向，2012（07）

4G移动通信关键技术浅析 篇4

当3G技术刚刚走入人们的视线尚未完全完全普及之时, 对下一代通信技术的展望早已悄悄地拉开了帷幕。尽管3G技术与2G相比有着巨大的优势, 但并未在技术层有重大的改变, 只是在视频应用上迈出了重要的一步。3G技术的发展主要有以下几个方面的局限:

(1) 较高的通信速率。3G虽然标称能达到2Mbit/s的速率, 但平均速率只能达到384 kbit/s尽管目前3G增强型技术不断发展, 但其传输速率还有差距。

(2) 不能提供动态范围多速率业务。由于3G空中接口主流的三种体制WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA所支持的核心网不具有统一的标准, 难以提供具有多种Qo S及性能的多速率业务。

(3) 不能真正实现不同频段不同业务环境间的无缝漫游。由于采用不同频段的不同业务环境需要移动终端配置有相应不同的软、硬件模块, 而3G移动终端目前尚不能实现多业务环境的不同配置。

3G系统以上的局限性使其发展受到限制, 很多公司已经开始着手4G概念通信系统的研究。本文主要介绍4G概念通信的技术特点以及可能采用的关键技术。

2 4G概念通信关键技术探讨

2.1 正交频分复用 (OFDM) 技术

第四代移动通信系统主要是以OFDM为核心技术。OFDM技术实际上是多载波调制的一种。

OFDM技术之所以越来越受关注, 是因为OFDM有很多独特的优点:

(1) 频谱利用率高, 频谱效率比串行系统高近一倍。OFDM信号的相邻子载波相互重叠, 其频谱利用率可以接近Nyquist极限。

(2) 抗衰落能力强。OFDM把用户信息通过多个子载波传输, 这样在每个子载波上的信号时间就相应地比同速率的单载波系统上的信号时间长很多倍, 从而使OFDM对脉冲噪声和信道快衰落的抵抗力更强。

(3) 适合高速数据传输。OFDM自适应调制机制使不同的子载波可以按照信道情况和噪声背景的不同使用不同的调制方式。当信道条件好的时候, 应采用效率高的调制方式;而当信道条件差的时候, 则应采用抗干扰能力强的调制方式。再有, OFDM加载算法的采用, 使得系统可以把更多的数据集中放在条件好的信道上以高速率进行传送。因此, OFDM技术非常适合高速数据传输。

(4) 抗码间干扰 (ISI) 能力强。码间干扰是数字通信系统中除噪声干扰之外最主要的干扰, 它与加性的噪声干扰不同, 是一种乘性干扰。造成码间干扰的原因有很多, 实际上, 只要传输信道的频带是有限的, 就会造成一定的码间干扰。OFDM由于采用了循环前缀, 故对抗码间干扰的能力很强。

2.2 智能天线技术

智能天线采用了空时多址 (SDMA) 的技术, 利用信号在传输方向上的差别, 将同频率或同时隙、同码道的信号进行区分, 动态改变信号的覆盖区域, 将主波束对准用户方向, 旁瓣或零陷对准干扰信号方向, 并能够自动跟踪用户和监测环境变化, 为每个用户提供优质的上行链路和下行链路信号从而达到充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。被认为是未来移动通信的关键技术。

目前, 智能天线的工作方式主要有全自适应方式和基于预多波束的波束切换方式。全自适应智能天线虽然从理论上讲可以达到最优, 但相对而言各种算法均存在所需数据量、计算量大、信道模型简单、收敛速度较慢, 在某些情况下甚至出现错误收敛等缺点, 实际信道条件下, 当干扰较多、多径严重, 特别是信道快速时变时, 很难对某一用户进行实际跟踪。在基于预多波束的切换波束工作方式下, 全空域被一些预先计算好的波束分割覆盖, 各组权值对应的波束有不同的主瓣指向, 相邻波束的主瓣间通常会有一些重叠, 接收时的主要任务是挑选一个作为工作模式, 与自适应方式相比它显然更容易实现, 是未来智能天线技术发展的方向。

2.3 MIMO技术

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, 能够有效的将通信链路分解成为许多并行的子信道, 从而大大提高容量。信息论已经证明, 当不同的接收天线和不同的发射天线之间互不相关时, MIMO系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能, 从而获得巨大的容量。在功率带宽受限的无线信道中, MIMO技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。

2.4 多用户检测技术

4G系统的终端和基站将用到多用户检测技术以提高系统的容量。多用户检测技术的基本思想是:把同时占用某个信道的所有用户或部分用户的信号都当作有用信号, 而不是作为噪声处理, 利用多个用户的码元、时间、信号幅度以及相位等信息联合检测单个用户的信号, 即综合利用各种信息及信号处理手段, 对接收信号进行处理, 从而达到对多用户信号的最佳联合检测。它在传统的检测技术的基础上, 充分利用造成多址干扰的所有用户的信号进行检测, 从而具有良好的抗干扰和抗远近效应性能, 降低了系统对功率控制精度的要求, 因此可以更加有效地利用链路频谱资源, 显著提高系统容量。随着多用户检测技术的不断发展, 各种高性能又不是特别复杂的多用户检测器算法不断提出, 目前的研究方向包括组合信道编码和多用户检测的研究、速率多用户检测和多用户检测与空时二维信号处理、多载波调制、功率控制等技术的结合。

3 结语

尽管4G移动通信系统目前还只是一个基本概念, 定义仍然还不明确, 仍处于实验室研究开发阶段, 在其他关键性技术上如:信道编码、高性能接收机技术等方面还不完善。但是, 作为新一代移动通信技术, 其发展的前景是不可限量的。4G技术的发展和实现, 将真正实现我们充满个性化的通信梦想。

参考文献

[1]樊昌信.通信原理.国防科技大学出版社.

4g移动通信技术论文致谢 篇5

本论文是在刘希玉教授的悉心指导下完成的，刘教授治学严谨，具有渊博的专业知识和平易近人的谦和态度，是我终生学习的榜样。我在各方面取得的成绩与进步都凝聚了刘教授的心血，特别是在论文选题，开展与定稿过程中给予我的精心指导，使我的毕业论文能够顺利完成。在此，谨向我的导师致以最衷心的感谢!

特别感谢袁谊生高级工程师在学业和生活上给予我无微不至的关照及在论文写作时细心全面的指导和帮助，同时感谢山东移动通信公司在论文写作中给予我技术上和信息上的大力支持。

借此机会向论文中被引用的单位及个人表示感谢，对在学习生活中学校各位老师对我的帮助、支持表示感谢。

4G移动技术 篇6

【关键词】4G；4G关键技术；OFDM SAMIMO SDR4G发展现状

0.前言

根据国际电联的工作安排，2009年将集中征集4G技术标准，2010年会推出第一个4G版本，并在2011年世界无线电通信大会上通过。4G预计2015年左右投入商用。4G技术的飞速发展，使得广大用户享受更新、更快捷、更丰富的通信生活成为可能。

1.4G网络中的关键技术

4G系统针对各种不同业务的接人系统，通过多媒体接入连接到基于口的核心网中。基于IP技术的网络结构使用户可实现在3G、4G、WLAN及固定网间无缝漫游。4G网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层、应用网络层。

（1）物理网络层提供接入和路南选择功能。

（2）中间环境层的功能有网络服务质量映射、地址变换和完全性管理等。

（3）物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的，使发展和提供新的服务变得更容易，提供无缝高数据率的无线服务。并运行于多个频带，这一服务能自适应于多个无线标准及多模终端，跨越多个运营商和服务商，提供更大范围服务。

据国际电信联盟定义，4G技术是可为移动中的用户提供100 Mb/S的数据传输、为静止的用户提供1Gb/S的数据传输的无线通讯技术，包含OFDM、智能天线（SA）与多人多出天线（MIMO）技术、软件无线电技术（SDR）三大关键技术。

1.1 OFDM

OFDM即正交频分复用技术，实际上OFDM是MCM Multi-CarrierModulation，多载波调制的一种。OFDM技术有很多优点：可以消除或减小信号波形间的干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高了频谱利用率；适合高速数据传输；抗衰落能力强；抗码间干扰（ISI）能力强。

1.2智能天线（SA）与多入多出天线（MIMO）技术

智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。

移动通信环境中的多径传播对通信的有效性与可靠性造成了严重的影响。而多输入多输出（M1MO）技术在通信链路两端均使用多个天线，发端将信源输出的串行码流转成多路并行子码流，分别通过不同的发射天线阵元同频、同时发送，接收方则利用多径引起的多个接收天线上信号的不相关性从混合信号中分离估计出原始子码流，这相当于频带资源重复利用，使频谱利用率和链路可靠性极大的提高。

1.3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。

1.4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人方案，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，能允许各种窄中接口接人核心网；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。在4G通信系统中将取代IPv4协议，主要采用全分组方式IPv6技术。

2.4G技术的发展现况及其挑战

2.1日本NTI-DoCoMo在4G的领先优势

2008年日本NTT DoCoMo公司发布新闻公报称，该公司在2007年年底进行的4G外场试验中，创下5.3 Gb/s的最大下行速率纪录。在此次试验中，无线通信系统的发射端和接收端天线均从一年前试验时的6根增加到12根，并采用了该公司独有的接收信号处理技术，使下行速率成功翻倍。

2.2 WiMAX“准4G”标准

2007年10月19日，国际电信联盟ITU在日内瓦举行无线通信全体会议，无线宽带技术WiMAX通过投票正式成为3G标准。

WiMAX，即IEEE 802A6x，全称是“微波存取全球互通技术（Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess）”，被业界认为是高于现有3G标准的“准4G”标准。和传统的TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000相比，WiMAX的最大传输半径达到了约50km，接近前者的两倍。而在传输速度上，WiMAX也让其他3G标准望尘莫及。在10km范围内，WiMAX网络的带宽可以达到70Mb/S，甚至超过了ADSL等有线网络的技术，而3G标准中的TD SCDMA和WCDMA则均为2Mb/s。

2.3美国与欧洲针对4G的举动

作为美国的代表，3G时代的霸主高通公司一方面希望通过引入DMMX和HMMX这两项技术后，性能达到4G的要求；另一方面则通过收购Flarion科技公司获得了近300项OFDM技术专利，这被业界视为高通欲在4G时代继续保持专利的绝对领先之举。

在欧洲，爱立信已与美国加利福尼亚大学合作开发4G技术。加利福尼亚大学已正式成立了加州通信和信息技术学会，并得到了爱立信的投资。而阿尔卡特、爱立信、摩托罗拉、诺基亚、西门子成立了旨在推动4G技术开发的世界无线研究论坛WWRF（Wireless World Research Forum）。该组织下设的6个工作组，分别讨论业务、市场、结构、接口、核心技术等问题。

2.4我国正在加快4G关键技术研究步伐

从2001年底起，继在国产3G标准制定方面取得巨大进展之后，国家“十五”、“863”计划启动了面向未来移动与无线通信发展的“FUTURE计划”。

2006年7月，上海建设的世界最大的4G实验网通过了863项目的验收。通过验收的上海试验网由三个无线覆盖小区、六个无线接入点组成，具有在移动环境下支持蜂值速率为100Mb/S的无线传输及高清晰度交互式图像业务演示等功能。

“FUTURE计划”负责人之一、国家“863”计划未来移动通信总体组组长尤肖虎表示，我国已经在国内外申请移动通信技术发明专利100余项，我国在第四代移动通信技术上已经处于世界前沿。

2009年，我国对4G的发展步伐明显加快。大唐移动联合中兴通讯、华为以及相关高校和科研院所完成了4G相关白皮书。相关业内人士透露，我国已经完成了4G标准的技术方案起草工作，目前正在进行4G关键技术的系统验证。我国目前正在更多地区进行4G系统的测试工作，且要赶在2010年前对其进行商业化测试，以便在2011年世界无线电通信大会时向国际电信联盟提交有着自主知识产权的4G标准。

3.4G移动通信技术未来预测

随着目前3G移动通信技术的全面商用化的开始，我国大部分的手机用户将感受到3G技术给我们带来的便捷，同时也能明显的感到3G技术的不足与缺陷。这些不足与缺陷将成为移动通信技术不断进步的动力。

4G移动通信技术的研究 篇7

关键词：3G,4G,OFDM,软件无线电,智能天线,MIMO技术,网络

1 前言

随着3G在我国的商用以来,用户在使用手机电视和视频通话方面,出现信号不稳,视频通话效果不好等问题。人们开始期望4G能够解决这些问题,能够提供更高的数据速率,更大的容量和带宽。从而使4G比3G更接近个人通信,在技术上比3G更完善。

2 4G网络结构

4G系统针对各种不同业务的接入系统,通过多媒体接入连接到基于IP的核心网中。基于IP技术的网络结构使用户可实现在3G、4G、WLAN及固定网间无缝漫游。4G网络结构可分为三层:物理网络层、中间环境层、应用网络层。

1)物理网络层提供接入和路由选择功能。

2)中间环境层的功能有网络服务质量映射、地址变换和完全性管理等。

3)物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的,使发展和提供新的服务变得更容易,提供无缝高数据率的无线服务,并运行于多个频带,这一服务能自适应于多个无线标准及多模终端,跨越多个运营商和服务商,提供更大范围服务。

3 4G网络中的关键技术

3.1 OFDM

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交频分复用技术,实际上OFDM是MCM Multi-Carrier Modulation,多载波调制的一种。其主要原理是:将待传输的高速串行数据经串并变换,变成在子信道上并行传输的低速数据流,再用相互正交的载波进行调制,然后叠加一起发送。接收端用相干载波进行相干接收,再经并串变换恢复为原高速数据。

OFDM技术的有很多优点:可以消除或减小信号波形间的干扰,对多径衰落和多普勒频移不敏感,提高了频谱利用率;适合高速数据传输;抗衰落能力强;抗码间干扰(ISI)能力强。

3.2 软件无线电

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

3.3 智能天线技术(SA)

智能天线定义为波束间没有切换的多波束或自适应阵列天线。智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束调节等功能,被认为是未来移动通信的关键技术。智能天线成形波束可在空间域内抑制交互干扰,增强特殊范围内想要的信号,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收发,同时,通过基带数字信号处理器,对各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。

4.4 多输入多输出(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。

3.5 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协议。

在4G通信系统中将取代IPv4协议,主要采用全分组方式IPv6技术,IPv6具有许多的优点,如:有巨大的地址空间;支持无状态和有状态两种地址自动配置的方式;能够提供不同水平的服务质量;更具有移动性。

4 3G与4G的比较

由于目前3G采用很多先进性的技术,将来4G在很大程度上进一步融合3G现有的技术。比如,智能天线,软件无线电,联合检测,功率控制等。虽然4G继承了3G的许多技术,但是在指标和技术方面有诸多区别。

4.1 技术指标方面

3G提供了高速数据,在图象传输上,其静止传输速率达到2Mbps,高速移动时的传输速率达到114Kbps,慢速移动时的传输速率达到384kbps,带宽可以达到5MHz以上UMT采用WCDMA技术,利用正教码区分用户,有FDD和TDD两种双工方式。

4G的性能指标是:

a)数据速率从2Mbps到100Mpbs

b)容量达到第3代系统的5~10倍,传输质量相当于甚至优于第3代系统。广带局域网应能与宽带综合业务数据网(B-IS-DN)和异步传送模式(ATM)兼容,实现广带多媒体通信,形成综合广带通信网

c.)条件相同时小区覆盖范围等于或大于第3代系统

d)具有不同速率间的自动切换能力,以保证通信质量。

e)网络的每比特成本要比第3代低。

4.2 技术方面

a)3G的关键技术是CDMA技术,而4G采用的是OFDM技术。OFDM可以提高频谱利用率,能够克服CDMA在支持高速率数据传输时信号间干扰增大的问题。

b)在软件无线电方面,4G对3G中的软件无线电技术进行升级,满足4G中无线接入多样化要求,使得3G中无线接入标准不统一的问题得以解决。同时在4G中,实现软切换和硬切换相结合,对3G中的软件无线电基础上通过增加相应的硬件模块,对相应的软件进行升级使他们最终都融合到一起,成为一个统一的标准,实现各种需求的功能。

c)3G网络采用的主要是蜂窝组网,4G采用全数字全IP技术,支持分组交换,将WLAN,Bluetooth等局域网融入广域网中。在4G中提高智能天线的的处理速度和效率。在TD-SCDMA采用智能天线的基础上,对相关的软件和算法加以升级,增加一些接口协议来满足4G的要求。

d)4G系统也使用了许多新技术,包括超链接(ultra2connectivity)和特定无线网络技术、动态自适应网络技术、智能频谱动态分配技术以及软件无线电技术,等等。

e)在功率控制上,4G比3G要求更加严格,其目的是为了满足高速通信的要求。不仅频率资源限制移动用户信号的传输速率,而且基站和终端的发射功率也限制了用户信号的传输速率。在3G中,采用切换技术来减少对其它小区的干扰,提高话音质量,不过在4G中,切换技术的应用更加广阔,并朝着软切换和硬切换相结合的方向发展。

5 我国的4G的发展

国际电信联盟(ITU)为4G制定了明确的时间表:2006年至2007年完成频谱规划,2010年左右完成全球统一的标准化工作,2010年之后开始商用。其中,4G技术提案将从2008年开始征集。

目前,全球范围内许多国家和地区都在加紧对4G的研究。我国在2001年,国家“863”计划启动了面向B3G/4G的移动通信发展研究计划—FuTURE未来通用无线环境研究计划(简称Fu TURE计划)。我国已经启动4G研发有5年的时间了,国内十余家大学、企业和研究所均参与其中。2006年10月31日,4G外场试验系统在上海通过了现场验收,正式将Fu TRUE计划带入了第三阶段。这是全球进行的首次关于4G技术的应用测试,也是目前为止全世界最大的4G实验系统:共包括6个节点,3个信道,6个终端,并引入了如IPv6核心网络、IPTV高清晰度业务与移动通信切换等技术。实验系统频点3.5GHz、带宽20MHz,采用协同分布式无线电蜂窝构架、混合FDD/TDD双工方式、GMC/OFDM多址技术。

我国目前已决定,将在更多地区进行4G系统的测试工作,且要赶在2010年前对其进行商业化测试

6 总结

该文分析了4G网络构架以及其关键技术,并对4G和3G采用的技术进行了对比。我们可以看出4G中除了核心网络之外,其他的很多的设备和技术,都可以利用3G中所采用的技术资源和设备,改进原有的硬件设施,对原有的软件进行升级融合,再加上4G的关键技术,使得3G平滑过渡到4G,并且能够最大限度的降低通信建设的投资资本。虽然我国在4G研究上已经取得可喜的成果,但仍有很多难题有待解决。对于我国能否从现有的TD-CDMA平滑过渡到4G,形成4G标准并商用化,让我们拭目以待。

参考文献

[1]Convergence Towards4G:A Novel View of Integration,E.CIANCA,M.DE SANCTIS and M.RUGGIERI,Wireless Personal Communi-cations,,2005,33:327–336.

[2]李荣秀,王心水.4G中的关键技术[J].甘肃科学学报,2006,18)(3):87-91.

[3]陈良明,韩泽耀.OFDM—第四代移动通信的主流技术[J].计算机技术与发展,2008,(18),3:184-188.

[4]张新福,童贞理.3G向4G过渡策略探讨[J].重庆大学学报,2003,26(9):88-92..

4G移动通信关键技术浅析 篇8

目前, 业界专业人士对4G概念移动通信系统的共识主要有以下几点: (1) 用户可以在任何地点、任何时间以任何方式不受限地接入网络中来; (2) 移动终端可以是任何类型的; (3) 用户可以自由地选择业务、应用和网络; (4) 可以实现非常先进的移动电子商务; (5) 新的技术可以非常容易地被引入到系统和业务中来。

根据以上描述, 未来的4G系统应具备以下的基本条件。 (1) 具有很高的数据传输速率。对于大范围高速移动用户 (250km/h) , 数据速率为2Mbit/s;对于中速移动用户 (60km/h) , 数据速率为20Mbbit/s;对于低速移动用户 (室内或步行者) , 数据速率为100Mbit/s。 (2) 实现真正的无缝漫游。4G移动通信系统实现全球统一的标准, 能使各类媒体、通信主机及网络之间进行“无缝连接”, 真正实现一部手机在全球的任何地点都能进行通信。 (3) 高度智能化的网络。采用智能技术的4G通信系统将是一个高度自治、自适应的网络。采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境进行结合的正常发送与接收, 有很强的智能性、适应性和灵活性。 (4) 良好的覆盖性能。4G通信系统应具有良好的覆盖并能提供高速可变速率传输。对于室内环境, 由于要提供高速传输, 小区的半径会更小。 (5) 基于IP的网络。4G通信系统将会采用IPv6, IPv6将能在IP网络上实现话音和多媒体业务。 (6) 实现不同Qo S的业务。4G通信系统通过动态带宽分配和调节发射功率来提供不同质量的业务。

二、4G概念通信关键技术探讨

(1) 正交频分复用 (OFDM) 技术。第四代移动通信系统主要是以OFDM为核心技术。OFDM技术实际上是多载波调制的一种。OFDM技术之所以越来越受关注, 是因为OFDM有很多独特的优点: (a) 频谱利用率高, 频谱效率比串行系统高近一倍。 (b) 抗衰落能力强。 (c) 适合高速数据传输。 (d) 抗码间干扰 (ISI) 能力强。 (2) 智能天线技术。目前, 智能天线的工作方式主要有全自适应方式和基于预多波束的波束切换方式。全自适应智能天线虽然从理论上讲可以达到最优, 但相对而言各种算法均存在所需数据量、计算量大、信道模型简单、收敛速度较慢, 在某些情况下甚至出现错误收敛等缺点, 实际信道条件下, 当干扰较多、多径严重, 特别是信道快速时变时, 很难对某一用户进行实际跟踪。在基于预多波束的切换波束工作方式下, 全空域被一些预先计算好的波束分割覆盖, 各组权值对应的波束有不同的主瓣指向, 相邻波束的主瓣间通常会有一些重叠, 接收时的主要任务是挑选一个作为工作模式, 与自适应方式相比它显然更容易实现, 是未来智能天线技术发展的方向。 (3) MIMO技术。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, 能够有效的将通信链路分解成为许多并行的子信道, 从而大大提高容量。信息论已经证明, 当不同的接收天线和不同的发射天线之间互不相关时, MIMO系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能, 从而获得巨大的容量。在功率带宽受限的无线信道中, MIMO技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。 (4) 软件无线电 (SDR) 技术。在4G系统中, 若要实现“任何人在任何地点以任何形式接入网络”的理想通信方式, 则至少需要保证移动终端能够适合各种类型的空中接口, 能够在各类网络环境间无缝漫游, 并可以在不同类型的业务之间进行转换。这就意味着在4G系统中, 软件将会变得非常复杂。为此, 专家们提议引入软件无线电技术, 软件无线电是近几年随着微电子技术的进步而迅速发展起来的新技术, 它以现代通信理论为基础, 以数字信号处理为核心, 以微电子技术为支持。软件无线电概念一经提出, 就受到各方的极大关注, 这不仅是因为软件无线电概念新技术先进、发展潜力大, 更为重要的是它潜在的市场价值也是极具吸引力的。未来4G技术需要适应不同种类的产品要求, 而软件无线电技术则是适应产品多样性的基础, 它不仅能减少开发风险, 还更易于开发系列型产品。此外, 它还减少了硅芯片的容量, 从而降低了运算器件的价格, 其开放的结构也会允许多方运营的介入。

三、结束语

尽管4G移动通信系统目前还只是一个基本概念, 定义仍然还不明确, 仍处于实验室研究开发阶段, 在其他关键性技术上如:信道编码、高性能接收机技术等方面还不完善。但是, 作为新一代移动通信技术, 其发展的前景是不可限量的。4G技术的发展和实现, 将真正实现我们充满个性化的通信梦想。

参考文献

[1]樊昌信.通信原理.国防科技大学出版社

4G移动通信技术特征及应用 篇9

1 4G移动通信技术的基本内容浅析

4G移动通信技术是经过以往通信技术改进的基础上逐步发展而来的, 我们又可以称之为第四代移动通信技术。4G移动通信技术包括了两种不同的制式, 主要有TD—LTE和FDD—LTE。相比以往的3G移动通信技术, 4G移动通信技术又融合了WLAN和3G移动通信技术, 这样在进行数据的传输过程中, 传输的质量也会更高, 并且在传输图像和视频等效果上也有了明显的改进。同时, 4G移动通信技术的上网速度相比以往也有了明显的改进, 相比3G移动通信技术, 4G移动通信技术在网络传输效率上要比3G移动通信快10倍作用, 而下载的速度也可以达到100mbps, 这样就可以更好的满足人们对于移动通信的更多需求。与此同时, 4G移动通信技术还可以部署到没有覆盖电视调节器的地方, 并且可以将信号逐步的扩散到一定的区域内, 从这里也可以看出, 4G移动通信技术无论是在哪个方面相比以往的通信技术都有着明显的改进和提高。

2 4G移动通信技术的特点分析

2.1 网络数据传输质量更高

在使用3G移动通信技术时, 网络传输速度通常会达到2Mbps左右, 而在一些特定的环境下, 其下载速度就会大幅下降, 比如在设备车辆内使用, 网络的传输速度就会下降很多, 这样也就会直接影响用户们的使用质量。而在应用了4G移动通信技术后, 传输的速度最高可以达到100Mbps, 并且受限制的情况相对较少, 特别是在以往3G信号质量明显较差的地区, 使用4G移动通信也可以保证网络传输速度能够达到预期的标准。而通过实验也可以看出, 4G移动通信技术在网络信号较差的地区, 其传输速度都可以达到10Mbps作用, 这也说明在网络传输质量上, 相比3G移动通信技术也有着非常明显的优势, 即便在信号不稳定的情况下, 也可以保证网络传输速度能够达到标准的使用要求, 这也是传统的移动通信技术无法比拟的。

2.2 设备的信号覆盖面积更广

在通信技术快速发展的过程中, WIFI技术的应用也备受人们青睐, 而4G移动通信技术出现以来, 在网络信号的传输速度上可以相比WIFI技术, 并且没有距离的限制, 而WIFI技术接入对于距离的限制相对较高, 超出了制定的范围后就没办法再进行使用。因此4G移动通信技术的出现, 更好的解决了这一问题。4G移动通信技术通过基站来对大范围区域进行信号的传输, 不仅传输的距离远, 而且极少出现死角的现象, 人们在使用过程中, 无论是在任何地方都可以通过4G移动通信技术来获取所需要的资源信息。并且4G移动通信技术是无线蜂窝站点的设计方式, 在一定的区域内都可以将信号覆盖到用户中, 这样在使用时也不必担心出现没有限号的现象。

2.3 业务融合的行业更多

4G移动通信系统应用后, 整合了信息系统、广播娱乐以及个人通信等, 让人们能够获得更多的工作生活所需, 同时也大大提高了行业的认可率。每个不同模式的无线通信系统经过整合以后, 4G无线通信技术可以将用户的通信从不同的地区进行相互转换, 并且在各种业务平台上也可以有效的实现互联, 这样无论是应用何种业务都可以最大限度的保证业务融合的完整性, 这也间接的促进了各个行业之间在4G移动通信系统平台下的整个, 从而使4G移动通信技术的发展具有了更多的资源优势。

3 4G移动通信技术的应用

从目前的现状也可以看出, 4G移动通信技术的发展也必然会成为未来移动通信技术的主流。而现如今4G移动通信技术还没有实现大范围的普及, 人们对于4G移动通信技术的应用还处在观望阶段, 因此我们在不断推广的过程中, 还需要进一步的对4G移动通信技术的应用质量进行改进和完善, 从而更好的实现4G移动通信技术中各个业务的完美融合。

3.1 播放高清视频

4G移动通信技术在网络传输速度上的优势也为智能手机电视、在线视频以及网络视频通话等各项应用提供了重要的基础保证。传统的移动通信技术常常会受到信号跨区切换以及网络带宽的影响, 而在4G移动通信技术应用后, 这些问题都能够得到更好的解决, 以往很多实现不了的功能在4G移动通信系统下都可以完美的解决。

3.2电子图书馆

目前电子图书馆的功能主要是对电子图书资源进行下载浏览、播放阅读等。其中播放阅读功能需要比较高的移动终端配置和网络要求, 特别是视频资源的需求条件更高, 如使用4G移动通信技术, 其高速性能可以保证视频资源在移动终端的正常播放, 使读者能够更为方便快捷的获取电子资源信息, 提高工作和学习的效率。

结语

在我国就目前来讲, 4G移动通信技术还没有得到真正的普及使用, 还处于开发试用阶段, 仍然存在着一些问题。但是4G移动通信技术将会是移动通信发展的必然趋势, 其对社会的影响将会是巨大的, 同时也必将会促进着移动通信领域进行新一轮的变革, 因此我们要抓紧机遇, 积极对4G移动通信技术进行推广创新, 为移动通信领域的发展打下坚实的基础。

摘要：传统的3G移动通信已经不能够更好的满足人们日益增长的需求, 在此前提下, 4G移动通信技术也逐步发展而来, 并且成为目前最为成熟的移动通信技术。本文主要对4G移动通信技术的特征以及具体应用进行了详细的论述说明。

关键词：4G移动通信技术,信息技术发展,移动通信领域

参考文献

[1]刘晓丽.中美4G移动通信技术专利信息比较研究[J].情报杂志, 2013, 10 (08) .

[2]姜日敏.简析4G移动通信技术的特点及实际应用[J].中文信息, 2014, 11 (07) .

4G移动技术 篇10

移动通信技术飞速发展,已经历了3个主要发展阶段。第一代起源于20世纪80年代,主要采用模拟和频分多址(FDMA)技术。第二代(2G)起源于90年代初期,主要采用时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)技术。第三代移动通信系统(3G)可以提供更宽的频带,不仅传输话音,还能传输高速数据,从而提供快捷方便的无线应用。今日,3G通讯的技术标准与规范已进入商业用途。然而到目前为主,在应用上也发现3G通信的许多缺点,例如缺乏全球统一的标准。3G所採用的语音交换架构仍承袭了2G的“电路交换模式”(Circuit Switch Mode).而非採用纯IP方式,也因此容易受到多用户的干扰,导致传输速率无法大幅提高,因此第四代移动通信系统(4G)的研究势在必行。

2 第四代移动通信技术的定义及特点

2.1 第四代移动通信技术的定义

第四代移动通信技术可称为广带(Broadband)接入和分布网络,具有非对称超过2Mb/s的数据传输能力,对全速移动用户能提供150Mb/s的高质量影像服务,将首次实现三维图像的高质量传输。它包括广带无线固定接入、广带无线局域网、移动广带系统和互操作的广播网络(基于地面和卫星系统),集成不同模式的无线通信,移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。其广带无线局域网(WLAN)能与B-ISDN和ATM兼容,实现广带多媒体通信,形成综合广带通信网(IBCN),他还能提供信息之外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。

2.2 4G通讯技术应该具备以下的特点

(1)更大传输频宽。对大范围高速移动的使用者(最高250km/h)频宽需求为2Mbps,中速移动的使用者(60km/h)频宽需求为20Mbps,低速移动或室内静止的使用者频宽需求为100Mbps;(2)更高储存容量。由于传输频宽增大,因此资料储存容量至少需求为3G系统的10倍以上;(3)更高相容性。4G通信技术必须具备向下相容、开放介面、全球漫游、与网路互联、多元终端应用等,并能从3G通信技术平稳过渡至4G;(4)不同系统的无缝连接。行动使用者在移动中,特别是高速移动,也都能顺利使用通信系统,并在不同系统间进行无缝转换(Seamless Transitions),传送高速多媒体资料等;(5)高度智慧化网路系统。4G网路必须是高度智慧、能随状况自行调整的网路系统,它须具备良好的弹性以满足不同环境与不同用户的通信需求;(6)整合性的便利服务。4G系统将个人通信、资讯传输、广播服务与多媒体娱乐等各项应用整合,提供更为广泛、便利、安全与个性化的服务。

综上所述,4G移动通信其技术主要是能够在各终端产品间发送、接收来自另一端的信号,并在多个不同的网路系统、平台与无线通讯介面之间找到最快速与最有效率的通信路径,以进行最即时的传输、接收与定位等动作。

3 4G的关键技术

3.1 OFDM正交频率多重分割技术

OFDM技术实际上是M CM(Multi-C arrier Modulation,多载波调制)的一种。其主要思想是:将信道分成若干正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开,这样可以减少子信道之间的相互干扰(ICI)。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽,因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落,从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分,信道均衡变得相对容易。由于OFDM技术由于具备上述特点,是对高速数据传输的一种潜在的解决方案,因此被公认为4G的核心技术之一。

3.2 SDR软体无线电技术

软件无线电(Software Defined Radio),是一种通讯装置,其实体层至更高阶通讯协定层的作业主要是由软体定义,是采用数字信号处理技术,在可编程控制的通用硬件平台上,利用软件来定义实现无线电台的各部分功能:包括前端接收、中频处理以及信号的基带处理等。即整个无线电台从高频、中频、基带直到控制协议部分全部由软件编程来完成。软体无线电技术能够将类比讯号的数位化过程尽可能与天线的距离接近,即让A/D及D/A转换器尽可能靠近RF前端,并利用DSP进行通道分离、调变解调变,以及通道编解码等工作。透过建立无线电通讯平台,并于平台上运作各种软体系统,如此可以实现多通道、多层次与多模式的无线通讯。其核心是在尽可能靠近天线的地方使用宽带的“数字/模拟”转换器,尽早地完成信号的数字化,从而使得无线电台的功能尽可能地用软件来定义和实现。软件无线电是一种基于数字信号处理(DSP)芯片以软件为核心的崭新的无线通信体系结构。软体无线电技术可让单一行动终端装置在不同系统和平台间畅行无阻。

3.3 SA智能天线技术

智能天线是波束间没有切换的多波束或自适应阵列天线。多波束天线在一个扇区中使用多个固定波束,而在自适应阵列中,多个天线的接收信号被加权并且合成在一起使信噪比达到最大。智能天线基本工作原理是根据信号来波的方向自适应地调整方向图,跟踪强信号,减少或抵消干扰信号。智能天线的核心是智能算法,而算法决定电路实现的复杂程度和瞬时响应速率,因此需要选择较好算法实现波束的智能控制。智能型天线具备两项特点:一是充份利用讯号的空间方向性,藉由指向性天线加强讯号接收强度,并同时消除干扰;另一特点在于利用丰富的空间通道特性,藉由发射及接收多天线提供空间分集或提高传输速率。智慧型天线是因应新一代无线通讯系统,提供高速、多元、高品质、高频谱效率及低耗电等需求之关键技术之一,当然也是极具潜力的发展领域,目前全球许多先进的通讯厂商与国家都已投入大量经费与人力研发智慧型天线相关技术。智慧型天线对于覆盖面积、系统容量与讯号品质的提升有极为显着的效果,对于未来4G无线通讯技术的系统容量提升、传输速率提高及链路品质强化等要求,将会有其重要的应用价值。

3.4 IPv6协议技术

IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写,其中Internet Protocol译为“互联网协议”。IPv6是IETF(互联网工程任务组,Internet Engineering Task Force)设计的用于替代现行版本IP协议(IPv4)的下一代IP协议。IPv6是为了解决IPv4所存在的一些问题和不足而提出的,同时它还在许多方面提出了改进,例如路由方面、自动配置方面。经过一个较长的IPv4和IPv6共存的时期,IPv6最终会完全取代IPv4。因此IPv6技术将成为下一代网络的核心协议。IPv6与IPv4技术相比具有很到的优越性,主要表现在以下几个方面:(1)巨大的地址空间。在一段可预见的时期内,它能够为所有可以想像出的网络设备提供一个全球惟一的地址。(2)自动控制。IPv6还有另一个基本特性就是它支持无状态和有状态两种地址自动配置的方式。无状态地址自动配置方式是获得地址的关键。在这种方式下,需要配置地址的节点使用一种邻居发现机制获得一个局部连接地址。一旦得到这个地址之后,它使用另一种即插即用的机制,在没有任何人工干预的情况下,获得一个全球惟一的路由地址。(3)服务质量。服务质量(QoS)包含几个方面的内容。从协议的角度看,IPv6与目前的IPv4提供相同的QoS,但是IPv6的优点体现在能提供不同的服务。IPv6报头中新增加的字段“流标志”,有了这个20位长的字段,在传输过程中,中国的各节点就可以识别和分开处理任何IP地址流。(4)移动性。移动IPv6(MIPv6)在新功能和新服务方面可提供更大的灵活性。每个移动设备设有一个固定的家乡地址(home address),这个地址与设备当前接入互联网的位置无关。当设备在家乡以外的地方使用时,通过一个转交地址(care-of address)来提供移动节点当前的位置信息。移动设备每次改变位置,都要将它的转交地址告诉给家乡地址和它所对应的通信节点。

3.5 MIMO多重输入与多重输出技术

MIMO (Multiple-Input MultipleOutput;多重输入与多重输出)技术是近年来热门的无线通讯技术之一,其最主要特色是可以大幅提昇资料的传输速率。传统的SISO (Single-input single-output)技术以单一天线进行传输,而MIMO技术则是透过增加天线数量以达到提高传输速度之效果。MIMO技术则是利用多组天线(通常为三组天线)同时传送、接收资料并合成讯号,因此不仅衰减过的讯号也可以达成传输的目的,也可以保持一定的传输速率。同时MIMO还可以利用环境中的反射波来组合讯号,因此就算是处于障碍物多的环境也能拥有稳定快速的讯号传输。MIMO技术的特性就是在相同时间内,能在相同的无线电通道内传输和接收两个或多个不同的数据串流,因此系统在每个讯息通道内传送的数据率将能提高两倍以上。尽管MIMO在架构和运算上需要更多复杂的演算法、复杂的架构和更高的数据处理能力。但随着MIMO技术渐渐运用于更多无线技术中,预计MIMO技术将大幅改变未来十年的无线电产业,例如4G蜂巢式网路、WLAN、WiBro、WiMAX与802.20等无线技术。

4 结语

由于4G与1～3G相比具有通信速度更快,网络频谱更宽,通信更加灵活,智能性能更高,兼容性能更平滑等优点,4G将成为行业关注的焦点。虽然目前已可见到4G在发展与往后实际应用上所以面临的问题,但是市场不变的趋势是,新技术和新需求将不断出现,有朝一日4G必然会取代3G,成为新一代行动通讯的主流技术。

摘要：移动通信技术飞速发展,第四代移动通信技术----4G技术已经在开始应用。4G采用OFDM正交频率多重分割等先进技术,必将成为新一代行动通讯的主流技术。

4G移动技术 篇11

关键词：4G移动通信系统；特点；关键技术

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01

随着现代信息技术的快速发展，移动通信技术经历了从第一代移动通信系统（1G）到现在仍在使用的第三代移动通信系统（3G）的高度迈进。3G通信系统拥有很多高质量的多媒体业务和数据处理业务，其通讯速度也达到了相当的高度，带给了用户更多的多元化体验。然而其视频传输速度仍不能满足现代通信数据传输的要求，由此引发了对4G移动通信技术的研究。

一、4G和3G的主要技术参数比较

目前公认的第三代移动通信系统标准有CDMA2000、TD-SCDMA和WCDMA三种，其主要缺陷主要表现在三个方面：无法提供动态范围内的多种速率业务；无法完成多业务环境、多频段的无缝漫游；传输速率仍然较低。4G移动通信技术虽是对3G技术系统的升级，其主要技术参数方面与3G系统技术相比较仍有很多不同。

二、4G移动通信系统的特点

4G通信技术所具有的特点和技术目标主要有：更强的安全性、更快捷的传输速度、更稳定的传输效率、更优质的智能服务、更优良的业务质量、更好的灵活性、高充分的频谱利用率等，具体技术特点为：

（一）更好地灵活性。4G移动通信系统利用强大的智能技术可以自适应完成信息资源的有效分配，能够根据智能信号处理技术在不同信道条件下和各种复杂环境中进行正常发送和接受信号，能够处理通信过程中大小逐步变换的业务流以符合通信标准，具有良好的适应性、智能性和灵活性。

（二）数字宽带技术。4G移动通信系统的传输信号多采用毫米波的传输波段，其产生的较小的蜂窝小区可以大幅度提升用户容量，不过由此也会引发一连串技术难题。

（三）多业务融合。4G移动通信系统能够支持会议电视、高清晰图像处理、虚拟现实业务等更为多样的移动业务，可以保证用户在任何位置都能享受高质量的信息服务；同时其综合广播、信息系统、个人通信、娱乐等行业，可以更方便、安全的提供给用户更为广泛的应用和服务。

三、4G移动通信系统的主要技术

（一）以IP为基础的核心网。3G移动通信系统的网络基础不是IP，如WCDMA是以GSM-MAP为基础；CDMA2000是以ANSI-41为基础。而4G移动通信系统是一个全面以IP为基础的核心网络，能够完成端点之间的IP业务传输，能够同已经存在的PSTN和核心网共存，主要优势有：低成本的集成网络特点；完成不同网络间的无缝连接。其主要解决的难点有：要建立扩展性较高的网络结构，以满足多样接口接入核心网的要求；合理的计费和鉴权；及时把控制、业务和传输等功能分离。

（二）编码和调制。为了确保在较低Eb/N0状态下继续保持优良的性能，4G移动通信系统一般采用级联码、Turbo码和LDPC等较高级的信道编码方案，NTT DoCoMo状态下的4G实现系统通常会采用Turbo码的信号编码方式。[3]

（三）软件无线电技术。软件无线电技术为基础的BS或移动终端会采用由ADC/DAC模块、天线模块、DSP模块、LNA模块、多媒体模块和功率放大器模快等构成的模块化集成结构，其基带器件和RF都可以采用适当的方法进行编程。软件无线电技术拥有更高的适应性和灵活性，其能够支持多种接口方式的基站和多模式手机的连接，能够支持多种应用的可变化QoS，并能够顺利融合多种系统和标准，其在4G移动通信系统中的应用范围有：终端移动过程中的自动配置，如移动终端在移动到不同类型标准的移动系统中时终端可依照该系统标准进行自动配置以完成服务；以软件无线电技术为基础的基站可以实现多个网络间的同时服务。

（四）多址方案和无线接入方式。4G移动通信系统在CDMA、FDMA、OFDM、TDMA等多址方式中最有可能选择OFDM的多址类型，其主要优势包括：相邻小区和用户间不会发生干扰；不同信号间无干扰；可以完成较低成本的单波段接收机；不受多普勒频移和多径衰落问题影响等。较低的功率效率是OFDM的主要缺陷。近年来日本首次采用了VSF-OFCDM的无线接入方式，其属于多载波CDMA类型，具有对多径干扰不敏感和高频谱利用率等优点。

（五）高性能接受机。4G移动通信系统对接受机的要求较高。Shannon定理为我们指出了在带宽固定的信道中要完成容量为C的可靠性传输所需的最小的SNR数值，因此，在3G系统中如果带宽为5MHz，数据传输速度为2Mbps，那么所要求的SNR要达到1.2dB；而在4G移动通信系统中，要在同等带宽上完成20Mbps的数据传输速度，则SNR值至少为12dB，由此可以看出，4G移动通信系统需要更高性能的接收机。[4]

（六）无线电增强技术。主要采用的能够加强覆盖和提高容量的无线电增强技术有：利用多天线技术，如可以采用多输入多输出技术完成接收和发射分集，或采用2或4天线完成发射分集等；利用频率分集、极化分集、时间分集和空间分集等分集技术获取较好的分级性能。

（七）MIMO和智能天线技术。4G移动通信系统利用MIMO和智能天线技术进行空间分集，可以有效降低多址的干扰影响。MIMO天线系统同时采用4个天线来完成接收和发射分集，其结构图如图1所示。智能天线中的机站可以在不同用户间构成一个定向波束，这可以提有效减弱基站发射功率标准，同时还可以减少小区内其他用户的多址影响。

四、结束语

4G移动通信系统相比于3G系统具有更为显著的优势，在现代移动通信中的应用将会越来越广泛。因此，移动通信技术开发和研究人员应当充分发挥4G移动通信技术的优势和特色，在系统的关键技术上实现更高的突破，以满足更高的用户需求和体验。

参考文献：

[1]谢景贤.4G通信技术的创新与发展[J].信息通信，2012（35）：57-58.

[2]孙威.4G移动通信关键技术浅析[J].科技致富向导，2011（10）：61-62.

4G移动技术 篇12

本刊讯近日, 省环保厅及直属的省环境监测总站与四川移动携手合作, 借助四川移动的4G移动通信、MSTP传输能力、云呼叫中心等先进技术, 在全省范围搭建“环境监察移动执法系统”以及“饮用水源监测”、“排污收费专用平台”、“12369环境举报热线”等环境监管信息化系统, 提升环境监管及执法能力, 力促环保达标, 让水更清天更蓝。

谭先礼是眉山一名执法人员, 他表示, 以前的传统执法方式需要亲自到现场取证后回环保局进行上传, 再查阅法律法规信息后制作巡查、调查、询问等文书。今年, 使用环境监察移动执法系统以后, 用终端监测设备、扫描仪、打印机、wifi发射器等移动执法“标配”工具就可实现对环境数据的现场检测, 再通过4G网络将现场数据传输至后台系统进行处理, 就可以一边填写现场检查记录, 一边调取企业历史环境档案、实时查阅法律法规信息, 很快就能自动生成巡查、调查、询问等文书。文书完成后, 只需要一键打印, 就能立刻完成监察执法流程, 比以前效率高多了。

据四川移动该信息化项目负责人潘辉介绍, 为让市民喝上放心水, 除环境监察移动执法系统外, 省环保厅和四川移动还联合搭建了四川水源地监测系统, 在全省60多处重要饮用水源地布设水质自动分析仪, 对水源质量进行数据采集、分析, 并通过专线将数据及时传输至后端平台供监管部门及时监控、预警、排查。此外, 为方便涉及污染源排放的企业缴费, 提高排污收费效率, 四川移动整合省内205家各级环保部门的排污收费网络, 搭建了统一的排污收费专用平台。同时, “12369环境举报”热线服务中心作为省环保重要的外联服务窗口, 若有市民发现污染环境的违法现象, 可随时拨打该热线电话, 参与到“环境保卫战”中来。