4G移動(dòng)通信系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究

郭渝

摘 要：科技的發(fā)展使人們的生活水平得到了很大的提升，移動(dòng)營(yíng)運(yùn)商對(duì)通信系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高。目前的3G系統(tǒng)已經(jīng)不能很好的滿足社會(huì)發(fā)展的需求，在這一形勢(shì)下，科技人員需要不斷地對(duì)新一代4G移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)行研究和完善。本文主要針對(duì)4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，并闡述了4G移動(dòng)通信系統(tǒng)所運(yùn)用的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：4G；移動(dòng)通信系統(tǒng)；特點(diǎn)；關(guān)鍵技術(shù)

0.引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，移動(dòng)通信市場(chǎng)的發(fā)展?jié)摿σ苍絹?lái)越大，已有的3G移動(dòng)通信系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了很多問(wèn)題，人們?cè)谑褂?G移動(dòng)通信進(jìn)行視頻通話時(shí)并不能獲得很好的效果，另外在上網(wǎng)或看電視直播時(shí)信號(hào)卡頓且不穩(wěn)定等現(xiàn)象。為了進(jìn)一步提高人們的生活水平，對(duì)4G移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)行研究和發(fā)展很有意義。

1.4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.1擁有更快的傳輸速度

從移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)頻寬而言，4G技術(shù)在3G技術(shù)的基礎(chǔ)上增加了20倍，也就意味著4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)頻寬將達(dá)到2～8GHvz，而且4G技術(shù)的上傳速度也有了非常大的提高，截止目前為止，4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的上傳速度最高紀(jì)錄是20Mb每秒，而以往使用的3G移動(dòng)通信系統(tǒng)傳輸速度最高紀(jì)錄只能到達(dá)4G的5%[1]。從這些內(nèi)容中可以看出4G移動(dòng)通信系統(tǒng)擁有更快的傳輸速度。

1.2擁有良好的兼容性

在4G移動(dòng)通信技術(shù)不斷發(fā)展的形勢(shì)下，對(duì)全球各個(gè)地區(qū)的覆蓋面積得到了擴(kuò)張，而且接口開放技術(shù)也得到了較快的發(fā)展。4G移動(dòng)通信系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了和3G、固網(wǎng)以及無(wú)線之間的完美連接，使所有移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的客戶都能夠享用到4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的服務(wù)。

1.3對(duì)智能化技術(shù)的應(yīng)用程度更廣

4G移動(dòng)通信系統(tǒng)被人們稱之為廣域接入，也有人稱為分布網(wǎng)絡(luò)，具備非對(duì)稱不相同速度間進(jìn)行自動(dòng)切換的能力。運(yùn)用智能技術(shù)對(duì)4G移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)行資源分配，根據(jù)各種業(yè)務(wù)對(duì)資源的需求量合理地設(shè)置，一切移動(dòng)辦公都能夠在4G技術(shù)的支持下順利完成。

2.4G移動(dòng)通信系統(tǒng)所運(yùn)用的關(guān)鍵技術(shù)

2.1正交頻分復(fù)用技術(shù)

4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中運(yùn)用的核心技術(shù)就是OFDM，也就是正交頻分復(fù)用技術(shù)。它是在無(wú)線環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高速傳輸，具體表現(xiàn)為：把某個(gè)頻分信道科學(xué)地分為很多個(gè)正交子信道，把高速數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)化為并行的低速數(shù)據(jù)流，并且把轉(zhuǎn)化的低俗數(shù)據(jù)流調(diào)控到每一個(gè)子信道里開始傳輸，再根據(jù)接受斷所運(yùn)用的相關(guān)技術(shù)把正交信號(hào)進(jìn)行合理的分離，這樣任何一個(gè)子信道間受到的干擾都會(huì)降低，而且子信號(hào)寬帶會(huì)小于在劃分過(guò)程中的相關(guān)寬帶。由于寬帶被分割成為許多部分，在最大程度上提高了4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的性能，使系統(tǒng)能夠更好地使用各種設(shè)計(jì)的要求，從而實(shí)現(xiàn)合理的分配數(shù)據(jù)容量和功率，有利于系統(tǒng)為客戶提供高速和變速綜合數(shù)據(jù)傳輸[2]。另一方面，4G移動(dòng)通信系統(tǒng)可以提供比較大的系統(tǒng)容量，還具備非常強(qiáng)的抵抗干擾性質(zhì)，滿足多種途徑和移動(dòng)信道傳播的要求。

2.2調(diào)制技術(shù)

在4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中多載波調(diào)制技術(shù)也是非常重要的。當(dāng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸效率不太高，受到的干擾不是十分強(qiáng)烈時(shí)，工作人員可以運(yùn)用恰當(dāng)?shù)木馑惴ū隳軌蜃屢苿?dòng)通信系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。但是，從寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的角度來(lái)講，因?yàn)閿?shù)據(jù)傳輸?shù)男蔬^(guò)高，會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)符號(hào)之間的重復(fù)現(xiàn)象，由此產(chǎn)生符號(hào)間的干擾，所以，移動(dòng)通信系統(tǒng)也對(duì)均衡算法提出了更好的要求，需要合理地引入較為復(fù)雜的均衡算法，目前，引入這種算法到系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)起來(lái)還比較困難。

2.3多用戶檢測(cè)技術(shù)

多用戶檢測(cè)技術(shù)是寬帶CDMA通信系統(tǒng)里，用于抗干擾的一種重要技術(shù)。移動(dòng)通信系統(tǒng)的終端和基站中都有運(yùn)用到多用戶檢測(cè)技術(shù)，目的是為了提升系統(tǒng)的容量，移動(dòng)通信系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，相關(guān)工作人員需要對(duì)廣大用戶所使用信號(hào)的傳輸過(guò)程進(jìn)行思考，因?yàn)檫@些信號(hào)在傳輸時(shí)未免存在一定的相關(guān)性，這也是在移動(dòng)通信系統(tǒng)中應(yīng)用多用戶檢測(cè)技術(shù)的根本原因。假如只有極為少數(shù)的用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，受到來(lái)自多址的干擾可能性非常小，但是，隨著4G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，在全球的覆蓋面積越來(lái)越大，用戶的數(shù)量逐步增加，信號(hào)功率也開始呈上升趨勢(shì)，在這種情況下，受到多址的干擾就成為了一種主要干擾[3]。當(dāng)前，在3G移動(dòng)通信系統(tǒng)中使用的檢查技術(shù)是序列擴(kuò)頻技術(shù)，具體表現(xiàn)為：根據(jù)對(duì)每一個(gè)用戶接受的信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻碼匹配處理，所以，3G移動(dòng)通信系統(tǒng)的抗干擾性能比較差。多用戶檢測(cè)技術(shù)有效地根據(jù)造成多址干擾的所有用戶在傳輸過(guò)程中信號(hào)信息對(duì)單個(gè)信息進(jìn)行檢測(cè)，使4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的抗干擾性能更好，同時(shí)也減少了系統(tǒng)對(duì)功率控制的精準(zhǔn)度需求。

2.4智能天線技術(shù)

智能天線是能夠有效地分析無(wú)線陣列信號(hào)的一種技術(shù)，運(yùn)用了自適應(yīng)算法，在4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中通過(guò)運(yùn)用所發(fā)射的波束，能夠起到自動(dòng)跟蹤、數(shù)字波束智能調(diào)節(jié)等作用。通過(guò)對(duì)智能天線技術(shù)和先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用，減少了移動(dòng)通信系統(tǒng)所受到的干擾和被干擾的程度，實(shí)現(xiàn)了在同一個(gè)信道上接收和傳輸?shù)臅r(shí)候，用戶之間的信號(hào)互不干擾的目的，從而提高了對(duì)頻率的利用效率，以及完善了系統(tǒng)各方面的功能和增加了系統(tǒng)傳輸?shù)娜萘俊Ｒ驗(yàn)橹悄芴炀€技術(shù)擁有定向波束性能，可以使信號(hào)傳遞到非常遠(yuǎn)的位置，在保證了用戶信號(hào)質(zhì)量的前提下，又?jǐn)U張了信號(hào)覆蓋的區(qū)域，極大地降低了4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的成本。

3.結(jié)語(yǔ)

3G移動(dòng)通信系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中存在很多不足，不能很好的滿足人們的各種需求，因此，為了提高人們的生活水平，4G移動(dòng)通信系統(tǒng)被提出并運(yùn)用到實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，和3G移動(dòng)通信系統(tǒng)相比較，4G系統(tǒng)擁有更快的傳輸速度和更好的兼容性，其智能化應(yīng)用程度更廣等。本文分析了4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中所運(yùn)用的關(guān)鍵技術(shù)，如正交頻分復(fù)用技術(shù)、調(diào)制技術(shù)、多用戶檢測(cè)技術(shù)、智能天線技術(shù)。此外，4G移動(dòng)通信系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中仍然存在一定的問(wèn)題，相關(guān)人員應(yīng)該對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行合理地處理，從而使4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的作用和價(jià)值能夠得到充分體現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉巧平，李艷萍.正交頻分復(fù)用技術(shù)及其在4G移動(dòng)通信中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2014，11：238-241.

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[3] 陳立.4G移動(dòng)通信采用的關(guān)鍵技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)缺點(diǎn)分析[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014，10：295+297.