莫青琳

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4G移動(dòng)通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析

莫青琳

青海建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，青海 西寧 810012

4G移動(dòng)通信技術(shù)對(duì)社會(huì)的影響十分巨大。隨著通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，4G技術(shù)得以產(chǎn)生和發(fā)展，它將推動(dòng)我國通信事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，進(jìn)而提升整個(gè)社會(huì)的生活水平。

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

1 4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要特征

1.1 4G移動(dòng)通信系統(tǒng)傳輸速度更快

在3G網(wǎng)絡(luò)剛剛投入使用的時(shí)候，大量的宣傳工作中最引人注意的是速度更快，可以達(dá)到3.6?Mbit/s（一說2.8?Mbit/s），上行速度峰值也可達(dá)384?kbit/s，但是這樣的速度在4G移動(dòng)通信出現(xiàn)后便顯得不堪一擊。根據(jù)研究表明，4G系統(tǒng)能夠以100?Mbit/s的速度下載，比撥號(hào)上網(wǎng)快2000倍，上傳的速度可以實(shí)現(xiàn)20?Mbit/s，這樣就達(dá)到了3G網(wǎng)絡(luò)速度的50倍，并且可以滿足使用者的全部需求。因此4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的最大特點(diǎn)就是傳輸速度更快[1]。

1.2 4G移動(dòng)通信系統(tǒng)兼容性更好

4G移動(dòng)通信系統(tǒng)在全球范圍擁有的是統(tǒng)一而規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)，無論在全球的任何一個(gè)位置使用4G，都無須擔(dān)心它會(huì)受限。所以，4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的兼容性是過往的幾種通信技術(shù)不可比的。

1.3 4G移動(dòng)通信系統(tǒng)覆蓋范圍更廣

使用過3G網(wǎng)絡(luò)的用戶都有這樣的體會(huì)，在城區(qū)的信號(hào)要比鄉(xiāng)村好，在平原地區(qū)要比高原好。而使用4G網(wǎng)絡(luò)后不論身處在什么樣的地理位置和環(huán)境中，都不會(huì)影響4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度和通話質(zhì)量。例如，許多電視臺(tái)在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)直播時(shí)都曾采用過3G信號(hào)傳輸，但是過程中總是會(huì)出現(xiàn)畫面卡頓、聲音不同步等問題，影響報(bào)道質(zhì)量，而在采用4G移動(dòng)通信系統(tǒng)后這樣的情況得到了極大的改善。

1.4 4G移動(dòng)通信系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性更高

隨著4G移動(dòng)通信技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，至今在信息傳遞級(jí)數(shù)與無線頻率應(yīng)用功效部分，4G移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)先于2G、3G移動(dòng)通信技術(shù)。而正是因?yàn)樗鼡碛写朔N優(yōu)點(diǎn)，所以4G移動(dòng)通信技術(shù)的安全性、穩(wěn)定性是過去的移動(dòng)通信技術(shù)不能比的，它有著極為安全的隱秘性和更為可靠的輸送條件。

2 4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)分析

第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要以O(shè)FDM為核心技術(shù)。OFDM技術(shù)實(shí)際上是多載波調(diào)制的一種。OFDM技術(shù)之所以越來越受關(guān)注，是因?yàn)镺FDM有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：

（1）頻譜利用率高。頻譜效率比串行系統(tǒng)高近一倍。OFDM信號(hào)的相鄰子載波相互重疊，其頻譜利用率可以接近Nyquist極限。

（2）抗衰落能力強(qiáng)。OFDM把用戶信息通過多個(gè)子載波傳輸，這樣在每個(gè)子載波上的信號(hào)時(shí)間就相應(yīng)地比同速率的單載波系統(tǒng)上的信號(hào)時(shí)間長很多倍，從而使OFDM對(duì)脈沖噪聲和信道快衰落的抵抗力更強(qiáng)。

（3）適宜高速信息據(jù)傳遞。OFDM自動(dòng)調(diào)整處理機(jī)制使不一樣的子載波能夠依照通道狀況與不一樣的噪聲背景運(yùn)用不一樣的調(diào)制手法。

當(dāng)信道處于良好狀態(tài)的時(shí)候，應(yīng)選擇效率較高的調(diào)制方法；相反的狀況下，則可采用抵抗外界干擾能力強(qiáng)的調(diào)制方式。還有，OFDM加載算法的使用，使程序能夠?qū)⒈姸嗟男畔?shù)據(jù)聚集放置于環(huán)境良好的信道中，以高速率實(shí)行傳輸。因此，OFDM技術(shù)非常適合高速數(shù)據(jù)傳輸。

（4）抗碼間干擾（ISI）能力強(qiáng)。碼間干擾是數(shù)字通信系統(tǒng)中除噪聲干擾之外最主要的干擾，它與加性噪聲干擾不同，是一種乘性干擾。許多因素都會(huì)導(dǎo)致碼間干擾現(xiàn)象的產(chǎn)生，如果我們所用的傳輸信道在實(shí)際生活中有限的話，便會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的現(xiàn)象。

2.2智能天線方面的技術(shù)分析

實(shí)際上，該技術(shù)的應(yīng)用是建立在信號(hào)傳輸時(shí)存在一定差異的基礎(chǔ)上的，也就是所謂的空時(shí)多址。劃分存在相同條件的信號(hào)，并變更它們所覆蓋的區(qū)域，將主波束的設(shè)置與使用的方向相一致，旁瓣或零陷對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)方向，靈活地追蹤用戶以及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境的改變，進(jìn)而為所有的使用者創(chuàng)造優(yōu)秀的上行鏈路和下行鏈路信號(hào)。這種技術(shù)既能改善信號(hào)質(zhì)量又能增加傳輸容量，被認(rèn)為是未來移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)。

2.3 MIMO技術(shù)分析

MIMO技術(shù)是指利用多發(fā)射、多接收天線進(jìn)行空間分集的技術(shù)，它采用的是分立式多天線，能夠有效地將通信鏈路分解成為許多并行的子信道，從而大大提高容量。經(jīng)大量試驗(yàn)證明，兩個(gè)沒有任何聯(lián)系的接收和發(fā)射天線借助MIMO能夠可以較好地提升其抗衰落和噪聲性能，從而獲得巨大的容量。由于在無線信道內(nèi)部功率帶寬受到了一定的制約，MIMO技術(shù)可以對(duì)提高數(shù)據(jù)速率、擴(kuò)充自身容量、確保信息輸送質(zhì)量的空間分散操作起到幫助作用。

2.4 多用戶檢測(cè)技術(shù)分析

4G系統(tǒng)終端能夠用于多用戶技術(shù)檢測(cè)，這種檢測(cè)方式對(duì)于通信系統(tǒng)而言有十分重要的意義，它可以為用戶提供更高的通話質(zhì)量。其基本原理是：把占用某個(gè)信號(hào)通道的部分信號(hào)或者是全部信號(hào)作為有用信號(hào)，根據(jù)用戶的時(shí)間、碼元以及時(shí)間幅度來完成信號(hào)的檢測(cè)，而不僅僅是把信號(hào)作為噪聲處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各個(gè)用戶信號(hào)的最佳檢測(cè)。

3 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，無線移動(dòng)通信技術(shù)得到了跨越式發(fā)展。4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的出現(xiàn)有效地解決了傳統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展滯后的問題。然而要想從根本上解決滯后問題，仍需大力發(fā)展4G通信，使得該通信系統(tǒng)更加快捷、穩(wěn)定，從而保證良好的通話質(zhì)量和上網(wǎng)速度，服務(wù)廣大用戶。

[1]劉婷婷，方華麗.淺談4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展[J].科技信息，2013（9）：298.

4G Mobile Communication System Key Technology Analysis

Mo Qinglin

Qinghai College of Architectural Technology, Qinghai Xining 810012

4G mobile communication technology has great influence on society. With the continuous progress of communication technology, 4G technology to produce and develop, it will promote the further development of China’s telecommunications industry, thereby enhancing the living standards of society as a whole.

4G mobile communication; communication system; key technology

TN929.5

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1009-6434（2017）02-0027-02