淺析4G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)
隨著4G的進(jìn)一步深入發(fā)展，移動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)必將隨之發(fā)生深刻而持久的變化，下面是小編搜集整理的一篇探究4G移動(dòng)通信技術(shù)的論文范文，供大家閱讀參考。
摘要：本文介紹了4G移動(dòng)通信的概念、特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)。從4G移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通信技術(shù)進(jìn)行了分析。針對(duì)多址方案與無(wú)線接入方式、無(wú)線鏈路增強(qiáng)技術(shù)、智能天線和調(diào)制與編碼等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探究。
關(guān)鍵詞：4G 移動(dòng)通信 關(guān)鍵技術(shù)
在近幾年間，我國(guó)移動(dòng)通信得到了迅猛的發(fā)展。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G) 牌照從2009年發(fā)放至今，中國(guó)的三大電信運(yùn)營(yíng)商在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)上的投入呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，截至2013年6月，我國(guó)3G用戶總數(shù)超過(guò)3.2億戶[1]。但是相比較國(guó)內(nèi)移動(dòng)市場(chǎng)11億多的手機(jī)用戶規(guī)模，3G市場(chǎng)似乎才剛剛進(jìn)入規(guī)模普及階段。然而3G未現(xiàn)規(guī)模，4G已露身影。
1、概述
1.1 什么是4G
目前4G的概念較正規(guī)的解釋是，可稱為分布式的網(wǎng)絡(luò)和寬帶的接入，具有超過(guò)2 Mbps以上的數(shù)據(jù)傳輸能力，能對(duì)全速的移動(dòng)用戶能提供高速率、高質(zhì)量影像服務(wù)，可實(shí)現(xiàn)三維圖像的高速率和高質(zhì)量傳輸。[2]
1.2 4G的特點(diǎn)
相對(duì)于現(xiàn)有的第三代移動(dòng)通信技術(shù)，4G移動(dòng)通信系統(tǒng)主要有以下特點(diǎn)：[3](1)更高的通信速率。3G的數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到21Mbps;據(jù)有關(guān)專家預(yù)估，4G最高的數(shù)據(jù)傳輸率能達(dá)到100Mbps。(2)更寬的網(wǎng)絡(luò)頻譜。要想使4G的傳輸速率達(dá)到100Mbps，那么運(yùn)營(yíng)商必須在3G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上大幅度的研究和改造，從而使4G在通信帶寬上比3G的帶寬高出許多。據(jù)研究AT&T公司的專家們說(shuō)，估計(jì)每個(gè)4G的信道將占有100MHz的頻譜，相當(dāng)于3G的20倍。(3)兼容性能優(yōu)。4G將實(shí)施全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，能實(shí)現(xiàn)各類計(jì)算機(jī)、媒體及網(wǎng)絡(luò)之間的無(wú)縫連接，讓所有移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商的用戶共享4G服務(wù)，真正實(shí)現(xiàn)“一部手機(jī)，全球通信”。(4)更靈活的通信。4G的終端將不再僅局限于移動(dòng)電話，任何物品都有可能成為4G的終端，同時(shí)，世界上的所有生物如果配備相應(yīng)的設(shè)備，都能成為不同類型的4G終端設(shè)備。另外，4G終端除了設(shè)計(jì)和操作的更加智能化以外，也將根據(jù)環(huán)境感知來(lái)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整終端結(jié)構(gòu)，使整體效能最佳化。(5)多種業(yè)務(wù)融合。4G將支持更加豐富的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，這些業(yè)務(wù)包括高清晰網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議、高質(zhì)量圖形圖像傳輸、虛擬的現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)等，使用戶無(wú)地域限制的獲得任何需要的信息服務(wù)。它能把個(gè)人通信、信息系統(tǒng)、娛樂(lè)和廣播等行業(yè)形成一個(gè)整體，更加輕松、方便、安全地向用戶提供更多元化的應(yīng)用與服務(wù)。
2、4G的關(guān)鍵技術(shù)
(1)多址方案與無(wú)線接入方式。正交頻分復(fù)用技術(shù)是4G最佳的多址方案，未來(lái)的4G系統(tǒng)中，正交頻分復(fù)用技術(shù)是最有可能采用的多址方式。正交頻分復(fù)用技術(shù)的主要特點(diǎn)：各個(gè)信號(hào)之間無(wú)干擾;多普勒頻移與多徑衰落之間不存在敏感問(wèn)題;相鄰小區(qū)用戶無(wú)任何干擾;能實(shí)現(xiàn)低造價(jià)的單波段接收機(jī)。正交頻分復(fù)用技術(shù)的主要缺點(diǎn)：存在頻偏和功率效能偏低的問(wèn)題。
(2)編碼調(diào)制技術(shù)。在4G系統(tǒng)中，多載波調(diào)制技術(shù)將會(huì)被充分的采用，并且會(huì)適當(dāng)?shù)目紤]自適應(yīng)調(diào)制和功率的平衡性能。MC-CDMA采用正交相移鍵控方式進(jìn)行數(shù)字調(diào)制， OFDM-TDMA將會(huì)采用高電平方式進(jìn)行調(diào)制。4G系統(tǒng)將采用更高端的技術(shù)方案進(jìn)行信道編碼，如級(jí)連碼、LDPC碼和Turbo碼等。
(3)無(wú)線鏈路增強(qiáng)技術(shù)。分集技術(shù)，如通過(guò)空間分集、時(shí)間分集、極化分集和頻率分集等方法來(lái)獲得更好的分集性能;多天線技術(shù)，發(fā)射分集采用2到4天線實(shí)現(xiàn)，或通過(guò)MIMO技術(shù)實(shí)現(xiàn)分集的接收、發(fā)射。智能天線支持高數(shù)據(jù)傳輸速率，有抑制干擾、減少遠(yuǎn)近效應(yīng)、減小中斷概率、增加系統(tǒng)容量、提高頻譜效率等智能功能，它有靈活有效的進(jìn)行越區(qū)切換、擴(kuò)大小區(qū)覆蓋范圍、靈活的小區(qū)管理、延長(zhǎng)移動(dòng)臺(tái)電池壽命、以及維護(hù)和運(yùn)營(yíng)成本較低的特點(diǎn)，因此智能天線必將會(huì)成為4G系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。
(4)高效的頻譜使用方案。提高頻譜率的方法是將要使用超過(guò)3GHz的頻段。在3G系統(tǒng)中，它的頻譜效率是2bps/Hz，如果要超越3G，那么4G的頻譜效率應(yīng)當(dāng)提升至5bps/Hz。在4G系統(tǒng)中，信道分配主要方式為自適應(yīng)信道分配、分組信道分配兩種。通過(guò)將信道分組分配到每一個(gè)用戶中，能夠讓一些由于不均衡、失真或者頻偏導(dǎo)致的用戶之間干擾最小化。
(5)基于IP的核心網(wǎng)。4G的核心網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)基于全I(xiàn)P技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)，與現(xiàn)有的.移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)比，它具有可實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間無(wú)縫連接的根本性優(yōu)點(diǎn)。然而，核心IP網(wǎng)絡(luò)不是專門用于移動(dòng)通信，而是作為一種統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)，支持有線及無(wú)線的接入，其接入點(diǎn)可以使有線或無(wú)線。無(wú)線接入點(diǎn)可以是蜂窩系統(tǒng)的基站，無(wú)線局域網(wǎng)或者自組網(wǎng)等，對(duì)于公用電話網(wǎng)和未實(shí)現(xiàn)全I(xiàn)P的3G網(wǎng)絡(luò)，則是通過(guò)特定的網(wǎng)關(guān)進(jìn)行連接。另外，熱點(diǎn)通信速率和容量的需要或網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)重疊將使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)等互聯(lián)、綜合和重疊的現(xiàn)象。
(6)軟件無(wú)線電技術(shù)。軟件無(wú)線電技術(shù)，是用現(xiàn)代化軟件來(lái)控制、操縱傳統(tǒng)的純硬件電路的無(wú)線通信。軟件無(wú)線電技術(shù)的重要價(jià)值在于：傳統(tǒng)的硬件無(wú)線電通信設(shè)備只能作為無(wú)線通信的基本平臺(tái)，而許多的通信功能則是由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，打破了有史以來(lái)設(shè)備的通信功能的實(shí)現(xiàn)僅僅依賴于硬件發(fā)展的格局。軟件無(wú)線電使得4G系統(tǒng)具有適應(yīng)性和靈活性，能夠靈活適應(yīng)于不同的網(wǎng)絡(luò)和空中接口。軟件無(wú)線電技術(shù)主要涉及數(shù)字信號(hào)處理硬件(DSPH)、現(xiàn)場(chǎng)可編程器件(FPGA)、數(shù)字信號(hào)處理(DSP)等，同時(shí)也有助于不同標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)的融合。
3、結(jié)語(yǔ)
隨著4G的進(jìn)一步深入發(fā)展，移動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)必將隨之發(fā)生深刻而持久的變化。憑借4G高質(zhì)量、高速率、大容量的多媒體業(yè)務(wù)能力，可以展望在不久的未來(lái)，人們主要的通信工具、便攜式電腦和娛樂(lè)數(shù)碼等設(shè)備將合而為一。4G在影響和帶動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，也將明顯改變世界面貌和人們的生活、工作的方式!
參考文獻(xiàn)
[1]我國(guó)3G用戶總數(shù)超3.2億戶[N].http：//epaper.nfdaily.cn/html/2013-07/25/content_7210490.htm，2013-7-25.
[2]韓雪峰.談?wù)吆图夹g(shù)對(duì)醫(yī)院信息化建設(shè)的影響[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2011(3).
[3]高健.移動(dòng)通信技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2012(4).
[4]技術(shù)解讀3G和4G LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之間的區(qū)別http：//networking.ctocio.com.cn/259/12618759.shtml，2013-5-17.
【淺析4G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)】相關(guān)文章：
1.淺析移動(dòng)4G通信的特點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)論文
3.4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃研究論文
4.4G移動(dòng)通信技術(shù)現(xiàn)狀及對(duì)策論文
5.移動(dòng)通信5G進(jìn)展與關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)析論文
6.4G移動(dòng)通信室內(nèi)覆蓋MIMO移頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)論文