4G移动通信系统关键技术分析

莫青琳



4G移动通信系统关键技术分析

莫青琳

青海建筑职业技术学院，青海 西宁 810012

4G移动通信技术对社会的影响十分巨大。随着通信技术的不断进步，4G技术得以产生和发展，它将推动我国通信事业的进一步发展，进而提升整个社会的生活水平。

4G移动通信；通信系统；关键技术

1 4G移动通信系统的主要特征

1.1 4G移动通信系统传输速度更快

在3G网络刚刚投入使用的时候，大量的宣传工作中最引人注意的是速度更快，可以达到3.6 Mbit/s（一说2.8 Mbit/s），上行速度峰值也可达384 kbit/s，但是这样的速度在4G移动通信出现后便显得不堪一击。根据研究表明，4G系统能够以100 Mbit/s的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度可以实现20 Mbit/s，这样就达到了3G网络速度的50倍，并且可以满足使用者的全部需求。因此4G移动通信系统的最大特点就是传输速度更快[1]。

1.2 4G移动通信系统兼容性更好

4G移动通信系统在全球范围拥有的是统一而规范化的标准，无论在全球的任何一个位置使用4G，都无须担心它会受限。所以，4G移动通信系统的兼容性是过往的几种通信技术不可比的。

1.3 4G移动通信系统覆盖范围更广

使用过3G网络的用户都有这样的体会，在城区的信号要比乡村好，在平原地区要比高原好。而使用4G网络后不论身处在什么样的地理位置和环境中，都不会影响4G网络的传输速度和通话质量。例如，许多电视台在进行现场直播时都曾采用过3G信号传输，但是过程中总是会出现画面卡顿、声音不同步等问题，影响报道质量，而在采用4G移动通信系统后这样的情况得到了极大的改善。

1.4 4G移动通信系统安全性、稳定性更高

随着4G移动通信技术的持续发展，至今在信息传递级数与无线频率应用功效部分，4G移动通信技术领先于2G、3G移动通信技术。而正是因为它拥有此种优点，所以4G移动通信技术的安全性、稳定性是过去的移动通信技术不能比的，它有着极为安全的隐秘性和更为可靠的输送条件。

2 4G移动通信系统的关键技术分析

2.1 正交频分复用（OFDM）技术分析

第四代移动通信系统主要以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）适宜高速信息据传递。OFDM自动调整处理机制使不一样的子载波能够依照通道状况与不一样的噪声背景运用不一样的调制手法。

当信道处于良好状态的时候，应选择效率较高的调制方法；相反的状况下，则可采用抵抗外界干扰能力强的调制方式。还有，OFDM加载算法的使用，使程序能够将众多的信息数据聚集放置于环境良好的信道中，以高速率实行传输。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，它与加性噪声干扰不同，是一种乘性干扰。许多因素都会导致码间干扰现象的产生，如果我们所用的传输信道在实际生活中有限的话，便会产生相应的现象。

2.2智能天线方面的技术分析

实际上，该技术的应用是建立在信号传输时存在一定差异的基础上的，也就是所谓的空时多址。划分存在相同条件的信号，并变更它们所覆盖的区域，将主波束的设置与使用的方向相一致，旁瓣或零陷对准干扰信号方向，灵活地追踪用户以及实时监测环境的改变，进而为所有的使用者创造优秀的上行链路和下行链路信号。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。

2.3 MIMO技术分析

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，能够有效地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。经大量试验证明，两个没有任何联系的接收和发射天线借助MIMO能够可以较好地提升其抗衰落和噪声性能，从而获得巨大的容量。由于在无线信道内部功率带宽受到了一定的制约，MIMO技术可以对提高数据速率、扩充自身容量、确保信息输送质量的空间分散操作起到帮助作用。

2.4 多用户检测技术分析

4G系统终端能够用于多用户技术检测，这种检测方式对于通信系统而言有十分重要的意义，它可以为用户提供更高的通话质量。其基本原理是：把占用某个信号通道的部分信号或者是全部信号作为有用信号，根据用户的时间、码元以及时间幅度来完成信号的检测，而不仅仅是把信号作为噪声处理，进而实现各个用户信号的最佳检测。

3 结语

随着科学技术的飞速发展，无线移动通信技术得到了跨越式发展。4G移动通信系统的出现有效地解决了传统移动通信系统发展滞后的问题。然而要想从根本上解决滞后问题，仍需大力发展4G通信，使得该通信系统更加快捷、稳定，从而保证良好的通话质量和上网速度，服务广大用户。

[1]刘婷婷，方华丽.浅谈4G移动通信系统的关键技术与发展[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