4G选用OFDM不用CDMA的原因？
OFDM技术在4G移动通信中的应用
OFDM技术在4G移动通信中的应用1、OFDM技术概述OFDM技术又被称为正交频分复用技术,是多载波调制技术的一类分支技术。
它是一种能够显著提高载波频谱利用率并使每个载波能相互正交,稳定、高效地在无线环境下进行高速通信传输的技术。
OFDM技术的核心是将频域中的信道变为各个正交子的信道,通过子载波对各子信道调制。
同时,由于每个子载波是采用的并行传输,所以移动通信系统中的上、下行链路都将同时接收多种调制,极大地提高了载波频谱的利用率并能使各个载波之间具有正交性,保证移动通信过程中无失真。
目前,针对4G移动通信系统的开发,使用了OFDM技术,并在信道估计、同步及同步误差、与多址技术的结合、编码技术等技术层面做出了重大的突破。
OFDM技术在无线移动通信系统中得到了广泛的应用。
其结构如下图所示。
▲OFDM系统框图2、OFDM技术的优势OFDM之所被广泛地应用于移动通信系统中,是其拥有众多的技术优点。
特别是在4G移动通信系统中的应用,作为重要的技术它具有下面这些优势:（1）受宽带带宽影响较小,OFDM技术具有高效的数据通信能力,在带宽较窄的情况下依然能够进行大规模数据的通信。
正式其高效、大规模通信的特点,使其在欧洲、亚洲的通信运营商中受到广泛的青睐;（2）OFDM技术能显著提升通信过程中的信道利用率,使得有限的载波频谱资源得到了充分的利用,各个载波之间具有正交性;（3）OFDM技术能够适应变化的移动通信环境,抵抗移动通信环境的变化冲击。
OFDM技术能够动态适应信道数据传输能力的改变。
特别是在高层建筑、人口集中地区等复杂环境下,OFDM技术能够保证数据通信过程的稳定抵消影响。
3、OFDM技术在4G中应用的关键技术现如今,移动通信系统中4G移动通信是个人通信的主要形式,并随着人类社会的信息需求日趋发展。
其日趋成熟的发展是离不开OFDM这一关键技术在4G移动通信中应用的。
（1）信道估计OFDM技术的核心技术之一就是信道估计。
4g的工作原理
4g的工作原理
4G的工作原理源自于LTE（Long Term Evolution），它采用
了OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）
技术和MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术。
OFDMA技术是一种多用户访问技术，它将无线频谱分成多个
小的子载波，并将多个用户的数据同时发送在不同的子载波上。
这样，不同用户之间就可以同时进行通信，提高了系统的容量和频谱效率。
MIMO技术则是利用多个天线进行数据传输和接收，从而提
高数据传输速率和系统的可靠性。
MIMO可以同时发送多个
数据流，通过空间复用的方式将数据流分配到不同的天线上，然后在接收端通过信道估计和去除干扰等技术，将多个数据流恢复为原始数据。
除了OFDMA和MIMO技术，4G还采用了其他技术来优化系
统性能。
其中，包括多天线接收技术、自适应调制和编码技术、IP分组传输等。
多天线接收技术可以最大限度地利用信号的
多样性，提高信号的抗干扰能力。
自适应调制和编码技术可以根据信道质量的变化自动调整调制方式和编码方式，以保证传输的可靠性和高效性。
IP分组传输则将数据切分成小的数据
包进行传输，提高了传输的灵活性和可靠性。
综上所述，4G的工作原理主要包括OFDMA技术、MIMO技
术以及多天线接收技术、自适应调制和编码技术、IP分组传
输等。
这些技术的结合使得4G网络能够提供更快的数据传输速率、更高的频谱效率和更好的用户体验。
第四代移动通信的核心技术
第四代移动通信的核心技术摘要：正交频分复用（ofdm）是一种新型调制技术，特别适合在多径传播的无线移动信道中高速传输数据。
本文简要介绍了ofdm 的发展背景以及ofdm的基本原理，最后概述了 ofdm系统的优点以及不足之处。
关键词：正交频分复用基本原理优点缺点1、引言第四代移动通信系统计划以ofdm（正交频分复用）为核心技术提供增值服务，它在宽带领域的应用具有很大的潜力。
较之第三代移动通信系统，采用多种新技术的ofdm具有更高的频谱利用率和良好的抗多径干扰能力，它不仅仅可以增加系统容量，更重要的是它能更好地满足多媒体通信的要求，将包括语音、数据、影像等大量信息的多媒体业务通过宽频信道高品质地传送出去。
下一代（4g）移动通信系统预计系统速率可达到20mbps，甚至更高，国际电信联盟正在着手有关标准的组织工作。
为了实现这一目标，必须从通信网络的交换、传输和接入等各个环节进行研究和突破，尤其是在移动环境和有限频谱资源条件下，如何稳定可靠高效地支持高速率的数据传输值得研究[1]。
正交频分复用（ofdm）技术因其网络结构高度可扩展，且有良好的抗噪声性能和抗多径信道干扰的能力以及频谱利用率高而被普遍认为是下一代移动通信系统必不可少的技术。
2、ofdm技术基本原理2.1 ofdm的基本原理ofdm （正交频分复用）技术实际上是mcm（multi-carrier 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，调制到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，因此每个子信道上信号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[3]。
图1显示了ofdm信道的整个频谱。
南邮专业面试
2022年南邮考研复试专业课面试题1.计算一个组合数学，概率论的题目2.通信常用调制方式3.同步原理的四种形式(载波同步,位同步,网同步,群同步)4.纠错编码的常用格式前向纠错，反向重发的过程(前向纠错:发端发送能够纠正错误的码，接收端收到解码之后，不仅可以发现错误，而且能够判断错误码元所在的位置，并自动纠正。
机、手机等)。
)反向重发:5.信道编码的两种形式分组码和卷积码分组码包括线性分组码循环码卷积码是非线性分组码6.光纤通信的原理光纤通信的原理是：在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。
7.QPSK和OFDM的效率以及优缺点QPSK 优点有调制效率高，传输的频带利用率高,要求传送途径的信噪比低缺点其存在相位突变。
在频带受限的系统中会引起包络得很大起伏OFDM 优点( 1 ) 具有非常高的频谱利用率( 2 ) 实现比较简单( 3 ) 抗多径干扰能力强，抗衰落能力强( 4 ) 带宽扩展性强( 5 ) 频谱资源灵便分配( 6 ) 实现 MIMO 技术较简单缺点( 1 )对频偏和相位噪声比较敏感( 2 )存在较高的峰均功率比( PAPR )8.人脸识别过程中的检测算法9.如何提高频谱利用率进行信源编码，使用多载波技术， ofdm 技术就是提高频谱利用率的， tdma 也可以提高频谱利用率，等等技术10.串口通信的几种形式最被人们熟悉的串行通信技术标准是 EIA－ 232、EIA-422 和 EIA－ 485，也就是以前所称的RS-232 、RS-422 和RS-485 。
由于 EIA 提出的建议标准都是以“RS”作为前缀，所以在工业通信领域，仍然习惯将上述标准以 RS 作前缀称谓。
11.WLAN的意思WLAN 是 Wireless Local Area Network 的缩写，即无线局域网，其特点是再也不使用通信电缆将计算机与网络连接起来，而是通过无线的方式连接，普通用在同一座建造内，如果加装天线，覆盖范围可以达到 5 公里。
OFDM—第四代移动通信核心技术分析
OFDM—第四代移动通信核心技术分析随着社会的飞速发展，不仅科学技术水平得以提高，通信技术的发展也是空前的。
目前使用的第三代移动通信（3G），3G是在上一代移动通信的基础上加上了不同种类的宽带业务，较之第二代移动通信，在宽带上业务上有明显的先进性，但是智能化程度还不够。
所以在3G时代还未结束之时，全球通信行业就已经开始了第四代移动通信技术--4G的研究。
标签：4G移动通信核心技术OFDM技术一、引言迄今为止，移动通信已经经历了三代的发展，第四代移动通信的基本标准也基本上确立了。
第一代移动通信（1G）主要采用FDMA（模拟技术和频分多址技术）技术，这种技术只能提供区域性语音业务，而且通话效果差、保密性能也不好，用户的接听范围也是很有限。
第二代移动通信（2G）采用GSM（数字语音传输技术）技术，相较于第一代模拟移动通信具有较高的通信质量。
第三代移动通信（3G）采用了TD-SCDMA技术、智能天线技术、WAP技术、快速无限IP技术、软件无线电技术、多载波技术和多用户检测技术。
3G服务能够同时传送声音（通话）及数据信息（电子邮件、即时通信等），代表特征是提供高速数据业务。
虽然第三代移动通信技术较前两代有了很大进步，但是其自身还是存在诸多缺陷。
如采用电路交换，而不是纯IP方式；所能提供的最高速率不能满足对移动通信系统的速率要求；不能充分满足移动流媒体通信（视频）的完全需求；没有达成全球统一的标准等。
基于3G以上缺陷，4G的研发工作已经开始进行了。
二、第四代移动通信技术概述4G（第四代移动通信技术）的概念可称为宽带接入和分布网络，具有非对称的超过2Mb/s的数据传输能力。
它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和交互式广播网络。
第四代移动通信标准比第三代标准具有更多的功能。
第四代移动通信可以在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方用宽带接入互联网（包括卫星通信和平流层通信），能够提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。
OFDM仿真
OFDM技术优势OFDM技术之所以代替CDMA，成为新一代无线通信核心技术的趋势，是因为它具有如下的优点：频谱效率高由于FFT处理使各子载波可以部分重叠，理论上可以接近Nyquist极限。
以OFDM为基础的多址技术OFDMA(正交频分多址)可以实现小区内各用户之间的正交性，从而有效地避免了用户间干扰。
这使OFDM系统可以实现很高的小区容量。
带宽扩展性强由于OFDM系统的信号带宽取决于使用的子载波的数量，因此OFDM系统具有很好的带宽扩展性。
小到几百kHz，大到几百MHz，都很容易实现。
尤其是随着移动通信宽带化(将由￡5MHz增加到最大20MHz)，OFDM系统对大带宽的有效支持，成为其相对于单载波技术(如CDMA)的“决定性优势”。
抗多径衰落由于OFDM将宽带传输转化为很多子载波上的窄带传输，每个子载波上的信道可以看作水平衰落信道，从而大大降低了接收机均衡器的复杂度。
相反，单载波信号的多径均衡的复杂度随着带宽的增大而急剧增加，很难支持较大的带宽(如20MHz)。
频谱资源灵活分配OFDM系统可以通过灵活的选择适合的子载波进行传输，来实现动态的频域资源分配，从而充分利用频率分集和多用户分集，以获得最佳的系统性能。
实现MIMO技术较简单由于每个OFDM子载波内的信道可看作水平衰落信道，多天线(MIMO)系统带来的额外复杂度可以控制在较低的水平(随天线数量呈线性增加)。
相反，单载波MIMO系统的复杂度与天线数量和多径数量的乘积的幂成正比，很不利于MIMO技术的应用。
OFDM技术实现中的问题虽然基于上述优点，OFDM已成为新一代无线通信最有竞争力的技术，但这种技术也存在一些内在的局限和设计中必须注意的问题：子载波的排列和分配OFDM子载波可以按两种方式排列：集中式(Locolized)和分布式(Distributed)。
集中式即将若干连续子载波分配给一个用户，这种方式下系统可以通过频域调度(scheduling)选择较优的子载波组(用户)进行传输，从而获得多用户分集增益。
现代移动通信习题解答_9
第九章思考题与习题1.简述LTE的主要设计目标。
答：LTE的主要设计目标是：（1）频谱灵活使用。
支持的系统带宽包括：1.4 MHz、3 MHz、5 MHz、10 MHz、15 MHz、20 MHz带宽。
（2）峰值速率。
在20 MHz带宽下，下行峰值速率可达100 Mb/s，上行峰值速率可达50 Mb/s。
（3）天线配置。
下行支持42221211、、、天线配置，上行支持1211⨯⨯⨯⨯、天线配置。
⨯⨯（4）更高的频谱效率。
下行3~4倍于HSDPA R6（HSDPA：1发2收，LTE：2发2收），上行2~3倍于HSUPA R6（HSUPA：1发2收，LTE：1发2收）。
（5）低延迟。
控制平面的时延应小于50ms，建立用户平面的时延要小于100ms，从UE到服务器的用户平面时延应小于10ms。
（6）移动性。
对低于15km/h的移动条件进行优化设计，对低于120km/h的移动条件应该保持高性能，对达到350km/h的移动条件应该能够保持连接。
（7）覆盖性能。
针对覆盖半径<5km的场景优化设计；针对覆盖半径在5~30km之间的场景，允许性能略有下降；针对覆盖半径达到30~100km之间的场景，仍应该能够工作。
2.简述LTE的扁平化架构及特点。
答：LTE舍弃了UTRAN的无线网络控制器-基站(RNC-Node B)结构，精简为核心网加基站（evolved Node B,eNodeB）模式，整个LTE网络由演进分组核心网（EPC, Evolved P acket Core）和演进无线接入网（Evolved Universial Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN）组成。
核心网由许多网元节点组成，而接入网只有一个节点，即与用户终端（User Equiment,UE）相连的eNodeB。
所有网元都通过接口相互连接，通过对接口的标准化，可以满足众多供应商产品间的互操作性。
4G移动通信传输关键技术及应用优势
4G移动通信传输关键技术及应用优势4G是第四代移动通信技术，其传输速度和质量比3G高出许多，具有较高的带宽、更低的延迟和更好的网络可靠性。
在4G的技术中，涉及到多种关键技术和应用优势，下面将进行介绍。
一、关键技术1. OFDM技术OFDM技术是4G移动通信的核心技术之一。
OFDM技术能够将一个频带分成许多个子载波信号，不同子载波之间的间隔是非常小的，它们可以并行地传输数据。
每个子载波的调制方式和调制深度都是不同的，具有多重接入和抗多径衰落的特点。
OFDM技术能够有效地提高系统的频谱利用率和网络容量。
MIMO技术是一种利用多条天线来传输和接收数据的技术。
MIMO技术可以在同一频段上同时传输多条信号，从而提高了网络的吞吐量和数据传输的可靠性。
通过使用多个天线来发送和接收数据，MIMO技术可以提高系统的频谱效率和降低误码率。
MIMO技术需要支持多输入多输出的天线系统，并且需要在发送端和接收端实现一定的信号处理技术。
二、应用优势1.高速数据传输4G网络可以提供比3G网络更高的数据传输速率，使手机和其他设备可以更快地下载和上传大量数据。
4G网络的下载速度通常比3G网络快数倍，这使得视频、音乐和游戏等大型文件可以更快捷地下载，提高了用户的体验和便利性。
2.多媒体应用由于4G的高带宽和高速率，它能够实现高清视频和多媒体应用，如视频通话、高清流媒体、即时视频等。
这为用户提供了更多的选择和体验，也为企业提供了更好的商业机会。
3.智能手机和物联网发展4G网络为智能手机和物联网的发展提供了更多的机会。
智能手机可以使用更快的数据连接来支持更多的应用，而物联网设备也可以利用4G网络进行连接和数据传输。
这为企业创新和发展提供了新的机遇。
总之，4G网络通过多种技术和应用，实现了更快速、更稳定和更高效的数据传输，这不仅能够提高用户体验，还为商业创新和发展创造了更多的机遇。
随着5G网络发展的不断推进，4G网络仍然是我们日常生活和工作不可缺少的重要基础设施。
4g的原理
4g的原理4G的原理。
4G是第四代移动通信技术的简称，它是3G技术的升级版，具有更高的数据传输速度和更好的网络覆盖。
那么，4G的原理是什么呢？接下来我们将从技术角度对4G的原理进行解析。
首先，4G的原理与其它移动通信技术一样，都是基于电磁波的传输原理。
4G网络使用的是LTE（Long Term Evolution）技术，它采用了多天线技术和多输入多输出（MIMO）技术，通过多个天线和多个信道同时传输数据，从而提高了数据传输速度和网络容量。
其次，4G的原理还涉及到频段的利用。
4G网络使用的频段主要包括700MHz、800MHz、1800MHz、2600MHz等频段，这些频段具有更宽的带宽和更好的穿透能力，能够更好地支持高速数据传输和宽带应用。
另外，4G的原理还与信号处理技术密切相关。
4G网络采用了OFDM（正交频分复用）技术和SC-FDMA（单载波频分复用）技术，这些技术可以有效地抵抗多径干扰和频谱占用，提高了信号的传输效率和可靠性。
此外，4G的原理还包括了核心网技术的升级。
4G网络采用了IP（Internet Protocol）技术作为核心网的传输协议，这使得4G网络更加灵活和高效，能够更好地支持各种应用和业务。
总的来说，4G的原理是基于LTE技术的高速数据传输和宽带接入，利用多天线技术、频段利用、信号处理技术和核心网技术的升级，使得4G网络具有更高的数据传输速度、更好的网络覆盖和更好的用户体验。
通过对4G的原理的深入理解，我们可以更好地理解4G网络的特点和优势，为我们的日常生活和工作提供更好的移动通信体验。
希望本文对您有所帮助，谢谢阅读！。
LTE入门篇-4：OFDM
LTE⼊门篇-4：OFDMOFDM是LTE物理层最基础的技术。
MIMO、带宽⾃适应技术、动态资源调度技术都建⽴在OFDM技术之上得以实现。
LTE标准体系最基础、最复杂、最个性的地⽅是物理层。
1.OFDM正交频分复⽤技术，由多载波技术MCM（Multi-Carrier Modulation，多载波调制）发展⽽来，OFDM既属于调制技术，⼜属于复⽤技术。
采⽤快速傅⾥叶变换FFT可以很好地实现OFDM技术，在以前由于技术条件限制，实现傅⾥叶变换的设备难度⼤，直到DSP芯⽚技术发展，FFT技术实现设备成本降低，OFDM技术才⾛向⾼速数字移动通信领域。
⾸批应⽤OFDM技术的⽆线制式有WLAN、WiMax等。
1.1 OFDM和CDMA多址技术是任何⽆线制式的关键技术。
LTE标准制定时⾯临的两⼤选择是CDMA和OFDM。
不选择CDMA的原因如下：⾸先CDMA不适合宽带传输，CDMA相对于GSM不过是增加了系统容量，提⾼了系统抗⼲扰能⼒。
但CDMA在⼤带宽时，扩频实现困难，器件复杂度增加。
所以WCDMA不能把带宽从5MHz增加到20MHz或更⼤。
假如未来⽆线制式⽀持100MHz，CDMA缺点更⼤，但OFDM不存在这个问题。
其次CDMA属于⾼通专利，每年需要向其⽀付⾼额专利费⽤。
最后，从频谱效率上讲，在5MHz带宽时两者频谱效率差不多，在更⾼带宽时，OFDM的优势才逐渐体现。
使⽤CDMA⽆法满⾜LTE制定的带宽灵活配置、时延低、容量⼤、系统复杂度低的演进⽬标，OFDM是真正适⽤于宽度传输的技术。
LTE采⽤OFDM，空中接⼝的处理相对简单，有利于设计全新的物理层架构，有利于使⽤更⼤的带宽，有利于更⾼阶的MIMO技术实现，降低终端复杂性，⽅便实现LTE确定的演进⽬标。
1.2 OFDM本质OFDM本质上是⼀个频分复⽤系统。
FDM并不陌⽣，⽤收⾳机接收⼴播时，不同⼴播电台使⽤不同频率，经过带通滤波器的通带，把想要听的⼴播电台接收下来，如图所⽰。
4G移动通信传输关键技术及应用优势
4G移动通信传输关键技术及应用优势4G移动通信传输关键技术指的是在4G移动通信系统中，实现高速数据传输和优质通信质量所必需的技术。
以下是4G移动通信传输关键技术的一些主要方面：1. 正交频分复用技术（OFDM）：OFDM技术可以将传输信道分成多个较窄的子信道，每个子信道都使用不同的频率进行传输，从而提高信道利用率和数据传输速率。
2. 具有多输入多输出（MIMO）技术：MIMO技术利用多个天线进行数据传输和接收，可以提高信号覆盖范围和传输速率，并减少信号传输的干扰和衰减。
3. 高级的调制解调器：4G系统采用16QAM和64QAM等高级调制解调器，可以在较小的带宽内传输更多的数据，提高数据传输速率。
4. 高效的信道编码和解码技术：4G系统采用具有较高纠错性能的调制编码技术，能够减少数据传输时的错误率，提高数据传输的可靠性。
5. 快速数据调度和分配技术：4G系统采用智能数据调度和分配算法，能够根据用户需求和网络状况，合理分配网络资源，优化数据传输效率。
1. 高速数据传输：4G系统的传输速率比3G系统提高了数倍，可以支持更高的数据速率，满足用户对高速数据传输的需求，实现更快的下载和上传速度。
2. 较低的时延：4G系统采用了较低的传输时延，可以实现更快的网络响应速度，提高了用户对实时通信和互动游戏等应用的体验。
3. 更稳定的信号覆盖：4G系统采用了MIMO技术和智能分集技术，能够提高信号覆盖范围和传输质量，减少信号传输的干扰和衰减，提高网络的稳定性。
4. 多媒体传输的支持：4G系统支持高清视频播放、视频通话和在线游戏等多媒体应用，能够实时传输大容量的多媒体数据，提供更丰富和高质量的服务。
5. 更好的移动性支持：4G系统采用了智能的信道切换和快速数据调度技术，能够实现无缝切换和平滑漫游，提供更好的移动性支持，保证用户在移动状态下的通信质量。
4G移动通信传输关键技术的应用优势可以提供更快速、更稳定和更高质量的数据传输服务，满足用户对高速数据传输和多媒体应用的需求，推动移动通信技术的发展。
TDMA,FDMA,CDMA,OFDM,OFDMA区别
TDMA,FDMA,CDMA,OFDM,OFDMA区别?1.时分多址，频分多址，码分多址, 后两个一个用作频率正交调制，另一个已正交调制为基础用于多址接入。
二者本质原理可以说是一样的，用途不同。
正交频分多址接入(OFDMA)是OFDM(正交频分复用)调制的一种形式，它针对多用户通信进行了优化，好处在于具有更高的频谱效率和更好的抗衰落性能。
这也归根于OFDM本质特点。
对于低数据率用户，它只需要更低的发射功耗。
2.OFDMA与OFDM，最根本的区别在于，前者在上行和下行都支持子信道化，后者仅在上行方向支持子信道化。
1、子信道化通俗讲，就是将子载波进行分组，一个子信道可包含多个子载波2、OFDMA中子信道化在上下行均支持。
例如在上行，一个用户可能获得一个或几个子信道；下行亦然，一个子信道可以为不同用户或者用户组服务。
一个信道中子载波可以相邻，也可以不相邻。
3、OFDM仅仅在上行支持子信道化。
3.严格的讲，OFDM是一种调制方式，类似于QPSK、16QAM等，用于对信息比特调制成码片发送出去而OFDMA是一种多址接入方式，类似于FDMA 等，利用频率的不同，将同一小区的多个用户区分开来举个最简单的例子(不考虑TDMA)同一个小区内有100 个子载波可用，有10 个用户可以有多种方案，下面举两种最简单的方案(1) 将前10 个子载波分给第一个用户，第11~20 个子载波分给第二个用户，……而每个用户的编码方式都采用了10 载波的OFDM 调制方式(2) 将子载波1、11、21、…、91 分给第一个用户，将子载波2、12、22、…、92 分给第二个用户，…同样每个用户的编码方式都采用了10 载波的OFDM 调制方式当然，也各根据需要的不同，分给不同用户的子载波数不同4.前面两个是基础性的，目前主流通信系统都用到这两种多址方式CDMA不用说了吧，3G就用的这种多址方式OFDM是一种复用方式OFDMA是OFDM复用方式的多址方式，目前wimax就用的这个吧，以后4G可能就要用这个5.FDMA、TDMA和CDMA的区别频分多址(FDMA)是采用调频的多址技术。
4G中的MIMO—OFDM原理及关键技术解析
4G中的MIMO—OFDM原理及关键技术解析作者：黎碧霞来源：《科技视界》2016年第15期【摘要】4G移动通信是往代通信的技术进步，4G移动通信中所涉及的重要技术有OFDM技术、MIMO技术以及MIMO-OFDM技术相结合的关键技术。
技术专利的分布和发展应用就是MIMO技术与OFDM技术的完美结合，使得4G移动通信能够有效对抗频率选择性衰落问题、提高数据传输速率、还能增大系统容量。
【关键词】MIMO -OFDM原理；关键技术；4G0 前言近年，我们的手机网络在不断地更新换代，由原来的2G网络逐渐发展到4G网络，这既要归功于移动公司的推广，又要归功于网络研发工作者的辛勤工作。
虽然4G移动通信在描绘高速的数据传输，提供从语音到多媒体业务丰富业务美好前景，但是随着4G网络的不断推广，单一的MIMO技术或单一的OFDM技术已经不能满足人们对网络的需求，这就需要我们将MIMO-OFDM技术结合起来构成4G网络的核心。
1 MIMO-OFDM原理1.1 MIMO技术原理首先，MIMO技术原理在移动通信工程中的运用并不是近几年才提出的，所以对该技术的接受程度还是良性的。
MIMO技术原理就是将已经存在的多径传播和随机衰弱进行高效率的重新利用，达到更好的传输速度和效率。
MIMO的中文名称就是多输入和多输出，所以顾名思义就是通过对多天线的控制来减少信道衰弱问题的发生。
多并行的天线空间信道能够进行同时的发送和接收，就能够在不同的环境中，针对不同的用户，都提供最完美的技术体验。
1.2 OFDM技术原理频分复用、多载波并行传输等通信技术概念是在上个世纪50年代末中就予以提出的，所以OFDM的技术也是在不断发展的过程中，应用到各个领域、环节，也在移动通信中得以普及和成熟的。
OFDM技术从发展及应用角度上，大致可分为五个阶段：极低频谱效率的频率复用阶段，最早的高频谱效率的多载波通信系统阶段，多载波理论发展阶段，无线移动通信系统理论形成阶段，从理论到实用阶段。
4g网络的工作原理
4g网络的工作原理
4G网络的工作原理是基于第四代移动通信技术的网络架构和协议。
其主要特点是提供更高的数据传输速度、更低的延迟和更高的网络容量。
具体而言，4G网络的工作原理包括以下几个关键要素：
1. 正交频分多址（OFDMA）技术：OFDMA是一种多载波的调制技术，将可用的频谱划分为许多子载波，每个子载波可以与多个用户进行通信。
由于采用了正交技术，不同子载波之间的信号互不干扰。
2. 频域分集（FDD）和时域分集（TDD）：4G网络可以采用频域分集或时域分集来提高信号的可靠性和容量。
在频域分集中，上行和下行通信使用不同的频段；在时域分集中，上行和下行通信在同一频段上交替进行。
3. 多天线技术：4G网络利用多输入多输出（MIMO）技术，通过使用多个天线来传输和接收信号。
这项技术可以提高数据传输速度和信号质量，并降低对信道的干扰。
4. 包交换技术：4G网络采用分组交换的方式进行数据传输，将数据分成小的数据包进行处理和传输。
这种方式可以提高网络的灵活性和效率，并支持高质量的多媒体传输。
5. IP网络：4G网络基于互联网协议（IP）进行通信，使用IP 地址来标识和路由数据包。
这种基于IP的网络架构可以实现
更好的互操作性，并支持各种类型的应用程序和服务。
通过以上的关键技术和网络架构，4G网络可以实现高速的移动数据传输，支持高质量的语音通话、视频流媒体和互联网访问等应用。
同时，4G网络还具备较低的延迟和更高的网络容量，可以满足大量用户同时使用网络的需求。
毕业设计(论文)-浅析第四代(4g)移动通信系统[管理资料]
![毕业设计(论文)-浅析第四代(4g)移动通信系统[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/187faaeea76e58fafbb00372.png)
浅析第四代（4G）移动通信系统二级学院：应用电子系专业班级：通信3070学生姓名：学号：指导教师：二○一○年四月二十八日摘要在21世纪，移动通信已成为当代通信领域发展潜力最大、市场前景最广的热点技术。
第四代移动通信系统正向着高数据率、高度移动性和大范围覆盖方向发展。
在新技术和市场需求的共同作用下，4G移动通信技术将呈现以下几大趋势：网络业务数据化、分组化，移动互联网逐步形成；网络技术数字化、宽带化；网络设备智能化、小型化；应用于更高的频段，有效利用频率；移动网络的综合化、全球化、个人化；各种网络的融合；高速率、高质量、低费用。
关键词：4G移动通信，OFDM技术，智能天线，ITU目录引言 (1)第一章4G移动通信技术的概念 (1)第二章4G移动通信技术的特点 (2)（一）4G移动通信系统的特点 (2)（二）4G移动通信系统应具备的基本条件 (2)1. 具有很高的数据传输速率 (2)2. 实现真正的无缝漫游 (2)3. 高度智能化的网络 (2)第三章4G移动通信系统的关键技术 (3)（一）OFDM技术 (3)（二）软件无线电技术 (3)（三）智能天线（SA） (3)（四）MIMO技术 (4)（五）全IP技术 (4)第四章4G移动通信技术的研究进程 (4)标准化组织对于4G的技术研究情况 (5)结束语 (7)参考文献 (7)引言在移动通信领域，每10年就发生一次革命性变化。
80年代的第一代模拟移动通信系统和90年代的第二代蜂窝移动通信系统主要用于话音业务和支持电路交换类型的业务，这两代系统的空中接口速率只有几百kbit/s。
将在21世纪初投入使用的3G系统IMT-2000在室内环境下能提供2Mbit/s的速率，在车载情况下速率至少为144kbit/s。
移动通信已成为当代通信领域发展潜力最大、市场前景最广的热点技术。
当今移动通信系统正向高数据率、高度移动性和大范围覆盖方向发展。
尽管3G系统标准比现有无线技术更强大，但也将面临竞争和标准不兼容等问题。
4g 模块的工作原理
4g 模块的工作原理如今，移动通信已成为我们生活中不可或缺的一部分，而4G模块技术的出现，更是让我们的通信更加便捷和高速。
4G模块是一种新一代的无线通信技术，这种技术以其高速度、低时延和高可靠性等特点，正在逐渐取代传统的2G和3G模块。
所谓4G模块，指的是一种基于第四代移动通信技术的通信模块。
在工作原理上，4G模块与3G模块类似，都是采用了CDMA技术。
但是4G模块相比3G模块来说，区别更大。
接下来，我们将从以下几个方面详细介绍4G模块的工作原理。
1. 4G模块的工作原理 - 蜂窝网络4G模块的一个重要工作原理就是蜂窝网络。
蜂窝网络是指将整个通讯区域分为若干互不重叠的区域，每个区域内放置一个基站，然后所有的用户通过基站与网络相连。
这种网络结构使得单个基站只需要处理超小范围内的通讯数据，从而提高了整个通讯系统的效率和稳定性。
2. 4G模块的工作原理 - OFDM技术OFDM技术是指正交频分复用技术，其中的正交频分复用是指将一个信道分成若干个子信道，而信道之间互相正交，保证了它们之间相互独立。
在4G模块中，OFDM技术的出现解决了传统单载波技术对于频率资源的浪费，提高了无线网络的容量和抗干扰性能。
3. 4G模块的工作原理 - MIMO技术MIMO技术是指多输入多输出技术，它可以通过采用多个天线，使无线信号可以从多个不同的方向进行传输。
在4G模块中，MIMO技术的应用也能够极大的提高整个通讯系统的容量和覆盖范围。
4. 4G模块的工作原理 - LTE技术LTE技术是指长时域演进技术，在4G模块中被广泛应用。
它采用了复杂的MIMO技术和OFDM技术，将射频传输速率大幅度提高，使4G 模块成为真正的快速网络。
总结起来，4G模块的工作原理是指采用了蜂窝网络、OFDM技术、MIMO技术和LTE技术，使得它具备了高速传输、低延时、高容量以及高可靠性的优点。
随着技术的不断改善和发展，4G模块将继续成为通讯行业重要的一部分。
宽带载波方案
宽带载波方案宽带通信技术的不断发展为更高效、更可靠的数据传输提供了可能。
在宽带通信中，载波方案被广泛采用，以满足不同业务的需求。
本文将介绍几种常见的宽带载波方案。
一、OFDM（正交频分复用）方案OFDM是一种基于频域分集的信号调制技术，通过将频域划分为多个子载波，将原始数据流分配到不同的子载波上进行传输。
每个子载波相互正交，因此可以有效地避免多径传播引起的干扰。
OFDM可以实现高速数据传输和抗干扰能力强的优势。
在宽带通信领域，Wi-Fi和4G LTE等无线通信技术都采用了OFDM方案。
通过合理配置子载波参数，可以实现在不同频段上的高速数据传输。
二、OFDMA（正交频分多址）方案OFDMA是基于OFDM的多址方案，在多用户场景下更加高效。
与传统的单载波多址方案相比，OFDMA将频域划分为多个子通道，并将子通道分配给不同的用户进行数据传输。
OFDMA可以灵活地应对不同用户之间的数据需求差异。
通过动态分配子通道资源，可以满足高带宽用户和低带宽用户的不同需求。
因此，在蜂窝通信领域，4G LTE和5G网络都采用了OFDMA方案。
三、SC-FDMA（单载波频分多址）方案SC-FDMA是一种在高速移动通信中使用的载波方案。
与OFDMA相比，SC-FDMA将频域和时域结合起来，减少了无用的频域资源，并提高了功率效率。
在4G和5G移动通信中，SC-FDMA被用于上行链路传输，可以提供更好的覆盖范围和更高的系统容量。
对于移动终端用户来说，SC-FDMA还可以延长电池续航时间。
四、CDMA（码分多址）方案CDMA是一种广泛应用于移动通信的载波方案，通过将不同用户的信号编码成不同的扩频码，在同一频带上进行传输。
CDMA方案具有良好的多路径干扰抑制能力和高容量特性。
在2G和3G移动通信中，CDMA被广泛应用。
然而，由于频谱利用效率相对较低，CDMA在4G和5G网络中逐渐被OFDM和OFDMA技术所替代。
总结：在宽带通信中，不同的载波方案适用于不同的应用场景。
4G通信中的OFDM技术
4G通信中的OFDM技术新一代移动通信(beyond 3G/4G)将可以提供的数据传输速率高达100Mbit/s，甚至更高，支持的业务从语音到多媒体业务，包括实时的流媒体业务。
数据传输速率可以根据这些业务所需的速率不同动态调整。
新一代移动通信(beyond 3G/4G)将可以提供的数据传输速率高达100Mbit/s，甚至更高，支持的业务从语音到多媒体业务，包括实时的流媒体业务。
数据传输速率可以根据这些业务所需的速率不同动态调整。
新一代移动通信的另一个特点是低成本。
这样在有限的频谱资源上实现高速率和大容量，需要频谱效率极高的技术。
MIMO技术充分开发空间资源，利用多个天线实现多发多收，在不需要增加频谱资源和天线发送功率的情况下，可以成倍地提高信道容量。
OFDM技术是多载波传输的一种，其多载波之间相互正交，可以高效地利用频谱资源，另外，OFDM将总带宽分割为若干个窄带子载波可以有效地抵抗频率选择性衰落。
因此充分开发这两种技术的潜力，将二者结合起来可以成为新一代移动通信核心技术的解决方案，下面详细介绍这两种技术及其二者的结合方案。
MIMO技术MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put)系统，该技术最早是由Marconi于1908年提出的，它利用多天线来抑制信道衰落。
根据收发两端天线数量，相对于普通的S ISO(Single-Input Single-Output)系统，MIMO还可以包括SIMO(Single-Input Multi-ple-Output)系统和MISO(Multiple-Input Single-Output)系统。
可以看出，此时的信道容量随着天线数量的增大而线性增大。
也就是说可以利用MIMO 信道成倍地提高无线信道容量，在不增加带宽和天线发送功率的情况下，频谱利用率可以成倍地提高。
利用MIMO技术可以提高信道的容量，同时也可以提高信道的可靠性，降低误码率。
4G选用OFDM不用CDMA的原因？
由于信道传输特性不理想，各类无线和移动通信中普遍存在着符号间干扰(ISI)。
通常采用自适应均衡器来加以克服，但是，在高速数字通信系统中，为了保证克服ISI，往往要求均衡器的抽头数很大，尤其是城市环境可能使得均衡器的抽头数达上百。
这样，必然大大增加了均衡器的复杂程度，使设备造价和成本大大提高。
为了能在下一代移动通信中有效解决这一问题，OFDM技术因其频谱利用率高和抗多径衰落性能好而被普遍看好，以取代复杂而昂贵的自适应均衡器。
近年来，由于DSP技术的飞速发展，OFDM作为一种可以有效对抗ISI的高速传输技术，引起了广泛关注。
OFDM能在与CDMA的PK中胜利的原因：1. OFDM具有更好的频谱扩展性，可以有效地支持宽带传输。
目前的CDMA带宽只有5M，要支持LTE的20M，就必须同时采用多个CDMA载波，最多4个，所造成的额外设计还是可以忍受的，但是考虑到IMT-ADvance系统（4G），100M 带宽上将多个5M的wcdma载波绑定太过于复杂，必须采用基于OFDM的技术。
2. OFDM是一种正交传输技术，用户之间无干扰，而CDMA系统中不可避免地存在多用户干扰。
但是建议采用CDMA技术的公司主张采用先进接收机技术抑制或消除MUI，解决用户间干扰不一定非得OFDM技术。
相关仿真结果表明，不带有RXD和子带调度的OFDM系统的吞吐量只比采用LMMSE均衡器＋DFE接收机性能的HSDPA系统大8％；但在用户公平性方面有微弱的损失。
采用子带调度的OFDM系统可以获得8％的额外性能增益；如果采用RXD，OFDM系统和MC-HSPA系统几乎有相同的性能。
3. 就LTE来说，对CDMA的取舍本来还是在两可之间，最终选择OFDMA作为下行多址技术归根结底还是因为这是大多数公司的选择。
基础知识——CDMA与OFDM比较
一、什么是 CDMA 技术CDMA 直译为码分多址，是在数字通信技术的分支扩频通信的基础上发展起来的一种技术。
所谓扩频，简单地说就是把频谱扩展。
CDMA 技术采用的是直接序列扩频方式，就是用具有噪声特性的载波以及比简单点到几点通信所需带宽宽得多的频带去传输相同的数据。
同调频、调幅技术一样，直接序列扩频是一种调制技术，它采用一个码序列（高速）去调制原始数据信息（低速），这样调制后的信息就能以高速传输。
二、 CDMA 技术的起源扩频技术的起源要追溯到二战时期，这种思想的初衷是防止敌方对己方通讯的干扰。
我们知道，由于窄带通讯采用的带宽只有几十kHz，只需要使用一个具有相同发射频率及足够大功率的发射机就可以非常容易地干扰对方的通信。
因为无论调幅、调频技术都很难从恶劣的信噪比环境中恢复原始信息。
CDMA 这种新频的想法就是通过特殊的码型处理，把信号能量扩散到一个很宽的频带上，湮没在噪声里，在接收端只有通过相同的码型才能把信号恢复出来（整个过程就像加密、解密一样），我们称之为直接序列扩频。
由于信号湮没在噪声里，故很难被敌方侦测到。
因此，这种技术在军事领域中有着广泛的应用。
三、 CDMA 的软容量是指什么按上面对 CDMA 系统的类比，房间里可能不断有新的交谈者进入。
当然交谈者总数有一定限度，这与房间大小、人的音量、交谈者之间的距离都有密切的关系。
这里我们又引入了几处新类比：房间的大小对于CDMA 系统来说就是单载波的容量；而交谈者之间的音量则相当于 CDMA 系统中手机的发射功率；音量控制即对应着 CDMA 中一个非常重要的技术---功率控制；交谈者的距离即对应手机与基站的距离。
通过这个例子，我们可以总结出CDMA 系统的一些特点：CDMA 系统是一个自干扰系统； CDMA 系统单载频的容量不像 FDMA 、 TDMA 那样是固定的，这也就是我们常提到的 "软容量 "；因此功率控制在 CDMA 系统中起着重要作用，它直接影响着系统容量。
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由于信道传输特性不理想，各类无线和移动通信中普遍存在着符号间干扰(ISI)。
通常采用自适应均衡器来加以克服，但是，在高速数字通信系统中，为了保证克服ISI，往往要求均衡器的抽头数很大，尤其是城市环境可能使得均衡器的抽头数达上百。
这样，必然大大增加了均衡器的复杂程度，使设备造价和成本大大提高。
为了能在下一代移动通信中有效解决这一问题，OFDM技术因其频谱利用率高和抗多径衰落性能好而被普遍看好，以取代复杂而昂贵的自适应均衡器。
近年来，由于DSP技术的飞速发展，OFDM作为一种可以有效对抗ISI的高速传输技术，引起了广泛关注。
OFDM能在与CDMA的PK中胜利的原因：
1. OFDM具有更好的频谱扩展性，可以有效地支持宽带传输。
目前的CDMA带宽只有5M，要支持LTE的20M，就必须同时采用多个CDMA载波，最多4个，所造成的额外设计还是可以忍受的，但是考虑到IMT-ADvance系统（4G），100M 带宽上将多个5M的wcdma载波绑定太过于复杂，必须采用基于OFDM的技术。
2. OFDM是一种正交传输技术，用户之间无干扰，而CDMA系统中不可避免地存在多用户干扰。
但是建议采用CDMA技术的公司主张采用先进接收机技术抑制或消除MUI，解决用户间干扰不一定非得OFDM技术。
相关仿真结果表明，不带有RXD和子带调度的OFDM系统的吞吐量只比采用LMMSE均衡器＋DFE接收机性能的HSDPA系统大8％；但在用户公平性方面有微弱的损失。
采用子带调度的OFDM系统可以获得8％的额外性能增益；
如果采用RXD，OFDM系统和MC-HSPA系统几乎有相同的性能。
3. 就LTE来说，对CDMA的取舍本来还是在两可之间，最终选择OFDMA作为下行多址技术归根结底还是因为这是大多数公司的选择。