4G移动通信系统的主要特点和关键技术

4G移动通信系统的主要特点和关键技术

摘要本文对于4G 移动通信系统的主要特点进行了简要介绍，重点探讨了4G 系统中可能采用的几个关键技术，以供参考。

关键词4G移动通信系统；特点；关键技术

随着经济的发展和人们生活水平的提高，传统的2G、2.5G以及3G系统已经无法人们利用现代移动通信系统进行高速多媒体数据业务的需要，不少国家开始加大了4G 移动通信系统的研发及应用。所以本研究不仅具有一定的学术价值，还具有重要的现实意义。

1 4G移动通信系统的主要特点

1.1 高速率

如果为大范围高速移动用户，4G移动通信系统的数据速率可达到2Mb/s；中速用户，速率可达到20Mb/s；如果为低速移动用户，可达到100Mb/s。

1.2 良好的兼容性

采用的是全球统一的标准，让移动通信运营商的用户都可以享受共同的4G 服务，真正达到了一部手机在全球的任何一个地点均可以自由通信。

1.3 智能化

采用的是广域接入和分布网络形式，能够实现非对称的不同速率之间的自动切换，能够自适应地完成资源分配，根据不同业务的实际需求对资源做出最大化的合理配置。人们所需要进行的移动办公都可以在4G移动通信系统中轻松完成，除了具备传统的语言数据传输功能外，还可以实现多媒体计算机的所有功能。

2 关键技术

2.1 OFDM

4G移动通信系统使用的核心技术就是OFDM，即正交频分复用技术，为一种属于多载波调制技术，主要技术原理是把即将传输的串行数据流分解转变成若干较以低速率运行的并行子数据流，然后把它们各自调制至相互正交的子载波上，完成之后对其合成输出，需要注意的是输出的数据速率大小应当和串行数据流分解前的速率大小保持一致。OFDM的优势非常明显：抗多径干扰以及窄带干扰能力和3G移动通信系统单载波系统相比较强；和常规的频分复用系统比较，利用OFDM技术可以实现频谱资源的最大限度使用；可以最大限度的利用信噪比相对较高的子信道，同时具有极强的抗频率选择性衰落能力；能够和时分、频

分等不同方式进行合作，适应多径以及移动信道传播条件，实现了对多种业务的灵活支持。

2.2 调制与编码

系统使用了MCM技术，主要作用机理是多载波码分多址以及正交频分复用时分多址。如果遇到数据传输速率不太高，同时多径干扰相对较弱时，还需要采取合适的均衡算法就能够保证系统正常工作。不过如果为宽带数据业务，考虑到数据传输速率相对较高，时延扩展影响导致了数据符号之间出现了相互重叠，进而会造成符号间干扰，这种情况下就对均衡提出了更高的要求，一般来说引入十分复杂的均衡算法，加大了实现困难。与此同时，如果信号的带宽超过或者接近信道的相干带宽条件下，信道可能会导致频率选择性衰落，需要重视。

2.3 基于IP的核心网

高技术能够完成不同网络间的无缝连接任务，可以独立于多种具体的无线接入方案中，开展端到端的IP业务。我们知道，4G技术本身就属于一种开放的结构，能够允许多种空中接口自由的接入网络互联，所以设计人员在设计IP核心网时往往就必须具备相当大的灵活性，一般不用考虑无线接入应当通过哪一种种方式以及协议来实现。4G系统采用IPv6替代了原来的IPv4，直接导致IP地址长度变成了128 bit，这种情况下，除了使得地址空间增大外，安全性能得到了一定程度的提高。用户在使用IPv6网络的过程中，还能够根据需要对网络层的数据采取加密处理，实现对IP报文的校验工作，系统中的加密与鉴别选项还为用户提供了分组的保密性以及完整性，从而在很大程度上保障了网络的安全性。

2.4 多用户检测技术

该技术属于宽带CDMA通信系统中使用的抗干扰的重要内容，在它的终端以及基站都通过用户检测技术而大幅度增加了系统的容量，不过在通信系统架构过程中，还必须考虑各个用户信号之间在进行传输过程中可能存在某种相关性。一般来说，假若只有个别客户使用了数据传输，那么多址的干扰发生的可能性虽然非常小，然而受到全球覆盖率的作用，也会导致用户数量的不断增加或者是信号功率的不断增大，这种情况下多址干扰就必然变成了CDMA通信系统中的关键干扰内容。现阶段来说，3G移动通信系统所用的检测主要是根据经典直接序列扩频技术而实现的，利用每个用户的接收信号来实现扩频码匹配处理，所以其抗干扰能力相对较差；但是多用户检测技术则最大限度的通过导致多址干扰的全部用户信号信息来完成对于单个信号的检测处理工作，这种处理方式必然会使得抗干扰性检测能力更加优良，也在很大程度上降低了系统对于功率控制精度所提出的要求，优势较为明显。

2.5 智能天线

该技术的主要任务是分析到达无线阵列信号，主要机理是通过自适应算法，较为灵活地对所发射的波束进行使用，还能够起到自动跟踪和数字波束智能调节

等多种作用，利用阵列天线技术以及现代数字信号处理技术，能够在很大程度上起到减少干扰或者被干扰的作用，以实现同一信道上接收以及发射的多种信号之间不会互相干扰，从而能够大大提高频率的利用率，在提高系统性能的同时还可以扩大传输容量。除此之外，智能天线采用的定向波束功能，其信号能传递的距离比相对较远，能够在质量得以保证的条件下，扩大覆盖区域，从而有效降低了系统成本。

3 结论

综上所述，4G移动通信系统作为一种多功能集成的宽带移动通信系统，是能够满足市场需求的新型移动通信系统，应当不断加大对其关键技术的研究和开发工作，以使其更好的服务于人们的生活和工作。

参考文献

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[2]乔明月.浅析3G与4G移动通信技术[J].中国新技术新产品，2010（22）.

[3]张丽敏.浅析4G移动通信技术[J].电脑知识与技术，2010（17）.