现代通信技术论文精编版

现代通信技术论文公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

摘要：

目前移动通信系统已经经历了三代，虽然第三代移动通信系统（3G）提供了宽带信息业务，但由于其具有局限性，所以第四代移动通信系统（4G）的发展应运而生。4G将多种无线技术融合为一体, 为用户提供基于全IP的多媒体服务，具有高速、抗干扰、兼容性好和低成本等特点。虽然4G的发展还面临着许多挑战，但它将是移动通信系统发展的必然趋势。

关键词：第四代移动通信系统；网络结构；关键技术；OFDM；

一．什么是第四代移动通信技术

严格说来，现在还不能对第四代移动通信作出确切地定义，但可以肯定，4G 通信将是一个比3G通信更完美的无线世界，它可以创造出许多难以想象的应用。

关于4G的一般描述为：“第四代移动通信的概念可称为广带接入和分布网络，具有非对称的和超过2Mbit/s的数据传输能力。它包括广带无线固定接入、广带无线局域网、移动广带系统和互操作的广播网络（基于地面和卫星系统）。此外，第四代移动通信系统将是由多功能集成的宽带移动通信系统，也是宽带接入IP系统”。

二．第四代移动通信系统的特征

4G系统应该具有下面的特征：

1. 通信速率更高

专家称，4G的实际速率将达到10~20Mbit/s，最高可达100Mbit/s。

2.网络占用频谱更宽

据研究，每个4G信道将占用100MHz的频谱，相当于WCDMA3G网络的20倍。

3.通信终端更加灵活

4G终端的功能已不能简单划归“电话机”的范畴，因为语音数据的传输只是4G 移动电话的功能之一。而且4G终端的外观和样式上将有惊人的突破，可以想象，眼镜、手表、鞋都有可能是终端。

4.智能性能更高

这里不仅指4G终端设备的设计和操作上，更重要的是4G终端可以实现许多难以想象的功能。

5.兼容性能更高，过渡更平稳

为了让更多的用户在投资更少的情况下平稳地过渡到4G系统，4G通信系统应当具备全球漫游、接口开放、能跟多种网络互联、终端多样化以及能从3G平稳过渡等特点。

6.高质量的多媒体通信

4G通信系统提供的宽带无线多媒体通信服务将包括语音、数据、影像等多种业务应用。

7.通信费用更加便宜

4G通信与其他技术相比，部署起来容易迅速得多，同时在建设4G通信网络系统时，通信运营商们将考虑直接在3G通信网络的基础设施之上，采用逐步引入的方法，这样就能够有效地降低运营成本。

三．第四代移动通信系统的关键技术

1，OFDM正交频分复用技术

3G中的核心技术是码分多址CDMA（CodeDivisionMultiplexAccess），在4G中核心技术是正交频分复用技术

OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionModulation)。未来无线多媒体业务对数据传输率和传输质量有较高的要求，所以调制技术需要具备较高的信元速率以及较长的代码元素周期。

4G的核心技术正交频分复用技术

OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionModulation)，属于多载波调制MCM（Multi-CarrierModulation），载波的频率由标准委员会选为正交的，所以没有串扰或干扰。它将指配的信道分成许多正交子信道，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。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。OFDM系统框图见图3所示。

简介OFDM的工作原理，输入数据信元的速率为R，经过串并转换后，分成M个并行的子数据流，每个子数据流的速率为R/M，在每个子数据流中的若干个比特分成一组，每组的数目取决于对应子载波上的调制方式，如PSK、QAM等。M个并行的子数据信元编码交织后进行IFFT变换，将频域信号转换到时域，IFFT块的输出是N个时域的样点，再将长为Lp的CP(循环前缀)加到N个样点前，形成循环扩展的OFDM信元，因此，实际发送的OFDM信元的长度为Lp＋N，经过并/串转换

后发射。接收端接收到的信号是时域信号，此信号经过串并转换后移去CP，如果CP长度大于信道的记忆长度时，ISI仅仅影响CP，而不影响有用数据，去掉CP

也就去掉了ISI的影响。由于OFDM信号是经过IFFT得到的，发送的数据在频域被充分随机化，OFDM信号可以认为是独立同步分布的随机变量的线性组合。当子载波非常大时，由中心极限定理知OFDM信号近似服从复高斯分布，从而OFDM信号具有较大的峰值平均功率比（PAPR），此为OFDM系统的一个缺点。由于OFDM 系统各个子载波间相互正交，OFDM系统另外一个缺点是对系统频偏比较敏感

2.软件无线电（SDR）技术

在4G系统中，由于移动用户在不同的系统间漫游，系统之间以及系统内部需要

无缝切换，而且随着4G系统的发展，会不断出现新的业务和新的需求，这些都

需要对终端和网络节点进行重新配置。软件无线电在4G中的可能应用为： a)采用软件无线电实现的基站可同时为多个网络服务； b) 当终端移动时可重新

配置。如当移动终端移动到一个采用不同标准的移动通信系统中时，终端可按照该系统的标准重新自动配置该终端，从而使该终端获得服务。采用软件无线电技术实现的移动终端或基站将采用模块化结构，主要由天线模块、LNA 模块、ADC/DAC功率放大器模块、DSP 模块和多媒体模块等组成。软件无线电技术主要涉及数字信号处理硬件（DSPH）、现场可编程器件（FPGA）、数字信号处理（DSP）等。

1软件无线电的理论基础

●?采样理论：由于软件无线电所覆盖的频率范围一般都要求比较宽，例如从

到，只有具有这么宽的频段才能具有广泛的适应性。对于如此宽的频带采用Nyquist低通采样所需的采样速率至少要大于，在目前很不实际。所以无法使用