4G移动通信技术构架及其应用

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第四代移动通信系统(简称4g)，是时下国内刚刚普及的无线通信系统，该通信系统能够给移动无线终端提供高QOS、无缝隙、高速率的无线业务需求，相比于逐渐淘汰的第三代移动通信系统，4G网络更加接近个人通信，本文就将其关键技术的体系结构进行介绍，望能够和同仁进行交流。

一、4G移动通信系统的概述

截至目前在移动通信领域，几乎是每相隔10年便会出现一次变革，1G的出现在上个世纪80年代直至现在全国普及的4G网络，历时约40年间从最初的模拟移动通信系统过渡到蜂窝移动通信系统，再过渡到3G时代的IMT技术，网络传输的速率不断升高，直至现在移动通信依然成为了目前通信领域中市场前景最为广阔、发展潜力最大的热点技术。4G通信技术所提供的业务种类也更加多样化，完美的融合了商业无线网络、局域网络、电视、广播等技术，相比于3G网络第四代网络技术其数据的频谱利用率、智能性、安全性将会更高，所示说4G移动通信技术就是一个全IP的网络。

二、4G技术的特点和网络特征

1、技术特点

4G移动通信技术的主要特点表现在6方面，①灵活性好，其中完美融合了智能技术，在数据的传输过程中能够对其资源进行分配，确保在任何环境下都能实现信号的收发处理;②兼容性好，国际电信联盟宣布目前全世界范围内几乎所有的移动通信标准中都可以通过4G网络标准进行兼容;③业务类型多用户能够实现共存，4G通信可以根据用户的业务类型，满足几乎所有的业务需求;④技术基础扎实，4G移动网络技术以无线接入、OFDM和软件无线电技术作为基础，从而提升了系统的使用效率;⑤不受时间和地点的约束，所有的4G网络能够满足各种多媒体的接入方式，只要网络覆盖区域完全不受时间等因素的限制;⑥拥有自己的网络架构，4G移动网络是一个能够进行自适应和自我管理的网络系统，适时满足系统升级或发生变化后的使用需求。

2、网络特征

4G移动网络特征主要包含7个方面:①具有现有和将来网络都能够接入的系统基础结构;②能够和互联网形成统一;③具备灵活性、开放性且能够满足扩展的特性;④能够实现自我组织、自我适应和重新构架的能力;⑤满足网络用户进行通信、娱乐、信息和广播等多项服务需求;⑥移动终端在移动的过程中同样能够完成数据的传输和系统的切换;⑦能够实现网络技术和接入技术各自的发展等。

三、4G网络关键技术和应用

1、正交频分复用技术(OFDM)

无线多媒体业务要求高效的数据传输能力，所以在采用的调制调节技术中必须具备超高的信元速率，同时还应该具有较长的码元周期，而OFDM调制技术就能够完全满足这些需求，OFDM是基于无线传输技术，该种技术能够将既定频域中既定信道分成多个正交子信道，然后将每一个子信道上额子载波进行调制处理，实现所有的子载波同时传输的情况，因此使得每个信道都会趋于平缓，除此之外还能够有效的避免信道之间出现信号干扰，提高频谱利用率。

2、软件无线电

软件无线电是一个能够将模块化、标准化的功能硬件单元统一的平台，同时具备开放性的平台，在实现无线电通信系统时依靠软件加载的方式进行，这样一来可以经由各种程序软件来完成各个系统中的单一终端漫游，其核心内容是通过软件对无线功能进行定义，亦能够使用宽带信号变换器。该软件系统囊括了各种无线信令规则、信号流变换软件、信源编码软件等。

3、多输入多输出技术(MIMO)

MIMO指的是在移动终端或者基站都拥有多个天线，该种技术能够为系统提供空间分集增益和复用增益。其空间分集又分为两个类型，分别是发射和接收分集，分集增益技术能够获得更高的编码增益，所以在目前的研究中成为了热点;空间复用增益是在发射和接受端口均设置多个副天线，依次将多径分量进行充分利用，实现单一频道的多个子信道进行发射信号。在移动4G网络中使用MIM0技术可以明显增加网络频谱的使用率，通过空间分集增益让无线信道的性能得到显著改善，同时还能够有效的拓宽无线系统的覆盖范围和扩容无线系统的全部容量。

作者：陈震 单位:广东怡创科技股份有限公司