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4G数字移动通信系统的发展及展望 学生学号：2011020324 所在班级：信工112班 所在院系：信息工程系 学生姓名：黄 方 4G移动通信系统的发展及展望 摘要：近年来,随着我国通信行业的迅速发展,4G通信技术在各行业中得到了广泛的应用与推广。4G移动通信技术是3G移动通信技术的升级,其通信技术具有传输速度高、安全性高、技术保障能力强、更有人性化等方面的优点,成为移动通信行业的主导技术,满足了用户的基本需求。文章阐述了4G移动通信技术的概念和特征,在此基础上,针对4G移动通信关键技术以及应用进行了探讨,并提出了其技术的展望。 关键词：4G；通信技术；无线通信；网络结构；核心技术 一、引言 4G是指第四代移动通信及其技术，是我们熟悉的2G、3G的升级版。4G最大的数据传输速率超过100Mbit/s，是移动电话数据传输速率的1万倍，是3G移动电话速率的50倍。4G手机可以提供超高性能的汇流媒体内容，并通过ID应用程序成为个人身份鉴定设备。它也可以接受高分辨率的电影和电视直播节目，从而成为合并广播和通信的新基础设施中的一个纽带。2G时代，我们通过手机打电话和发短信，并尝试一些低速移动上网服务。3G时代网络速度有了提升，也带动了智能手机的兴起。4G来临，对网络速度要求更高、体验更好的应用会成为用户新宠。通信业专家项立刚说过，如果把2G比作自行车，3G则是绿皮火车，那么4G就将是高速动车。G）移动通信系统 4G移动通信网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层、应用网络层。物理网络层提供接入和路由选择功能，它们由无线和核心网的结合格式完成。中间环境层的功能有QoS映射、地址变换和完全性管理等。物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的是开放的，它使发展和提供新的应用及服务变得更为容易，提供无缝高数据率的无线服务，并运行于多个频带。这一服务能自适应多个无线标准及多模终端能力，跨越多个运营者和服务，提供大范围服务。第四代的关键技术传输；抗干扰性强的高速接入技术、调制和；高性能、小型化和低成本的自适应阵列智能天线；大容量、低成本的无线和光接口；资源；软件无线电、网络结构协议等。第四代主要是以正交（OFDM）为技术核心。OFDM技术的特点是网络结构高度可扩展，具有良好的抗噪声性能和抗多干扰能力，可以提供无线数据技术质量更高（速率高、时延小）的服务和更好的性能价格比，能为4G无线网提供更好的方案。例如无线区域环路（WLL）、数字音讯广播（DAB）等，预计都采用OFDM技术。4G移动通信对加速增长的广带无线连接的要求提供技术上的回应，对跨越公众的和专用的、室内和室外的多种无线系统和网络保证提供无缝的服务。移动通信会向数据化，高速化、宽带化、频段更高化方向发展，移动数据、移动IP预计会成为未来移动网的主流业务。[ G移动通信系统的核心技术 从前面对4G通信系统的描述中可看出，它是一个远比3G更加复杂的通信系统，它的实现需要依托于很多新兴技术。在4G通信系统中可能采用的关键技术主要包括OFDM、软件无线电、智能天线、移动IPv6等，下面分别介绍这几种4G通信系统中的关键技术。1. OFDM(正交频分复用)由于无线信道存在多径效应，数据信号在各种不同类型的无线信道上传输时，产生的时延会造成接收信号的码间干扰，尤其当码元速率提高而周期相应缩短时，时延将会跨越更多的码元，而使这种干扰变得更大。未来的无线多媒体业务首先要求数据传输速率要高，同时又要保证传输质量，这就要求所采用的调制解调技术既要有较高的信元速率，又要有较长的码元周期。基于这样的考虑，产生了OFDM技术，属于多载波调制技术(MCM)中的一种。OFDM是4G通信网的核心技术。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)频谱利用率很高，频谱效率比串行系统高近一倍。这一点在频谱资源有限的无线环境中很重要。OFDM信号的相邻子载波相互重叠，从理论上讲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，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，使OFDM对脉冲噪声(Impulse Noise)和信道快衰落的抵抗力更强。同时，通过子载波的联合编码，达到了子信道间的频率分集的作用，也增强了对脉冲噪声和信道快衰落的抵抗力。因此，如衰落不特别严重，就没必要再添加时域均衡器。再有，OFDM加载算法的采用，使系统可以把更多的数据集中放在条件好的信道上以高速率进行传送。因此，OFDM技术非常适合高速数据传输。(3)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，它与加性的噪声干扰不同，是一种乘性干扰。造成码间干扰的原因有很多，实际上，只要传输信道的频带是有限的，就会造成一定的码