移动通信与智能技术

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1、移动通讯与智能技术综述学院：电子工程学院专业：智能科学与技术班级：学号：姓名：4G时代移动通信关键技术浅析一、引言4G,即第四代移动电话行动通信标准，指的是第四代移动通信技术，外语缩写为4G。该技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式。4G集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、高质虽、音频、视频和图像等。4G能够以100Mbps以上的速度下载，比忖前的家用宽带ADSL(4兆)快25倍,并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。此外,4G可以在DSL和冇线电视调制解调器没冇覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，相

2、对于传统的无线通信技术，4G有着不可比拟的优越性。本文着重介绍一些4G通信技术屮的关键部分。二、关键技术介绍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人。此外，码元速度的提高引起信号带宽相应增大，当信号带宽大干信道的相关带宽吋会造成频率选择性衰落。F1前单载波调制技术为了能够尽虽减轻这种衰落而采用了均衡技术，但却不得不以增加信道噪声作为代价。未來的无线多媒体业务首

3、先要求数据传输速率要高，同时乂要保证传输质量,这就要求所采用的调制解调技术既要有较高的信元速率，乂要有较长的码元周期。基于这样的考虑，产^kTOFDM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。其主要思想是：将信道分成若T正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制在每个子信道上进行传输。止交信号可以通过在接收端釆用相关技术来分开，这样可以减少子信道Z间的相互干扰(ICI)O每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而R由于

4、每个了信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得和对容易。OFDM技术之所以越来越受关注，是因为OFDM有很多独特的优点：⑴频谱利用率很高，频谱效率比串行系统高近-倍。这一点在频谱资源有限的无线环境小很重要。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I'可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(ImpulseNoise)和信道快衰落的抵抗力更强。同时，通过了载波的联合编

5、码，达到了了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。(3)适合高速数据传输。OEDM自适应调制机制使不同的了载波可以按照信道情况和噪声背景的不同使用不同的调制方式。当信道条件好的吋候，采用效率髙的调制方式。当信道条件差的时候，采用抗干扰能力强的调制方式。再有，OFDM加载算法的采用，使系统可以把更多的数据集屮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。(2)抗码间干扰仃SI)能力强。码间干扰是数字通信系统中除噪声干扰Z外最主

6、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，就会造成一定的码间干扰。OFDM由于采用了循环前缀，对抗码间干扰的能力很强。除上述优点外，OFDM也有3个较明显的缺点：首先,对频偏和相位噪声敏感。频偏和相位噪声会使OFDM各子载波之间的正交性恶化,使信噪比下降。其次，功率峰值与均值比(PARR)人，导致发送端放人器功率效率较低。由于OFDM的信号是由多个独立的经过调制的子载波信号相加合成的，因此有可能产牛比较人的峰值功率,也就有可能产生较人的PARR值。而过高的PA

7、RR值通常会对发送端功率放人器提出较高的线性要求，从而增加基站和川户终端的成本。第三，口适应的调制技术使系统复杂度有所增加。OFDM采用的口适应调制技术会增加发射机和接收机的复杂度，并口当移动终端达到车载的移动速度时，口适应的调制技术就没有很大意义了。2、智能天线智能天线定义为波束间没有切换的多波束或口适应阵列天线。多波朿天线在一个扇区中使用多个固定波束，而在自适应阵列屮，多个大线的接收信号被加权并且合成在一起使信噪比达到最人。与固定波束犬线相比，犬线阵列的优点是除了捉供高的犬线增益外，还能提供相丿应倍数的分集增益。但是它们要求

8、每个天线有一个接收机，还能提供相应倍数的分集增益。智能犬线具有抑制信号干扰、白动跟踪以及数字波束调节等智能功能，其基本工作原理是根据信号来波的方向口适应地调整方向图，跟踪强信号，减少或抵消干扰信号。智能天线可以提高信噪比，提升系统通信质量，缓解无线通信日益发展与