4g通信系统关键技术初探

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1、消费电子2013年11月下ConsumerElectronicsMagazine电子科技4G通信系统关键技术初探马赘，顾晓东，贺伟(三江学院，南京210012)摘要：通信系统是完成信息传揄过程的系统。我国在2009年采用了3G技术，自此3G技术在我国得到了迅猛的发展。但是由于3G技术的带宽和频率等限制，3G技术仍然存在着许多问题，因此4G技术应运而生。本文主要介绍了4G通信系统的关键技术，主要包括：智能天线、软件无线电、正交频分复用技术(OFDM)和MIMO技术。关键词：4G通信系统；智能天线；软件无线电；O

2、FDM；MIMO中图分类号：TN929．5文献标识码：A文章编号：一、通信系统的发展智能天线技术，通常也被称为自适应天线阵列，是一种通信系统是完成信息传输过程的系统。而对于现代的通基于自适应天线原理的移动通信技术。这种技术不仅提高了信系统来说，又分为有线通信系统和无线通信系统两种。所系统容量、增大了覆盖面积、减小了移动台发射功率，同时谓有线通信系统，指电磁波在导引媒体中传播；无线通信系还改善了信号干扰比(SINR)。智能天线技术更适用于具有统，指电磁波在自由空间传播。复杂电波的条件，在4G技术中得到了广泛的应

3、用。常见的智第一代通信系统(1G)是模拟通信系统，在1980年出现，能天线技术有单入多出(SIMO)、多入单出(MIS0)和多入技术发展迅速。第一代通信系统是基于FDMA技术的。当时具多出(MIMO)等多种方式。有代表性的第一代通信系统有：英国的TAC8系统、北欧的(二)软件无线电技术NMT系统、日本的JTA系统和北美的N—AMPS、AMPS系统。但软件无线电技术(8DR，SoftwareDefinedRadio)，是第一代通信系统存在着许多固有的缺陷：容量有限、保密在可编程控制的通用的硬件系统上，使用数字信

4、号处理手段，性能不好和对硬件的升级困难等等，使得逐步被第二代通信使用软件规定无线电台的各种功能：前端接收、中频处理和技术所取代。第二代通信系统(2G)最大的突破就在于变成信号之间的基带处理。软件无线电技术的整个控制台的频带了数字通信系统。根据特点可以分为起源于美国的基于CDMA的协议，都是由软件来规范定义的。在4G系统中，如果想技术的IS95系统和起源于欧洲的基于TDMA的GSM系统。实现“用户可以在随时随地接入网络中”这种十分理想的通但是随着时代的发展以及人们的需求，2G也已经发展到信方式，就必须能让移动终

5、端适合各种不同类型的空中接口，了瓶颈。在此情况下，出现了第三代移动通信系统(3G)。能够转换不同类型的业务，同时能够保证在各种网络环境下第三代移动通信技术指的是高速数据传输的蜂窝移动通讯技的无缝连接。软件无线电技术能够减少开发的产品，同时能术。我国在2009年采用了3G技术，自此3G技术在我国得到够减少硅芯片的容量，减低运算器的价格。了迅猛的发展。但是由于3G技术的带宽和频率等限制，3G(三)正交频分复用技术技术仍然存在着许多问题：第四代移动通信系统的核心技术即为正交频分复用技术(一)提供动态范围多速率的业务

6、十分困难。这是由3G(0FDM)。正交频分复用技术在实质上是一种多载波调制技术。空中接口标准对核心网的限制所引起的，因此3G网络很难提正交频分复用技术具有以下的优点：供多种不同速率的业务。(1)适合高速传输数据。OFDM自适应调制机制能够使(二)通信速率低。CDMA是一种自扰系统，所有移动不同的子载波根据不同的情况选择不同的调节方式。的用户占用的频率和带宽是相同的。而3G采用的正是这种(2)较高的频谱利用率。0FDM的频谱效率是串行系统CDMA技术，所以在系统容量一定的前提下，用户越多，每个的两倍左右。OFD

7、M的频谱利用率非常接近乃奎斯特极限。用户就越难达到较高的通信速率。这种限制主要表现在用户(3)具有很高的抗码间干扰能力(ISI)。所谓码间干扰，对于高速的多媒体业务的需求上。就是除噪声干扰之外，数字通信系统中最主要的干扰。码间(三)不同频段、不同业务之间的无缝漫游实现困难。干扰与其他干扰不同，是一种乘性干扰。0FDM能够有效确保每一个用户都有着不同的软件和硬件模块，目前3G技术还不数据传输的安全性，采取循环前缀来对抗码间干扰。能实现不同终端对于多业务环境的不同配置。(四)MIMO技术二、4G通信系统的概念MI

8、M0技术就是采用多发射、多接收天线进行空间分集的传统的3G技术不能够很好地支持无线多媒体业务，同技术，能够有效将通信链路分解成为许多并行的子信道，因时网络也不够智能化。正是由于3G技术存在着这样的技术难此能够使得容量得到很大提高。MIM0系统是一种能够实现高题，4G技术应运而生。公认的4G概念移动通信系统应该具数据采集速率、提高传输质量和系统容量的空间分集技术。有以下的五个特点：四、总结(I)可以支