4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)研究

【摘要】隨著科技的不斷發(fā)展，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率也在不斷的提升，4G移動(dòng)通信技術(shù)的出現(xiàn)不僅能夠更好的實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的傳輸，并且在傳輸效率和傳輸?shù)馁|(zhì)量上都有了明顯的改善和提高。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程中，人們對(duì)于信息傳播的需求也越來(lái)越高，4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)也恰好滿(mǎn)足了人們的使用需求。本文通過(guò)對(duì)4G移動(dòng)通信系統(tǒng)特點(diǎn)的研究，來(lái)對(duì)4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的論述。

【關(guān)鍵詞】4G移動(dòng)通信系統(tǒng)；特點(diǎn)；關(guān)鍵技術(shù)

現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展使信息通信技術(shù)由原來(lái)的一代移動(dòng)通信系統(tǒng)（1G）轉(zhuǎn)變?yōu)榱烁咚俚牡谌苿?dòng)通信系統(tǒng)（3G）時(shí)代，在進(jìn)入到3G移動(dòng)通信系統(tǒng)后，對(duì)于通信的質(zhì)量和傳輸?shù)乃俣榷加辛嗣黠@的改進(jìn)和提高，并且也逐步形成了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的使用熱潮，對(duì)于人們的生活和工作都帶來(lái)了極大的便利。3G通信系統(tǒng)不僅有著高質(zhì)量的媒體業(yè)務(wù)，同時(shí)也有著大量的數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)，在通信的質(zhì)量方面也有了質(zhì)的飛躍，因此備受人們所青睞。但隨著時(shí)代的快速發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，3G移動(dòng)通信系統(tǒng)已經(jīng)不能夠更好的滿(mǎn)足現(xiàn)代化通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅虼司托枰懈哔|(zhì)量、更快速度的通信系統(tǒng)來(lái)彌補(bǔ)這一不足，而4G網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)通信技術(shù)的研究也正是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的，在4G網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)通信技術(shù)出現(xiàn)后，無(wú)論是在信息傳輸?shù)馁|(zhì)量還是在傳輸?shù)乃俣壬舷啾?G網(wǎng)絡(luò)都有了明顯的改善，并且極大的滿(mǎn)足了人們對(duì)于移動(dòng)通信不斷增長(zhǎng)的需求。

一、3G與4G二者之間的區(qū)別

第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)3G的標(biāo)準(zhǔn)有幾種不同的形式，包括CDMA2000 、TD-SCDMA和WCDMA等幾種模式，在以往移動(dòng)2G時(shí)代，3G模式的體驗(yàn)相對(duì)較好，并且普遍被人們所接收，但是也存在著一定的不足，表現(xiàn)在以下幾方面內(nèi)容：3G移動(dòng)通信系統(tǒng)不能夠提供動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的多種速率業(yè)務(wù)；無(wú)法實(shí)現(xiàn)多頻率多種環(huán)境下的漫游業(yè)務(wù)；在傳輸?shù)乃俣群蛡鬏數(shù)馁|(zhì)量上還存在著一些不足。但是相比之下，第四代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)4G相對(duì)于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)3G在技術(shù)系統(tǒng)上有了明顯的升級(jí)和改善，在技術(shù)參數(shù)上也有著明顯的不同，從實(shí)際應(yīng)用效果上來(lái)看，4G網(wǎng)絡(luò)在傳輸質(zhì)量和傳輸速率上的優(yōu)勢(shì)要更大，并且多頻的漫游業(yè)務(wù)質(zhì)量也要更高。

二、第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)是基于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)建立起來(lái)的，因此相比前三代的移動(dòng)通信系統(tǒng)要更具優(yōu)勢(shì)。第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中所表現(xiàn)出的特點(diǎn)和技術(shù)目標(biāo)主要有以下幾點(diǎn)內(nèi)容：首先，安全性和快捷性更高。其次，提供的業(yè)務(wù)服務(wù)更為優(yōu)質(zhì)，并且具有較強(qiáng)的靈活性，在頻譜的利用率上表現(xiàn)的更為明顯。而主要的技術(shù)特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾方面內(nèi)容：

（一）4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的靈活性更好。4G移動(dòng)通信系統(tǒng)能夠通過(guò)更為強(qiáng)大的職能技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的信息資源分配，并且分配的靈活性相對(duì)以往也有著明顯的優(yōu)勢(shì)，在對(duì)智能信號(hào)的處理上可以根據(jù)不同信道條件下不同的環(huán)境來(lái)選擇合適的信息資源進(jìn)行信號(hào)的發(fā)送和接收，并且對(duì)于通信過(guò)程中的大小逐漸轉(zhuǎn)變的業(yè)務(wù)流也能夠進(jìn)行有效的資源配置，從而實(shí)現(xiàn)其良好的適應(yīng)性、智能性和靈活性，這對(duì)于提高4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的質(zhì)量也有著直接的作用。

（二）在數(shù)字寬帶技術(shù)中表現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)。4G移動(dòng)通信系統(tǒng)是利用多毫米波的傳輸波段來(lái)進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)?，這種傳輸方式相比以往能夠更好的提高用戶(hù)的容量，并且在傳輸?shù)倪^(guò)程中不會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象，如果能夠合理的加以利用，那么也將會(huì)是數(shù)字寬帶技術(shù)的一大突破，但是在應(yīng)用的過(guò)程中還存在著一系列的難題有待我們?nèi)ソ鉀Q。

（三）能夠?qū)⒍喾N不同的業(yè)務(wù)進(jìn)行有效的融合。4G移動(dòng)通信系統(tǒng)所支持的業(yè)務(wù)種類(lèi)更多，并且處理的效果更高。不僅能夠支持會(huì)議電視、高清圖像處理，還支持虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)等更為多樣的移動(dòng)業(yè)務(wù)。用戶(hù)在應(yīng)用4G移動(dòng)通信系統(tǒng)時(shí)，無(wú)論在何種位置都能夠更好的體驗(yàn)到高質(zhì)量的信息服務(wù)，并且4G移動(dòng)通信業(yè)務(wù)綜合了廣播、信息系統(tǒng)、個(gè)人通信以及多種娛樂(lè)行業(yè)，這樣也就更好的豐富了人們的通信質(zhì)量，從而營(yíng)造出一個(gè)更為優(yōu)質(zhì)、更為全面的移動(dòng)通信信息平臺(tái)。

三、4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要技術(shù)

（一）以IP為基礎(chǔ)的核心網(wǎng)。3G移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)不是IP，如WCDMA是以GSM-MAP為基礎(chǔ)；CDMA2000是以ANSI-41為基礎(chǔ)。而4G移動(dòng)通信系統(tǒng)是一個(gè)全面以IP為基礎(chǔ)的核心網(wǎng)絡(luò)，能夠完成端點(diǎn)之間的IP業(yè)務(wù)傳輸，能夠同已經(jīng)存在的PSTN和核心網(wǎng)共存，主要優(yōu)勢(shì)有：低成本的集成網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)；完成不同網(wǎng)絡(luò)間的無(wú)縫連接。其主要解決的難點(diǎn)有：要建立擴(kuò)展性較高的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以滿(mǎn)足多樣接口接入核心網(wǎng)的要求；合理的計(jì)費(fèi)和鑒權(quán)；及時(shí)把控制、業(yè)務(wù)和傳輸?shù)裙δ芊蛛x。

（二）編碼和調(diào)制。為了確保在較低Eb/N0狀態(tài)下繼續(xù)保持優(yōu)良的性能，4G移動(dòng)通信系統(tǒng)一般采用級(jí)聯(lián)碼、Turbo碼和LDPC等較高級(jí)的信道編碼方案，NTT DoCoMo狀態(tài)下的4G實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)通常會(huì)采用Turbo碼的信號(hào)編碼方式。

（三）多址方案和無(wú)線(xiàn)接入方式。4G移動(dòng)通信系統(tǒng)在CDMA、FDMA、OFDM、TDMA等多址方式中最有可能選擇OFDM的多址類(lèi)型，其主要優(yōu)勢(shì)包括：相鄰小區(qū)和用戶(hù)間不會(huì)發(fā)生干擾；不同信號(hào)間無(wú)干擾；可以完成較低成本的單波段接收機(jī)；不受多普勒頻移和多徑衰落問(wèn)題影響等。較低的功率效率是OFDM的主要缺陷。近年來(lái)日本首次采用了VSF-OFCDM的無(wú)線(xiàn)接入方式，其屬于多載波CDMA類(lèi)型，具有對(duì)多徑干擾不敏感和高頻譜利用率等優(yōu)點(diǎn)。

（四）高性能接受機(jī)。4G移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)接受機(jī)的要求較高。Shannon定理為我們指出了在帶寬固定的信道中要完成容量為C的可靠性傳輸所需的最小的SNR數(shù)值，因此，在3G系統(tǒng)中如果帶寬為5MHz，數(shù)據(jù)傳輸速度為2Mbps，那么所要求的SNR要達(dá)到1.2dB；而在4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中，要在同等帶寬上完成20Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速度，則SNR值至少為12dB，由此可以看出，4G移動(dòng)通信系統(tǒng)需要更高性能的接收機(jī)。

四、結(jié)束語(yǔ)

4G移動(dòng)通信系統(tǒng)相比于3G系統(tǒng)具有更為顯著的優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)代移動(dòng)通信中的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛。因此，移動(dòng)通信技術(shù)開(kāi)發(fā)和研究人員應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮4G移動(dòng)通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和特色，在系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)上實(shí)現(xiàn)更高的突破，以滿(mǎn)足更高的用戶(hù)需求和體驗(yàn)。

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