4G通信技术探讨

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摘要：最近几年，伴随社会科技的高速进步，通信手段也有了较高的发展，4G 通信技术的推广在当代通信方面的进步有很大的促进作用。本文将对近年来 4G 通信技术和它的主要技术展开讨论。

关键词：4G/5G；通信；技术

一、4G 通信技术概论我们提到的4G，通常是相关人员对第四代移动通信的简单叫法，在广义上的正规称呼是 IMT—Advanced。相对以前 3G 通信手段，4G通信手段具备相当鲜明的特征，就是4G通信技术可以有效地加进高品质的视频通信。由实际情况表现，这个先进技术已经在许多方面得到采用。从信息数据的传输速度角度而言，有了特别大的改善。由我国的华为电子所展示的4G通信技术可以看到，4G通信技术完全能够达到静止状态以1Gbps流量、动态下以100Mbps流量的传递速度，持续地传递数据。当前观察，就 4G 的使用状况和它的功能来看，同样也展开了新的改革与拓展。二、4G通信中的主要技术尽管 4G通信技术的使用领域在持续地扩张，不过现阶段国内的 4G 通信领域还处于研究初级状态，有很大的网络融合趋势。当前的4G通信领域里，一般应用的主要手段有正交频分复用手段（OFDM）、智能天线和软件无线电、基于 IP 的核心网还有MIMO 等几种，分别阐释如下：（1）正交频分复用技术（OFMD）OFDM（即 Orthogonal Frequency Division Multiplexing），这是第4代移动技术的关键技术，这个技术算是多载波调制手段，即MCM里的一项，关键机理是把当初的信道分为多个正交子通道，并把高速的数据数据转变成并排的低速子数据流，而调制在这部分子信道上传递。正交频分复用技术（OFMD）的优势是比串行系统的频谱效率高、抗老化功能高、符合高速的数据传递还有抗码间干扰能力相对强。 （2）智能天线技术智能天线，往往被当成自适应阵列天线，它是通过天线阵、波束组合成的算法和波束构成的网络三方面共同组成。智能天线经过满足某准则的算法调整各阵元信号的加权幅度和相位，并在这个层次上来调整天线的排列方式，由此起到提高信号和控制搔扰信号的目标。由功能方面观察，智能天线还有抵御干扰、随机跟踪和数字波束的调整等作用，被大量当做是处理信号频率资源短缺、增强通信速度、增加系统内存和保障通信质量的关键方法。 （3）软件无线电技术软件无线电是运用数字信号解决软件达到无线功能的方法.可以在同一个平台上运用软件解决基带数据.经过加载多种软件,能够到达不一样的业务功能。它的优势是:1.透过软件方法.灵活达到硬件作用2.具备优秀的灵活性和可编程性;3.能够替代高价的硬件电路达到复杂的作用;4.关于氛围的适应性好不容易老化;5.方便系统提升.缩少客户设备资金。 （4）基于 IP 的核心网4G 核心网多数是出于IP的网络，它能够高效地达到多类型网络中的无间隙沟通。4G 核心网的构建相当开放，同意多类型的接口加入这个核心网；核心网能够把业务、传输与操作等项目区分形成。引进 IP 后，无线加入的手段核心网络中的商定和链路层中是分开存在的。因为 IP 能和多项加入协议合理地融入，所以在展开核心网络计算时就有着相当大的波动性与操作性，压根不用关于无线加入的方法和协议进行思考。（5）MIMO 技术MI MO（即 Multiple Input Multiple Output）技术，一般运用的是在发射端和接收端安装若干发射天线和接收天线，经过发射天线和接受天线中的互相融合，提高客户通信品质、增强通信速度。MIMO 信道能够大量地增加无线信道的存储，在不添加天线发射功率和带宽的前提下，能够达到频谱运用率的高效提升。从根本上而言，MIMO技术多数是给系统增添空间分集增益和空间叠用增益。空间叠用手段，一般是为了增加信道的内存，但空间分集则是为了提升信道可信度，并减少信道的错误率。所以，MIMO 技术的关键在于可以把原始的通信网络里所有的多路径衰退影响，变为关于客户通信功能有用的提高因素。三、4G 通信技术的创新与发展出于上述有关 4G 通信手段的探讨可以看到，4G 通信手段已然变成现阶段信息发展的关键表现，它包括过去全部通信技术无法比较的优点与根基，使用过程里也更便利和人性化，可以应付多个用户群的需要，所以，4G 通信手段会有良好的发展方向。（1）4G 通信手段和Ipv6 技术在以后的数年的使用过程里，Ipv6的地址长度会增加到4倍，即它会运用 l28 位的地址长度，如此这般地址空间能很大地提高，以后客户不会遭到地址内存有限的约束。（2）4G在智能手机里的运用运用4G能在语音联系的时候两方面传输数据和图像。4G手机能够按照环境、时间的设定来提示手机的户主该干什么或不该干什么。4G手机能够把电影院数据直接下载出来，涵盖卖票数据、座位数据。四．未来通信发展趋势5G在各个能力指标方面相比较于4G都会有巨大提升。如峰值速率可达20Gbps，达到4G的20倍；用户体验速率可达1Gbps以上，是4G的100倍；空口单向时延低至1毫秒以内，约4G的1/5，能效要达到4G的100倍以上。这些都是5G所追求的目标。现在已经有多家公司在研究5G技术，并且相信在不久的将来5G技术就会出现我们用户的面前，它将是一场革命，一场通讯史上改革。虽然现在还有一些难题存在，但解决的办法也在慢慢找到。5G发展关键技术如下：（1）高频段传输移动通信传统工作频段主要集中在3GHz以下，这使得频谱资源十分拥挤，而在高频段(如毫米波、厘米波频段)可用频谱资源丰富，能够有效缓解频谱资源紧张的现状，可以实现极高速短距离通信，支持5G容量和传输速率等方面的需求。高频段在移动通信中的应用是未来的发展趋势，业界对此高度关注。足够量的可用带宽、小型化的天线和设备、较高的天线增益是高频段毫米波移动通信的主要优点，但也存在传输距离短、穿透和绕射能力差、容易受气候环境影响等缺点。射频器件、系统设计等方面的问题也有待进一步研究和解决。监测中心目前正在积极开展高频段需求研究以及潜在候选频段的遴选工作。高频段资源虽然目前较为丰富，但是仍需要进行科学规划，统筹兼顾，从而使宝贵的频谱资源得到最优配置。 （2）新型多天线传输多天线技术经历了从无源到有源，从二维(2D)到三维(3D)，从高阶MIMO到大规模阵列的发展，将有望实现频谱效率提升数十倍甚至更高，是目前5G技术重要的研究方向之一。由于引入了有源天线阵列，基站侧可支持的协作天线数量将达到128根。此外，原来的2D天线阵列拓展成为3D天线阵列，形成新颖的3D-MIMO技术，支持多用户波束智能赋型，减少用户间干扰，结合高频段毫米波技术，将进一步改善无线信号覆盖性能。目前研究人员正在针对大规模天线信道测量与建模、阵列设计与校准、导频信道、码本及反馈机制等问题进行研究，未来将支持更多的用户空分多址(SDMA)，显著降低发射功率，实现绿色节能，提升覆盖能力。 3. 同时同频全双工最近几年，同时同频全双工技术吸引了业界的注意力。利用该技术，在相同的频谱上，通信的收发双方同时发射和接收信号，与传统的TDD和FDD双工方式相比，从理论上可使空口频谱效率提高1倍。全双工技术能够突破FDD和TDD方式的频谱资源使用限制，使得频谱资源的使用更加灵活。然而，全双工技术需要具备极高的干扰消除能力，这对干扰消除技术提出了极大的挑战，同时还存在相邻小区同频干扰问题。在多天线及组网场景下，全双工技术的应用难度更大。五、结语5G 通信技术显现着信息技术的进步，在很大程度上它方便了人们的生活以及工作，对于经济的发展有着很大促进作用。在现在这个信息时代，要高速发展5G技术提高信息技术手段。 参考文献：[1]李翠华.4G中的关键技术OFDM[J].黑龙江科技信息,2010(19).[2]王芳.4G中的MIMO-OFDM原理及关键技术[J].中国新通信,2009(23).[3]杜加懂,林辉.多天线无线信道仿真与建模方法[J].电信网技术,2007(10).[4]王相平.IPv6技术——新一代网络技术[M].北京:电子工业出版社,2008.[5]程清,胡芝.移动通信系统研究[M].西安:西北工业大学出版社,2008(8).[6]张克平.LTE-B3G/4G移动通信系统无线电技术[M].北京:电子工业出版社,2008.[7]Hsiao-Hwa Chen,Mohsen Guizani著.张兴等译.下一代无线电系统与网络[M].北京:机械工业出版社,2008.

备注：本人是2010年通信专业毕业的。过去几年做了3年的网络信息安全/技术保障维护。现在已改作行政2年多。注册通信人家园，不能下载，现在自己在写文章也难了。所以将此篇（我花了900元）找人代写的放在上面，希望有用，希望各位高人不要说我垃圾无知。