探讨移动通信4g技术的应用与分析

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2015年14期 173

探讨移动通信4g 技术的应用与分析

张金东1 乔文通2 王学敏3

1.身份证：150422************，内蒙古 呼和浩特 010000

2.身份证：150124************，内蒙古 呼和浩特 010000

3.身份证：150223************ ，内蒙古 呼和浩特 010000

摘要：就4G 通信技术发展的趋势来看，未来4G 通信技术将成为世界各国通信技术发展的必然选择。它也必定会对人们的生活带来很大的改变。当前，国际上的4G 标准已经基本制定完成，我国的4G 也已经进行了局部地区的使用，在未来的发展4G 通讯将成为主流。

关键词：移动通讯；4g 技术；应用分析 中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1671-5780(2015)14-0173-02

引言

OFDM 的英文全称为Orthogonal Frequency -Division Multiplexing ，中文含义为正交频分复用。这种技术是HPA 联盟（HomePlug Powerline Alliance ）工业规范的基础，它采用一种不连续的多音调技术，将被称为载波的不同频率中的大量信号合并成单一的信号，从而完成信号传送。由于这种技术具有在杂波干扰下传送信号的能力，因此常常会被利用在容易受外界干扰或者抵抗外界干扰能力较差的传输介质中。

1 移动通信4G 技术基本介绍

移动通信4G 技术是第四代移动通信技术的简称，主要是基于目前全面应用的3G 技术而做出了一些升级和改进。在目前的移动通信4G 技术中，主要有两个方面的概念，一个是宽带的接入概念，另一个是分布网络概念。目前对于移动通信4G 技术的具体要求是数据传输能力必须达到21vlbit /s ，只有满足这一速率才能称之为4G 技术。在移动通信4G 技术中，主要包含四个方面的内容：

（1）宽带无线固定接入 （2）宽带无线局域网 （3）移动宽带系统 （4）交互式广播网络

通过比较发现，移动通信4G 技术比3G 技术内容更多、功能更强大。最突出的不同在于4G 技术可以实现无线平台和不同频带之间的无线网络服务。移动通信4G 技术带给我们最直观的感受就是整体通信速度更快、通信质量更高、网络的整体带宽更宽。

2 4G 移动通信关键技术应用探讨 2.1 OFDM 技术

4G 移动通信系统主要以OFDM 技术（正交频分复用）为核心，OFDM 技术本质是多载波调制技术之一。OFDM 技术日益受到通信领域专家学者的关注，主要是因为OFDM 技术拥有以下优势：

（1）具有较高的频谱利用率。4G 移动通信系统的频谱效率高出其他串行系统1倍，由于OFDM 信号的相邻子载波形成重叠，由此，频谱利用率几乎可以达到极限。

（2）具有较强的抗衰落能力。利用OFDM 技术可以将用户信息置于不同子载波进行网络传输，使子载波信号与相同速率的单载波信号时间长，因此，OFDM 技术有良好的抗噪声和抗衰落能力。

（3）具有较高的传输速率。OFDM 技术的自适应调制机制可以使多路子载波根据自己所在信道的实际情况选择不同的调制方式。当传输信道情况良好时，可以采用高效率的信号调制方式；当传输信道情况较差时，可以选择抗干扰、抗噪声能力强的信号调制方式。同时，OFDM 技术采用了加载算法，可以将数据信息集中在传输信道情况良好的信道中进行高速传输，由此，OFDM 技术可以实现高速率数据传输功能。

2.2 智能天线技术

4G 移动通信的智能天线技术选择的是SDMA 技术（空时多址技术），利用不同信号在传输信道上传输方向不同的

差异性，将频率相同、时隙相同和码道相同的传输信号进行

区分，改变传输信号的覆盖范围，以主波束与用户相对，零陷与干扰信号方向相对，实现环境变化的自动监测，为终端用户提供优质的传输信号，真正消除和抑制干扰噪声信号。通过智能天线技术可以有效改善信号质量，增加数据传输容量。

2.3 MIMO 技术

MIMO 技术采用分立式多天线技术，以此实现空间分集，将一个网络通信链路分解成为多个并行的通信子信道，从而提高网络带宽的数据容量。信息理论已经证明，当不同的接收天线和发射天线之间没有关联关系时，MIMO 技术可以提高移动通信系统的抗干扰、抗噪声和抗衰落能力，以此获得巨大的数据传输容量。在功率受限、带宽受限的无线网络传输信道中，利用MIMO 技术可以提高数据传输速率、扩充传输容量。

2.4 软件无线电技术

在4G 移动通信系统中，如果想要实现用户在任何环境下可以随时接入无线网络的通信方式，必须保证用户移动通信终端接口可以适应不同类型的无线网络接口，才能使用户在不同网络环境下进行业务切换、实现无缝漫游。由此可见，在4G 移动通信系统中，软件应用程序将会越来越复杂，通信领域专家提出利用软件无线电技术，软件无线电技术是近几年来的新型技术，是以数字信号处理为技术核心，以无线电微电子技术作为技术支撑。软件无线电技术概念的提出受到了移动通信领域专家学者的关注，其内在的市场价值更是受到了通信运营商的广泛关注。

2.5 多用户检测技术

4G 移动通信系统用户终端和信号基站都需要利用多用户检测技术来提高移动通信系统容量。多用户检测技术的思想理念是：将同一时间内占用传输信道的全部用户的信号均作为有用信号，不再将其作为噪声干扰进行处理，利用各种信息技术对有用信号进行处理，实现对多用户信号的联合检测。多用户信号检测技术是基于传统信号检测技术之上实现的，利用造成噪声干扰的用户信号实施检测，以此降低移动通信系统对于功率控制准确度的要求，有效利用传输信道的信息资源，扩充系统数据容量。

3 移动通信4G 技术的作用及具体应用

随着移动通信技术的发展，移动通信技术的发展主要以满足用户的网络需求为主。鉴于目前网络技术的快速发展，集成网络技术、通信技术于一体的综合数据传输技术成为了研发重点，由此诞生的3G 技术成为了移动通信技术的重点发展方向。但是受到网络技术的限制，3G 技术在数据信息处理上以及带宽和数据传输速度上距离我们理想状态还有差距，因此在3G 技术的基础上，4G 技术被提了出来，从目前移动通信4G 技术的研究来看，移动通信4G 技术的作用和具体应用主要表现在以下几个方面：

3.1 4G 技术具有更高的智能性

移动通信4G 技术相比3G 技术智能化程度更高，不但在通信终端和操作系统上实现了完全的智能化功能，也从实

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