4G移动通信发展论文

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1、4g的优点

4G与3G相比，具有明显的优点：

（1）更高的速度。4G的最高传输速率可超过100Mbit/s，超过3G系统50倍以上，且其传输质量相当于甚至优于3G。

（2）更大的容量。4G在FDMA、TDMA和CDMA的基础上引入空分多址（SDMA），采用自适应波束，使系统容量达到3G的5至10倍。另外，实现在任何地址宽带接入Internet，并能提供信息通信之外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能，包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和互操作的广播网络，实现宽带多媒体通信，通过IP进行通话。为全速移动用户提供150Mbps的高质量影像服务，可进行二维图像的高质量传输，满足无线用户之间三维虚拟现实通信需要。

（3）更灵活的资源分配。4G采用智能技术使其能自适应地进行资源分配，根据网络的动态变化自适应地改变信道条件，自动控制通信过程中业务流量大小，满足通信要求。4G系统网络是一个完全自治、自适应的网络，突破蜂窝组网的概念，采用分组交换，使网络可根据用户的需求分配带宽，以满足系统变化和发展的要求，实现更加广泛的覆盖。4G支持交互式多媒体业务，可进行视频会议、无线互联网等，将个人通信、信息系统、广播和娱乐等各项业务结合成一个整体，为用户提供更广泛的服务和应用。4G系统提供语音、高速信息业务、广播以及娱乐等业务的移动接入，用户根据需要可随时、随地接入到系统中。用户将使用各种各样的移动设备接入到4G系统中，各种不同的接入系统结合成一个公共的平台，它们互相补充、互相协作以满足不同的业务的要求。

2、4G关键技术为适应移动通信

日益增长的高速多媒体数据业务的需求，4G涉及正交频分复用（OFDM）、软件无线电（SDR）、IPv6等技术。

2.1.正交频分复用

正交频分复用的基本原理是把高速数据流通过串/并变换，分配到传输速率相对较低的若干子信道中进行传输，在频域内将信道划分为若干互相正交的子信道，每个子信道均拥有自己的载波调制，信号通过各个子信道独立传输。如果每个子信道的带宽被划分得足够窄，每个子信道的频率特性就可近似认为是平坦的，即每个子信道都可看着无符号间干扰的理想信道，这样在接收端不需要使用复杂的信道均衡技术即可对接收信号进行可靠的解调。OFDM信号的相邻子载波相互重叠，频谱效率比串行系统高近一倍，可有效缓解有限的频谱资源。OFDM通过多个子载波进行用户信息传输，与同速率的单载波系统相比，在每个子载波上的信号时间就会长很多倍，此外，通过子载波的联合编码，对子信道间的频率分集，使OFDM对脉冲噪声和信道快衰落的抵抗力更强。OFDM按照信道情况和噪声背景的不同对不同的子载波使用不同的调制方式，当信道条件好的时候，采用效率高的调制方式，当信道条件差的时候，采用抗干扰能力强的调制方式。OFDM通过加载算法，将更多的数据集中放在条件好的信道上进行高速率传输，OFDM技术非常适合高速数据传输。在数字通信系统中码间干扰是除噪声干扰之外的最主要干扰，OFDM由于采用了循环前缀的方式，有效增强对抗码间干扰的能力。

2.2.软件无线电4G

移动通信系统的移动终端将相当复杂，为实现移动通信终端的多模化，引入软件无线电技术（SDR），采用数字信号处理技术，在可编程控制的通用硬件平台上，利用软件来实现无线电台的各部分功能，如前端接收、中频处理以及信号处理等功能。整个无线电台从高频、中频、基带到控制协议等全部由软件编程来完成。在尽可能靠近天线的地方使用宽带的数/模转换器，尽早地完成信号的数字化，使得无线电台的功能尽可能地用软件来实现。通过软件编程射频频段宽带信号接入方式和调制方式可进行工作模式的改变，同时，通过软件可进行业务的扩展，使得系统的操作使用和升级改造更加灵活方便。

2.3.IPv64G

通信系统选择采用基于IP的全分组的方式传输数据流。IPv6技术可在能够预见的时间风，为网络设备提供唯一的地址，为系统提供巨大的地址空间。IPv6支持无状态和有状态两种地址自动配置，在无状态地址自动配置方式下，系统对需要配置地址的节点使用邻居发现机制获得一个局部连接地址。当发现可使用地址后，使用即插即用方式，在无需人为干预的情况下，即可获得一个全球唯一的路由地址，从而实现系统的自动控制。IPv6在新功能和新服务方面提供更大的灵活性，在IPv6协议下，不同的移动设备有其固定的地址，当移动设备使用位置发生变化时，可通过转交地址的方式提供移动节点当前位置信息，使系统服务的移动性增强。

作者：赵建华 单位：第二炮兵工程大学士官学院