通信學論文-淺析第四代移動通信論文關鍵詞移動通信4G技術要求關鍵技術論文摘要第四代移動通信技術（4G）與前三代移動通信技術相比具有五大技術要求，解決了四大關鍵技術后4G將一統(tǒng)移動通信的天下。引言移動通信技術飛速發(fā)展，已經歷了3個主要發(fā)展階段。每一代的發(fā)展都是技術的突破和觀念的創(chuàng)新。第一代起源于20世紀80年代，主要采用模擬和頻分多址(FDMA)技術。第二代(2G)起源于90年代初期，主要采用時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)技術。第三代移動通信系統(tǒng)(3G)可以提供更寬的頻帶，不僅傳輸話音，還能傳輸高速數(shù)據(jù)，從而提供快捷方便的無線應用。但是第三代移動通信系統(tǒng)仍是基于地面標準不一的區(qū)域性通信系統(tǒng),盡管其傳輸速率可高達2Mb/s，仍無法滿足多媒體通信的要求,因此第四代移動通信系統(tǒng)(4G)的研究勢在必行。一、4G的定義及其技術要求第四代移動通信技術可稱為廣帶(Broadband)接入和分布網絡，具有非對稱超過2Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸能力，對全速移動用戶能提供150Mb/s的高質量影像服務，將首次實現(xiàn)三維圖像的高質量傳輸。它包括廣帶無線固定接入、廣帶無線局域網、移動廣帶系統(tǒng)和互操作的廣播網絡(基于地面和衛(wèi)星系統(tǒng))，集成不同模式的無線通信，移動用戶可以自由地從一個標準漫游到另一個標準。其廣帶無線局域網(WLAN)能與B-ISDN和ATM兼容，實現(xiàn)廣帶多媒體通信，形成綜合廣帶通信網(IBCN)，他還能提供信息之外的定位定時、數(shù)據(jù)采集、遠程控制等綜合功能。其主要技術要求是：(1)通信速度提高，數(shù)據(jù)率超過UMTS，上網速率從2Mb/s提高到100Mb/s。(2)以移動數(shù)據(jù)為主面向Internet大范圍覆蓋高速移動通信網絡，改變了以傳統(tǒng)移動電話業(yè)務為主設計移動通信網絡的設計觀念。(3)采用多天線或分布天線的系統(tǒng)結構及終端形式，支持手機互助功能，采用可穿戴無線電，可下載無線電等新技術。(4)發(fā)射功率比現(xiàn)有移動通信系統(tǒng)降低10100倍，能夠較好地解決電磁干擾問題。(5)支持更為豐富的移動通信業(yè)務，包括高分辨率實時圖像業(yè)務、會議電視虛擬現(xiàn)實業(yè)務。二、4G的關鍵技術1.OFDM(正交頻分復用)OFDM技術實際上是MCM(Multi-CarrierModulation，多載波調制)的一種。其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調制在每個子信道上進行傳輸。正交信號可以通過在接收端采用相關技術來分開，這樣可以減少子信道之間的相互干擾(ICI)。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬，因此每個子信道上的可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號間干擾。而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得相對容易。由于OFDM技術由于具備上述特點，是對高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N潛在的解決方案，因此被公認為4G的核心技術之一。2.軟件無線電軟件無線電（SoftwareDefinedRadio,簡稱SDR）,就是采用數(shù)字信號處理技術,在可編程控制的通用硬件平臺上,利用軟件來定義實現(xiàn)無線電臺的各部分功能:包括前端接收、中頻處理以及信號的基帶處理等。即整個無線電臺從高頻、中頻、基帶直到控制協(xié)議部分全部由軟件編程來完成。其核心是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶的“數(shù)字/模擬”轉換器，盡早地完成信號的數(shù)字化,從而使得無線電臺的功能盡可能地用軟件來定義和實現(xiàn)。軟件無線電是一種基于數(shù)字信號處理(DSP)芯片以軟件為核心的嶄新的無線通信體系結構。3.智能天線智能天線是波束間沒有切換的多波束或自適應陣列天線。多波束天線在一個扇區(qū)中使用多個固定波束，而在自適應陣列中，多個天線的接收信號被加權并且合成在一起使信噪比達到最大。與固定波束天線相比，天線陣列的優(yōu)點是除了提供高的天線增益外,還能提供相應倍數(shù)的分集增益。智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數(shù)字波束調節(jié)等智能功能,其基本工作原理是根據(jù)信號來波的方向自適應地調整方向圖,跟蹤強信號,減少或抵消干擾信號。智能天線的核心是智能算法,而算法決定電路實現(xiàn)的復雜程度和瞬時響應速率,因此需要選擇較好算法實現(xiàn)波束的智能控制。4.IPv6協(xié)議4G通信系統(tǒng)選擇了采用基于IP的全分組的方式傳送數(shù)據(jù)流，因此IPv6技術將成為下一代網絡的核心協(xié)議。（1）巨大的地址空間。在一段可預見的時期內，它能夠為所有可以想像出的網絡設備提供一個全球惟一的地址。（2）自動控制。IPv6還有另一個基本特性就是它支持無狀態(tài)和有狀態(tài)兩種地址自動配置的方式。無狀態(tài)地址自動配置方式是獲得地址的關鍵。在這種方式下，需要配置地址的節(jié)點使用一種鄰居發(fā)現(xiàn)機制獲得一個局部連接地址。一旦得到這個地址之后，它使用另一種即插即用的機制，在沒有任何人工干預的情況下，獲得一個全球惟一的路由地址。（3）服務質量。服務質量（QoS）包含幾個方面的內容。從協(xié)議的角度看，IPv6與目前的IPv4提供相同的QoS，但是IPv6的優(yōu)點體現(xiàn)在能提供不同的服務。IPv6報頭中新增加的字段“流標志”，有了這個20位長的字段，在傳輸過程中，中國的各節(jié)點就可以識別和分開處理任何IP地址流。（4)移動性。移動IPv6（MIPv6）在新功能和新服務方面可提供更大的靈活性。每個移動設備設有一個固定的家鄉(xiāng)地址（homeaddress），這個地址與設備當前接入互聯(lián)網的位置無關。當設備在家鄉(xiāng)以外的地方使用時,通過一個轉交地址(care-ofaddress）來提供移動節(jié)點當前的位置信息。移動設備每次改變位置,都要將它的轉交地址告訴給家鄉(xiāng)地址和它所對應的通信節(jié)點。三、結束語由于4G與13G相比具有通信速度更快，網絡頻譜更寬，通信更加靈活，智能性能更高，兼容性