移动通信4G技术.docx

4G - 核心技术 4G 是集 3G 与 WLAN 于一体,并能够传输高质量视频图像,它的图像传输质量与高清晰度电视不相上下。 4G 系统能够以 100Mbps 的速度下载,上传的速度也能达到 20Mbps ,并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。(1) 接入方式和多址方案( 正交频分复用) 是一种无线环境下的高速传输技术, 其主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道, 在每个子信道上使用一个子载波进行调制, 各子载波并行传输。尽管总的信道是非平坦的, 即具有频率选择性, 但是每个子信道是相对平坦的, 在每个子信道上进行的是窄带传输, 信号带宽小于信道的相应带宽。 OFDM 技术的优点是可以消除或减小信号波形间的干扰, 对多径衰落和多普勒频移不敏感, 提高了频谱利用率, 可实现低成本的单波段接收机。 OFDM 的主要缺点是功率效率不高。(2) 调制与编码技术 4G 移动通信系统采用新的调制技术,如多载波正交频分复用调制技术以及单载波自适应均衡技术等调制方式,以保证频谱利用率和延长用户终端电池的寿命。 4G 移动通信系统采用更高级的信道编码方案(如 Turbo 码、级连码和 LDPC 等) 、自动重发请求(ARQ) 技术和分集接收技术等,从而在低 Eb/N0 条件下保证系统足够的性能。(3) 高性能的接收机 4G 移动通信系统对接收机提出了很高的要求。 Shannon 定理给出了在带宽为 BW 的信道中实现容量为 C 的可靠传输所需要的最小 SNR 。按照 Shannon 定理, 可以计算出, 对于 3G 系统如果信道带宽为 5MHz , 数据速率为 2Mb/s , 所需的 SNR 为 ; 而对于 4G 系统,要在 5MHz 的带宽上传输 20Mb/s 的数据,则所需要的 SNR 为 12dB 。可见对于 4G 系统,由于速率很高,对接收机的性能要求也要高得多。(4) 智能天线技术智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能, 被认为是未来移动通信的关键技术。智能天线应用数字信号处理技术, 产生空间定向波束, 使天线主波束对准用户信号到达方向, 旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向, 达到充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。(5)MIMO 技术( 多输入多输出) 技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术, 它采用的是分立式多天线, 能够有效的将通信链路分解成为许多并行的子信道, 从而大大提高容量。信息论已经证明, 当不同的接收天线和不同的发射天线之间互不相关时, MIMO 系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能, 从而获得巨大的容量。例如: 当接收天线和发送天线数目都为 8 根, 且平均信噪比为 20dB 时, 链路容量可以高达 42bps/Hz , 这是单天线系统所能达到容量的 40 多倍。因此,在功率带宽受限的无线信道中, MIMO 技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。在无线频谱资源相对匮乏的今天, MIMO 系统已经体现出其优越性,也会在 4G 移动通信系统中继续应用。(6) 软件无线电技术软件无线电是将标准化、模块化的硬件功能单元经过一个通用硬件平台, 利用软件加载方式来实现各种类型的无线电通信系统的一种具有开放式结构的