4G移動(dòng)通信及關(guān)鍵技術(shù)研究

時(shí)間:2022-07-11 03:38:32

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4G移動(dòng)通信及關(guān)鍵技術(shù)研究

1引言

雖然如今第四代移動(dòng)通信的發(fā)展趨于成熟,然而各國各地區(qū)的4g標(biāo)準(zhǔn)也是有著迥異的區(qū)別的,美國、歐洲和我國的制式都是有不同之處的。由于各國各地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)制式以及各種技術(shù)指標(biāo)都是不一樣的,然而世界各國需要一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行互相溝通,因此ITU就牽頭對4G進(jìn)行了規(guī)劃化、統(tǒng)一化,提出了IMT-AM,IMT-A就是4G。各國對4G的研發(fā)都是保密的,因此會(huì)存在著不同的技術(shù)方法去實(shí)現(xiàn)4G,主流的LTE是時(shí)分與頻分的技術(shù)手段,其中,時(shí)分雙工是具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的4G技術(shù)方式。第四代移動(dòng)通信具有鮮明的特點(diǎn),因?yàn)?G的各種技術(shù)手段的多樣化,因此它的特征更人性化,其特征如下:(1)4G是可以并存多種網(wǎng)絡(luò)格式、制式以及技術(shù)手段的,這里指多個(gè)網(wǎng)絡(luò)融匯。4G是現(xiàn)在正在商用成熟的移動(dòng)通信技術(shù),支持了多種協(xié)議通信,例如,寬帶碼分多址協(xié)議、藍(lán)牙協(xié)議、以及IEEE的有關(guān)協(xié)議等。(2)4G能夠容納更多的用戶進(jìn)行同時(shí)地,互不影響到正常使用,因此它具有很高的頻譜利用率。4G系統(tǒng)目標(biāo)速率為:⊙高速移動(dòng)用戶(250km/h),數(shù)據(jù)速率為2Mb/s。⊙中速移動(dòng)用戶(60km/h),數(shù)據(jù)速率為20Mb/s?!训退僖苿?dòng)用戶(室內(nèi)或步行者),數(shù)據(jù)速率為100Mb/s。由于第四代移動(dòng)通信具有不同的技術(shù)手段,因此在不同的環(huán)境下,可以互相切換,從而實(shí)現(xiàn)無縫、無掉線連接。(3)4G的覆蓋面是非常廣闊的,隨著衛(wèi)星通信的發(fā)展,4G使得我們能夠在地球上基本上所有角落進(jìn)行流暢、無縫的連接到網(wǎng)絡(luò);第四代移動(dòng)通信具有良好的交互條件,可以在移動(dòng)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行無縫連接,而且基本在地球上所有角落都是可以實(shí)現(xiàn)的。這里不僅僅的網(wǎng)絡(luò)連接的流暢、無掉線,它所包含的功能、技術(shù)服務(wù)等等都是互聯(lián)互通的。(4)上面說到4G具有很高的容納能力,可以供更多的用戶使用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò),這得益于它使用更先進(jìn)的技術(shù)手段去實(shí)現(xiàn)更高的頻譜利用率以及更寬的帶寬。(5)多樣化的4G成就了多樣化的業(yè)務(wù)能力,用戶可以根據(jù)需要對自己的業(yè)務(wù)、信道等等進(jìn)行優(yōu)化選擇,使得使用更加舒適與穩(wěn)定。(6)由于4G的先進(jìn)性,以及支持多種通信協(xié)議的優(yōu)勢,因此使得它成為很具兼容能力的技術(shù)手段。

2第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

(1)多入多出技術(shù)(MIMO)。這里指的多入多出技術(shù)是指,天線接收到多發(fā)射多接收技術(shù),同時(shí)進(jìn)行一個(gè)信號的傳送與接收,給移動(dòng)通信帶來了更加高到效率,這也是它具有高帶寬利用率以及高的容納量的原因。(2)正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM)。該技術(shù)手段是為了提高頻譜利用率所研制的,它利用了正交信號的互不干擾的特性,進(jìn)行多信號疊加傳輸,每個(gè)信道都得到了充分的利用。(3)智能天線技術(shù)(SA)。采用天線陣列,可以根據(jù)環(huán)境的不同,能夠采用相應(yīng)的算法自我調(diào)整每個(gè)方向的權(quán)重大小,從而形成更有利于通信的方向圖以及方向場。(4)軟件無線電技術(shù)(SWR)。軟件無線電的核心,顧名思義,就是用軟件的方法去調(diào)整硬件工作的模式,用一個(gè)統(tǒng)一的硬件平臺通過軟件的方式去實(shí)現(xiàn)硬件的問題,比如:上下變頻,調(diào)制解調(diào)等等。(5)4G網(wǎng)絡(luò)面臨的安全問題。與其他移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)一樣,移動(dòng)通信具有空間鏈路的不穩(wěn)定性;由于各種技術(shù)、方式的不同,因此總有短板對其進(jìn)行著制約;雖然不同協(xié)議、格式可以進(jìn)行切換,然而切換是有延遲的,這涉及到同步的問題;4G網(wǎng)絡(luò)的載體,會(huì)隨著移動(dòng)通信的發(fā)展而性能更加強(qiáng)大,這也給智能病毒帶來了營養(yǎng)豐富的載體;網(wǎng)絡(luò)格式、結(jié)構(gòu)不同,因此需要對訪問、認(rèn)定等技術(shù)進(jìn)行研究、突破。

34G的發(fā)展現(xiàn)狀

早在六年前的2011年,4G已經(jīng)在通信大國瑞典進(jìn)行了商用。并至今仍在研究4G的先進(jìn)技術(shù)成分。日本是世界通信行業(yè)領(lǐng)先國際的大國,在我國3G還沒有商用的十年之前,3G已經(jīng)在日本廣泛應(yīng)用了,因此作為領(lǐng)頭羊的日本,對4G的研究也做出了功不可沒的貢獻(xiàn),日本的DCM移動(dòng)通信公司與日本國政府共同計(jì)劃并研制了4G,并至今仍在推動(dòng)著4G的技術(shù)發(fā)展。如今我國以及世界上的通信大國仍在研究4G的先進(jìn)調(diào)制解調(diào)方式,我國的TD-LTE技術(shù)也取得了良好的進(jìn)展,是我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的。我國作為世界通信大國,協(xié)同日美等國家一起推動(dòng)著未來的5G的發(fā)展。

4結(jié)束語

本文詳細(xì)分析了4G的發(fā)展與研制以及4G所涉及到的關(guān)鍵技術(shù)分析,以及4G的現(xiàn)狀與發(fā)展,著眼于目前4G的發(fā)展,展望未來5G的商用,日前,中興公告5G與2019年底商用,華為主導(dǎo)的激化碼成為了5G的標(biāo)準(zhǔn),這些都是我國的通信人才為世界通信做出的貢獻(xiàn),由4G展望5G,未來仍面臨種種挑戰(zhàn)。

作者:徐夢愚 單位:廣東南方電信規(guī)劃咨詢設(shè)計(jì)院有限公司

參考文獻(xiàn)

[1]周花.4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)分析[J].中國新通信,2016(10)