4G移动通信技术
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4G移动通信系统的关键技术4G移动通信系统的关键技术一:引言4G移动通信系统是第四代移动通信技术的代表,它具有更高的速率、更低的时延和更大的容量。
本文将对4G移动通信系统的关键技术进行详细介绍。
二:物理层技术1. OFDM技术OFDM(正交频分复用)技术是4G移动通信系统的关键基础技术,它能够有效地抵抗多径衰落以及频率选择性衰落,提高系统的频谱效率和抗干扰性能。
2. MIMO技术MIMO(多输入多输出)技术可以利用多个天线进行信号的传输和接收,通过空域上的多径传播提高系统的速率和容量,并提高信号的可靠性。
三:网络层技术1. IP分包技术IP分包技术可以将数据分成多个小包进行传输,提高网络的灵活性和传输效率,适应多种不同的应用场景。
2. 全IP网络技术全IP网络技术是4G移动通信系统中的核心技术,它通过统一的IP协议对语音、数据和视频进行传输,提供统一的服务和优化的网络接入。
四:数据链路层技术1. 自适应调制与编码技术自适应调制与编码技术可以根据信道条件来动态调整调制方式和编码率,提高信号的传输质量和系统的容量。
2. 空间复用技术空间复用技术可以将频率和空间进行灵活的分配,提高系统的频谱效率和容量。
五:移动接入层技术1. LTE技术LTE(Long Term Evolution)技术是4G移动通信系统中最主流的技术,它具有更高的速率和容量,支持多种应用场景和业务需求。
2. WiMAX技术WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)技术是另一种重要的4G移动通信技术,具有较大的覆盖范围和灵活的接入方式。
六:安全与管理技术1. 身份鉴别与认证技术身份鉴别与认证技术可以保护用户和网络的安全,防止未经授权的访问和攻击。
2. 密钥管理技术密钥管理技术可以确保通信过程中的数据安全性,通过合理的密钥、分发和更新策略,保护用户隐私和通信内容的保密性。
4G移动通信传输关键技术及应用优势随着科技的发展和人民生活水平的提高,移动通信已成为现代社会的一种基本需求。
而4G移动通信技术的发展,使得移动通信更加快速、稳定、便捷。
本文将从4G移动通信的传输关键技术和应用优势两个方面,来探讨4G移动通信的重要性。
4G移动通信传输关键技术1. 多天线技术(MIMO)多输入多输出技术(MIMO)是4G移动通信的一项重要技术。
它通过利用多个天线发送和接收数据,提高了信号的传输效率和网络容量。
以前的移动通信系统使用单天线来发送和接收数据,而MIMO技术的应用,使得信号的传输更加稳定和快速。
这项技术的应用,使得移动网络更加稳定可靠,提高了用户的通信体验。
2. 正交频分复用技术(OFDMA)4G移动通信系统采用正交频分复用技术(OFDMA),将信号分成多个正交子信号,并在不同频段传输。
这种技术可以提高频谱的利用率,使得网络更加高效。
该技术在网络传输时可以提高信号的传输速度,具有较高的抗干扰能力,提升了网络的覆盖范围和容量。
3. 载波聚合技术(CA)载波聚合技术(CA)是4G移动通信系统中的一项关键技术,它可以将多个不同频段的载波组合在一起,提高传输速度和网络容量。
通过载波聚合技术,可以使得网络的信号质量更加稳定,覆盖范围更广,网络容量更大,用户的通信体验更佳。
4. 高效的调制解调技术4G移动通信系统采用了更加高效的调制解调技术,如16QAM和64QAM,这些技术使得数据传输更加快速,提高了频谱的利用效率,同时还能够降低网络的功耗,延长了移动设备的续航时间。
4G移动通信应用优势1. 高速数据传输4G移动通信系统的应用,使得移动网络的数据传输速度大大提高,用户可以更加便捷快速地进行数据传输和下载,观看高清视频、进行在线游戏、进行视频通话等操作,极大地丰富了人们的生活方式。
2. 视频通话和高清视频在4G网络的支持下,用户可以享受更加高清的视频通话和视频观看体验。
这些都离不开4G网络高速稳定的传输技术,提升了人们在移动通信领域的体验。
4G通信技术汇总随着移动通信技术的不断发展,4G通信技术已经逐渐取代了3G,成为现代移动通信领域的主流技术。
本文将对4G通信技术进行汇总,并从网络架构、传输技术、多天线技术和协议等方面进行介绍。
1.网络架构4G通信技术采用了分层结构的网络架构,主要包括核心网和无线接入网两部分。
核心网由多个网络节点组成,负责处理用户的数据传输和接入控制等功能。
无线接入网则负责将用户数据从终端设备传输到核心网中。
这种分层结构的网络架构能够提供更高的网络容量和更低的传输时延。
2.传输技术4G通信技术采用了OFDM(正交频分复用)和MIMO(多输入多输出)等传输技术。
其中,OFDM技术可以将信号分成多个子载波频带进行传输,提高了信道容量和抗干扰能力。
MIMO技术则利用多个天线实现空间多样性,提高了系统的传输速率和可靠性。
3.多天线技术4G通信技术中的多天线技术主要包括MIMO和波束赋形技术。
MIMO技术利用多个天线实现空间多样性,提高了系统的传输速率和可靠性。
波束赋形技术则通过调整天线的辐射方向和功率分配,使得信号能够更加集中地传输到目标终端,提高了系统的覆盖范围和传输速率。
4.协议4G通信技术采用了LTE(Long Term Evolution)协议作为网络接口协议,提供了更高的数据传输速率和更低的传输时延。
LTE协议支持IP数据传输和VoIP(Voice over IP)技术,可以实现高质量的语音通话和视频传输。
5.其他技术除了以上介绍的主要技术外,4G通信技术还包括了其他一些辅助技术。
例如,4G通信技术利用了移动IP技术,为移动终端提供了无缝漫游和IP地址持久性等功能。
此外,4G通信技术还支持SIM卡和R-UIM卡等多种身份认证方式,确保用户的通信安全性。
总结起来,4G通信技术在网络架构、传输技术、多天线技术和协议等方面取得了显著的进展。
它提供了更高的数据传输速率、更低的传输时延和更广的覆盖范围,为用户提供了更好的通信体验。
中国移动4G网络介绍随着科技的迅猛发展,移动通信已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
为了满足用户对高速、稳定网络的需求,中国移动于2013年正式启动了4G网络建设,为广大用户提供更快捷便利的通信体验。
本文将介绍中国移动4G网络的特点和优势。
一、4G网络技术简介4G是第四代移动通信技术,指的是第四代宽带无线移动通信技术。
与之前的2G和3G技术相比,4G网络在数据传输速度、信号质量、容量和延迟等方面都有了较大的提升。
中国移动4G网络主要采用的技术标准是TD-LTE(Time Division-Long Term Evolution),其具有高速、稳定和高容量等特点。
二、4G网络的特点1. 高速传输:中国移动4G网络具有超高的传输速度,下行速率可达100Mbps以上,上行速率也能达到50Mbps左右。
这使得用户可以更快地下载、上传文件,流畅观看高清视频,并享受更稳定的在线游戏体验。
2. 较低的延迟:4G网络的延迟相比3G网络有明显的降低,延迟时间减少到毫秒级。
这种低延迟的特点使得用户在进行实时语音视频通话、在线直播和多人游戏时能够更加顺畅和高效。
3. 更好的信号质量:升级到4G网络后,用户在使用移动通信服务时会感受到更加稳定的信号质量。
无论是在城市高楼密集区域还是郊外山区,4G网络都能保持较好的信号覆盖,减少通信中断和信号漂移的情况。
4. 大容量支持:4G网络的大容量支持使得用户可以同时连接更多的设备,并能够更快地上传和下载大数据文件。
这为企业用户的移动办公和个人用户的多设备联网提供了便利。
三、中国移动4G网络的优势1. 覆盖面广:中国移动作为国内最大的移动通信运营商,其4G网络覆盖范围广泛,不仅在城市和县城提供覆盖,还在乡村和偏远地区建设基站,使得更多地区的用户能够享受到4G网络的便利。
2. 技术领先:中国移动在4G网络建设中不断引进国际先进的设备和技术,保持技术上的领先优势。
目前,中国移动已经实现4G网络的连续覆盖和无缝切换,提供给用户更高品质的通信体验。
4G移动通信传输关键技术及应用优势随着信息化时代的到来,移动通信技术得到了迅猛发展,4G移动通信作为目前最先进的移动通信技术之一,具有许多优势和应用价值。
本文将介绍4G移动通信的关键技术和应用优势,希望能够为读者深入了解这一技术提供帮助。
一、4G移动通信的关键技术4G移动通信是第四代移动通信技术的简称,它是对3G技术的升级和进化。
4G技术采用了多种先进的通信技术,使得移动通信速度更快、传输更稳定、功耗更低等一系列特点。
以下是4G移动通信的一些关键技术:1. LTE技术LTE(Long Term Evolution)是4G通信中最为核心的技术标准之一。
LTE技术采用了先进的调制解调技术和多天线技术,使得移动通信的传输速度能够达到几十兆比特每秒,比3G技术提高了很多倍。
LTE技术还支持多用户、多信道的传输,能够更好地满足用户的通信需求。
2. MIMO技术MIMO(Multiple Input Multiple Output)技术是4G通信中的另一个重要技术。
MIMO 技术充分利用了多个天线进行数据传输,能够提高信号的传输速度和传输距离,同时还能够降低信号干扰和提高通信的稳定性。
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术是一种多载波调制技术,是4G通信中最重要的调制技术之一。
OFDM技术通过将频谱分成多个子载波进行数据传输,能够更好地适应复杂的无线信道环境,提高信号的传输速度和可靠性。
4. 蜂窝网络技术4G移动通信还采用了先进的蜂窝网络技术,通过多个基站之间的协作和切换实现高效的覆盖和容量管理,使得用户在移动中也能够获得稳定和高速的通信体验。
由于4G移动通信采用了许多先进的通信技术,使得它在应用方面具有许多优势。
以下是4G移动通信的一些应用优势:1. 高速传输4G移动通信的速度能够达到几十兆比特每秒,比3G技术提高了很多倍。
这意味着用户可以更快速地进行文件传输、视频下载、在线游戏等各种高带宽应用,极大地提高了用户的上网体验。
探析4G移动通信技术的特点及其实践【摘要】4G移动通信技术是当前移动通信领域的主流技术之一,具有高速率、低时延、高可靠性和广覆盖等特点。
在实践中,4G技术被广泛应用于移动互联网、智能手机、物联网等领域,为人们提供了更便捷、快速的网络体验。
4G技术也在不断的发展与完善,未来的发展趋势包括更高速率、更低时延、更广覆盖的要求。
4G移动通信技术的发展对社会生活产生了积极的影响,推动了数字经济的发展,提升了人们的生活质量,加快了信息技术的普及。
4G移动通信技术具有明显的特点和潜力,对社会生活和经济发展都具有积极的影响。
【关键词】4G移动通信技术、特点、实践、发展趋势、社会生活、引言、结论1. 引言1.1 引言在当今信息技术高度发达的时代,移动通信技术已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
而4G移动通信技术作为目前最为先进的通信技术之一,其快速、高效、稳定的特点受到了广泛的关注和应用。
在科技日新月异的今天,我们不得不探析4G移动通信技术的特点及其实践,深入了解其在现代社会中的重要性和应用价值。
在本文中,我们将从4G移动通信技术的概述、特点、应用、发展趋势以及对社会生活的影响等多个方面对其进行全面的探讨,希望能够为读者带来更深入的了解和启发。
随着移动通信技术的持续发展和创新,4G技术必将在未来发挥更为重要的作用,为人们的生活带来更加便捷和高效的通信体验。
中内容到此结束。
2. 正文2.1 4G移动通信技术概述4G移动通信技术是第四代移动通信技术的简称,是基于LTE (Long Term Evolution)标准的无线通信技术。
4G移动通信技术最大的特点是提供了更高的数据传输速率和更低的延迟,能够支持更快速的数据传输和更流畅的多媒体传输。
4G技术还具有更高的网络容量和更好的覆盖范围,能够实现更广泛的网络覆盖和更好的网络质量。
4G移动通信技术采用了多种先进的技术,如MIMO(Multiple Input Multiple Output)技术、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术和频谱聚合技术等,通过这些技术的应用,可以实现更高效的数据传输和更可靠的通信连接。
中国移动4G介绍中国移动4G网络,是中国移动通信集团公司提供的第四代移动通信技术,提供更高速的无线通信服务。
本文将详细介绍中国移动4G网络的特点、优势以及对用户生活的影响。
一、4G网络的概述中国移动4G网络是基于第四代移动通信技术的无线网络系统,它的前身是3G网络。
4G网络具备更高的数据传输速度、更低的延迟以及更高的信号覆盖范围,能够实现更快速、更稳定的无线通信体验。
二、4G网络的特点1. 更高的速度:中国移动4G网络具有更高的速度,可以提供更快的网页加载、视频传输、文件下载等服务。
用户可以更快速地获取信息和进行数据传输,提高工作效率和生活品质。
2. 更低的延迟:4G网络的延迟更低,用户可以更快地与互联网进行互动,无论是在线游戏、远程控制还是视频通话,都能够实现更顺畅的体验。
3. 更广的覆盖范围:中国移动4G网络的信号覆盖范围更广,可以提供更稳定的信号,无论是在城市还是乡村,用户都能够享受到更好的通信服务。
4. 多样化的应用:4G网络不仅可以满足传统手机通信需求,还可以连接各种智能设备,如智能手表、智能家居设备等。
用户可以通过4G网络实现更多样化的应用,方便自己的生活和工作。
三、4G网络对用户生活的影响1. 提升工作效率:通过使用4G网络,用户可以更快速地浏览和处理电子邮件、传输大文件,提高工作效率。
同时,4G网络的低延迟特性也有助于远程协作和视频会议,加强了商务交流的便利性。
2. 丰富娱乐体验:4G网络的高速和稳定性为用户提供了更好的娱乐体验。
用户可以流畅地观看高清视频、在线游戏,并随时获取各种音乐、电影等娱乐资源。
3. 拓展社交圈子:借助4G网络,用户可以随时随地与朋友、家人保持联系。
无论是通过社交媒体还是即时通讯工具,4G网络都能够提供更稳定、更快捷的连接,加强人与人之间的交流。
4. 推动物联网发展:4G网络的普及也促进了物联网的发展。
用户可以通过4G网络连接智能家居设备、智能穿戴设备等,实现智能化的生活方式。
第四代移动通信技术标准1. 介绍移动通信技术是现代社会的基石之一,随着技术的不断发展,各代移动通信技术标准相继出现。
第四代移动通信技术标准(4G)是当前最先进的移动通信技术标准之一。
本文将对第四代移动通信技术标准进行全面、详细、完整且深入地探讨,以帮助读者更好地了解这一技术。
2. 4G的特点第四代移动通信技术标准,相较于前几代的技术标准,在很多方面都有了显著的改进和突破。
以下是4G的一些主要特点:2.1 高速数据传输4G技术支持更高的数据传输速率,能够满足用户对于高速互联网访问的需求。
该技术标准可以提供更快的下载和上传速度,让用户能够更快地完成各种在线任务,如观看高清视频、进行高清语音通话等。
2.2 大容量网络4G技术支持更高的网络容量,能够同时连接更多的用户和设备。
这使得4G网络能够应对日益增长的用户数和设备数,并提供稳定的传输速度和质量。
2.3 低延迟传输4G技术标准采用了更先进的传输技术,能够显著降低网络延迟。
这对于实时应用非常重要,如在线游戏、高清视频会议等。
低延迟传输确保了用户在使用这些应用时的流畅体验。
2.4 更好的覆盖范围相较于前几代的移动通信技术标准,4G技术能够提供更广阔的覆盖范围。
这意味着用户可以在更远的地方接收到稳定的信号,增加了通信的可靠性和可用性。
3. 4G的应用4G技术的广泛应用涵盖了各个领域,以下是4G应用的一些示例:3.1 移动互联网4G技术的高速数据传输和大容量网络使得移动互联网的应用更加便利和强大。
用户可以通过移动设备随时随地访问各类互联网服务,如社交媒体、在线购物等。
3.2 物联网物联网是指通过互联网将各种物理设备进行连接和通信,形成智能化的网络。
4G 技术提供了稳定和高效的网络传输,为物联网的实际应用提供了更好的支持。
3.3 车联网4G技术在车联网领域的应用广泛,可以实现车辆之间的实时通信和数据传输。
这些功能可以提升交通管理的效率和安全性,改善交通状况,并为驾驶员和乘客提供更多的便利和舒适。
4G移动通信传输关键技术及应用优势4G是第四代移动通信技术,其传输速度和质量比3G高出许多,具有较高的带宽、更低的延迟和更好的网络可靠性。
在4G的技术中,涉及到多种关键技术和应用优势,下面将进行介绍。
一、关键技术1. OFDM技术OFDM技术是4G移动通信的核心技术之一。
OFDM技术能够将一个频带分成许多个子载波信号,不同子载波之间的间隔是非常小的,它们可以并行地传输数据。
每个子载波的调制方式和调制深度都是不同的,具有多重接入和抗多径衰落的特点。
OFDM技术能够有效地提高系统的频谱利用率和网络容量。
MIMO技术是一种利用多条天线来传输和接收数据的技术。
MIMO技术可以在同一频段上同时传输多条信号,从而提高了网络的吞吐量和数据传输的可靠性。
通过使用多个天线来发送和接收数据,MIMO技术可以提高系统的频谱效率和降低误码率。
MIMO技术需要支持多输入多输出的天线系统,并且需要在发送端和接收端实现一定的信号处理技术。
二、应用优势1.高速数据传输4G网络可以提供比3G网络更高的数据传输速率,使手机和其他设备可以更快地下载和上传大量数据。
4G网络的下载速度通常比3G网络快数倍,这使得视频、音乐和游戏等大型文件可以更快捷地下载,提高了用户的体验和便利性。
2.多媒体应用由于4G的高带宽和高速率,它能够实现高清视频和多媒体应用,如视频通话、高清流媒体、即时视频等。
这为用户提供了更多的选择和体验,也为企业提供了更好的商业机会。
3.智能手机和物联网发展4G网络为智能手机和物联网的发展提供了更多的机会。
智能手机可以使用更快的数据连接来支持更多的应用,而物联网设备也可以利用4G网络进行连接和数据传输。
这为企业创新和发展提供了新的机遇。
总之,4G网络通过多种技术和应用,实现了更快速、更稳定和更高效的数据传输,这不仅能够提高用户体验,还为商业创新和发展创造了更多的机遇。
随着5G网络发展的不断推进,4G网络仍然是我们日常生活和工作不可缺少的重要基础设施。
《能力拓展训练》任务书学生姓名:专业班级:指导教师:工作单位:信息工程学院题目: 4G移动通信技术课程设计目的:《能力拓展训练》的主要目的是安排学生进行与专业有关的综合性设计和研究,开展专题调研与研究活动,培养学生综合应用所学知识分析问题、解决问题的能力;锻炼学生查询文献资料、灵活运用知识、有效开展科学研究的能力;提高学生的综合素质。
根据本专业需求和特点,需要在通信专业知识、实验技能方面进行综合提高,使学生对常用的数据分析与处理原理及方法有较为全面的了解,能够运用相关软件进行模拟分析。
课程设计内容和要求:对4G移动通信技术的发展与现状相关课题和问题进行调研,查阅资料,分析问题,设计和比较方案,进行综合分析、实验或仿真并得出结论,写出研究报告。
初始条件:武汉理工大学图书馆及图书馆网站上的“电子资源导航”。
中国期刊网。
时间安排:第19周,安排设计任务;第20周,完成课题研究、报告书写以及答辩;指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................................................................ I I1. 4G的概念 (1)2.4G与3G的比较 (1)3.4G采用的主要技术 (2)3.1OFDM技术 (2)3.1.1OFDM简介 (2)3.1.2OFDM原理 (3)3.1.3时域和频域同步 (4)3.1.4信道估计 (4)3.1.5编码信道和交织 (4)3.1.6降低峰值平均功率比 (5)3.1.7均衡 (5)3.1.8OFDM优点 (5)3.2智能天线技术 (6)3.3无线链路增强技术 (6)3.4软件无线电(S D R)技术 (7)3.5多用户检测技术 (8)4.4G系统的优点和缺陷 (8)4.1 4G系统的优点 (8)4.2 4G系统的缺陷 (9)5.我国4G的发展 (11)6.小结 (12)7.参考文献 (13)附件一本科生课程设计成绩评定表 (14)摘要在新兴通信技术的不断推动之下,3G即将成为通信技术的主流。
但是随着无线上网和网络游戏等用户需求不断的增加,对移动通信系统的速率要求也越来越高。
逐渐地人们之间沟通的瓶颈将由现在的网络传输速率变为各种新的应用的提供。
在对通信技术的要求不增加的基础上,无线通信技术最终将迈向4G通信技术时代。
本文主要简单介绍4G移动通信系统所采用的各种技术以及4G移动通信的优缺点。
关键字:4G移动通信、OFDM、优点、缺点。
AbstractIn emerging communications technology continues to advance, 3G will become the mainstream technology of communication. But with the wireless Internet and network game user demand unceasing increase, the rate of mobile communication system requirements are also getting higher and higher. Gradually, the communication between people are bottleneck from the current network transmission rate into a variety of new application are provided. On the communication requirements do not increase based on the wireless communications technology will move towards 4G communication technology era. This paper mainly introduces the 4G mobile communication system used by the various techniques and 4G mobile communication advantages and disadvantages.Key words:4G mobile communication,OFDM,advantages,disadvantages.1. 4G的概念4G是第四代移动通信及其技术的简称,是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品,是一个比3G通信更完美的新的无线通信世界,它将创造出许多消费者难以想象的应用。
4G系统能够以100Mbps的速度下载,比拨号上网快2000倍,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,4G手机将可以提供高性能的汇流媒体内容,并可以通过ID应用程序成为个人身份鉴定设备,它也可以接受高分辨率的电影和电视节目,从而成为合并广播和通信的新基础设施中的一个纽带。
而在用户最为关注的价格方面,4G与固定宽带网络在价格方面不相上下,而且计费方式更加灵活机动,用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。
此外,4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署,然后再扩展到整个地区。
很明显,4G有着不可比拟的优越性。
4G通信技术并没有脱离之前的通信技术,而是以传统通信技术为基础,并利用了一些新的通信技术,来不断提高无线通信的网络效率和功能。
如果说现在的3G能为人们提供一个高速传输的无线通信环境的话,那么4G通信将是一种超高速无线网络,一种不需要电缆的信息超级高速公路,这种新网络可使电话用户以无线及三维空间虚拟实境连线。
2.4G与3G的比较4G与3G有着比较明显的区别:(1)3G的关键技术是CDMA技术,而4G采用的是OFDM技术。
OFDM可以提高频谱利用率,能够克服CDMA在支持高速率数据传输时信号间干扰增大的问题;(2)在软件无线电方面,4G对3G中的软件无线电技术进行升级,满足4G中无线接入多样化要求,使得3G中无线接入标准不统一的问题得以解决。
同时在4G中,实现软切换和硬切换相结合,对3G中的软件无线电基础上通过增加相应的硬件模块,对相应的软件进行升级使他们最终都融合到一起,成为一个统一的标准, 实现各种需求的功能;(3)3G网络采用的主要是蜂窝组网,4G采用全数字全IP技术,支持分组交换,将WLAN,Bluetooth等局域网融入广域网中。
在4G中提高智能天线的的处理速度和效率。
在TD-SCDMA 采用智能天线的基础上,对相关的软件和算法加以升级,增加一些接口协议来满足4G的要求;(4)4G系统也使用了许多新技术,包括超链接(ultra2connectivity)和特定无线网络技术、动态自适应网络技术、智能频谱动态分配技术以及软件无线电技术;(5)在功率控制上,4G比3G要求更加严格,其目的是为了满足高速通信的要求。
不仅频率资源限制移动用户信号的传输速率,而且基站和终端的发射功率也限制了用户信号的传输速率。
在3G中,采用切换技术来减少对其它小区的干扰,提高话音质量,不过在4G中,切换技术的应用更加广阔,并朝着软切换和硬切换相结合的方向发展。
3.4G采用的主要技术3.1OFDM技术3.1.1OFDM简介随着数据速率的不断提高,高速数据通信系统的性能不仅仅受噪声限制,更主要的影响来自于无线信道时延扩展特性导致的码间干扰。
这种码间干扰主要是由于发射机和接收机之间存在多条时延不同无线传播路径造成的。
多径效应造成接收机受到的信号是多个时延、幅度和相位各不相同的发送信号的叠加,从而导致错误发生。
为了实现高速数据业务,必须采取措施对抗码间干扰,信道均衡是经典的抗码间干扰技术,但是如果数据速率非常高,采用单载波传输数据,往往要设计几十甚至上百个抽头的均衡器,这简直是硬件设计的噩梦。
既要对抗码间干扰,又要采用低复杂度且高效的手段传输高速数据业务,我们选择了一种关键技术—正交频分复用(OFDM)技术。
OFDM系统框图如图1所示。
图1 OFDM系统框图OFDM系统属于多载波调制,是通过多路并行来传输信息的。
其主要思想是将需要传输的串行数据流分解为若干个低速率的并行子数据流,使得OFDM符号周期显著增加,在将它们各自调制到相互正交的子载波上,通过对参数的合理的设计,使系统的每一个子载波处于平坦衰落中,从而增强了抗频率选择性衰落,最后合成输出,并且输出的数据速率与串行数据流分解前的速率相同,从而降低了接收机均衡器的复杂度。
OFDM的正交调制和解调单元可以采用IDFT和DFT方法来实现。
当系统中的子载波数目很大时,可以采用FFT来实现。
3.1.2OFDM原理OFDM技术是一种多载波调制技术,其特点是各副载波相互正交。
设{fm}是一组载波频率,各载波频率的关系为:{fm}=f0+m/T m=0,1,2,…N-1(1)式中,T是单元码的持续时间,f0是发送频率。
作为载波的单元信号组定义为[16]:式中l的物理意义对应于“帧”(即在第l时刻有m路并行码同时发送)。
其频谱相互交叠。
OFDM是由一系列在频率上等间隔的副载波构成,每个副载波数字符号调制,各载波上的信号功率形式都是相同的,都为sinf/f型,它对应于时域的方波。
Φm(t)满足正交条件以及其中符号“*”表示共轭。
当以一组取自有限集的复数{Xm,l}表示的数字信号对φm调制时,则:此S(t)即为OFDM信号,其中Sl(t)表示第l帧OFDM信号,Xm,l(m=0,1,…,N-1)为一簇信号点,分别在第l帧OFDM的第m个副载波上传输。
在接收端,可通过下式解调出Xm,l这就是OFDM的基本原理。
当传输信道中出现多径传播时,在接收副载波间的正交性将被破坏,使得每个副载波上的前后传输符号间以及各副载波之间发生相互干扰。
为解决这个问题,就在每个OFDM传输信号前插入一保护间隔,它是由OFDM信号进行周期扩展而来。
只要多径时延不超过保护间隔,副载波间的正交性就不会被破坏。
3.1.3时域和频域同步OFDM系统对定时和频率偏移敏感,特别是实际应用中与FDMA、TDMA和CDMA 等多址方式结合使用时,时域和频率同步显得尤为重要。
与其它数字通信系统一样,同步分为捕获和跟踪两个阶段,较易实现。
在上行链路中来自不同移动终端的信号必须同步到达基站,才能保证子载波间的正交性。