第8章_第四代移动通信关键技术

浅析第四代移动通信关键技术在当今科技飞速发展的时代，移动通信技术的不断革新为人们的生活带来了极大的便利。

从最初的简单语音通话到如今的多媒体信息传输，移动通信技术的每一次进步都深刻地改变着我们的沟通方式和生活习惯。

其中，第四代移动通信技术（4G）的出现更是具有里程碑式的意义。

4G 移动通信技术并非一蹴而就，它是在之前几代通信技术的基础上逐步发展而来。

与以往的通信技术相比，4G 具有更高的数据传输速率、更低的延迟、更好的频谱利用率以及更强大的多媒体支持能力。

首先，正交频分复用（OFDM）技术是 4G 移动通信中的关键技术之一。

OFDM 技术将高速的数据流分解为多个低速的子数据流，并通过多个相互正交的子载波进行并行传输。

这种方式有效地对抗了多径衰落，提高了频谱利用率。

简单来说，就好比把一条宽阔的高速公路分成了许多条并行的小道，车辆（数据）可以在这些小道上同时行驶，从而提高了通行效率。

多输入多输出（MIMO）技术也是 4G 中的核心技术。

MIMO 技术通过在发射端和接收端使用多个天线，实现了空间分集和空间复用。

空间分集可以增加信号的可靠性，降低误码率；空间复用则能够大大提高数据传输速率。

想象一下，多条信息通道同时传输数据，就像多条管道同时输水，自然能提高整体的传输量。

智能天线技术在 4G 中也发挥着重要作用。

智能天线能够根据信号的到达方向自适应地调整天线波束，从而增强有用信号，抑制干扰信号。

这就好像一个智能的信号接收和发送“指挥官”，能够准确地指挥信号的流向，提高通信质量。

软件无线电技术的应用为4G 通信带来了更大的灵活性和可扩展性。

软件无线电通过软件来定义和控制无线通信系统的功能，使得不同的通信标准和协议可以在同一硬件平台上实现。

这意味着运营商可以更轻松地升级和维护网络，用户也能够在不同的网络环境中实现无缝切换。

此外，链路自适应技术也是 4G 通信的重要组成部分。

链路自适应技术能够根据信道条件实时调整传输参数，如调制方式、编码速率等，以实现最佳的传输性能。

第四代移动通信的核心技术摘要：正交频分复用（ofdm）是一种新型调制技术，特别适合在多径传播的无线移动信道中高速传输数据。

本文简要介绍了ofdm 的发展背景以及ofdm的基本原理，最后概述了 ofdm系统的优点以及不足之处。

关键词：正交频分复用基本原理优点缺点1、引言第四代移动通信系统计划以ofdm（正交频分复用）为核心技术提供增值服务，它在宽带领域的应用具有很大的潜力。

较之第三代移动通信系统，采用多种新技术的ofdm具有更高的频谱利用率和良好的抗多径干扰能力，它不仅仅可以增加系统容量，更重要的是它能更好地满足多媒体通信的要求，将包括语音、数据、影像等大量信息的多媒体业务通过宽频信道高品质地传送出去。

下一代（4g）移动通信系统预计系统速率可达到20mbps，甚至更高，国际电信联盟正在着手有关标准的组织工作。

为了实现这一目标，必须从通信网络的交换、传输和接入等各个环节进行研究和突破，尤其是在移动环境和有限频谱资源条件下，如何稳定可靠高效地支持高速率的数据传输值得研究[1]。

正交频分复用（ofdm）技术因其网络结构高度可扩展，且有良好的抗噪声性能和抗多径信道干扰的能力以及频谱利用率高而被普遍认为是下一代移动通信系统必不可少的技术。

2、ofdm技术基本原理2.1 ofdm的基本原理ofdm （正交频分复用）技术实际上是mcm（multi-carrier modulation，多载波调制）的一种。

其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到每个子信道上进行传输。

正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰（ici）。

每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上信号的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。

而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易[3]。

图1显示了ofdm信道的整个频谱。

论第四代移动通信系统的关键技术及其展望摘要随着经济的不断发展，科学技术的不断提高，现在我国移动通信系统已由3g迈向了4g。

4g不仅集齐了第三代移动通信系统的所有优点，而且其在通信网络方面有了更进一步的发展。

文章从4g的基本概念出发，介绍了第四代移动通信系统的技术特点，分析了其关键技术，最后对其今后的发展趋进行了展望。

关键字第四代移动通信系统；关键技术；无线接入中图分类号：tn929.5引言移动通信就是指在进行通信的双方最起码有一方是在进行移动式的信息交换。

发展至今，移动通信总共经历了四代。

第一代也被称为1g，其主要利用的是模拟技术及频分多址技术，其只能进行区域性的移动通信，对于长途漫游式的移动通信不能实现；第二代也被称为2g，其主要利用的是数字的时分多址技术及码分多址技术，与第一代通信系统比较，其移动通信的性能得到了增强；第三代被称为3g，同时也被称为imt-2000，其主要利用的是时分同步码分多址技术，其不仅能提供前两代所能提供的通信业务，而且其还能提供很多宽带信息业务，比如说数据传输或是图像传输等，并且其传输速度可达到每秒2mbit，宽带容量也可超过5mhz。

1.4g的概念及其技术特点1.1 4g的概念所谓4g就是指第四代移动通信系统，它可将很多多媒体信息通过宽频进行传输，因此它也被叫作“多媒体移动通信”[1]。

运用第四代移动通信系统可以使使用用户数不断增加，而且其还能实现多媒体的传输，同时还能保证通信品质。

总体来说，第四代移动通信具有用户数庞大、高通信品质及高传输速度等优势。

第四代移动通信系统与第三代通信系统相比，其在业务、功能及频带上都会有很大的不同，第四代移动通信系统可以被看作是宽带接入或是分布式网络。

其数据传输能力具有非对称性，而且其传输速率高于每秒2mbit。

它不仅涵盖了宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统，而且其还包括互操作的广播网络。

目前，第四代移动通信系统还只是个概念，但是随着互联网技术的发展，第四代移动通信系统也会不断向前发展。

概述4G移动通信系统的关键技术摘要：随着移动通信技术的快速发展，网络被广泛的应用于我们生活各个方面，给人们的生产带来了更多的便利，使人们能够对信息和技术及时的进行了解，但由于3G网络技术还存在着一些不成熟的地方，所以4G网络得以发展起来，其无论是技术还是性能上都更优于3G网络技术的，为通信服务质量的提升起到了极其重要的作用，使快捷、丰富的无线移动通信的实现成为可能。

关键词：第四代移动通信；网络；关键技术1.4G移动通信技术的概念第四代移动通信技术（4G）可称为光带接入与分布网络，可实现非对称的、高于2Mb/s的数据传输，可以为全速移动的用户提供高质量的、150Mb/s的影像服务，可创造性的实现对三维图像的高质量传输。

4G通信系统包括移动广带系统、广带无线固定接入、互操作的广播网络和广带无线局域网。

这一技术不仅可以在跨越不同频带的网络、不同的无线及固定平台中实现无线服务的提供，用户可以在任何一个地方用快带接到互联网中，从而提供远程控制、定位定时与数据采集等各种综合功能。

2.4G移动通信技术的特点相对于现有的第三代移动通信技术，4G移动通信系统主要有以下特点：（1）更高的通信速率。

3G的数据传输速率可以达到21Mbps；据有关专家预估，4G最高的数据传输率能达到100Mbps。

（2）更宽的网络频谱。

要想使4G的传输速率达到100Mbps，那么运营商必须在3G网络基础上大幅度的研究和改造，从而使4G在通信带宽上比3G的带宽高出许多。

据研究AT&T公司的专家们说，估计每个4G的信道将占有100MHz的频谱，相当于3G的20倍。

（3）兼容性能优。

4G 将实施全球统一的标准，能实现各类计算机、媒体及网络之间的无缝连接，让所有移动通信运营商的用户共享4G服务，真正实现“一部手机，全球通信”。

（4）更灵活的通信。

4G的终端将不再仅局限于移动电话，任何物品都有可能成为4G的终端，同时，世界上的所有生物如果配备相应的设备，都能成为不同类型的4G 终端设备。

第四代移动通信的核心技术——OFDM学号：姓名：提交日期：成绩：东北大学秦皇岛分校目录一、前言1.1 移动通信的发展历史1.2 OFDM优缺点分析1.3 OFDM系统发展历史二、OFDM的基本原理三、OFDM的关键技术1．峰屏比PAPR抑制技术2.同步技术3.信道编码和交织技术4.训练序列/导频及信道估计技术四、OFDM的应用1.高清晰度数字电视广播2.无线局域网3.宽带无线接入五、与其它载波调制方式的比较六、总结与展望七、参考文献第四代移动通信的核心技术——OFDM摘要:首先简要介绍正交频分复用（OFDM）技术的产生背景，然后重点介绍了OFDM的基本原理及实现框图，对OFDM的性能做了详细的描述，其中主要介绍了OFDM的优点和缺点。

本文还主要介绍了OFDM的关键技术及其应用。

最后将与其它载波调制方式做了详细的比较。

关键词：正交频分复用（OFDM）,原理，特点，发展，应用一、前言1.1 移动通信的发展历史移动通信可以说从无线电通信发明之日就产生了。

1897年M.G马可尼所完成的无线通信试验就是在固定站与一艘拖船进行的，距离为18海里。

现代移动通信技术的发展始于本世纪20年代，可分为三代——第一代移动通信技术（1G）：主要采用的是模拟技术和频分多址（OFDM）技术。

由于受到传输带宽的限制，不能进行移动通信的长途漫游，只能是一种区域性的移动通信系统。

第一代移动通信有多种制式，我国主要采用的是TACS。

第一代移动通信有很多不足之处，比如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通话质量不高、不能提供数据业务、不能提供自动漫游等。

第二代移动通信技术（2G）：主要采用的是数字的时分多址（TDMA）技术和码分多址（CDMA）技术。

全球主要有GSM和CDMA 两种体制。

GSM技术标准时欧洲提出的，目前全球绝大多数国家使用这一标准。

我国移动通信也主要是GSM体制，比如中国移动的135到139手机，中国联通的130到132都是GSM手机。

第四代移动通信系统的关键技术与应用项目第四代移动通信系统是指在第三代移动通信系统的基础上，通过引入新的关键技术和应用项目，提供更高的数据传输速率、更低的时延、更高的可靠性以及更广泛的应用场景。

本文将从关键技术和应用项目两个方面来探讨第四代移动通信系统的发展。

一、关键技术1. 新一代多载波调制技术（OFDM）OFDM技术是第四代移动通信系统的核心技术之一。

它通过将高速数据流分成多个低速子载波进行传输，有效地提高了频谱利用率和抗干扰能力。

同时，OFDM技术还能够克服多径传播带来的时延扩展问题，提供更稳定的数据传输。

2. 大规模多输入多输出技术（MIMO）MIMO技术是第四代移动通信系统中的另一个关键技术。

通过利用多个天线进行信号传输和接收，MIMO技术能够提供更高的数据传输速率和更好的信号覆盖能力。

同时，MIMO技术还能够提高系统的抗干扰性能，提供更稳定的通信质量。

3. 网络虚拟化技术第四代移动通信系统中的网络虚拟化技术能够将网络资源进行虚拟化，实现资源的灵活配置和管理。

通过网络虚拟化技术，移动通信系统能够提供更高的灵活性和可扩展性，满足不同用户和应用场景的需求。

4. 边缘计算技术边缘计算技术是第四代移动通信系统中的一项重要技术。

它将计算和存储资源从云端转移到网络边缘，能够提供更低的时延和更好的用户体验。

同时，边缘计算技术还能够减轻核心网络的负载，提高系统的整体性能。

二、应用项目1. 超高清视频传输第四代移动通信系统能够提供更高的数据传输速率和更低的时延，能够满足超高清视频传输的需求。

用户可以通过移动设备随时随地观看高清视频，享受更好的观影体验。

2. 物联网第四代移动通信系统能够支持大规模的物联网应用。

通过网络虚拟化技术和边缘计算技术，移动通信系统能够为物联网设备提供稳定可靠的连接，实现物联网设备之间的互联互通。

3. 车联网第四代移动通信系统的低时延和高可靠性特点，使得它成为车联网的理想选择。

车辆可以通过移动通信系统实现与其他车辆和道路基础设施的实时通信，提高交通安全性和驾驶体验。

第四代移动通信关键技术在当今信息时代，移动通信技术的发展日新月异，给人们的生活带来了翻天覆地的变化。

其中，第四代移动通信技术（4G）以其高速、高效、高质量的特点，成为了通信领域的重要里程碑。

4G 技术的实现依赖于一系列关键技术的支持，这些技术的协同作用使得我们能够享受到更加流畅的视频通话、快速的文件下载以及丰富多样的移动互联网应用。

一、正交频分复用（OFDM）技术OFDM 技术是 4G 通信中的核心技术之一。

它通过将高速的数据流分解成多个并行的低速子数据流，并将这些子数据流分别调制到不同的正交子载波上进行传输。

这种方式有效地对抗了无线信道中的多径衰落，提高了频谱利用率。

多径衰落是指信号在传输过程中，由于经过多条不同的路径到达接收端，导致信号的幅度和相位发生变化，从而影响通信质量。

而OFDM 技术将宽带信道划分为多个窄带子信道，每个子信道上的信号传输速率较低，使得信号的持续时间相对较长，从而减小了多径时延扩展对系统的影响。

此外，OFDM 技术还具有较强的抗频率选择性衰落能力。

由于不同的子载波在频域上相互正交，它们之间的干扰很小。

即使某些子载波受到频率选择性衰落的影响，也不会对其他子载波上的信号造成太大干扰，从而提高了系统的可靠性。

二、多输入多输出（MIMO）技术MIMO 技术是 4G 通信中的另一个关键技术。

它通过在发送端和接收端使用多个天线，实现了空间分集和空间复用，从而提高了系统的容量和性能。

空间分集是指利用多个天线发送或接收相同的信息，通过不同的路径传输，使得接收端能够获得多个独立衰落的信号副本。

这些副本经过适当的合并处理，可以有效地提高信号的可靠性，降低误码率。

空间复用则是指在不同的天线上同时发送不同的数据流，从而在相同的带宽和时间内传输更多的数据，提高了系统的频谱效率和数据传输速率。

在实际应用中，MIMO 技术可以根据信道条件和系统需求，灵活地选择空间分集或空间复用模式，以达到最佳的通信效果。

第四代移动通信的关键技术及其发展动态张文【期刊名称】《中国传媒科技》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】1页(P133)【作者】张文【作者单位】深圳广播电影电视集团【正文语种】中文第四代移动通信的意义第四代移动通信技术即使我们常常提到的4G网络技术，是在以往3G网络技术的基础上，结合WLAN的技术，带来的更快速的下载速度以及更高质量的图片、音视频文件的传输。

在现阶段我们开发的第四代通信技术技术的特点有很多。

总的来说，第一，提高了通信速度。

4G通信技术无论在蜂窝通话上还是在互联网上传下载的速度上，都较之上一代移动通信技术有很大的提高，无线通信的速度以及超过3G网络数十倍，甚至数百倍。

第二，加宽了网络的带宽。

因为要在3G网络技术上拓展4G的通信技术，要想在4G的网络下达到如此之快的下载上传速度，必须在通信带宽上下足功夫，加强网络的带宽的改造和完善。

第三，通信方式多样。

4G网络的普及带给人们的网络体验将是前所未有的畅快。

不仅可以在蜂窝通话时进行双向下载，来进行网络的互通，还可以随时随地与他人在网上进行联机沟通，可以互联游戏、通话等。

第四，智能型提高。

4G网络技术的最鲜明特点就是智能型的提高，在兼容4G网络的移动终端上，智能体现的淋漓尽致，手势操作和新的交互体验都是终端智能的体现。

第五，兼容性更加平滑稳定。

全球漫游、接口能够自动的开发，可以跟多种终端进行交互，这些都是4G网络在兼容其他网络和设备的完美体现，4G网络可以让终端从第二代通信直接兼容4G的技术。

第六，通信自费不断下滑，质量不断提高。

4G网络可以通过无线多媒体的系统，上传下载各类音视频文件和其他信息，加宽的带宽可以很容易的就把信息迅速的传递出去，使通信质量不断提高。

同时，我们在应用和普及4G网络时，必然会考虑直接在3G 网络信号技术和设备的基础上，加以4G网络技术的支持，直接升级到4G模式，这就可以降低应用成本，直接的降低了用户的4G通信自费，让4G网络通信更接地气，更能为广大的用户所接受。

浅析第四代移动通信关键技术摘要：简要介绍了第四代移动通信技术的概念和国内外最新研究进展 , 讨论了 4G 系统的主要技术特点、目标，并对其基于 IP 核心网的网络系统构架和各项关键技术进行了论述。

关键词：全 IP; 正交频分复用 ;软件无线电Abstract ：This paper introduces concept of 4th-Generation mobile communication briefly and the latest research situations at home and abroad Discusses the 4G system of the main technical characteristics, the destination and d scribes its net-work systemframe based on the IP core network and each of its important technologies.Key words ：full IP; OFDM; Software RadioTechnology1 引言移动通信系统发展十分迅速。

第一代移动通信系统主要采用频分多址 (FDMA) 和模拟技术, 受传输带宽所限仅提供语音服务。

第二代移动通信系统主要采用数字码分多址(CDMA)技术和时分多址 (TDMA) 技术 , 采用数字技术来提供语音服务 ,并附带一定的数字业务。

第三代移动通信系统是正在全力商用的移动通信系统，能提供的各种宽带信息业务 ,如高速数据、慢速图像、电视图像等。

第三代系统并没有发生实质性的飞跃,语音业务仍占主导，通信速率得到提高。

第四代移动通信系统与技术是目前移动通信领域的研究热点。

在我国的“九五”和“十五”预研项目和“863”计划中都将 4G 通信技术列为重点研究项目，我国提出了第三代移动通信系统方案之一 TD-SCDMA ，全球范围内有多个组织正在进行4G 系统的研究和标准化工作，如IPv6论坛、SDR论坛、3GPP、无线世界研究论坛等。

2013年4月（下旬刊）C H I N A V E N T U R E C A P I T A L 电力电网浅析第四代移动通信技术（4G）的关键技术魏娜东北农业大学成栋学院移动通信技术按国际通用的惯例可以划分为三个时代：第一代移动通信技术(1G)，当时移动通信系统属于模拟传输，虽然有即时和方便的优点，但同时也存在传输信息量小、质量差、且安全性低。

第二代移动通信技术(2G)，引入智能天线、双频段等关键技术，使通信信道的频率使用率增加，实现了重复结构，提高了通信系统通话质量，但是存在着传输容量低的缺点。

第三代移动通信技术(3G)，其最基本的特征是智能化处理各种信息和信号，可以高速传输语音、图像与视频，但是其传输速率依然不高。

在新的历史阶段移动通信进入了第四代移动通信技术（4G）的研究和应用期，第四代移动通信技术是当前移动通信领域的重中之重，在我国简称：4G，在很多人的心目中第四代移动通信技术还只是个概念，在3G技术方兴未艾的形势下，一些人可能忽略对第四代移动通信技术的研究和探索。

要看到第四代移动通信技术是发展的必然，通信行业应该接受这一召唤和挑战，抓住这一历史机遇，形成具有自主知识产权的移动通信技术，为第四代移动通信技术的研究和应用作出努力。

1、第四代移动通信技术（4G）的特点第四代移动通信技术以移动数据为主，是有效实现因特网移动通信网络高效连接的主要技术，第四代移动通信技术的传输速度最低要求是100Mbit/s，第四代移动通信的发射功率比现在降低一个到两个数量级，有效降低通信系统的电磁干扰。

第四代移动通信技术手机的各项功能，使手机开发成更多用途的机器。

第四代移动通信技术可以提供更多更好的服务，如：高清晰度图像业务、虚拟现实、会议电视等各项业务。

2、第四代移动通信的关键技术2.1第四代移动通信核心技术———OFDMOFDM是Orthogonal Frequency Division Multiplexing技术的简称，是扩频通信技术的一种，是基于多载波的传输数据和信息方案，OFDM集调制技术和复用技术于一体，采用正交复用技术，提高了频谱利用率，是一种无线环境下的高速传输技术。

第四代移动通讯技术的构架及其关键技术研究摘要随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，移动通讯技术的发展给人们的生活带来了很大的变化，人们对移动通讯技术的要求也与日俱增。

如今，第三代通讯技术已在全球范围内投入使用，第四代通讯技术的研发也进入了繁荣阶段，其各种性能已成为当前研究的热点。

本文从第四代移动通讯技术的基本概念出发，分析第四代通讯技术的构架，并对其关键技术进行探究。

关键词第四代通讯技术；构架；关键技术1 第四代移动通讯技术的基本概念第四代移动通讯技术包括广带无线局域网、移动广带系统和互操作广播网络，其广带接入和分布的网络具有不低于2MB/s的非对称数据传输能力，对用户能够提供150MB/s的高质量观影服务，首次实现三维图像的高质量传输，它还能提供信息之外的定位和定时、数据采集以及远程控制等综合功能。

第四代移动通讯技术的关键在于超出3G网络数据传输速率，提供更高速和更稳定的通讯技术。

在国际标准下第四代移动通讯技术应该提供不低于2MB/s 的数据量，融移动3G技术的特点与当下流行的WLAN技术热点为一体，通过移动网络来进行视频图像的高清传输，满足用户对于网络传输速度和质量上的要求。

在第四代移动通讯技术的概念发布之后，很多用户担心因为其性能高而产生高额的费用，官方指出第四代移动通讯技术不需要移动通信运营商支出额外的网络建设费用，因为其更新主要集中于核心的服务器上，所以无需用户过多的承担网络建设费用，其消费水平与3G网络相当。

在无线上网方面，4G可能比一般的固定宽带网络费用更低，由于其计费方式灵活，可以根据用户的需要和使用频率来制定灵活的收费方法。

2 第四代移动通讯技术的构架2.1 网络结构在第四代移动通讯技术中，其最根本的任务在于能够接受到终端的呼叫并在多个运行平台间建立最为有效的通信路径，对其进行实时的定位跟踪。

第四代移动通讯网络必须保证数据传输的速度和质量，形成良好的无缝连接，其采用多层的蜂窝结构，通过不同的空中接口，由多个业务供应商来提供不同的多媒体业务。