4G通信系统中的智能天线技术

智能天线技术的原理与应用分析摘要：目前，先进的科学技术发展加速了通信行业的进步。

通信技术和质量的提高，使许多不同类型的新生事物不断涌现。

当前智能天线在通信行业的使用变得越来越广泛，并且取得了良好的成绩。

本文分析了智能天线的原理，并对智能天线的在通信中的应用进行探讨。

关键词：智能天线技术无线通信原理应用智能天线技术采用空分复用技术，根据信号传播方向上的不一致性把具有相同时隙、相同频率的信号在空域区域进行区分，能够大幅度提高频谱资源的利用效率、减少地形、建筑等对电波传播的影响。

随着无线通信系统容量需求的增加，智能天线技术将会更广泛的应用到无线通信中。

1、智能天线的原理智能天线原名自适应天线阵列(AAA，Adaptive Antenna AHay)。

最初的智能天线技术主要用于雷达、声纳、抗干扰通信、定位、军事方面等。

用来完成空间滤波和定位。

后来被引入移动通信系统中。

智能天线通常包括波束转换智能天线fSwikhed BearIl Antenna)和自适应阵列智能天线(Adap Iive AmIy Antenna)。

智能天线的原理是将无线电的信号导向具体的方向，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向DOA(DirectionofArrinal)，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。

同时，智能天线技术利用各个移动用户问信号空间特征的差异，通过阵列天线技术在同一信道上接收和发射多个移动用户信号而不发生相互干扰，使无线电频谱的利用和信号的传输更为有效。

在不增加系统复杂度的情况下，使用智能天线可满足服务质量和网络扩容的需要。

总之，自适应阵列智能天线利用基带数字信号处理技术，通过先进的算法处理，对基站的接收和发射波束进行自适应的赋形，从而达到降低干扰、增加容量、扩大覆盖和提高无线数据传输速率的目的。

目前，自适应阵列智能天线已经成为智能天线发展的主流。

移动通信信道传输环境较恶劣。

4G网络中的FDD与TDD
Yanshan Long 2015 10 27
ห้องสมุดไป่ตู้
3G向4G的演进
• 3G网络主要以CDMA为核心技术，而4G网络则是以OFDM和MIMO技术 为核心。按照ITU的定义，静态传输速率达到1Gbps/s，用户在高 速移动状态下可以达到100Mbps/s，就可以作为4G的技术之一。
FDD与TDD优缺点对比
3. 采用TDD模式工作的系统，上、下行工作于同一频率，其电波传 输的一致性使之适用智能天线技术，可有效减少多径干扰，提高 设备的可靠性。而收、发采用一定频段间隔的FDD系统则难以采 用。据测算，TDD系统的基站设备成本比FDD系统的基站成本低约 20%～50%。 4. 在抗干扰方面，使用FDD可消除邻近蜂窝区基站和本区基站之间 的干扰，FDD系统的抗干扰性能在一定程度上好于TDD系统。
LTE-TDD与LTE-FDD工作原理
• 频分双工(FDD)和时分双工(TDD)是两种不同的双工方式。 • FDD是在分离的(上下行频率间隔190MHz)两个对称频率信道上进行接收 和发送，用保护频段来分离接收和发送信道。因此，FDD必须采用成对 的频率，依靠频率来区分上下行链路，其单方向的资源在时间上是连 续的。在优势方面，FDD在支持对称业务时，可以充分利用上下行的频 谱，但在支持非对称业务时，频谱利用率将大大降低。 • TDD则采用的是时间来分离接收和发送信道。在TDD方式的移动通信系 统中，接收和发送使用同一频率载波的不同时隙作为信道的承载，其 单方向的资源在时间上是不连续的，时间资源在两个方向上进行了分 配。某个时间段由基站发送信号给移动台，另外的时间由移动台发送 信号给基站，基站和移动台之间必须协同一致才能顺利工作。
4G标准

信道估计算法、信道分配算法、业务调度、策略分析、动态资源分配算法。

4G和WLAN4G包含的不仅是一项技术，而是多种技术的融合。

①传统移动通信技术。

②宽带无线接入领域的新技术③广播电视领域的技术。

用的核心技术：OFDM、MIMO①正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）技术。

②软件无线电技术。

③智能天线技术。

④多输入多输出技术（Multiple Input Multiple Output,MIMO）技术。

⑤基于IP的核心网。

无线数据网络根据覆盖范围划分：无线个域网（WPAN Wireless Personal Area Network）连接手机和蓝牙耳机等，10M半径以内。

脉冲超宽带技术作为物理层标准：发射信号由单脉冲信号组成的时域脉冲序列，无须经过频谱搬移就可以直接辐射，具有潜在的支持高数据速率或系统容量的能力。

无线局域网（WLAN Wireless Local Area Network）用于园区漫游整个园区。

基于计算机网络和无线电技术，在计算机网络结构中，逻辑链路控制（Logical Link Control,LLC）层及其之上的应用层对不同的物理层的要求可以是相同的，也可以是不同的，因此，WLAN标准主要是针对物理层和媒质访问控制（Media Link Control ,LLC）为实现高带宽、高质量的WLAN服务，使无线局域网达到以太网的性能水平。

使用2.4G和5G频段。

传输速率为300Mbps,最高可达600Mbps。

无线城域网（WMAN Wireless Metropolitan Area Network）主要解决城域网的问题。

WiMAX即全球微波互连接入，是一种新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，有Qos保障、传输速率高、业务丰富多样等先进技术。

实现宽带业务移动化。

3G是实现移动业务宽带化。

两种网络的融合度越来越高。

第一课认识4G LTE4G就是第四代移动通信系统，第四代移动通信系统可称为广带接入和分布式网络，其网络结构将是一个采用全IP的网络结构。

4G网络采用许多关键技术来支撑，包括正交频分复用技术（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM) ,多载波调制技术，自适应调制和编码（Adaptive Modulation and Coding,AMC)技术，MIMO和智能天线技术，基于IP的核心网，软件无线电技术一件网络优化和安全性等。

另外，为了与传统的网络互联需要用网关建立网络的互联，所以4G将是一个复杂的多协议网络。

第四代移动通信系统具有如下特征：1.传输速率更快：对于大范围高速移动用户（250km/h)数据速率为2Mbps;对于中速移动用户（60km/h)数据速率为20Mbps;对于低速移动用户（室内或步行者），数据速率为100Mbps.2.频谱利用效率更高：4G在开发和研制过程中使用和引用许多功能强大的突破性技术，无线频谱的利用比第二代和第三代系统有效的多，而且速度相当的快，下载速率可达到5~10Mbps;3.网络频谱更宽：每个4G信道将会占用100MHz或是更多的带宽，而3G网络的带宽则在5~20MHz之间；4.容量更大：4G 将来采用新的网络技术（如空分多址技术）来极大地提高系统容量，以满足未来大信息量的需求。

5.灵活性更强：4G系统采用智能技术，可自适应地进行资源分配，采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境进行信号的正常收发。

另外，用户将使用各式各样的设备接入到4G系统；6.实现更高质量的多媒体通信：4G网络的无线多媒体通信服务将包括语音、数据、影像等，大量信息透过宽频信道传送出去，让用户可以在任何时间、任何地点接入到系统中，因此4G也是一种实时的宽带的以及无缝覆盖的多媒体通信。

7.兼容性更平滑：4G系统应具备全球漫游，接口开放，能跟多种网络互联，终端多样化以及能从第二代平稳过渡等特点。

浅析无线电技术的发展史与新一代移动通信技术（4G）浅析无线电技术的发展史与新一代移动通信技术（4G）摘要：无线电技术是人类的一项伟大发明，对人类文明的发展起到了巨大的推动作用。

本文对无线电技术进行了介绍并回顾了无线电的发展历史及当前的应用情况，对新一代的移动通信技术（4G）进行了分析，并探讨了4G未来发展的机遇和面临的挑战。

关键词：无线电通信 4G 发展引言无线电技术对人类文明的发展起到了重要的推动作用，正是借助无线电技术的帮助我们实现了收发电报、无线电视信号的传播和手机通信等。

随着信息化时代的到来，无线电技术的发展进入了一个新的时代，其重要标志就是第四代移动通信技术（4G）的出现。

一、无线电技术发展介绍（一）无线电的概念无线电是相对有线电而言的，无线电出现以前信号的传输需借助于导线。

无线电是指通过电磁波在自由空间的传输而实现信号传输的过程，其原理是利用电流强弱变化与电磁波的产生之间的关系，从而达到传递信息的目的。

（二）无线电技术的发展历史1. 无线电技术在国外的发展历史无线电技术产生于19世纪中后期，其理论基础是英国物理学家麦克斯韦创立的电磁学。

后来，德国物理学家赫兹证实无线电波传输具有波传输的所有特性。

1909年，意大利发明家马可尼对无线电技术进行改进发明了无线电报。

二战结束后，随着新科技革命的到来，卫星、计算机等一大批先进技术发明的不断出现，使无线电在通信技术上的应用更为普遍，实现了由模拟传输方式向数字传输方式、固定使用方式向移动使用方式的转变，大大带动了通信技术的发展[1]。

2. 无线电技术在国内的发展历史19世纪末期，当时清朝正处于西方列强入侵的半殖民半封建状态，无线电技术的发展十分落后，但其开始应用的时间几乎与世界同步。

如1895年马可尼首次实现了无线电通信，1899年两广总督就在其管辖的要塞安装了无线电机。

到了民国时期，无线电技术虽然得到一定程度的发展，但发展水平仍受制于西方发达国家。

4G移动通信系统及其关键技术探讨杨浩茹摘要：在信息时代下，各大媒体都在4G系统上投入各种资源，这就促进4G移动通信技术向着全新的方向上发展。

因此，就需要充分4G 通信技术，结合4G通信技术中的关键性部分以及相关问题，创造出适合社会形势的4G 移动通信技术，使4G技术能够为更多的人提供便利，从而实现4G移动通信行业的发展。

本文对4G移动通信系统及其关键技术进行了探讨。

关键词：4G；移动通信系统；关键技术随着信息时代的降临，4G移动技术开始深入到人们生活的各个方面，相关行业在4G移动系统中开始投入了大量资金进行深入的研究，为推动我国4G移动通信的发展做出了巨大的贡献。

4G移动通信技术与4G移动技术相比，其具有自身独有的特点，不仅提高了速率，支持更多的多媒体业务，为人们提供更佳的上网体验外，也一定程度推动了社会的发展。

1 4G 移动通信系统的主要特点1.1 速率高4G移动通信系统的研究之初，最主要的目的就是要有效的解决手机或其他移动通信设备无线访问通信速率较低的问题。

因此，通过4G 通信系统，可有效提升用户的商网速率。

主要表现在，对于大范围内的高速移动（250 km/h）用户而言，无线访问的速率可达到20 Mb/s；对于中等速度（60 km/h）的移动用户而言，无线访问的速率可达到20 Mb/s；而对于低等速度移动（在室内或步行）的用户而言，无线访问的速率可达到100 Mb/s。

远高于3G的移动通信系统上网速率，且将近提高约50 倍。

1.2 兼容性高4G的移动通信系统可在全球的各个区域进行覆盖，按照全球的统一保准制定，可与无线、固定网络、3G通信等进行无缝对接，因此所有4G移动通信的运营商用户均可享受共同的业务服务，并可在全球的任意地点进行通信。

1.3 智能化明显4G通信技术的应用将向更加智能化的方向发展，在技术方面可实现不同速率之间的自由切换，并可有效地自行适应通信资源的分配，将不同的业务要求进行融合，实现通信资源的合理分配。

此受到广泛的关注 。
２ ． １ 软件 无 线 电技术 （ Ｓ Ｄ Ｒ ）
范 围 内的 需 求 信 号 还 有 增 强 的 功 能 ，能 够 增 加 通 信 系 统 的 总 容 量 并 且对 移 动 台 进 行 快 速 定 位 。
３ Ｇ移动通信服务在我国 已经广泛应用 了许多年 ， 在 享受 ３ Ｇ移动通信 系统给我们带来的优质服务 的同时 ， ４ Ｇ移动通信 系统 的最新技 术成为通信学者研 究的重 点课题 。 ４ Ｇ通信 技术 能够 为用户提供 更加优质 的通话服务 ，将 会拥 有更快的传输 速度 ，其安全保密性能 和多媒 体业务也会得到升级 。在移动
通信 技术迅速 发展 的今天， ４ Ｇ移动通信技术将是继 ３ Ｇ之后
的又 一 次重 大 演进 。
１ ４ Ｇ通信 系统 发展 所 面临 的 问题
在４ Ｇ 通 信 系 统 的研 发过 程 中 主 要 面 临 以 下 几 个 重 大 难
点。首先是传输速 率方 面。４ Ｇ 的传 输速率理论上 能够 达到 １ ０ ０ Ｍｂ ｉ ６ ｓ ， 但是通信系统容量将会限制手机 速率 的提 升， 因此
很难达到理论传输速率 。其 次， ４ Ｇ移 动通 信需要严 格评估 电
磁 的兼容性 。４ Ｇ的频段可能会很高 ， 将会给人体带来一定的 危害 ， 因此防止辐 射危害也将是 ４ Ｇ移动通信发展面对的一大 难题 。另外 ， ４ Ｇ移动通信系 统的发展 还会 面临很大的市场挑 战， 因此， 如何解决这些难题 ， 让４ Ｇ移动通信技术在竞争 中具 有绝对 的优 势 ， 已经成为许多 学者专家研 究的热点。

２ ４ Ｇ 网络 中的关键 技 术
３ Ｇ的核心技 术是 Ｃ Ｄ ＭＡ， 而４ Ｇ的核 心技术则是 ＯＦ Ｄ Ｍ。

什么是4G技术4G技术又称IMT-Advanced技术。

准4G标准，是业内对TD技术向4G的最新进展的TD-LTE-Advanced称谓。

4G技术标准的遴选中国自主知识产权的TD-LTE-Advanced成功入围国际电信联盟的4G候选标准。

2009年10月26日，工信部在网站上发布信息称，国际电联在德国德累斯顿征集遴选新一代移动通信(IMT-Advanced技术)候选技术，包括中国的TD-LTE-Advanced在内，共有6项4G技术入围成为候选技术提案。

工信部称，中国表示将全力推动TD-LTE-Advanced成为4G国际标准，积极推进相关产业发展。

TD-LTE-Advanced(LTE-Advanced TDD制式)是中国继TD-SCDMA之后，提出的具有自主知识产权的新一代移动通信技术。

它吸纳了TD-SCDMA的主要技术元素，但它将提供更宽的带宽，差不多几十兆的下载速度，可以进行更多的数据业务。

4G技术的研发及其应用2004年，中国在标准化组织3GPP提出了第三代移动通信TD-SCDMA的后续演进技术TD-LTE。

2007年，中国政府面向国内组织开展了4G技术方案征集遴选。

经过2年多的攻关研究，最终中国产业界达成共识，在TD-LTE基础上形成了TD-LTE-Advanced 技术方案。

目前，国际上主流的4G技术主要是LTE-Advanced和802.16m两种技术，TD- LTE技术方案属于LTE-Advanced技术。

LTE-Advanced得到国际主要通信运营企业和制造企业的广泛支持。

法国电信、德国电信、美国AT&T、日本NTT、韩国KT、中国移动、爱立信、诺基亚、华为、中兴等明确表态支持LTE-Advanced。

802.16m也获得部分芯片、网络产品制造企业如英特尔、思科等的联合推荐。

国际电信联盟确定LTE-Advanced和802.16m为4G国际标准候选技术。

工信部表示，这必将对未来4G国际标准和产业发展产生重大影响。

・Байду номын сангаас
７ ６・
信 息 产 业
４ Ｇ通 信技术 的研究
刘怡博 － 傅 民仓 （、 １武警工程大学 研究生管理 大队， 陕西 西安 ７０ ８ ２ 武警工程大学 通信工程 系， １０ ６ 、 陕西 西安 ７ ０ ８ ） １０ ６
摘 要： 首先对移动通信换代的转化做 一简要 回顾 ， 然后提 出了第 四代移动通信 系￣ （ Ｇ ７ Ｌ －４） ＆其技术特点 ， 并对第四代移动通信 系统 （ Ｇ） 用的 网络构架及 关键技术进行 了概括 ， ４ 采 最后指 出第四代移动通信 系统（ Ｇ） ４ 中的不足。 关键 词 ：Ｇ； 点 ； 技 术 ； 点 ４ 特 关键 缺
畅通无阻 的使用。目前比较成熟 的软件无线 电技术有参数控制软件 。 第三代移 动通信系统（ Ｇ）它是覆盖全球的多媒体移动通信系 无线 电系统 ３ ， ３ 智 能天线 （Ａ）智能天线具有抑制信号干扰 ， ． ３ Ｓ 。 自动跟踪以及 统 ， 主要特点是实现全球漫游 、 其 高速率 、 高频谱利用率和高保密性 等 。它可以提供前两代产 品不能提供的各种宽带信 息业务 ， 比如高 数字 波束调节等功能 ， 是移动通信 的关键技术 。 近年来 ， 现代数字信 Ｄ Ｐ芯片处理能力的不断提高和芯片价格的不断 速数据 、 图像 、 慢速 电视 图像等。 为移动 中的人们提供广泛 的基于 Ｉ 号技术发展迅速 ， Ｓ Ｐ 使得 利用数字技术在基带形 成天线波束成为可行 ， 促使智 能 的多媒体业务。 然而 ３ Ｇ缺乏全球统一标准 ； 它所采用的语音交换架 下降 ， 智能天线成形波束能在空间 构 承袭 了 ２ Ｇ系统 的电路交换 ， 并非纯 Ｉ Ｐ方式 ， 于视 频的应用也 天线技术 开始在无线通信中广泛应用 。 基 不尽如人意 ， 同时安全方面也存在一定 的缺陷。 因此 ， 第四代移动通 域 内抑制交互干扰 ， 增强特殊 范围内想要的信号 ， 这种技术 既能改 信技术 （Ｇ） ４ 的研究应运而生ｌ Ｊ ］ 。 善信号质量又能增加传输容量 ， 其基本原理是在无线基站端使用天 线阵和相干无线收发信机来实现射频信号的接收和发射 ，同时 ， 通 ２ 第四代移动通信的特点 目前正 在构 思中的 ４ Ｇ系统具有如下特点 ：１ 高速 传输 ： （） 平均 过基带数字信号 处理器对各个天线链路上接 收到 的信号按 一定的 实现上行波束 赋形 。智 能天线可 以明显改善无线通信系 速率可达 ２０ ／ 高峰时下 降至 ５ — ０ Ｍｂｓ （ ） ０ Ｍｂ Ｓ， ０ １０ ／。 ２ 带宽更宽 ： 每个 算法合并 ， ４ Ｇ信道将 占有 １０ ｚ ０ ＭＨ 频谱 ，相当于 Ｗ— Ｄ Ｇ网络的 ２ 。 统 的性 能 ， Ｃ ＭＡ ３ ０倍 提高 系统 的容量 ， 具体体现 在下列方 面 ： 提高频谱 利用 （） ３容量更 大 ： 其容量至少应约 １ ０倍于 ３ Ｇ系统 。（ ） ４ 无缝通信 ： 率 ； 可 迅速解决稠密市区容量瓶 颈 ； 抑制干扰信号抗衰落 ； 实现移动 台 在不同接入技术之 间进行全球漫游与互通 ， 实现无缝通信。 ５ 智能 定位ｍ （） 。 性更高 ： 白适应地进行 资源分配 ， 能 处理 变化的业务流和适应 不同 ３４ Ｉ （ ．Ｍ ＭＯ 多人多出 ） 术和 ＭＩ 一 Ｆ Ｍ。ＭＩ Ｏ（ 人多出 ） 技 Ｍ０ Ｏ Ｄ Ｍ 多 的信道环境 ， 终端设备的设计 和操作也将具有智能化目 ６ 交互功 技术 已经成为无线通信领域 的关键技术之一 。Ｍ ＭＯ技术利用发送 。（ ） Ｉ 能更强 ： 支持互 动多媒体业务 。（ ） ７ 兼容性更好 ：Ｇ应该 接 口开放 、 端 和接 收端 的多个天线来对抗无线信道衰落 ， 而在 不增 加系统带 ４ 从 能跟多种网络互联 、 终端多样化 以及能从 ２ Ｇ平稳过渡等特点 ， 以完 宽和天线发射功率的情况下 可以有效地提高无线系统 的容量 ， 其本 成对多种用户的融合 。在不 同系统间无缝切换 ， 传送高速多媒体业 质是一种基于空域和时域联合分集 的通信信号处理方法 。 理论和计 务数据 。（ ） 于全 Ｉ ８基 Ｐ的核心 网： 支持有线及无线接入 ， 且所采用 的 算机仿真表 明 ： 在信道状态 已知 的情况 下 ， 基于 ＭＩ ＭＯ的无线 系统 无线接入方式和协议 与核心 网协议 、 链路层是分离独 的［ ９ 通信 信道容量可 随着 收、 ３ １ ） 。（ 发端天线 的增加 而线 性增大 ， 因此具有广泛 的 更加灵活 ： 眼镜 、 手表或是化妆盒都有可能成为 ４ Ｇ终端。（０ 低系 应用价值。ＭＩ １） ＭＯ技术领域 的一个研究热点就是 空时编码 ， 常见的 统 成 本 ： ３ 系统 的 １１０ １１［ 是 Ｇ ／０ ～ ／０］ ４ 。 编码方法主要有空时分组码 、 空时格码 和 Ｂ Ａ Ｔ码 。ＭＩ ＬＳ ＭＯ系统有 ３ 第四代移动通信的关键 技术 以下优点 ： 降低了码 间干扰 （ Ｉ； Ｉ ）提高了空 间分集增益 ； Ｓ 提高了无线 ４ Ｇ系统技术有两个基本 目标 ： 一是实现无线通信全球覆盖 ； 信道容量和频谱利用率。 二 是 提供无缝 的高质量无线业务 。为 了达到这个 目标 ， 需要在下列几 ＭＭ Ｉ Ｏ系统可以通过 Ｏ Ｄ Ｆ Ｍ进行调制 ， 该结合既能利用 Ｏ Ｉ Ｆ） Ｍ 个 方面做 出努力 ： 频谱 的高效使用 、 带宽 的动态分配 、 安全 的无线应 技术及空 间分集 实现较好的频谱利用率 和可靠 性又能利用空 间复 用、 更高的服务质量 、 高性 能的信号调制传输技术 。 为此 ，Ｇ系统使 用技术提高数据传输率。 ４ 在未来无线通信 中存在着多径衰落及带宽 用了许 多新技术 ， 中关键技术介绍如下 ： 其 效率 。ＭＩ Ｏ和 Ｏ Ｄ Ｍ Ｆ Ｍ技术的结合可 以对该问题 进行解决 。正交频 ３１ ． 正交频分复用 （ Ｆ Ｍ） Ｏ Ｄ 技术 。在高频段进行高速移动通信 ， 分复用技术 可以在频域 内把频率选择性 多径 衰落信道转变成 非选 将面临严重 的频率选择性衰落 。为 了提高信号性能 ， 研究和发展智 择性信道 ， 对减弱多径衰落有一定 的作用 。多输入输 出技术可 以多 能调制（ 如正交频分复用 （ Ｆ Ｍ） Ｏ Ｄ 技术和单载波 自适应均衡技术等 ） 路数据流在空间中的独立且并行信道中进行传输 ， 这样在不提高带 可有效抑制这种衰落 。Ｏ Ｄ Ｆ Ｍ是一种无线环境下 的高速传输技术 ， 宽 的条件下来提 高频谱利用率 ， 可提高数据传输速率 。所 以， Ｉ Ｍ ＭＯ 是一种多载波数字调制技术 ，该技术 的特点是易 于实现信道均衡 ， 和 Ｏ Ｄ Ｆ Ｍ关键技术的结合 ， 使数据在未来无线通信 系统 中的传输过 降低 了均衡 器的复杂性 。无线信道 的频率 响应 曲线大多是非平 坦 程 中就有更高的可靠性及有效性 。 的 ， Ｆ Ｍ技术 的主要思想就是在频域 内把给定信道分成许多正交 ＯＤ ４ ４ 不 能 满 足 ３ 的 要 求 Ｇ Ｇ 子信道 ， 每个子信道用一个子载波进行调制 ， 各子载波并行传输 。 这 目前 的 ４ Ｇ能满足 Ｉｕ对数据传输的要求 ，但不能满足 ３ Ｔ Ｇ对 样， 尽管 总的信道频率响应是非平坦 的， 即为频率选择性衰落信道 ， 大容量话音系统的需求 。任何一个技术 ， 很难 同时满足数据和 话音 但每个 子信 道则相对平坦 ，而且在每个子 信道上进行 的是 窄带传 都 达到大容量的服务需求 。 现在人们都认 为数据业务的需 求正在大

LTE关键技术

OFMD MIMO 软件无线电 智能天线技术 基于IP的核心网
OFMD原理
OFDM即正交频分多路复用技术，与传统的多载波调制（MCM）相比OFDM 调制的各个子载波间可相互重叠，并且能够保持各个子载波之间的正交性。
OFDM的基本原理是将高速的数据流分解为N个并行的低速数据流，在N个子载 波上同时进行传输。这些在N子载波上同时传输的数据符号，构成一个OFDM 符号。


LTE定位
• 3G是移动通信标准，BWA(802.16e等)是 宽带无线接入标准
定位：
集高质量话音和宽带数据为一体；支 持全移动、综合多业务；网络可控、 可管理；具有低成本、低时延、后向 兼容的“先进的综合移动宽带无线
• 3G演进是移动通信宽带化；BWA是宽带
接入无线化 • 3G定位是语音为主、兼顾数据；BWA是 数据为主、兼顾语音
E-UTRAN控制面主要包括 NAS、RRC、PDCP、 RLC、MAC和PHY，网络 侧的协议终止点除NAS在 MME中外，其他的协议层 都终止于eNB
4G系统针对各种不同业务的接入系统,通过多媒体接入连接到基于IP的核心网 中。基于IP技术的网络结构使用户可实现在3G、4G、WLAN及固定网间无缝 漫游。4G网络结构可分为三层:物理网络层、中间环境层、应用网络层。 1) 物理网络层提供接入和路由选择功能。 2) 中间环境层的功能有网络服务质量映射、地址变换和完全性管理等。 3) 物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的,使发展和提供新 的服务变得更容易,提供无缝高数据率的无线服务,并运行于多个频带,这一服务 能自适应于多个无线标准及多模终端,跨越多个运营商和服务商,提供更大范围 服务。

浅析第四代移动通信关键技术作者：许志鹏来源：《数字技术与应用》2012年第11期摘要：文章首先描述了第四代移动通信系统的产生背景以及特点，然后详细介绍了第四代移动通信系统的五大关键技术，最后对第四代移动通信系统的发展进行了展望。

关键词：4G通信关键技术中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）11-0043-01随着移动通信技术的飞速发展，已经历了三个主要发展阶段。

当前所正在推广的第三代移动通信系统（3G）以可以提供更宽的频带，在旧有传输话音的同时还能传输高速数据，从而为客户提供了更好地服务。

但是3G网络仍有其局限性，因此，包括我国在内已经有不少国家对下一代移动通信系统进行着研究。

1、4G系统的概念第四代移动通信技术的概念可称为广带（Broadband）接入和分布网络，具有非对称超过2Mb/s的数据传输能力，对全速移动用户能提供150Mb/s的高质量影像服务，将首次实现三维图像的高质量传输。

其主要特点是：（1）通信速度提高，数据传输速率超过UMTS，上网速率从2Mb/s提高到100Mb/s。

（2）以移动数据为主，面向因特网大范围覆盖高速移动通信网络，改变了以传统移动电话业务为主设计移动通信网络的设计观念。

（3）采用多天线或分布天线的系统结构及终端形式，支持手机互助功能，采用可穿戴无线电、可下载无线电等新技术。

（4）发射功率比现有移动通信系统降低10～100倍，能够较好地解决电磁干扰问题。

（5）支持更为丰富的移动通信业务，包括高分辨率实时图像业务、会议电视虚拟现实业务等，使用户在任何地方可以获得任何所需的信息服务，且服务质量得到保证。

（6）多种业务的完整融合。

2、4G的关键技术2.1OFDM（正交频分复用）OFDM技术实际上是MCM（Multi-Carrier Modulation，多载波调制）的一种。

该技术之所以越来越备受关注，是因为OFDM有很多独特的优点：（1）频谱利用率很高，频谱效率比串行系统高近一倍。

4g通信流程4G通信技术，也被称为第四代移动通信技术，是当前广泛应用的一种无线通信技术。

它集成了3G和WLAN的优点，能够提供更高速、更稳定的无线通信服务。

本篇文章将详细介绍4G通信的流程，包括信号的发送、传输和接收三个主要环节。

信号发送流程在4G通信中，信号的发送流程通常包括以下几个步骤：1. 信号编码：原始的信息数据经过编码算法转换为适合在无线信道中传输的数字信号。

编码过程可以增加数据的冗余，提高数据的可靠性。

2. 调制：调制是将数字信号转换为适合无线传输的电磁波的过程。

4G通信通常采用OFDM（正交频分复用）技术，能够有效地抵抗多径效应和频率选择性衰落。

3. 信道编码：为了提高数据的抗干扰能力，需要对数据进行信道编码，即在数据中添加校验位和冗余信息。

4. 加密：为了确保数据的安全性，需要对数据进行加密处理，防止被非法窃取或篡改。

5. 发送信号：经过编码、调制、编码和加密处理后的信号通过天线发送出去。

信号传输流程在4G通信中，信号的传输流程通常包括以下几个步骤：1. 无线传输：信号通过无线信道进行传输，可能会受到多种因素的影响，如多径效应、衰落、干扰等。

4G通信采用智能天线技术、动态链接调整技术等来克服这些影响。

2. 基站间切换：当移动设备在两个基站之间移动时，需要进行基站间的切换，以保证通信的连续性和稳定性。

4G通信采用快速基站间切换技术，实现无缝切换。

3. 路由选择：4G通信网络中的路由器根据信号的质量、传输距离、负载情况等因素选择最佳的传输路径，以保证数据的快速和可靠传输。

4. 无线资源管理：4G通信采用无线资源管理技术，动态地分配和管理无线资源，以保证系统的性能和效率。

信号接收流程在4G通信中，信号的接收流程通常包括以下几个步骤：1. 信号接收：接收端的天线接收到从发送端发送过来的电磁波信号。

2. 解调：接收端对接收到的信号进行解调，将其从电磁波形式转换为数字信号。

3. 解码：接收端使用解码算法对数字信号进行解码，恢复出原始的数据信息。

关键技术论文范文关键技术论文范文关键技术论文范文第1篇1、通信速度较快。

相较于3G通信技术，4G让人耳目一新的方面就是其超快的无线通信速度。

相关数据表明，3G技术的最快传输速率为2Mbps，而4G技术在此基础上翻了五翻，也就是4G的数据传输速率最小达到了10Mbps，而最快传输速率达到了20Mbps，这意味着当需要无限信息传输的时候，4G技术可以在最高速度100比特每秒的状况下，快速完成信息的传递，避开使用者长时间的等待。

2、具有敏捷的通信方式及兼容性。

4G通信技术在实现人与人之间快速沟通沟通，以及实现相关信息传输下载的状况下，更是实现了将信用卡功能囊括在自身的设置，人们可以通过手机实现真正的购物以及现金取现等。

除此之外，4G技术的兼容性很大，除了开放接口以及全球漫游的功能之外，也有兼容各个分散网络的连接功能。

3、实现高质量的多媒体通信。

多媒体服务的高速数据性和辨别率的要求通过4G通信技术得到了满意，它的主要服务内容如下：影像以及文档、文本数据等，信息的传输借助宽带得以实现。

4G通信技术中还会渐渐应用3D技术，也就是人们可以通过手机观看3D立体视频。

4、具有更宽的网络频谱。

为了更好的实现4G通信技术的应用，通信运行商就需要在3G通信网络基础上大大提高通信网络的带宽，这样做的缘由很简洁，4G通信技术需要的带宽也许是3G技术的20倍左右。

5、供应各种增值服务。

4G技术基于的核心技术已经不是CDMA技术了，它所依靠的是OFDM技术，这是两者之间最明显的区分。

这也意味着4G手机多了许多增值服务，相比于3G手机，它更有推广性，在人们实际生活中更具有有用性。

二、4G移动通信关键技术1、正交频分复用（OFDM）技术。

0FDM传输技术的抗衰落力很强，缘由在于它的信号传输使用的是多子载波，正交频分复用技术的胜利使用在降低通信信道快衰落可能性的基础上，大大提高了脉冲噪声阻力。

该技术主要使用于进行高速数据传输，加上转变调制模式、渠道以及加载算法时采纳自适调制机，进一步提高了信息传递的速度。

4G移动通信特点和技术发展综述摘要：近年来，随着我国通信行业的迅速发展，4G通信技术在各行业中得到了广泛的应用与推广。

4G移动通信技术是继3G通信技术后的又一次无线通信技术演进，与传统无线通信技术相比，4G移动通信技术具有通信速度快、质量高等优势。

本文主要就是针对4G移动通信特点和技术发展来进行分析。

关键词：4G移动通信；特点；发展1、4G技术的特点第四代移动通信系统是多功能集成的宽带移动通信系统，比第三代移动通信更接近于个人通信，其特点主要表现在：1.1、高速率4G移动通信技术的信息传输速率要比3G高一个等级，要超过UMTS，也就是从2Mbit/s提高到10Mbit/s，其中最大的传输速度就是目前“i-mode”服务的10000倍。

1.2、技术发展以数字宽带技术为主在蜂窝的通信之中，信号是以毫米波为主要的传输波段，蜂窝小区也会相对比较小，这就在很大程度上来充分的提高了用户容量，但是同时也会相应的引起一系列技术上的难题。

1.3、灵活性较强4G系统拟采用智能技术使其可以自适应地进行资源分配，可任意适当的阿里调整系统对通信过程之中变化业务流的大小来进行相应的处理而满足通信的要求，采用的是智能信号处理技术来对信道条件不同的各类复杂的环境均可以进行信号的正常发送和接收，有很强的智能性、灵活性与适应性。

1.4、兼容性好现今，ITU承认的，在全球已有相当大规模的移动通信标准共有TDMA、CDMA与GSM三大分支，其中的每一个分支都在抢占着市场。

这3大分支，取消哪个也不可能，只有通过第四代移动通信标准的制定来解决兼容问题。

1.5、用户共存性4G之中的移动通信技术可以依据网络的状况与变化的信道条件来进行相应的自适应处理，使得高速与低速的用户与各种各样的用户设备可以并存、互通，从而就可以充分的满足系统多类型用户的各种需求。

1.6、业务的多样性在未来的全球通信之中，人们所需要的是多媒体通信。

广播、信息系统、娱乐以及个人通信等等。

浅析4G移动通信的关键技术作者：赵华来源：《数字技术与应用》2013年第07期摘要：本文介绍了4G移动通信的概念、特点和关键技术。

从4G移动通信的网络结构和通信技术进行了分析。

针对多址方案与无线接入方式、无线链路增强技术、智能天线和调制与编码等关键技术进行了探究。

关键词：4G 移动通信关键技术中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）07-0036-01在近几年间，我国移动通信得到了迅猛的发展。

第三代移动通信系统（3G）牌照从2009年发放至今，中国的三大电信运营商在移动通信网络上的投入呈现逐年增长的趋势，截至2013年6月，我国3G用户总数超过3.2亿户[1]。

但是相比较国内移动市场11亿多的手机用户规模，3G市场似乎才刚刚进入规模普及阶段。

然而3G未现规模，4G已露身影。

1 概述1.1 什么是4G目前4G的概念较正规的解释是，可称为分布式的网络和宽带的接入，具有超过2 Mbps以上的数据传输能力，能对全速的移动用户能提供高速率、高质量影像服务，可实现三维图像的高速率和高质量传输。

[2]1.2 4G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：[3]（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。

便 宜
间的同频率用户干扰。一般 的多用户检测研 究都假设用户数据是独 ２ ４ 移 动通 信 关 键 技 术 探讨 Ｇ 立 等概 率 的 ， 有考 虑 信 道 编码 的 影 响 ， 没 现在 组合 信 道 编码 和 多用 户 ２１正 交频 分 复 用 （ Ｄ ） 术 ． ＯＦ Ｍ 技 检测的研 究受到越来越多的重视。 ２１１频谱利用率高 ， ．． 频谱效率比串行 系统高近一信 。 Ｄ 信 ＯＦ Ｍ ２６ Ｉｖ ． Ｐ ６技 术 号 的 相 邻 子 载波 相 互 重 叠 ， 频 谱 利 用率 可 以接 近 Ｎ ｑ ｉ 极 限 。 其 ｙｕｔ ｓ ２６１ 巨大 的地 址 空 间 。在 一段 可预 见 的时 期 内 ， 能够 为所 有 ．． 它 ２１ 抗 衰落 能力 强 。 ＤＭ 把 用 户信 息通 过 多 个 子 载 波传 输 ， 可 以想 像 出 的 网络 设 备 提 供 一 个 全球 惟 一 的 地址 。 ．－ ２ ＯＦ 这样在每个子载波上 的信号时间就相应地 比同速率 的单载波系统上 ２６２ 自动控制。Ｉｖ ．． Ｐ ６还有另一个基本特性就是它支持无状态 的信 号 时 间长 很 多 倍 ，从 而 使 ＯＦ Ｍ 对 脉 噪 声和 信 道 快 衰 落 的 和 有 状 态 两种 地 址 自动 配 置 方 式 。无 状 态 地址 自动 配 置 方 式是 获 得 Ｄ 中 抵 抗 力更 强 。 地 址 的关 键 。 ２１ 适合高速数据传输。ＯＦ ．。 ３ ＤＭ 自适应调 制机 制使不同的子 ２６３ 服务 质 量 。服 务 质 量 （ Ｓ包含 几个 方面 的内 容 。从协 议 ．． Ｑｏ ） 载波 可 以按 照信 道情 况和 噪 声 背 景 的 不 同使 用 不 同 的调 制 方式 。 当 的角度看 ， ｖ Ｉ ６与 目前 的 Ｉｖ Ｐ Ｐ ４具 有相 同的 Ｑｏ ，但是 Ｉｖ 能提供 Ｓ Ｐ６ 信道条件好的时候 ， 应采用效率高的调制方式 ； 而当信道条件差的时 不 同 的服 务 。 候 ， 应 采用 抗 干 扰 能 力 强 的调 制 方式 。 则 ２６４ 移动性。移动 Ｉｖ ．． Ｐ ６在新功能和新服务方面可提供更大的 ２１ 抗 码 问 干扰 （ １ 力强 。 问 干扰 是 数 字 通 信 系统 中除 噪 灵 活性 。 个移 动 设 备 设 有 一 个 固定 的家 乡地址 ， 个地 址 与 设 备 当 ．． ４ Ｉ） Ｓ能 码 每 这 声干扰之外最主要的干扰 ， 它与加性 的噪声干扰 不同， 是一种乘性干 前接 八互 联 网 的位 置无 关。 扰。 ３ ４ 移 动 通 信 技 术发 展 预 期 Ｇ ２２ 智 能 天 线 技 术 智 能 天 线 采 用 了空 时 多 址 （ Ｄ ． Ｓ ＭＡ） 技 术 ， 的 ３１ 市 场 规模 ． 利用信号在传输方向上的差别 ， 同频率或同时隙、 将 同码道 的信号进 ３１１设备 为了达到 ４ ．． Ｇ网络所需要达到的速率要求 ，现在的 行 区 分 ， 态 改 变信 号 的覆 盖 区域 ， 主 波 束 对 准 用 户 方 向 ， 瓣 或 移 动 运 营商 必 须 部 署 更 多 的基 站 。 动 将 旁 零 陷 对准 干 扰 信 号 方 向 ， 能够 自动 跟 踪 用 户 和 监 测环 境 变化 ， 并 为每 ３１２ 用户市场 由于 ４ ．－ Ｇ是 多种技术的融合 ，能提供较高速率 个 用 户 提供 优 质 的 上行 链 路 和 下 行 链 路 信 号 从 而达 到抑 制 干 扰 、 准 的数据流量 ， Ｇ的下载速度将 比以往 的系统性 能有着较大飞跃。 ４ ３２ 商 用 时 间 此 前 韩 国 、 ＿ 日本 都 表 示 ， 在 ２ １ 左 右 实 现 约 ０ ０年 确提取有效信号的 目的。 目前 ，智能天线的工作 方式主要有全 白适应 方式和基于预 多波 ４ Ｇ商 用 日本 在 第 １ ８届 Ｗ Ｐ Ｆ大 会 上 建 议 ４ 技 术 规 范 出 台时 间 ８ Ｇ 束 的 波 束切 换 方式 。 全 自适应 智 能 天 线 虽 然 从理 论 上 讲 可 以达 到最 在 ２ １ ０ ０年 。我 国也 表 示 ， 在 ２ １ 要 ０ ０年 前完 成 ４ 的 商业 化 测试 。 Ｇ 优， 但相 对而言 各种算 法均 存在 所需数据量、 算量大、 计 信道模 型简 ４ 结 束 语 ３ Ｇ技 术 的 风靡 全球 ，也 迫 使 我 们 不得 不 重 新 定位 人际 传 播 ， 进 单、 收敛速度较慢 ， 在某些情况下甚至 出现错误 收敛 等缺 点 ， 实际信 步分析人际传播 媒介变化对人 际传播造成 的影响。与全球 ３ Ｇ大 道条件下 ， 当干扰较多、 多径严 重 ， 特别是信道快速时变时 ， 很难对某 发展相 比， 国 ３ 中 Ｇ还 处于 起 步 阶 段 。随 着 中国 移 动 Ｔ 网络 三 期 工 Ｄ 用 户 进 行 实 际跟 踪 。 程 的完工 ， 截至 ２ ０ ０ ９年底 Ｔ － Ｓ ＤＭＡ网络 已覆盖全国 ７ ％以上 Ｄ Ｃ Ｏ ２３ 无线链 路增强技术 可 以提高容量和 覆盖的无线链路增 强 ． 地市。 技 术 有 ： 集 技 术 ，

路由器4g5g天线的原理路由器4G/5G天线是指用于接收和发送4G和5G信号的天线。

它们是无线通信中至关重要的组成部分，能够实现高速、稳定的无线网络连接。

我们来了解一下4G和5G技术。

4G是第四代移动通信技术，它提供了更高的网络速度和更好的网络覆盖。

5G则是第五代移动通信技术，它在速度、延迟和连接密度等方面都有了显著的提升。

这两种技术的推出，使得人们可以更加快速便捷地访问互联网，实现更多智能设备的连接。

那么，为什么需要4G/5G天线呢？这是因为无线通信需要通过天线进行信号的传输和接收。

天线是一种能够将电磁波转换为电信号或将电信号转换为电磁波的装置。

它能够将无线信号从基站或其他设备接收并转换为电信号，然后通过路由器进行处理和传输。

同样地，它也能够将电信号转换为电磁波，发送到基站或其他设备。

4G/5G天线通常采用的是多天线技术，即使用多个天线进行信号的传输和接收。

这种技术可以提高网络的覆盖范围和传输速度，减少信号的干扰和衰减。

多天线技术包括天线分集技术和波束赋形技术。

天线分集技术是指采用多个天线进行信号接收和发送，然后将接收到的信号进行合并，以提高信号的质量和可靠性。

这种技术可以降低信号在传输过程中的错误率，提高网络的稳定性。

波束赋形技术是指通过调整天线的辐射模式，将信号聚焦在特定的方向上，以增强信号的传输和接收效果。

这种技术可以提高信号的传输速率和覆盖范围，减少信号的干扰和衰减。

除了多天线技术，4G/5G天线还可以采用MIMO（多输入多输出）技术。

MIMO技术通过利用多个天线进行信号传输和接收，可以实现更高的数据吞吐量和更好的信号覆盖。

它能够同时传输多个数据流，提高网络的容量和性能。

4G/5G天线还需要考虑天线的增益和方向性。

天线的增益是指天线在某个方向上的辐射能力，是衡量天线性能的重要指标。

增益越高，天线的信号接收和发送能力就越强。

方向性则是指天线在某个方向上的辐射范围，天线的方向性越强，信号的传输距离就越远。