4G移动技术下的移动通信论文

导语：4G移动技术下的移动通信论文一文来源于网友上传，不代表本站观点，若需要原创文章可咨询客服老师，欢迎参考。

14g移动通信技术标准

目前4G移动通信技术国际标准主要有FDD-LTE、FDD-LTE-Advance、TD-LTE以及TD-LTE-Advanced，其中，TD-LTE、TD-LTE-Advanced是中国主导制定的4G国际标准。

1.1LTE

LTE（长期演进）项目是3G的演进，它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进技术，LTE移动通信网络系统在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbps（TD-LTE）或150Mbps（FDD-LTE）、上行50Mbps（TD-LTE）或40Mbps（FDD-LTE）的峰值速率。国际上大多数国家采用FDD-LTE制式，FDD-LTE是主流的4G标准，也是终端种类最丰富的一种4G标准。TD-LTE是我国主导的4G国际标准，TD-LTE是我国具有自主知识产权的3G国际标准TD-SCDMA的后续演进技术，中国移动就采用了TD-LTE。

1.2LTE-Advanced

LTE-Advanced后向兼容LTE，LTE-Advanced针对室内环境进行了技术优化，并采用了载波聚合等技术，载波聚合技术能够弹性分配频谱，可以获得更宽的频谱带宽，能有效地支持新频段和大带宽应用。LTE-Advanced移动通信网络系统在100MHz频谱带宽下能够提供下行1Gbps、上行500Mbps的峰值速率，LTE-Advanced也分为FDD-LTE-Advance和TD-LTE-Advanced。

1.3WiMax

WiMax即IEEE802.16标准，能够提供最高接入速度70Mbps，IEEE802.16的工作频段范围为无需授权的2～66GHz频段。WiMax的优点有：（1）有利于避开已知干扰。（2）有利于节省频谱资源。（3）灵活的带宽调整能力有利于运营商协调频谱资源。（4）WiMax能够实现无线信号传输距离可达50km，非无线局域网或3G网络所能比拟。WiMax在移动性能方面存在缺陷，无法满足≥50kmph高速下无线网络的无缝衔接，并不能算作无线移动通信技术，只算是无线宽带局域网技术。

1.4WirelessMAN-Advanced

WirelessMAN-Advanced是WiMax的升级版，即IEEE802.16m标准，IEEE802.16m具有高速移动下无缝切换能力，能够有效地解决WiMax的移动性能问题。IEEE802.16m兼容4G无线网络，它可能成为4G标准，其优势有：（1）提高网络覆盖，实现网络无缝衔接。（2）提高频谱效率。（3）在漫游模式或高效率/强信号模式下可提供1Gbps无线传输下行速率。（4）提高数据和VoIP容量。（5）低时延，增强QoS。（6）节省功耗。

24G移动通信系统关键技术

2.14G网络结构分层

4G移动通信系统网络结构分为物理网络层、中间环境层、应用环境层三层。物理网络层提供网络接入和网络路由选择功能。中间环境层提供QoS机制、地址转换和安全管理等功能。应用环境层提供各种应用编程接口。

2.2OFDM技术

4G移动通信系统采用了正交频分复用（OFDM）技术，OFDM技术具有良好的抗噪声性能和抗多信道干扰能力，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，支持高速率、小时延的无线数据传输技术，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。OFDM的主要缺点是功率效率不高。

2.3调制与信道编码、信道传输技术

4G移动通信系统采用了多载波正交频分复用调制技术以及单载波自适应均衡调制技术，提高了频谱利用率，可延长用户终端电池的寿命。4G移动通信系统采用了比3G系统更高级的信道编码方案以及自动重发请求技术和分集接收技术等，在低Eb/No条件下可保证系统具有足够的性能。

2.4高性能的接收机

4G移动通信系统由于数据速率很高，所以对接收机的性能要求也很高。按照Shannon定理，对于3G系统，如果信道带宽为5MHz，数据速率为2Mbps，则所需的SNR为l.2dB。对于4G系统，要在5MHz带宽上传输20Mbps数据，所需的SNR为12dB。

2.5智能天线技术

智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束调节等智能功能，智能天线技术既能改善信号质量，又能增加传输容量。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，可实现充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。

2.6多输入多输出技术

MIMO（多输入多输出）技术又称为多天线技术，是LTE移动通信系统为了提高吞吐量而应用的一项关键技术，MIMO技术是利用多发射、多接收天线进行空间分集和空间复用的技术，能够有效地将通信链路分解成许多并行的子信道，能够提高系统抗衰落与噪声性能，提高系统通信容量、数据传输速率和传输质量。

2.7软件无线电技术

软件无线电技术是将标准化、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无线电通信系统功能的一种具有开放式结构的新技术，各种功能和信号处理尽可能利用软件实现，包括各类无线信令规则与处理软件、信号流变换软件、信源编码软件、信道纠错编码软件、调制解调算法软件等。软件无线电技术使无线电通信系统具有灵活性和适应性，能够适应不同的网络和接口，能支持不同接口的多模式手机和基站，能实现各种不同应用的可变QoS。

2.8基于IP的核心网

4G移动通信系统的核心网是基于全IP的开放式移动网络，IP兼容多种无线接入协议，便于灵活设计核心网络，可以实现不同网络间的无缝互联，能允许各种空中接口接入核心网，不必考虑无线接入究竟采用何种方式和协议，能够提供端到端的IP业务。

2.9多用户检测技术

多用户检测技术是宽带通信系统中抗干扰的关键技术，传统的检测技术完全按照经典直接序列扩频理论对每个用户信号分别进行扩频码匹配处理，因而抗多址干扰能力较差。多用户检测技术抗多址干扰能力较强，解决了远近效应问题，可以更加有效地利用链路频谱资源，提高系统通信容量。

34G移动通信技术优势

3.1通信速度更快

4G移动通信具有更快的无线通信传输速度，TD-LTE移动通信系统可以达到下行100Mbps峰值传输速度，是3G移动通信传输速度的50倍。

3.2网络频谱更宽

要使4G移动通信达到100Mbps的传输速度，通信运营商必须使4G网络的频谱带宽高于3G网络的频谱带宽，每个4G信道占有100MHz的频谱，相当于W-CDMA3G网络的20倍。

3.3通信更加灵活

4G手机可以算得上是一台便携式电脑，4G移动通信使用户不仅可以随时随地通信，还可以双向下载传递资料、图画、影像，4G终端还可实现定位、告警等功能。4G移动通信系统会在不同的固定和无线平台及跨越不同频带的网络运行中提供无线服务，所涉及的关键技术包括高速移动无线信息存取技术、移动平台的拉技术、安全密码技术以及终端间通信技术等。

3.4智能性能更高

4G移动通信的智能性能更高，4G移动通信终端设备的设计和操作具有智能化，对菜单和滚动操作的依赖程度大大降低，4G手机能够根据设定适时地提醒手机主人此时该做什么事或不该做什么事，4G手机还可以当作一台手提电视机，可以用来随时随地观看电视节目。

3.5兼容性能更好

4G移动通信系统接口开放兼容，能与多种网络互联互通。4G终端多种多样，支持全球漫游。用户可以使用各种各样的移动终端接入4G系统，4G系统支持将各种不同的接入系统结合成一个公共的平台，4G系统可成为多行业、多部门、多系统用户沟通的桥梁，实现在任何地址宽带接入互联网。4G移动通信可集成不同模式的无线通信网络，从无线局域网和蓝牙等室内网络到无线蜂窝网、移动地面广播电视网和移动卫星通信网，移动用户可以自由地从一个网络标准漫游到另一个网络标准，并能自适应资源分配，能在信道条件不同的环境下处理变化的业务流。在移动卫星通信方面能够提供信息通信、定位定时、数据采集和远程控制等综合功能。

3.6可实现各种增值服务

4G移动通信系统采用空分多址（SDMA）技术和正交频分复用（OFDM）技术，业务容量达到3G的5～10倍，可以实现无线区域环路（WLL）、数字音讯广播（DAB）等方面的无线通信增值服务。

3.7可实现更高质量的多媒体通信

4G移动通信能够满足3G移动通信尚不能达到的在覆盖范围、通信质量、宽频带上支持高速数据传输和高分辨率多媒体服务要求，4G移动通信提供的无线多媒体通信服务包括语音、数据、影像等，4G移动通信堪称多媒体移动通信。

3.8频率使用效率更高

4G移动通信系统的基站天线可以发送更窄的无线电波波束，可以处理数量更多的业务。4G移动通信技术对无线频率的使用效率比3G系统要高，且抗信号衰落性能更好，可以支持更多的用户使用更多、更快的应用。

3.9通信费用更加便宜

4G移动通信兼容3G移动通信，可以让现有3G用户轻易地升级到4G移动通信。4G移动通信容易部署，能够有效地降低运营商和用户的费用。4G网络与固定宽带网络的使用费用差不多，且4G网络计费方式更加灵活机动，4G移动通信的无线即时连接等服务费用会比3G便宜，用户可以根据自身需求借助各种各样的4G终端随时随地享受高质量的通信服务。

44G芯片及4G手机

4.14G芯片

4G芯片目前已经具备高度集成、多模多频以及强大的数据与多媒体处理能力，目前全球4G手机大多数采用高通芯片。中国移动2013年度支持的TD-LTE终端中采用高通芯片的比例高于60%。高通的LTE芯片强调高集成度和支持多模多频，目前高通所有的LTE芯片组均同时支持TD-LTE和FDD-LTE。博通、Marvell、英特尔、联发科、联芯科技、创毅视讯、展迅、海思等芯片厂商也已推出4G基带芯片产品。

4.24G手机

4G手机目前主要有三星、索尼、天语、酷派等品牌，多模多频是LTE智能终端的发展方向，中国移动将重点建设发展支持5模10频、5模12频及Band41等LTE智能终端的TD-LTE/FDD-LTE融合网络。

54G移动通信网络建设及4G牌照

5.14G网络建设

2013年中国移动启动了4G网络工程集采招标，4G网络建设正在抓紧进行，2013年中国移动4G网络将覆盖超过100个城市，将建设完成20万个基站，4G终端的采购将超过100万部。中国移动在频段上主要采用1900MHz（F频段）、2600MHz（D频段）、2300MHz（E频段），其中F频段以升级为主，D频段以新建为主。

5.24G牌照

4G牌照是指第四代移动通信业务的经营许可权，运营商必须获得由工信部许可、发放的4G牌照，才可经营4G业务，我国已在2013年12月4日发放4G牌照。

64G移动通信系统面临的难题

4G移动通信系统技术复杂，4G移动通信网络存在的技术问题大多与互联网有关，需要花费几年时间才能解决，要顺利、全面地实施4G移动通信，将会面临一些难题。

6.1标准难以统一

4G标准难以统一，如果没有统一的或兼容的国际标准，将会给4G手机用户带来诸多不便。开发4G移动通信系统必须首先解决通信制式等全球统一或兼容的标准化问题。

6.2技术难以实现

要实现4G移动通信的下载速度还面临着如何保证楼区、山区及其它有障碍物等易受影响地区的信号强度等一系列必须解决的技术难题。

6.3容量受到限制

4G移动通信从理论上说具备100Mbps的宽带速度，但手机使用速度还受到通信系统容量的限制，手机用户越多，速度就越慢，4G手机很难达到其理论速度。

6.4市场难以消化

整个移动通信市场正在消化吸收3G技术，对于4G移动通信系统的接受还需要一个逐步过渡的过程，而5G技术随时都有可能威胁到4G系统的赢利计划，所以4G系统漫长的投资回收和赢利计划可能变得异常脆弱。

6.5设施难以更新

要向4G通信技术转移，全球的许多无线基础设施都需要经历大量的变化和更新，这种变化和更新势必减缓4G移动通信技术全面进入市场和占领市场的速度。

6.6其他相关难题

在4G移动通信推行之初，必定缺乏具备4G移动通信业务经验和专门技术的人才，这种困境也会延缓4G移动通信在市场上推广的速度，所以从现在开始就必须加大力度对4G移动通信系统的设计、安装、运营、维护等方面专门技术人员进行培训。

作者：徐俭工作单位：江苏省扬州广电传媒集团（总台）