浅析4G移动通信中的关键技术.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：浅析4G移动通信中的关键技术班级：1508102学号：040820423姓名：査希超通信技术日新月异给人们带来不少享受。移动通信技术已经历了三个主要发展阶段。每一代的发展都是技术的突破和观念的创新。第一代起源于20世纪80年代主要采用模拟和频分多址(FDMA)技术。第二代(2G)起源于90年代初期主要采用时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)技术。第三代移动通信系统(3G)可以提供更宽的频带不仅传输话音还能传输高速数据从而提供快捷方便的无线应用。然而第三代移动通信系统仍是基于地面标准不一的区域性通信系统尽管其传输速率可高达2Mb/s但仍无法满足多媒体通信的要求随着数据通信与多媒体业务需求的发展适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第四代移动通信开始兴起因此有理由期待这种第四代移动通信技术给人们带来更加美好的未来。一．4G通信技术的概念简述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。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。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。二、4G通信的关键技术4G通信的关键技术包括OFDM技术、智能天线技术、软件无线电技术、多用户检测技术、IPv6技术等。下面就OFDM技术作主要阐述。1.OFDM技术的基本原理OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)即正交频分复用技术实际上OFDM是MCMMulti-CarrierModulation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OFDM系统框图据流调制到在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上图为OFDM系统的组成示意图。OFDM技术的优点（1）OFDM技术实现了多载波调制（MCM）克服了多径接收提高了系统的传输码率。（2）OFDM技术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并且各子载波并行传输大大消除信号波形间的干扰也提高了频谱效率。（3）OFDM技术可适应不同设计需求灵活分配数据容量和功率便于提供灵活的高速和变速综合数据传输。（4）OFDM技术能提供较大的系统容量且具有较强的抗多径干扰、抗频率选择性衰落和频率扩散能力适应多径和移动信道传播条件。（5）OFDM技术可以实现较高的安全传输性能它允许数据在高速的射频上编码。（6）OFDM技术能够持续不断地监控传输介质上通信特性的突然变化。能动态地接通或切断相应的载波以保证持续地进行成功的通信。OFDM技术的不足由于OFDM系统内存在多个正交子载波而且其输出信号是多个子信道的叠加因此对子信道的正交性有严格要求。而由于无线信道的时变性还有发射机载波和本地振荡器的频率偏差所以OFDM易受频率偏差的影响。如果多个子信号的相位一致时所得到的叠加信号的瞬时功率会远大于信号的功率出现较大的峰值与均值功率比(PAR)这个比值的增大会降低射频放大器的功率效率使系统性能恶化为克服这些缺陷所要解决OFDM系统的同步问题和减“PAR值问题是研究热点。OFDM的关键技术峰值平均功率(PAPR）由于OFDM信号在时域上为N个正交子载波信号的叠加当这N个信号恰好都以峰值出现并将相加时OFDM信号也产生最大峰值该峰值功率是平均功率的N倍。这样为了不失真地传输这些高峰均值比的OFDM信号对发送端和接收端的功率放大器和A/D变换器的线性度要求较高且发送效率较低。解决方法一般有下述3种途径。信号失真技术采用峰值修剪技术和峰值窗口去除技术使峰值振幅值简单地非线性去除；采用编码方法将峰值功率控制和信道编码结合起来选用合适的编码和解码方法以避免出现较大的峰值信号；采用扰码技术对所产生的OFDM信号的相位重新设置使互相关性为零这样可以减少OFDM的PAPR。这里所采用的典型方法为PTS(PartialTransmitSequence