4G移动通信系统及其关键技术研究

郭渝

摘 要：科技的发展使人们的生活水平得到了很大的提升，移动营运商对通信系统的要求也越来越高。目前的3G系统已经不能很好的满足社会发展的需求，在这一形势下，科技人员需要不断地对新一代4G移动通信系统进行研究和完善。本文主要针对4G移动通信系统的特点进行分析，并阐述了4G移动通信系统所运用的关键技术。

关键词：4G；移动通信系统；特点；关键技术

0.引言

随着我国经济的飞速发展，移动通信市场的发展潜力也越来越大，已有的3G移动通信系统在运行过程中出现了很多问题，人们在使用3G移动通信进行视频通话时并不能获得很好的效果，另外在上网或看电视直播时信号卡顿且不稳定等现象。为了进一步提高人们的生活水平，对4G移动通信系统进行研究和发展很有意义。

1.4G移动通信系统的特点

1.1拥有更快的传输速度

从移动通信系统的网络频宽而言，4G技术在3G技术的基础上增加了20倍，也就意味着4G移动通信系统的网络频宽将达到2～8GHvz，而且4G技术的上传速度也有了非常大的提高，截止目前为止，4G移动通信系统的上传速度最高纪录是20Mb每秒，而以往使用的3G移动通信系统传输速度最高纪录只能到达4G的5%[1]。从这些内容中可以看出4G移动通信系统拥有更快的传输速度。

1.2拥有良好的兼容性

在4G移动通信技术不断发展的形势下，对全球各个地区的覆盖面积得到了扩张，而且接口开放技术也得到了较快的发展。4G移动通信系统还实现了和3G、固网以及无线之间的完美连接，使所有移动运营商的客户都能够享用到4G移动通信系统的服务。

1.3对智能化技术的应用程度更广

4G移动通信系统被人们称之为广域接入，也有人称为分布网络，具备非对称不相同速度间进行自动切换的能力。运用智能技术对4G移动通信系统进行资源分配，根据各种业务对资源的需求量合理地设置，一切移动办公都能够在4G技术的支持下顺利完成。

2.4G移动通信系统所运用的关键技术

2.1正交频分复用技术

4G移动通信系统中运用的核心技术就是OFDM，也就是正交频分复用技术。它是在无线环境下实现高速传输，具体表现为：把某个频分信道科学地分为很多个正交子信道，把高速数据流转化为并行的低速数据流，并且把转化的低俗数据流调控到每一个子信道里开始传输，再根据接受断所运用的相关技术把正交信号进行合理的分离，这样任何一个子信道间受到的干扰都会降低，而且子信号宽带会小于在划分过程中的相关宽带。由于宽带被分割成为许多部分，在最大程度上提高了4G移动通信系统的性能，使系统能够更好地使用各种设计的要求，从而实现合理的分配数据容量和功率，有利于系统为客户提供高速和变速综合数据传输[2]。另一方面，4G移动通信系统可以提供比较大的系统容量，还具备非常强的抵抗干扰性质，满足多种途径和移动信道传播的要求。

2.2调制技术

在4G移动通信系统中多载波调制技术也是非常重要的。当出现数据传输效率不太高，受到的干扰不是十分强烈时，工作人员可以运用恰当的均衡算法便能够让移动通信系统恢复正常运行。但是，从宽带数据业务的角度来讲，因为数据传输的效率过高，会出现数据符号之间的重复现象，由此产生符号间的干扰，所以，移动通信系统也对均衡算法提出了更好的要求，需要合理地引入较为复杂的均衡算法，目前，引入这种算法到系统中实现起来还比较困难。

2.3多用户检测技术

多用户检测技术是宽带CDMA通信系统里，用于抗干扰的一种重要技术。移动通信系统的终端和基站中都有运用到多用户检测技术，目的是为了提升系统的容量，移动通信系统在运行过程中，相关工作人员需要对广大用户所使用信号的传输过程进行思考，因为这些信号在传输时未免存在一定的相关性，这也是在移动通信系统中应用多用户检测技术的根本原因。假如只有极为少数的用户进行数据传输，受到来自多址的干扰可能性非常小，但是，随着4G移动通信技术的发展，在全球的覆盖面积越来越大，用户的数量逐步增加，信号功率也开始呈上升趋势，在这种情况下，受到多址的干扰就成为了一种主要干扰[3]。当前，在3G移动通信系统中使用的检查技术是序列扩频技术，具体表现为：根据对每一个用户接受的信号进行扩频码匹配处理，所以，3G移动通信系统的抗干扰性能比较差。多用户检测技术有效地根据造成多址干扰的所有用户在传输过程中信号信息对单个信息进行检测，使4G移动通信系统的抗干扰性能更好，同时也减少了系统对功率控制的精准度需求。

2.4智能天线技术

智能天线是能够有效地分析无线阵列信号的一种技术，运用了自适应算法，在4G移动通信系统中通过运用所发射的波束，能够起到自动跟踪、数字波束智能调节等作用。通过对智能天线技术和先进的数字信号处理技术的应用，减少了移动通信系统所受到的干扰和被干扰的程度，实现了在同一个信道上接收和传输的时候，用户之间的信号互不干扰的目的，从而提高了对频率的利用效率，以及完善了系统各方面的功能和增加了系统传输的容量。因为智能天线技术拥有定向波束性能，可以使信号传递到非常远的位置，在保证了用户信号质量的前提下，又扩张了信号覆盖的区域，极大地降低了4G移动通信系统的成本。

3.结语

3G移动通信系统在运行过程中存在很多不足，不能很好的滿足人们的各种需求，因此，为了提高人们的生活水平，4G移动通信系统被提出并运用到实际运营中，和3G移动通信系统相比较，4G系统拥有更快的传输速度和更好的兼容性，其智能化应用程度更广等。本文分析了4G移动通信系统中所运用的关键技术，如正交频分复用技术、调制技术、多用户检测技术、智能天线技术。此外，4G移动通信系统在运行过程中仍然存在一定的问题，相关人员应该对这些问题进行合理地处理，从而使4G移动通信系统的作用和价值能够得到充分体现。

参考文献

[1] 刘巧平，李艳萍.正交频分复用技术及其在4G移动通信中的应用[J].计算机技术与发展，2014，11：238-241.

[2] 姚雪，陆宁，马晓明.关于4G移动通信系统主要特点和关键技术的探讨[J].信息通信，2015，09：270-271.

[3] 陈立.4G移动通信采用的关键技术与网络的主要优缺点分析[J].计算机光盘软件与应用，2014，10：295+297.