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4G移动通信系统中的核心技术的研究

作者：王玲平

来源：《硅谷》2013年第18期

摘 要 随着无线网络与Internet的不断结合，以及全球IP化下一代通用无线通信系统（4G）逐步的发展，4G技术已经成为第四代高传输速率、高容量的移动通信技术。4G技术满足了现代人的个性化需求，并且成本小，具有更高的安全性、智能性、以及灵活性，能够同时满足多种业务的传输。本文研究了第四代移动通信系统的核心技术，分析了多输（MIMO）技术与正交频分复用（OFDM）技术的主要原理以及自身的特点。 关键词 4G；移动通信；核心技术

中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）18-0055-01

随着科技的发展，计算机技术的突飞猛进带动了信息高速公路的建设，经济的快速增长带动了通信市场的快速增长，因此，为了更好的适应市场的需求，满足人们的个性化需求，为人们提供更多的多媒体服务，第四代移动通信系统的研究应该更加的重视，本文就4G移动通信系统的核心的原理及特点进行分析。 1 第四代移动通信系统

在信息的高速发展中，第四代移动通信系统能够提供更高的数据传输速率，其中高达100Mb/s，这样就可以使语音等业务都得到支持，而且还能在全球范围内实现漫游的无缝隙，第四代移动通信系统有很高的安全性和灵活性，它能保证传输的质量以及服务的质量，这样在无线宽带移动的通信中，为了实现高速率和大容量的数据传输，采用了先进技术提高了频谱资源的利用率。这样就能够满足多种业务的传输，但是在信息传输的过程中，要尽量的避免高速数据在无线信道下的干扰，防止一些不必要的因素出现，这样就能够达到改善系统性能的目的，保证通信系统的高速正常运行。因此，在对第四代通信技术的发展中，MIMO_OFDM技术的应用，能够为保证克服多径效应以及频率选择性的衰落，并且能够为保证信号的传输提供更高的可靠性，这样就能够增加系统的容量，同时提高频谱的利用效率。因此，在对第四代移动通信的系统中，对于MIMO_OFDM技术已经成为最核心的技术。 2 MIMO_OFDM核心技术的研究

这种核心技术是一种多输入多输出的技术，利用多条天线来控制信道的衰落，保证信道功能的正常发挥。该技术可以在接收端和发送端均安装多条天线，然后进行信号的各种传输。但是，当某个信号在天线之间（发送端或接收端都有）产生了信道冲激响应时，就会产生多个并行的空间信道。这样MIMO_OFDM就能够在增大宽带的状况下，改变通信系统的容量，这样就实现了无线通信的发展，其中MIMO的系统原理如图1所示。

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根据上图所示，我们可以看出，天线接收机利用空时解码将一些子流分开和解码。当N个子流同时发送时，这些信号就会共用同一频带，这样带宽就相应的加宽了。但是，当出现多个并行的空间信道时，这个时候就需要进行多输入多输出的空间信道，使这些独立的空间信道的传输速度和传输效率提高，满足系统运行的需要。而衡量系统的传输速度的最主要的标准就是系统容量的表征，所以，我们使用MIMO信道无线来进行信道容量的增大，这样能够在保持宽带和天线发射率稳定的状况下，使得频谱的利用率得到最高的使用效率，提高了该技术的多径效应，并且增强了信号的可靠性。但是其缺点就是：不能频率的选择性衰弱不能够解决。 3 4G移动通信技术的特点

而OFDM是一种正交频分复用技术，是多载波调制技术的一种。该技术已有40多年的发展历史，普遍运用于军用无线高频通信系统中。该技术将信道分成若干个正交子信道，将高速数据信号转化成并行的低速子数据流，然后在每个子信道上进行传输。为了减少子信道之间的干扰性，在正交信号的接收端上使用相关技术来分开。但是在信号的传输中，每一个子信道上的信号的宽带不能够大于信道的相关宽带，这样的目的是为了消除符号之间的相互干扰，并且在一定的程度上提高了频谱的利用效率。其中OFDM技术的基本原理如图2所示。

该技术最大的特点是：它可以大大提高频谱的利用率，提高频谱的运行效率，抗窄带干扰能力和抗多径干扰能力不断的增强；能够使各个子载波的联合编码抗拒衰落；还有就是使用一种快速的算法，借助于IFFT以及FFT实现调制和解调，这样最终来实现DSP技术应用。但是这种技术的缺点是：由于在信号的传输中，可能会增加自适应调制技术的难度，这样就使得系统的效率会降低。

4 4G移动通信技术的应用

而对于第四代通信技术的应用，其核心技术就是前文所阐述的MIMO技术和OFDM技术的结合，同时还利用时间、空间、频率的分集技术，于是，系统的容量大大增加了，以及系统容量，在增大了频谱的利用效率的同时，并且很好的对康频率的选择性衰弱情况进行了处理，最大程度的提高了第四代通信系统的性能。这样重技术的结合，能够使系统达到比较高的传输效率，并且能够为增强无线系统对于噪音、干扰、多径的容限等一些干扰性的因素，这样就最大限度的满足下一代无线传输的发展，为移动通信系统做出了重大的铺垫作用。 5 小结

本文对第四代移动通信系统进行了分析研究，阐述了MIMO技术和OFDM技术。这两种技术的结合就是第四代移动通信系统的核心技术，它有效增加了系统的容量，提高了系统的性能，在增加频谱利用率的同时对于抗频率的选择性衰落进行了有效的处理，同时能够避免一些不必要的干扰等因素的影响。 参考文献

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[1]朱永贤，郭俊哲.第四代移动通信系统有关的问题探讨[J].电子与通信工程，2010（32）. [2]郭燕飞，李志敏.简析第三代移动通信系统的不足与第四移动通信系统核心技术[J].科学与财富，2010（2）.

[3]吴丽丽，刘永强.4G移动通信系统的信道编译码方案的研究[J].通信与信息系统，2009（18）.

[4]王俊选，陈良民，韩泽耀.第四代移动通信的核心技术OFDM_CDMA的同步策略的研究[J].计算机技术与发展，2011（24）.

[5]何丽华，成杰豪.第四代移动通信系统及其关键技术的研究[J].电信科学研究，2011（6）. 作者简介

王玲平（1984-），男，甘肃庄浪人，助教，学士学位，2010年6月毕业于长春工程学院，研究方向：计算机软件。