4G移动通信系统的主要特点和关键技术

李 兴

（1.太原理工大学， 山西 太原 030024；2.中国移动通信集团山西有限公司忻州分公司， 山西 忻州 034000)

1 4G移动通信系统的特点

1.1 速率高

4G移动通信系统，本就在发现3G通信系统之上衍生而来的，4G移动通信系统采用新的通信技术方式，解决了3G以及传统通信系统的不足，有效解决了手机以及其他通信设备无线访问通信速率低的问题，同时有效地提高了无线通信速率，从而提升了用户的商户速率。对于使用4G通信系统要求较低的移动中网商用户，通过无线进行信息访问的速率也能可以达到20 MB/s。对一般要求以及要求较高的网商户4G无线访问的速率可达100 MB/s。4G移动通信系统的上网速率，远高于3G移动通信系统的上网速率，可高达50倍。

1.2 兼容性能好

按全球统一保制规定，4G移动通信系统可与固定网格、无线、3G通信无缝对接，呈现相对较好的兼容性，该通信系统已经能够在全球不同区域进行较为全面的网络覆盖，因而，一部手机就能实现在全球任何区域的地点都能进行信息通信。4G移动通信运营商还可以依据4G移动通信系统兼容性的特点，享受到了更多层次的多种共性信息服务，4G移动通信系统实现了多种通信技术融合的基础，达到了信息通讯更高更好的传输效果。

1.3 智能化程度高

如同4G移动通信系统是在3G以及传统通信系统基础上发展而来的情况一样，科技的进步使得通信系统愈发智能化，4G通信技术的应用也将会向更加智能化的方向发展。4G移动通信系统能更好地实现通信资源的合理分配，将不同的业务进行融合，解决多种复杂亦或繁琐的办公能力。4G移动通信系统实现了不同速率之间的自由切换，在实际应用操作上更便捷，4G通信技术也已经实现终端设备的设计智能化。

1.4 覆盖范围广

传统的通信会受到地理条件以及各类环境因素的影响，特别是对于高原和偏远的乡村地区，信号即使已显示覆盖，但通信范围依旧还局限于宽阔地带，狭小的地域通信依旧受限。4G移动通信系统则很好地解决了这类问题，打破了传统通信系统的信号限制，随着4G技术的不断发展，手机通信的信号也在向更广阔的范围发展，使得远在深山之处，也能进行畅通的信息交流。

1.5 媒体业务广

4G移动通信系统，是在3G业务的基础上，实现了音影像业务的速度化、高清化、效率化，减少了视频、音频、影像的加载时间和清晰度，除日常通讯的语音通话和视频通话之外还能实现会议、电视业务以及更多相关的虚拟现实业务等。4G移动通信系统可为用户提供多样的多媒体功能业务服务，与视频、电视、网络游戏等技术有更为密切的关联。

2 4G移动通信系统的关键技术

2.1 正交频分复用技术

正交频分复用技术（OFDM），是4G移动通信系统多载波调制的重要技术之一，也可以称之为4G移动通信系统的核心技术。正交频分复用技术是将高速的数据流转，转换成多个可在子信道内进行的低速数据流转，再对数据进行传输和运行。正交频分复用技术在4G移动通信技术的使用，有效地提高了4G移动通信技术的操作性，解决了传统通信系统技术的低频率造成的编码干扰等问题，改善了由于频率选择造成的衰弱信道问题。正交频分复用技术同时还具备抗多径的时间延伸能力，正交频分复用技术的使用不是单一性的，其还需要多项配套技术的配合使用，才能达到更有效的效果。对于通信中的放大器，其线性性能要满足要求，放大器在运行中也需要保持良好的状态。正交频分复用技术是为了解决移动通信过程中的载波问题而出现的，它具备很多独有的优势，还可以有效利用频谱，优于串行系统的速度，但也有一定的不足。正交频分复用技术在应用过程中，由于偏频或相位声音，会给载波造成不同程度的破坏，进而也会出现一定的信号干扰，所以正交频分复用技术也还并不能解决所有的载波问题。

2.2 多用户检测技术

3G移动通信系统的抗干扰能力相对较差，它是利用每个用户的接收信号来实现扩频码的匹配处理，3G移动通信系统所采用的检测主要是依据经典直接序列扩频技术完成的。4G移动通信系统，是在3G移动通信系统的单户检测基础上发展的多用户检测技术，多用户检测技术可以在最大限度的基础上，通过导致多种干扰的全部信号来完成对于单个信号的检测处理工作，很大程度上增加了检测抗干扰性的检测能力，使之检测效果更优良。4G移动通信系统的多用户检测技术是属于宽带CDMA通信系统中使用抗干扰的重要内容,在使用多用户检测技术的通信系统架构过程中,还应该全面考虑各个用户之间的信号在进行运输过程中所存在的关联，虽然其干扰性的存在率较低，但随着4G移动通信系统的全球覆盖面积扩大，随着用户量的增加，多次干扰就会变成了CDMA通信的主要干扰。通过在CDMA的系统终端以及基站使用用户检测技术，还可以增加系统的容量。使用多用户检测技术，还能在降低系统对于功率控制精度所提出的要求。

2.3 多输入和多输出技术

多输入和多输出技术（MIMO）通常是采用分立式的多天线饯行空间分集，它是通过利用多个接收天线和多个发射器，来实现空间的分集。然后将通信链路分解成多个相互并行的子信道，进而达到提高数据容量的效果。多输入和多输出技术利用多发射与多接收的天线实现空间分集技术，已经成为4G移动通信系统关键技术的重要组成部分，多输入和多输出技术能有效抵抗4G系统原有的衰弱，能提高4G通信系统空间分集的效益，还能提升4G系统空间的重复使用，还可以为4G系统的抗噪声性能发展奠定基础。

2.4 智能天线

智能天线相当于双向天线，通过天线阵列、波速形成的算法、波速形成的网络三个组成，利用组成部分，相对减少通信信号不被干扰。智能天线的主要作用在基地现场，其自身携带了电子相关关系进行运作编程，并通过该编程来获取基地与移动塔台之间链路的方向。智能天线能够保障用户接收正确信号，使用户在使用4G移动通信系统时，一旦发生信号越区的现象，其信号也能进行智能切换。智能天线技术的出现，对4G核心网络的实际运行速度与质量的提高起到了核心的作用。智能天线技术(SA)因其独有的发展优势，在4G移动通信系统的应用中将会拥有巨大的推广前景。

3 结语

4G移动通信系统技术能够快速度、高质量地反映音影像以及扩大多媒体的使用功能范围，使用者可以依据自身不同的使用需求来选择不同的服务功能，不同服务功能的计费方式不同，因而其计费方式相对灵活。与其他通信系统相比，4G移动通信系统本身就具备更为独特的通信业务优势，而在各行各业得到覆盖式地应用和发展，也具备广泛的应用前景和发展空间。在4G移动通信系统技术发展的基础上，对其关键技术不断进行更新改进，强化解决信号在传输过程的干扰问题，以便让其提高信号传输的质量，提高传输的稳定性，为4G移动通信系统的用户获得更高层面的通信功能和业务服务，让其自身优势得到更完美地诠释和发展。

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