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【摘 要】在新兴通信技术的不断推动之下，3G即将成为通信技术的主流。但是随着无线上网和网络游戏等用户需求不断的增加，对移动通信系统的速率要求也越来越高。逐渐地人们之间沟通的瓶颈将由现在的网络传输速率变为各种新的应用的提供。在对通信技术的要求不增加的基础上，无线通信技术最终将迈向4G通信技术时代。本文主要简单介绍4G移动通信系统所采用的各种技术以及4G移动通信的优缺点。
【关键词】4G移动通信 OFDM 优点 缺点
一、4G的概念
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，是一个比3G通信更完美的新的无线通信世界，它将创造出许多消费者难以想象的应用。
4G通信技术并没有脱离之前的通信技术，而是以传统通信技术为基础，并利用了一些新的通信技术，来不断提高无线通信的网络效率和功能。如果说现在的3G能为人们提供一个高速传输的无线通信环境的话，那么4G通信将是一种超高速无线网络，一种不需要电缆的信息超级高速公路，这种新网络可使电话用户以无线及三维空间虚拟实境连线。
二、4G采用的主要技术
（一）OFDM技术
随着数据速率的不断提高，高速数据通信系统的性能不仅仅受噪声限制，更主要的影响来自于无线信道时延扩展特性导致的码间干扰。这种码间干扰主要是由于发射机和接收机之间存在多条时延不同无线传播路径造成的。多径效应造成接收机受到的信号是多个时延、幅度和相位各不相同的发送信号的叠加，从而导致错误发生。为了实现高速数据业务，必须采取措施对抗码间干扰，信道均衡是经典的抗码间干扰技术，但是如果数据速率非常高，采用单载波传输数据，往往要设计几十甚至上百个抽头的均衡器，这简直是硬件设计的噩梦。既要对抗码间干扰，又要采用低复杂度且高效的手段传输高速数据业务，我们选择了一种关键技术—正交频分复用（OFDM）技术。
（二）智能天线技术
智能天线采用了空时多址（SDMA）的技术，利用信号在传输方向上的差别，将同频率或同时隙、同码道的信号进行区分，动态改变信号的覆盖区域，将主波束对准用户方向，旁瓣或零陷对准干扰信号方向，并能够自动跟踪用户和监测环境变化，为每个用户提供优质的上行链路和下行链路信号从而达到抑制干扰、准确提取有效信号的目的。这种技术具有抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束等功能，被认为是未来移动通信的关键技术。
（三）多用户检测技术
4G系统的终端和基站将用到多用户检测技术以提高系统的容量。多用户检测技术的基本思想是：把同时占用某个信道的所有用户或部分用户的信号都当作有用信号，而不是作为噪声处理，利用多个用户的码元、时间、信号幅度以及相位等信息联合检测单个用户的信号，即综合利用各種信息及信号处理手段，对接收信号进行处理，从而达到对多用户信号的最佳联合检测。它在传统的检测技术的基础上，充分利用造成多址干扰的所有用户的信号进行检测，从而具有良好的抗干扰和抗远近效应性能，降低了系统对功率控制精度的要求，因此可以更加有效地利用链路频谱资源，显著提高系统容量。
三、4G系统的优点和缺陷
（一）4G系统的优点
根据研究人员的设想和实验，目前正在构思中的4G通信和传统的通信模式相比，具有下面的优点：1.由于人们研究4G通信的最初目的是提高蜂窝电话质量和其慨移动装置无线访问Internet的速率，因此4G通信的最大特征是它具有更快的无线通信速度。3G数据传输速率最高可达到2Mb/s，专家估计，第四代移动通信系统可以达到10Mb/s至20Mb/s，甚至最高可以高达100Mb/s的速度传输无线信息，这种速度远远超过了目前的手机的传输速率。2.要想使4G通信达到100Sb/s的传输速度，通信营运商必须在3G通信网络的基础上，进行大幅度的改造和研究，以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的蜂窝系统的带宽高出许多。据研究4G通信的AT&T的执行官们说，估计每个4G信道将占有100MHz的频谱，相当于W-CDMA3G网络的20倍。3.从严格意义上说，4G手机的功能，已不能简单划归“电话机”的范畴，因此未来4G手机更应该算得上是一台小型电脑了，而且4G手机从外观和式样上，以方便和个性为前提。未来的4G通信将使人们不仅可以随时随地通信，更可以双向下载传递资料、图画、影像。4G技术的应用可以使通信更加灵活。
（二） 4G系统的缺陷
对于现在的人来说，未来的4G通信的确显得很神秘，很多人都认为第四代无线通信网络系统是人类有史以来发明的最复杂的技术系统，所以也出现大量令人头痛的技术问题。总的来说，要顺利、全面地实施4G通信，将可能遇到下面的一些困难：1.首先4G的标准难以统一，虽然从理论上讲，3G手机用户在全球范围都可以进行移动通信，但是由于没有统一的国际标准，各种移动通信系统彼此互不兼容，给手机用户带来诸多不便。因此，开发第四代移动通信系统必须首先解决通信制式等需要全球统一的标准化问题。2.尽管未来的4G通信能够给人带来非常大的方便，但是在当前情况下，技术上的实现是非常困难的。另外，要实现4G通信的下载速度还面临着一系列技术问题。例如，如何保证楼区、山区，及其他有障碍物等易受影响地区的信号强度等问题。3.4G系统的最大特点是它的通信传输速度将会得到极大提升，从理论上说可达到100Mb/s的宽带速度，比目前机信息传输速度要快得多，但手机的速度将受到通信系统容量的限制，如系统容量有限，手机用户越多，速度就越慢。
参考文献：
[1]吴伟陵、牛凯编著 《移动通信原理（第2版）》 电子工业出版社
[2]李建东编著 《移动通信（第四版）》 西安电子科技大学出版社
[3]（德）Hendrik Berndt主编 《基于4G系统的移动服务技术》 机械工业出版社
[4]（中）Jiangzhou Wang著 《高速无线通信：UWB，LTE与4G》 人民邮电出版社
【关键词】4G移动通信 OFDM 优点 缺点
一、4G的概念
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，是一个比3G通信更完美的新的无线通信世界，它将创造出许多消费者难以想象的应用。
4G通信技术并没有脱离之前的通信技术，而是以传统通信技术为基础，并利用了一些新的通信技术，来不断提高无线通信的网络效率和功能。如果说现在的3G能为人们提供一个高速传输的无线通信环境的话，那么4G通信将是一种超高速无线网络，一种不需要电缆的信息超级高速公路，这种新网络可使电话用户以无线及三维空间虚拟实境连线。
二、4G采用的主要技术
（一）OFDM技术
随着数据速率的不断提高，高速数据通信系统的性能不仅仅受噪声限制，更主要的影响来自于无线信道时延扩展特性导致的码间干扰。这种码间干扰主要是由于发射机和接收机之间存在多条时延不同无线传播路径造成的。多径效应造成接收机受到的信号是多个时延、幅度和相位各不相同的发送信号的叠加，从而导致错误发生。为了实现高速数据业务，必须采取措施对抗码间干扰，信道均衡是经典的抗码间干扰技术，但是如果数据速率非常高，采用单载波传输数据，往往要设计几十甚至上百个抽头的均衡器，这简直是硬件设计的噩梦。既要对抗码间干扰，又要采用低复杂度且高效的手段传输高速数据业务，我们选择了一种关键技术—正交频分复用（OFDM）技术。
（二）智能天线技术
智能天线采用了空时多址（SDMA）的技术，利用信号在传输方向上的差别，将同频率或同时隙、同码道的信号进行区分，动态改变信号的覆盖区域，将主波束对准用户方向，旁瓣或零陷对准干扰信号方向，并能够自动跟踪用户和监测环境变化，为每个用户提供优质的上行链路和下行链路信号从而达到抑制干扰、准确提取有效信号的目的。这种技术具有抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束等功能，被认为是未来移动通信的关键技术。
（三）多用户检测技术
4G系统的终端和基站将用到多用户检测技术以提高系统的容量。多用户检测技术的基本思想是：把同时占用某个信道的所有用户或部分用户的信号都当作有用信号，而不是作为噪声处理，利用多个用户的码元、时间、信号幅度以及相位等信息联合检测单个用户的信号，即综合利用各種信息及信号处理手段，对接收信号进行处理，从而达到对多用户信号的最佳联合检测。它在传统的检测技术的基础上，充分利用造成多址干扰的所有用户的信号进行检测，从而具有良好的抗干扰和抗远近效应性能，降低了系统对功率控制精度的要求，因此可以更加有效地利用链路频谱资源，显著提高系统容量。
三、4G系统的优点和缺陷
（一）4G系统的优点
根据研究人员的设想和实验，目前正在构思中的4G通信和传统的通信模式相比，具有下面的优点：1.由于人们研究4G通信的最初目的是提高蜂窝电话质量和其慨移动装置无线访问Internet的速率，因此4G通信的最大特征是它具有更快的无线通信速度。3G数据传输速率最高可达到2Mb/s，专家估计，第四代移动通信系统可以达到10Mb/s至20Mb/s，甚至最高可以高达100Mb/s的速度传输无线信息，这种速度远远超过了目前的手机的传输速率。2.要想使4G通信达到100Sb/s的传输速度，通信营运商必须在3G通信网络的基础上，进行大幅度的改造和研究，以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的蜂窝系统的带宽高出许多。据研究4G通信的AT&T的执行官们说，估计每个4G信道将占有100MHz的频谱，相当于W-CDMA3G网络的20倍。3.从严格意义上说，4G手机的功能，已不能简单划归“电话机”的范畴，因此未来4G手机更应该算得上是一台小型电脑了，而且4G手机从外观和式样上，以方便和个性为前提。未来的4G通信将使人们不仅可以随时随地通信，更可以双向下载传递资料、图画、影像。4G技术的应用可以使通信更加灵活。
（二） 4G系统的缺陷
对于现在的人来说，未来的4G通信的确显得很神秘，很多人都认为第四代无线通信网络系统是人类有史以来发明的最复杂的技术系统，所以也出现大量令人头痛的技术问题。总的来说，要顺利、全面地实施4G通信，将可能遇到下面的一些困难：1.首先4G的标准难以统一，虽然从理论上讲，3G手机用户在全球范围都可以进行移动通信，但是由于没有统一的国际标准，各种移动通信系统彼此互不兼容，给手机用户带来诸多不便。因此，开发第四代移动通信系统必须首先解决通信制式等需要全球统一的标准化问题。2.尽管未来的4G通信能够给人带来非常大的方便，但是在当前情况下，技术上的实现是非常困难的。另外，要实现4G通信的下载速度还面临着一系列技术问题。例如，如何保证楼区、山区，及其他有障碍物等易受影响地区的信号强度等问题。3.4G系统的最大特点是它的通信传输速度将会得到极大提升，从理论上说可达到100Mb/s的宽带速度，比目前机信息传输速度要快得多，但手机的速度将受到通信系统容量的限制，如系统容量有限，手机用户越多，速度就越慢。
参考文献：
[1]吴伟陵、牛凯编著 《移动通信原理（第2版）》 电子工业出版社
[2]李建东编著 《移动通信（第四版）》 西安电子科技大学出版社
[3]（德）Hendrik Berndt主编 《基于4G系统的移动服务技术》 机械工业出版社
[4]（中）Jiangzhou Wang著 《高速无线通信：UWB，LTE与4G》 人民邮电出版社