论第四代移动通信系统的关键技术及其展望

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  摘要 随着经济的不断发展,科学技术的不断提高,现在我国移动通信系统已由3G迈向了4G。4G不仅集齐了第三代移动通信系统的所有优点,而且其在通信网络方面有了更进一步的发展。文章从4G的基本概念出发,介绍了第四代移动通信系统的技术特点,分析了其关键技术,最后对其今后的发展趋进行了展望。
  关键字 第四代移动通信系统;关键技术;无线接入
  中图分类号:TN929.5
  引言
  移动通信就是指在进行通信的双方最起码有一方是在进行移动式的信息交换。发展至今,移动通信总共经历了四代。第一代也被称为1G,其主要利用的是模拟技术及频分多址技术,其只能进行区域性的移动通信,对于长途漫游式的移动通信不能实现;第二代也被称为2G,其主要利用的是数字的时分多址技术及码分多址技术,与第一代通信系统比较,其移动通信的性能得到了增强;第三代被称为3G,同时也被称为IMT-2000,其主要利用的是时分同步码分多址技术,其不仅能提供前两代所能提供的通信业务,而且其还能提供很多宽带信息业务,比如说数据传输或是图像传输等,并且其传输速度可达到每秒2Mbit,宽带容量也可超过5MHz。
  1.4G的概念及其技术特点
  1.1 4G的概念
  所谓4G就是指第四代移动通信系统,它可将很多多媒体信息通过宽频進行传输,因此它也被叫作“多媒体移动通信”[1]。运用第四代移动通信系统可以使使用用户数不断增加,而且其还能实现多媒体的传输,同时还能保证通信品质。总体来说,第四代移动通信具有用户数庞大、高通信品质及高传输速度等优势。第四代移动通信系统与第三代通信系统相比,其在业务、功能及频带上都会有很大的不同,第四代移动通信系统可以被看作是宽带接入或是分布式网络。其数据传输能力具有非对称性,而且其传输速率高于每秒2Mbit。它不仅涵盖了宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统,而且其还包括互操作的广播网络。
  目前,第四代移动通信系统还只是个概念,但是随着互联网技术的发展,第四代移动通信系统也会不断向前发展。现在的电脑越做越小,而且也越来越简便,通过技术的不断发展将其整合,其最终可能会成为一种跟PDA类似的产品,而当它产生时,卫星通信技术及空间技术也将会成为普遍使用的技术。
  1.2 4G的技术特点
  通过科学技术的不断发展,现4G通信系统与3G相比,其在通信范围、通信质量或是其他方面都要比3G更优越,其功能也要更复杂。现4G通信技术的主要特点有:传输速率高;其技术主要是利用数字宽带技术来进行发展;灵活性较强;兼容性也更好;用户可共存;业务多样化;技术基础良好;移动接入更自由;网络结构自治化。
  随着通信技术的不断发展,4G移动通信系统的发展就主要以满足以下需求为其发展核心:满足通信业务的需求;将数据传输的速率再次提高;将有限的无线资源发挥无限的作用;个人化的IP地址;数据速率实现大动态范围。
  2.4G的关键技术
  4G通信系统的核心技术是正交频分复用(OFDM),除此之外还包括信道传输、接入技术、调制技术、智能天线等等。下面,我们就来一一进行介绍。
  2.1正交频分复用(OFDM)技术
  OFDM技术其是一种多载波调制,其主要实现方式是:把信道分成很多的正交子信道,使得高速的数据传输信号能够能过子信道转换成低速的数据流,被通过分配在不同的子信道上进行传输。正交信号主要是通过利用有关分信道技术来在接收端将高速率传输的信号进行分割,使其能够分道快速传输,这样就使得信道之间所产生的干扰更少。
  2.2软件无线电技术
  软件无线电是指利用软件的加载方式,通过一个通用的硬件平台,来将一些标准化、模块化的硬件功能转换成一些无线电通信系统。由于在4G的通信系统当中,软件会因通信系统的发展而变得更加复杂,因此,就必须研究出一种技术可让通信技术实现从第二、三代向第四代的过渡,软件无线电就这么产生了。软件无线电技术是通过在硬件平台上将不同的软件程序下载下来,使不同的软件功能能够在硬件平台上实现。
  2.3智能天线技术
  智能天线主要是利用空时多址技术,通过分析信号的不同传输方向,来区分同频率或是同码道的信号,将信号的覆盖区域进行改变,并且其还能对用户及监测环境的变化进行跟踪,根据用户的具体情况将最优质的信号提供给用户,从而使得信号干扰达到最小。
  2.4IPv6协议技术
  未来的移动通信将实现IP的移动,不仅仅是人,可能连身边的各种动物都会有一个属于个人的IP地址,因此,现在的IPv4在未来的移动通信系统当中就不太适用了,而且要开发出新的IPv6协议技术,虽然这个过渡需要一定的时间,但是可以想像,IPv6所带来的不单是扩大地址空间,而且会将服务质量及其安全性都改善。
  3.对4G的展望
  现移动通信在各国的经济发展当中都发挥着不可替代的作用,目前国际的经济领域主要包括以信息技术为基础的知识经济以及以新能源技术为基础的绿色经济[2]。第四代移动通信则结合了这两种技术,同时发展了知识经济和绿色经济。就第四代移动通信系统目前的发展状况来看,4G通信技术在未来的几年之内还会取得更大的进步,现4G通信系统的技术主要有OFDM和智能天线等,但是随着通信系统及通信技术的不断提高,4G将会实现更高的传输速率、更宽的网络频谱、更灵活的通信方式、更高的智能性、更平滑的兼容性以及更多的增值服务。对于多媒体通信,其能将其通信质量提到一个新的高度,使得频率的使用效率得以提高,并使通信费用更符合用户需求,同时还将带领我国的移动通信事业的不断发展。虽然现在我国3G都还未完全普及,但是第四代移动通信系统凭借其高超的技术及独特的优越性,其必将横行于整个通信行业。
  结语
  4G的发展也是移动通信系统发展的必然趋势,随着4G应用的范围不断扩大,4G将会将所有的无线服务都融合在一起,实现用户在任何地方都能接入因特网,其中不仅能实现用户的定时定位,而且能让用户实现远距离的数据收集,同时还能实现远程控制等很多功能。但是随着移动通信的不断发展,其市场需求也会不断发生变化,若要将4G发展得更好,就必须对其发展更多的新技术,以保证市场需求得到满足。
  参考文献
  [1]江凯生.面对第四代移动通信的思考[J].科技信息(科学教研).2009(29)
  [2]张丽敏.第四代移动通信技术简析[J].才智.2009(18)
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