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4G移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)探析論文
摘要：隨著通信技術(shù)的發(fā)展，4G通信技術(shù)開(kāi)始得到廣泛推廣與應(yīng)用，已經(jīng)成為移動(dòng)通信的主導(dǎo)技術(shù)，完全滿(mǎn)足了用戶(hù)的需求，具有安全性高、技術(shù)性強(qiáng)等特點(diǎn)。本文主要對(duì)4G移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞：4G;通信;關(guān)鍵技術(shù);核心分析
4G通信技術(shù)是在3G基礎(chǔ)上進(jìn)行的突破性發(fā)展，匯集了3G通信的各種優(yōu)勢(shì)，同時(shí)提高了信息傳輸速度，給用戶(hù)提供了較廣的工作平臺(tái)，而且還具有較強(qiáng)的安全性和保密性，已經(jīng)逐漸在通信行業(yè)得到推廣應(yīng)用，具有較廣的應(yīng)用意義。
一、概述
4G是第四代移動(dòng)通信的簡(jiǎn)稱(chēng)，該技術(shù)將3G和WLAN結(jié)合在一起，其特點(diǎn)體現(xiàn)在傳輸?shù)乃俣雀欤瑐鬏斮|(zhì)量也較3G技術(shù)有較大提升。理論上4G系統(tǒng)下載峰值可以達(dá)到100Mbps，上傳速度保持在20Mbps，從4G通信傳播特點(diǎn)分析，首先可以在任何地點(diǎn)和任何時(shí)間以無(wú)障礙方式接入到通信網(wǎng)絡(luò)；其次4G移動(dòng)通信具有業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)和選擇自由；再次，4G移動(dòng)通信是電子商務(wù)的綜合性業(yè)務(wù)；最后4G移動(dòng)通信技術(shù)可滿(mǎn)足其他體系、系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)需求，滿(mǎn)足了物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。
二、4G通信關(guān)鍵技術(shù)
�。ㄒ唬┱活l分復(fù)用（OFDM）技術(shù)4G技術(shù)的核心是OFDM技術(shù)，也可以視為OFDM載波調(diào)制的一種，目前該技術(shù)已經(jīng)得到發(fā)展，主要是具有以下優(yōu)勢(shì)：第一，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的頻譜利用率，與串行系統(tǒng)相比，其利用效率能夠高出一倍
。OFDM信號(hào)相鄰子載波互相重疊，頻譜可接近Nyquist極限。第二，可滿(mǎn)足高速傳輸要求。OFDM自適應(yīng)調(diào)制機(jī)制在調(diào)制方式上依據(jù)信道與噪聲的使用情況開(kāi)展相應(yīng)的操作。信道較好的情況下，可使用效率高的方式調(diào)制；信道條件差時(shí)可使用抗干擾力較強(qiáng)的方式操作。捅通常OFDM的加載算法可以將較多數(shù)據(jù)放在條件較好的高速率上傳送，滿(mǎn)足高速數(shù)據(jù)傳輸需求。第三，抗衰落能力較強(qiáng)。OFDM用戶(hù)主要利用多載波傳輸，傳輸子載波的時(shí)間長(zhǎng)，進(jìn)而提高了OFDM對(duì)信道快衰落與脈沖噪聲的抵抗力。第四，抗碼間干擾（ISI）力強(qiáng)。碼間干擾是數(shù)字通信系統(tǒng)中抗擊的主要感染，屬于乘性干擾，實(shí)際分析發(fā)現(xiàn)，碼間干擾產(chǎn)生的原因較多，受傳輸頻帶影響，就會(huì)產(chǎn)生碼間干擾。OFDM借助循環(huán)前綴等提高了碼間干擾能力。
（二）Ipv6技術(shù)
根據(jù)3G網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的編制不合理、空間資源浪費(fèi)等情況，4G個(gè)中引入了Ipv6編址技術(shù)，主要具有以下幾種優(yōu)點(diǎn)：第一，編制空間較大。技術(shù)人員利用Ipv6編址技術(shù)給4G通信提供了較大空間，減少了資源浪費(fèi)。第二，安全可靠。在Ipv6報(bào)頭中設(shè)置了字段長(zhǎng)度為20位，進(jìn)行IP傳輸時(shí)可以將地址流交給各節(jié)點(diǎn)完成，保證了4G協(xié)議的安全可靠。第三，自動(dòng)控制技術(shù)。自動(dòng)控制技術(shù)是Ipv6的主要特性，利用此種技術(shù)可以進(jìn)行無(wú)狀態(tài)和有狀態(tài)地址配置，通常情況下，前者可根據(jù)地質(zhì)節(jié)點(diǎn)發(fā)揮鄰居機(jī)制，進(jìn)而得到唯一的地址。第四，在安全性與移動(dòng)性方面表面突出�？梢苿�(dòng)性作為4G技術(shù)主要的特點(diǎn)，并且在移動(dòng)過(guò)程中既要保證IP地址安全，同時(shí)也要確保信號(hào)靈活性。為確保每位用戶(hù)都有固定Ip地址，Ipv6在實(shí)現(xiàn)方式上主要是一對(duì)一，然后利用轉(zhuǎn)換地址了解通信節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而提高了設(shè)備安全。
�。ㄈ┲悄芴炀�(xiàn)
首先，了解天線(xiàn)作業(yè)原理。作為4G通信的一個(gè)主要特點(diǎn)，結(jié)合到信號(hào)傳輸方向?qū)DMA技術(shù)應(yīng)于其中，實(shí)現(xiàn)同一時(shí)間、頻率及統(tǒng)一碼道信號(hào)的區(qū)分，改變了信號(hào)覆蓋區(qū)域，而且可結(jié)合用戶(hù)情況監(jiān)測(cè)周?chē)h(huán)境，限制了其他信號(hào)，保證了用戶(hù)上下鏈路信號(hào)的質(zhì)量，可以讓用戶(hù)安全的使用，提高了用戶(hù)工作和生活質(zhì)量。其次，了解其工作方式。目前智能天線(xiàn)工作方式主要有兩種，全自適應(yīng)與干預(yù)多波束切換。前一種方式的特點(diǎn)體現(xiàn)在計(jì)算量與數(shù)據(jù)量大、能夠快速收斂，信道在傳輸時(shí)，信道時(shí)速在變化的同時(shí)能夠與之相應(yīng)變化。在所有的特點(diǎn)中其不足的一方面是會(huì)受到多方面因素干擾，不能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)信號(hào)的跟蹤與檢測(cè)，但從智能天線(xiàn)上分析，此種方式是理想的工作方式。后者基于多波束切換方式在實(shí)際工作中可管理好各空間波束，而且各個(gè)波束對(duì)應(yīng)的方向也不同，在信號(hào)接受時(shí)，可以將其中的任意一個(gè)主瓣作為工作模式，實(shí)用性較強(qiáng)，并且在4G智能天線(xiàn)發(fā)展方面已經(jīng)成為了主要方向。
�。ㄋ模㎝IMO技術(shù)
MIMO技術(shù)使用的是分立式多天線(xiàn)從而實(shí)現(xiàn)多發(fā)射與多接受。作為一種空間分結(jié)技術(shù)，通信鏈路可以被分為很多并行子信道，從而達(dá)到提升容量的目的。信息論表明，當(dāng)接受與發(fā)射天線(xiàn)不相同且不相關(guān)時(shí)，MIMO技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)噪聲與抗衰落性能的有效提升，從而實(shí)現(xiàn)較大容量的目的。而且該技術(shù)具有數(shù)據(jù)傳輸速率塊、系統(tǒng)容量大及傳輸質(zhì)量高等特點(diǎn)，在4G通信中具有發(fā)展前景。
�。ㄎ澹┒嘤脩�(hù)檢測(cè)
該項(xiàng)技術(shù)是基于4G終端與基站而產(chǎn)生的，其目的在于提升系統(tǒng)容量，利用該技術(shù)可以召集信道內(nèi)所有用戶(hù)，之后然后借助于信號(hào)處理方式處理用戶(hù)接受的信道，進(jìn)而將用戶(hù)信號(hào)維持在最佳狀態(tài)。同時(shí)用戶(hù)檢測(cè)技術(shù)的抗遠(yuǎn)近與抗干擾能力較強(qiáng)，系統(tǒng)容量能夠得到保障，頻譜資源的利用效率也能夠提升。通過(guò)對(duì)實(shí)際應(yīng)用工作的分析，目前該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的范圍與對(duì)象主要是功率控制或者是二維信號(hào)檢測(cè)處理。
�。㏒DR技術(shù)
SDR技術(shù)引入到4G技術(shù)中的時(shí)間較短，其目的在于構(gòu)建硬件通信平臺(tái)，并實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，開(kāi)放化，模塊化，其本身是一種軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，利用該平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議達(dá)成、加密與數(shù)據(jù)處理等，最終實(shí)現(xiàn)為4G系統(tǒng)創(chuàng)建理想通訊模式的目標(biāo)。通信專(zhuān)家所構(gòu)想的SDR其組成部包括了信道糾錯(cuò)編碼，信源編碼、調(diào)制解調(diào)算法。其特點(diǎn)體現(xiàn)在硅芯容量能夠有效減少，可滿(mǎn)足不同產(chǎn)品要求，保障多方運(yùn)行正常。
隨著技術(shù)的快速發(fā)展，并且在速相關(guān)技術(shù)的推動(dòng)下，4G技術(shù)發(fā)展的速度非常快，并且在生活中應(yīng)用的范圍也十廣。能夠有效的滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求。作為新一代通信技術(shù)，其市場(chǎng)前景十分的廣闊。
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