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第四代移动通信技术综述摘要第四代移动通信技术（4g）与前三代移动通信技术相比具有五大技术要求，解决了四大关键技术后4g将一统移动通信的天下。关键词移动通信4g技术要求关键技术前言 移动通信技术飞速发展，已经历了3个主要发展阶段。每一代的发展都是技术的突破和观念的创新。第一代起源于20世纪80年代，主要采用模拟和频分多址(fdma)技术。第二代(2g)起源于90年代初期，主要采用时分多址(tdma)和码分多址(cdma)技术。第三代移动通信系统(3g)可以提供更宽的频带，不仅传输话音，还能传输高速数据，从而提供快捷方便的无线应用。但是第三代移动通信系统是基于地面标准不一的区域性通信系统,尽管其传输速率可高达2mb/s，但仍然无法满足多媒体通信的要求,因此第四代移动通信系统(4g)的研究势在必行。一、4g的定义及其技术要求第四代移动通信技术可称为广带(broadband)接入和分布网络，具有非对称超过2mb/s的数据传输能力，对全速移动用户能提供150mb/s的高质量影像服务，将首次实现三维图像的高质量传输。它包括广带无线固定接入、广带无线局域网、移动广带系统和互操作的广播网络(基于地面和卫星系统)，集成不同模式的无线通信，移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。其广带无线局域网(wlan)能与b-isdn和atm兼容，实现广带多媒体通信，形成综合广带通信网(ibcn)，他还能提供信息之外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。其主要技术要求是：(1)通信速度提高，数据率超过umts，上网速率从2mb/s提高到100mb/s。(2)以移动数据为主面向internet大范围覆盖高速移动通信网络，改变了以传统移动电话业务为主设计移动通信网络的设计观念。(3)采用多天线或分布天线的系统结构及终端形式，支持手机互助功能，采用可穿戴无线电，可下载无线电等新技术。(4)发射功率比现有移动通信系统降低10100倍，能够较好地解决电磁干扰问题。(5)支持更为丰富的移动通信业务，包括高分辨率实时图像业务、会议电视虚拟现实业务。二、4g的关键技术1.ofdm(正交频分复用)。ofdm技术实际上是mcm(多载波调制)的一种。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰(ici)。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。由于ofdm技术由于具备上述特点，是对高速数据传输的一种潜在的解决方案，因此被公认为4g的核心技术之一。2.智能天线(sa)与多入多出天线(mimo)技术 。智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，被认为是未来移动通信的关键技术。智能天线成形波束能在空间域内抑制交互干扰，增强特殊范围内想要的信号，这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。其基本原理是在无线基站端使用天线阵和相干无线收发信机来实现射频信号的接收和发射。同时通过基带数字信号处理器，对各个天线链路上接收到的信号按一定算法进行合并，实现上行波束赋形。目前智能天线的工作方式主要有两种：全自适应方式和基于预多波束的波束切换方式。移动通信环境中的多径传播对通信的有效性与可靠性造成了严重的影响，而多输入多输出(m1mo)技术在通信链路两端均使用多个天线，发端将信源输出的串行码流转成多路并行子码流，分别通过不同的发射天线阵元同频、同时发送，接收方则利用多径引起的多个接收天线上信号的不相关性从混合信号中分离估计出原始子码流，这相当于频带资源重复利用，使频谱利用率和链路可靠性极大的提高。3.软件无线电。软件无线电（softwaredefinedradio,简称sdr）,是采用数字信号处理技术,在可编程控制的通用硬件平台上,利用软件来定义实现无线电台的各部分功能:包括前端接收、中频处理以及信号的基带处理等。即整个无线电台从高频、中频、基带直到控制协议部分全部由软件编程来完成。其核心是在尽可能靠近天线的地方使用宽带的“数字/模拟”转换器，尽早地完成信号的数字化,从而使得无线电台的功能尽可能地用软件来定义和实现。软件无线电是一种基于数字信号处理(dsp)芯片以软件为核心的崭新的无线通信体系结构。4.ipv6协议。4g通信系统选择了采用基于ip的全分组的方式传送数据流，因此ipv6技术将成为下一代网络的核心协议。（1）巨大的地址空间。在一段可预见的时期内，它能够为所有可以想象出的网络设备提供一个全球惟一的地址。（2）自动控制。ipv6还有另一个基本特性就是它支持无状态和有状态两种地址自动配置的方式。无状态地址自动配置方式是获得地址的关键。在这种方式下，需要配置地址的节点使用一种邻居发现机制获得一个局部连接地址。一旦得到这个地址之后，它使用另一种即插即用的机制，在没有任何人工干预的情况下，获得一个全球惟一的路由地址。（3）服务质量。服务质量（qos）包含几个方面的内容。从协议的角度看，ipv6与目前的ipv4提供相同的qos，但是ipv6的优点体现在能提供不同的服务。ipv6报头中新增加的字段“流标志”，有了这个20位长的字段，在传输过程中，中国的各节点就可以识别和分开处理任何ip地址流。（4)移动性。移动ipv6（mipv6）在新功能和新服务方面可提供更大的灵活性。每个移动设备设有一个固定的地址（home address），这个地址与设备当前接入互联网的位置无关。当设备在家乡以外的地方使用时,通过一个转交地址(care-ofaddress）来提供移动节点当前的位置信息。移动设备每次改变位置,都要将它的转交地址告诉给家乡地址和它所对应的通信节点。三、4g移动通信技术未来预测 随着目前3g移动通信技术的全面商用化的开始，我国大部分的手机用户将感受到3g技术给我们带来的便捷，同时也能感觉到3g技术的不足与缺陷。这些不足与缺陷将成为移动通信技术不断进步的动力。 我们有理由相