文档介绍：摘要:
目前移动通信系统已经经历了三代,虽然第三代移动通信系统(3G) 提供了宽带信息业务,但由于其具有局限性,所以第四代移动通信系统(4G)的发展应运而生。4G将多种无线技术融合为一体, 为用户提供基于全IP的多媒体服务,具有高速、抗干扰、兼容性好和低成本等特点。虽然4G的发展还面临着许多挑战,但它将是移动通信系统发展的必然趋势。
关键词:第四代移动通信系统;网络结构;关键技术;OFDM;
一. 什么是第四代移动通信技术 ?
严格说来,现在还不能对第四代移动通信作出确切地定义,但可以肯定,4G通信将是一个比3G通信更完美的无线世界,它可以创造出许多难以想象的应用。 
关于4G的一般描述为:“第四代移动通信的概念可称为广带接入和分布网络,具有非对称的和超过2Mbit/s的数据传输能力。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)。此外,第四代移动通信系统将是由多功能集成的宽带移动通信系统,也是宽带接入IP系统”。
第四代移动通信系统的特征
4G系统应该具有下面的特征:
1. 通信速率更高
专家称,4G的实际速率将达到10~20Mbit/s,最高可达100Mbit/s。
 2. 网络占用频谱更宽 
据研究,每个4G信道将占用100MHz的频谱,相当于WCDMA 3G网络的20倍。 
3. 通信终端更加灵活 
4G终端的功能已不能简单划归“电话机”的范畴,因为语音数据的传输只是4G移动电话的功能之一。而且4G终端的外观和样式上将有惊人的突破,可以想象,眼镜、手表、鞋都有可能是终端。 
4. 智能性能更高 
这里不仅指4G终端设备的设计和操作上,更重要的是4G终端可以实现许多难以想象的功能。 
5. 兼容性能更高,过渡更平稳 
为了让更多的用户在投资更少的情况下平稳地过渡到4G系统,4G通信系统应当具备全球漫游、接口开放、能跟多种网络互联、终端多样化以及能从3G平稳过渡等特点。 
6. 高质量的多媒体通信 
 4G通信系统提供的宽带无线多媒体通信服务将包括语音、数据、影像等多种业务应用。 
7. 通信费用更加便宜 
4G通信与其他技术相比,部署起来容易迅速得多,同时在建设4G通信网络系统时,通信运营商们将考虑直接在3G通信网络的基础设施之上,采用逐步引入的方法,这样就能够有效地降低运营成本。
1 ,OFDM正交频分复用技术 
3G中的核心技术是码分多址CDMA(Code Division Multiplex Access),在4G中核心技术是正交频分复用技术OFDM (Orthogonal Frequency Division Modulation)。未来无线多媒体业务对数据传输率和传输质量有较高的要求,所以调制技术需要具备较高的信元速率以及较长的代码元素周期。 
4G的核心技术正交频分复用技术OFDM (Orthogonal Frequency Division Modulation),属于多载波调制MCM(Multi-Carrier Modulation),载波的频率由标准委员会选为正交的,所以没有串扰或干扰。它将指配的信道分成许多正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流, 调制到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。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。OFDM系统框图见图3所示。
简介OFDM的工作原理,输入数据信元的速率为R,经过串并转换后,分成M个并行的子数据流,每个子数据流的速率为R/M,在每个子数据流中的若干个比特分成一组,每组的数目取决于对应子载波上的调制方式,如PSK、QAM等。M个并行的子数据信元编码交织后进行IFFT变换,将频域信号转换到时域,IFFT块的输出是 N个时域的样点,再将长为Lp的CP(循环前缀)加到N个样点前,形成循环扩展的OFDM信元,因此,实际发送的OFDM信元的长度为Lp+N,经过并/串转换后发射。接收端接收到的信号是时域信号,此信号经过串并转换后移去CP,如果CP长度大于信道的记忆长度时,ISI仅仅影响CP,而不影响有用数据,去掉CP也就去掉了ISI的影响。 由于OFDM信号是经过IFFT得到的,发送的数据在频域被充分随机化,OFDM信号可以认为是独立同步分布的随机变量的线性组合。当子载波非常大时,由中心极限定理知OFDM信号近似服从复高斯分布,从而OFDM信号具有较大的峰值平均功率比(PAPR),此为OFDM系统的一个缺点。由于OFDM