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”。二. 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。三. 第四代移动通信系统的关键技术 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