[摘要]本文主要對4G 移動通信系統(tǒng)中將會用到的關鍵技術做了分析。包括OFDM技術，智能天線技術，軟件無線電技術，多用戶檢測技術。

[關鍵詞]4GOFDM MIMO

一、引言

眾所周知，由于3G系統(tǒng)的局限性，目前，很多公司已經(jīng)開始著手4G 概念通信系統(tǒng)的研究。本文主要介紹4G概念通信的技術特點以及可能采用的關鍵技術。

4G移動通信技術特點。根據(jù)業(yè)界專業(yè)人士對4G概念移動通信系統(tǒng)的共識的描述，未來的4G系統(tǒng)應具備以下的基本條件。(1)具有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率。(2)實現(xiàn)真正的無縫漫游。(3)高度智能化的網(wǎng)絡。(4)良好的覆蓋性能。(5)基于IP的網(wǎng)絡。(6)實現(xiàn)不同QoS的業(yè)務。

二、4G移動通信關鍵技術

1.正交頻分復用（OFDM）技術

第四代移動通信系統(tǒng)主要是以OFDM為核心技術。OFDM技術實際上是多載波調(diào)制的一種。其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制在每個子信道上進行傳輸。正交信號可以通過在接收端采用相關技術來分開，這樣可以減少子信道之間的相互干擾。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬，因此每個子信道可以看成平坦性落，衰從而可以消除符號間干擾。而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得相對容易。

2.智能天線技術

智能天線采用了空時多址（SDMA）的技術，利用信號在傳輸方向上的差別，將同頻率或同時隙、同碼道的信號進行區(qū)分，動態(tài)改變信號的覆蓋區(qū)域，將主波束對準用戶方向，旁瓣或零陷對準干擾信號方向，并能夠自動跟蹤用戶和監(jiān)測環(huán)境變化，為每個用戶提供優(yōu)質(zhì)的上行鏈路和下行鏈路信號，從而達到抑制干擾、準確提取有效信號的目的。這種技術具有抑制信號干擾、自動跟蹤及數(shù)字波束等功能，被認為是未來移動通信的關鍵技術。

3.無線鏈路增強技術

可以提高容量和覆蓋的無線鏈路增強技術有：（1）分集技術。如通過空間分集、時間分集(信道編碼)、頻率分集和極化分集等方法來獲得最好的分集性能。（2）多天線技術。如采用2或4天線來實現(xiàn)發(fā)射分集，或采用多輸入多輸出(MIMO)技術來實現(xiàn)發(fā)射和接收分集。MIMO技術是指利用多發(fā)射、多接收天線進行空間分集的技術，它采用的是分立式多天線，能夠有效的將通信鏈路分解成為許多并行的子信道，從而大大提高容量。信息論已經(jīng)證明，當不同的接收天線和不同的發(fā)射天線之間互不相關時，MIMO系統(tǒng)能夠很好地提高系統(tǒng)的抗衰落和噪聲性能，從而獲得巨大的容量。在功率帶寬受限的無線信道中，MIMO 技術是實現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率、提高系統(tǒng)容量、提高傳輸質(zhì)量的空間分集技術。

4.軟件無線電（S D R）技術

在4G系統(tǒng)中，若要實現(xiàn)“任何人在任何地點以任何形式接入網(wǎng)絡”的理想通信方式，則至少需要保證移動終端能夠適合各種類型的空中接口，能夠在各類網(wǎng)絡環(huán)境間無縫漫游，并可以在不同類型的業(yè)務之間進行轉(zhuǎn)換。這就意味著在4G 系統(tǒng)中，軟件將會變得非常復雜。為此，專家們提議引入軟件無線電技術，軟件無線電是近幾年隨著微電子技術的進步而迅速發(fā)展起來的新技術，它以現(xiàn)代通信理論為基礎，以數(shù)字信號處理為核心，以微電子技術為支持。軟件無線電概念一經(jīng)提出，就受到各方的極大關注，這不僅是因為軟件無線電概念新技術先進、發(fā)展?jié)摿Υ?，更為重要的是它潛在的市場價值也是極具吸引力的。軟件無線電強調(diào)以開放性最簡硬件為通用平臺，盡可能地用可升級、可重配置的不同應用軟件來實現(xiàn)各種無線電功能的設計新思路。其中心思想是：構(gòu)造一個具有開放性、標準化、模塊化的通用硬件平臺，將工作頻段、調(diào)制解調(diào)類型、數(shù)據(jù)格式、加密模式、通信協(xié)議等各種功能用軟件來完成，并使寬帶A/D 和D/A 轉(zhuǎn)換器盡可能靠近天線，以研制出具有高度靈活性、開放性的新一代無線通信系統(tǒng)。在4G眾多關鍵技術中，軟件無線電技術是通向未來4G的橋梁。由于各種技術的交迭有利于減少開發(fā)風險，所以未來4G技術需要適應不同種類的產(chǎn)品要求，而軟件無線電技術則是適應產(chǎn)品多樣性的基礎，它不僅能減少開發(fā)風險，還更易于開發(fā)系列型產(chǎn)品。此外，它還減少了硅芯片的容量，從而降低了運算器件的價格，其開放的結(jié)構(gòu)也會允許多方運營的介入。

5.多用戶檢測技術

4G系統(tǒng)的終端和基站將用到多用戶檢測技術以提高系統(tǒng)的容量。多用戶檢測技術的基本思想是：把同時占用某個信道的所有用戶或部分用戶的信號都當作有用信號，而不是作為噪聲處理，利用多個用戶的碼元、時間、信號幅度以及相位等信息聯(lián)合檢測單個用戶的信號，即綜合利用各種信息及信號處理手段，對接收信號進行處理，從而達到對多用戶信號的最佳聯(lián)合檢測。它在傳統(tǒng)的檢測技術的基礎上，充分利用造成多址干擾的所有用戶的信號進行檢測，從而具有良好的抗干擾和抗遠近效應性能，降低了系統(tǒng)對功率控制精度的要求，因此可以更加有效地利用鏈路頻譜資源，顯著提高系統(tǒng)容量。

三、結(jié)束語

4G移動通信系統(tǒng)目前還只是一個基本概念，4G網(wǎng)絡的定義仍然還不明確，IEEE等標準化組織仍處于制定標準和規(guī)范的過程中。但是融合現(xiàn)有的各種無線接入技術的4G系統(tǒng)將成為一個無縫連接的統(tǒng)一系統(tǒng)，實現(xiàn)跨系統(tǒng)的全球漫游及業(yè)務的可攜帶性，是滿足未來市場需求的新一代的移動通信系統(tǒng)，它將幫助我們實現(xiàn)充滿個性化的通信夢想。

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（作者單位：江西渝州科技職業(yè)學院）