浅析4G移动通信技术

摘 要：4G是第四代移动通信及技术的简称。本文通过介绍4G概念、相关的核心技术、主要优势和存在缺陷以及发展前景，使读者更加快速地了解4G技术这一新概念。

关键词：4G OFDM MIMO

随着3G的不断成熟，很多人已经把目光投向了4G市场。目前来看，3G的确带来了更多高质量的信息服务，也让人们对于未来的信息融合与传输技术有了更多的展望。但我们绝对有理由要求更多，比如希望在高速移动中仍然有兆比特级别的数据传输率，希望有更高的更清晰的视频效果等。未来的4G通信将能满足3G不能达到的覆盖范围、通信质量、高速数据和高分辨率多媒体服务。第四代移动通信系统提供的无线多媒体通信服务将包括语音、数据、影响等大量信息透过宽频的信息传送出去，为此第四代移动通信系统也被称为“多媒体移动通信”。

一、4G概念介绍

到目前为止，人们还无法给出4G的精确定义。但不可否认，4G在通信速度和智能性上是远超过3G的。4G的数据传输速度可以达到10到20Mb/s，最高甚至可以超过100Mb/s，这个速度是面前移动电话数据传输速率的一万倍，也是3G移动电话速率的50倍。目前，三大运营商的4G的实际下载速率约在20Mb/s至40Mb/s之间，较3G时代7.2Mb/s的理论速率有大幅度提升，但与4G100MMb/s的理论下载速率仍有差距。利用高宽带的优势，4G手机可以提供高性能的流媒体内容，也可以实现高分辨率的电影和电视节目。技术上，4G将引入许多功能强大的突破性技术，使得对无线频率的使用更加有效。这种有效性可以让更多的人使用与以前相同数量的无线频谱做更多的事情。

二、核心技术

1.正交频分复用（OFDM）技术。OFDM具有抗多径干扰、实现简单、灵活支持不同宽带、频谱利用率高、支持高效自适应调度等优点，是公认的未来4G储备技术。其主要思想是给定信道分成若干正交子信道，每个都用一个子载波调制，它们之间并行传输。虽然提高了频带利用率，但是功率效率不高。

2.调制与解码技术。采用新的调制技术，比如单载波自适应均衡技术以及多载波正交频分复用等调制技术，提高了频谱利用率和电池的使用寿命。采用了先进的信道编码技术，比如级连码、Turbo码、LDPC等，还有自动重发（ARQ）技术和分集接收技术等。

3.智能天线技术。应用数字信号，产生空间定向波束，主波对准信号到达方向，旁瓣对准干扰信号到达方向，既改善信号质量又增加传输容量，是未来移动通信的关键技术。

4.多输入多输出（MIMO）技术。利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术。能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能，从而获得巨大的容量。MIMO技术已经体现了优越性，在4G中会继续应用。

5.软件无线电技术。将标准化、模块化的硬件单元用过一个通用硬件平台，采用软件加载实现的开放式新技术。灵活性和适应性更强，支持不同空中接口和网络，实现各种应用的 可变QoS。

6.多用户检测技术。是在传统检测技术的基础上，充分利用造成多址干扰的全部用户信号对单个用户信号进行检测，提高了抗干扰性，解决了远近效应问题，降低了对功率控制精度的要求，显著提高系统容量。

三、主要优势和存在缺陷

相比传统的2G、3G通信，4G的通信速度更快，网络频谱更宽，频率使用效率更高，通信更加灵活，智能性能更高，兼容性能更平滑，提供了各种增值服务，实现更高质量的多媒体通信，而且通信费用更加便宜。但要全面、顺利地实施4G通信，也可能遇到一些困难，比如标准难以统一，技术复杂难以实现，受到系统容量的限制，市场难以消化，设备难以更新。因为手机的功能日益强大，无线通信网随之变复杂，4G的建设和开发也会遇到更大困难。目前，相应的设备和所用的技术没有完全成型，其后的软件开发和设计落后，运营商还没有解决好收费系统的4G规范，并且熟悉4G业务和专门技术的人才还不多，延缓了其在通信市场的推广速度。

四、发展前景

目前全世界正在大力研究4G技术在各个领域的应用，ITU的4G全球标准化工作也将全面展开。一旦4G技术被各个产业正式应用，其高带宽和Verizon通信总裁兼首席执行官伊凡.赛登伯格曾说过：“在4G时代，无线将连接一切。这将真正的没有任何限制的互联：交通工具、家用电器、建筑、道路和医疗设备都将成为网络的一部分。”相信不远的将来4G的到来，将催生移动互联网各个新应用、新业态，对整个社会的生活、工作、消费行为产生积极而深远的影响，为行业和政府信息化应用提供广阔的前景。

参考文献

[1]刘云浩.物联网导论.科学出版社.2011.

[2]4G互动百科