移动通信4G技术简析

2014年第4期（总第136期）

信息通信

INFORMATION&COMMUNICATIONS

2014

（Sum.No136）

移动通信4G技术简析

胡

胜

（广东怡创科技股份有限公司，广东广州510630）

摘要：结合移动通信技术的发展趋势，简单描述了移动通信4G系统的主要技术，同时简析各自的优缺点，从技术上阐述

与3G相比较的主要优势，并简单描述TD-LTE和FDD-LTE的区别。关键词：4G；移动通信；LTE中图分类号：TN91文献标识码：A文章编号：1673-1131（2014）04-0238-012012年，ITU通过4G标准，其中三个标准分别是我国的TD-LTE,欧洲提的FDD-LTE，以及WIMAX（全球微波互联接入），我国在2013年底已发放了4G牌照，以解决前几代系统的不足，主要体现在用户数据速率低，无法完全与目前的大数据信息结合，用于大量移动数据用户的增加导致用户感知度不好等。4G的出现，从根本上改变移动通信的方向，从2G的单语音向多元数据方向发展。以下通过对4G的技术特点及标准比较，简单分析了4G发展前景。

14G网络中的主要技术

（1）正交频分复用技术。即OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）技术，实际上是多载波调制的一种，主要原理是：将待传输的高速串行数据通过变换，转换成子信道上传输的低速并行流，然后通过正交调整叠加后一起发送，接收端用相干载波进行相干接收，然后通过串并变换恢复成高速数据流的过程。其优点抗干扰能力强，比如码间干扰；提高频谱利用率和适合高速传输，其主要缺点是功率效率较低。OFDM与FDMA、TDMA、CDMA相比，目前来说是4G系统的最佳多址方式。

（2）智能天线技术（SA）。4G智能天线定义为波束间没有切换的多波束或自适应阵列天线，由于其波束可抑制交互干扰，所以能改善信号传播质量，扩大覆盖范围，降低基站发射功率，节省成本。其核心是智能算法，通过算法得到各天线阵元的加权系数，进而得到所需空间域滤波的作用，其工作方式分为全自适应方式和波束切换方式。

（3）MIMO（多人多出）天线技术。本技术是马克尼100多年前提出的，指利用多天线进行空间分集的技术，它能有效抑制信道衰落，同时大大提高容量。信道容量与天线数量呈正比关系。通常用于IEEE802.11n，MIMO有时被称作空间多样，因为它使用多空间通道传送和接收数据。只有站点（移动设备）或接入点（AP）支持MIMO时才能部署MIMO。MIMO的优点是能够增加无线范围并提高性能。连接到老的802.11g接入点的802.11n站点能够以更高的速度连接到更远的距离。例如，如果使用老站点，从25英尺的距离连接到接入点的速度是1Mbps；而使用802.11nMIMO时站点的速度为2Mbps。增加到2Mbps的范围，允许用户在更远的距离保持连接。MIMO技术分发端MIMO技术和收端MIMO技术。

（4）软件无线电技术（SDR）。软件无线电是将标准化、模块化的硬件功能单元经过一个通用硬件平台，利用软件加载方式来实现各种类型的无线电通信系统的一种具有开放式结构的新技术。软件无线电的核心思想是在尽可能靠近天线的地方使用宽带A/D和D/A变换器，并尽可能多地用软件来定义无线功能，各种功能和信号处理都尽可能用软件实现。其238

软件系统包括各类无线信令规则与处理软件、信号流变换软

件、信源编码软件、信道纠错编码软件、调制解调算法软件等。软件无线电使得系统具有灵活性和适应性，能够适应不同的网络和空中接口。软件无线电技术能支持采用不同空中接口的多模式手机和基站，能实现各种应用的可变QoS。（5）全IP化的核心网。相对于之前2G、3G系统，4G是一个全新的网络，即完全基于IP的网络，其核心网部分也是全IP化，与之前的TDM方式不一样，而且在4G的核心网系统中将采用的是IPV6技术，取代之前的IPV4，其优点：巨大的地址空间，支持无状态和有状态两种地址自动分配方式，能提供不同水平的服务质量，更具有移动性；全IP化的核心网，决定了其灵活性和兼容性，可灵活接入不同的IP网络，在IP的网络世界里具有很强的兼容性，包括PSTN网络等，而且又具有自己的单独性，不用考虑接入对端的协议等特点。同时由于其控制部分的集中性，也大大提高了运营商的维护便利，降低了维护成本。

24G标准比较

LTE是3G的演进，具有100Mbps的数据下载能力，被视作从3G向4G演进的主流技术。按照双工方式可分为频分双工（FDD）和时分双工（TDD）；按照无线链路的调制方式或多址方式主要可分为码分多址（CDMA）和正交频分多址（OF-DMA）两种。TDD和FDD的差别就是TD采用的不对称频率是用时间进行双工的，而FDD采用一对频率来进行双工。按多址方式TD-LTE是正交频分多址（OFDM）技术，不能对接。TD-LTE是LTE的一种，但通常FDD-LTE也简称LTE。TD-LTE是中国移动提出的，貌似只有少数国家准备用这个标准，国际上基本上都是用FDD-LTE.TDD与FDD的上下行方式。

（1）最初4G主要分两大阵营，LTE-Advanced和WiMAX，WiMAX现在已经基本被运营商所抛弃。

（2）TDD和FDD各有千秋，并不能说TDD就比FDD好，但相对FDD来说，TDD具有如下一点最大的优势：灵活的带宽配比，频谱利用率较高（尤其是非对称业务）。（3）目前FDD-LTE市场占有率远大于TDD-LTE。不过TDD-LTE也在迅速增长，截止目前日本软银等6家国际运营商正式商用TD-LTE，已建立实验网的国际运营商超过30家，有意向部署TD-LTE网络的国际运营商超过40个。未来三年，TD-LTE国际部署计划来看，到2014年，TD-LTE人口覆盖超过20亿。

（4）两种标准的终端不通用。作者简介：胡胜（1975-），男，广东南雄人，工程师，研究方向为信息工程。

移动通信4G技术简析

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

胡胜

广东怡创科技股份有限公司,广东广州,510630信息通信

Information & Communications2014(4)

引用本文格式：胡胜 移动通信4G技术简析[期刊论文]-信息通信 2014(4)

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