张彦龙4G网络通信技术本科毕业论文(2)

目前普及最广的是第二代（2G）手机，一般采用GSM或CDMA技术。可提供话音业务低速的数据业务,也就是收发短消息之类。已经不能满足人们的需求。因此3G技术的发展成为必然。

第三代移动通信网络能将高速移动接入和基于互联网协议的服务结合起来，提高无线频率利用效率。提供包括卫星在内的全球覆盖并实现有线和无线以及不同无线网络之间业务的无缝连接。满足多媒体业务的要求，从而为用户提供更经济、内容更丰富的无线通信服务。新兴通信技术的不断推动之下，象征着3G通信标志的技术WCDMA应运而生。该技术能为用户带来了最高2Mbit/s的数据传输速率，使得现在计算机中应用的任何媒体都能通过无线网络轻松的传递。 强大的3G仍然有不足之处：

（1）速率不够。3 G支持的速率还不够高，单载波只支持最大 2 M b p s的业务。虽然传输率比现有快上千倍，但是未来仍无法满足多媒体的通讯需求。

（2）兼容性。第三代移动通信系统的通信标准共有W C D M A ， C D M A 2 0 0 0 和T D — S C D M A 三大分支， 共同组成一个 I M T 2 0 0 0 家庭， 成员间存在相互兼容的问题。

（3）带宽是非常稀缺的资源。3 G 的频谱利用率还比较低，3G面临的应用问题制式标准仍然不统一，标准间不兼容,核心网络不基于IPv6，无法实现全球漫游, 不能充分地利用宝贵的频谱资源；不支持高速流媒体业务; 不支持与WLAN、FWA、PAN的互联

提出了新的挑战：

第四代移动通讯系统的任务是：

提供更大的频宽需求，满足第三代移动通讯尚不能达到的在覆盖、质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要。

第四代移动通信的提出 国内外对4G的研究现状随着3G在我国的商用以来,

第四代移动通信TD-LTE

用户在使用手机电视和视频通话方面,出现信号不稳,视频通话效果不好等问题。人们开始期望4G能够解决这些问题,能够提供更高的数据速率,更大的容量和带宽。从而使4G比3G更接近个人通信,在技术上比3G更完善。 所谓4G技术是第四代移动通信及其技术的简称，是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。4G系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而在用户最为关注的价格方面，4G与固定宽带网络在价格方面不相上下，而且计费方式更加灵活机动，用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着不可比拟的优越性,第四代移动通信可以在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方宽带接入互联网（包括卫星通信），能够提供信息通信之外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。同时，第四代移动通信系统还应该是多功能集成的宽带移动通信系统，是宽带接入IP系统。

1.2 4G网络网络结构

4G系统针对各种不同业务的接入系统,通过多媒体接入连接到基于IP的核心网中。基于IP技术的网络结构使用户可实现在3G、4G、WLAN及固定网间无缝漫游。4G网络结构可分为三层:物理网络层、中间环境层、应用网络层。

1) 物理网络层提供接入和路由选择功能。

2) 中间环境层的功能有网络服务质量映射、地址变换和完全性管理等。

3) 物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的,使发展和提供新的服务变得更容易,提供无缝高数据率的无线服务,并运行于多个频带,这一服务能自适应于多个无线标准及多模终端,跨越多个运营商和服务商,提供更大范围服务。

对于人们来说，未来的4G通信的确显得很神秘，不少人都认为第四代无线通信网络系统是人类有史以来发明的最复杂的技术系统，的确第四代无线通信网络在具体实施的过程中出现大量令人头痛的技术问题，大概一点也不会使人们感到意外

第四代移动通信TD-LTE

和奇怪，第四代无线通信网络存在的技术问题多和互联网有关，并且需要花费好几年的时间才能解决。总的来说，要顺利、全面地实施4G通信，可能遇到下面的一些困难： 近年来3G演进技术的发展异常迅速，但无线技术是否已经达到完美的地步?国家863计划专家组成员、未来移动通信论坛秘书长尤肖虎的答案是否定的。在他看来，现有无线技术有待解决的问题还很多，需要改进的空间也很大[1]。 1.3物理层

从物理层的传输技术看，虽然在目前LTE、UMB、WiMAX系统设计已经很完善，但在此基础上还需进一步的改造，尤其在多用户层面上。“目前，4G中的点对点技术将接近理论值，但多用户传输技术还有很大的改进空间，多小区传输技术的差距更大。”诸如多用户或多小区之间的协调、干扰的抑制抵消以及无线资源的分配等众多问题，都还没有系统的解决方案。另外跨层的设计和优化也是需要解决的问题之一。“原先的分层理论需要避免跨层联动的问题，而跨层设计的思想则恰恰相反，所以这是否是一个可能的发展方向还需进一步讨论。”尤肖虎指出。

尤肖虎认为组网层面上同样存在很大的改进空间。

（1）现有网络向着扁平化发展，扁平化结构固然具备显而易见的优势，其中最突出的是简化系统结构和减少延时，但同时也带来很多问题，如基站间的协调与管理。所以如何动态地感知周围干扰、对资源进行动态的配置，成为扁平化网络结构首先需要解决的问题，针对于这一点，尤肖虎认为无线网络的自组织、自优化将成为未来可能的发展方向。

虽然去年的世界无线电大会指定了4个IMT-Advanced的使用频段，但在全世界范围内很难找到4个统一的频段。以3.4GHz～3.6GHz为例，由于中国的该频段已经用于无线卫星的导航业务，使得这一频段的利用非常复杂，并且出现了很多不确定性。所以提高频谱利用率成为无线领域的重要命题。同时尤肖虎还提到，不同频段都具有各自的特点，高频段带宽丰富，但是传播衰减较大;低频段传播质量好，但其带宽较为有限。尤肖虎认为，4G技术在面临多个频段的情况下，能否将这些频段有效地、甚至是动态地利用起来，从而发挥各个频段的优势，也是业界面临的问题和需要努力的方向。

（2）小区中心的性能差异在4G中仍将是重大难题。由于信号存在衰减，离天线越远，频谱利用率越低。而在现有网络结构中，由于基站处于小区的中心位置，

第四代移动通信TD-LTE

所以当用户在小区边缘时很难充分享受到现有业务。如何改善小区覆盖的均匀性就成为4G技术面临的挑战。关于改善小区边缘性能的问题，尤肖虎提到了基于Relay和基于分布式天线的两种方式，他认为Relay复杂度较低，容易实现，但问题是中继节点离用户较近，提高频谱利用率的可能性也会因此而降低。相比而言分布式天线的方式复杂度较高，实现上也有一定的困难，但经论证可以显著提高系统容量，并可较好地兼顾传输性能，在相同天线相同发射功率的条件下，小区的频谱利用率可以明显提高。另外，出于对电磁污染和手机待机时间问题的考虑，手机发射功率已经成为“瓶颈”问题，分布式天线的方式则可以降低手机功率，对于此问题的解决也有很大助益。

第四代移动通信TD-LTE

第二章 4G网络中的关键技术

2.1 OFDM

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交频分复用技术, OFDM系统的主要技术

1) 时域和频域同步

OFDM系统对定时和频率偏移敏感，特 …… 此处隐藏：3130字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……