毕业论文-4G通信技术论文.docx

毕业论文-4G通信技术论文.docx

《毕业论文-4G通信技术论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文-4G通信技术论文.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

4G网络通信新技术研究

通信网络基础

4G技术

信息工程学院

指导老师：

专业、班级：

通信111

报告人姓名：

（签名）学号：

论文结题时间：

2014年6月17日

27

4G网络技术介绍

摘要

摘要：

随着数据通信与多媒体业务需求的发展，适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第四代移动通信开始兴起，因此有理由期待这种第四代移动通信技术给人们带来更加美好的未来。

另一方面，4G也因为其拥有的超高数据传输速度，被中国物联网校企联盟誉为机器之间当之无愧的“高速对话”。

本文简要分析了:

（1）4G的网络结构;

（2）4G的关键技术,如OFDM,软件无线电,智能天线技术,MIMO技术。

（3）比较了3G和4G不同指标,分析了3G和4G采用的不同技术。

（4）初步探讨了4G的现状和发展。

关键词：

4G，通信

Abstract

Withthedevelopmentofdatacommunicationandmultimediaservicedemand,adapttothemobiledata,mobilecomputingandmobilemultimediaoperationneedsofthefourthgenerationmobilecommunicationbegantorise,thereforehavereasontolookforwardtothefourthgenerationmobilecommunicationtechnologybringspeopleabetterfuture.Ontheotherhand,4Galsobecauseofitshighspeedofdatatransmission,high-speeddialogueChinesenetworkingallianceknownasmachinebetweenfullydeserve"".Thispaperbrieflyanalyses:

（1）thenetworkstructureof4G;

（2）thekeytechnologysuchasOFDM,4G,softwareradio,smartantennatechnology,MIMOtechnology.（3）comparisonofdifferentindicatorsof3Gand4G,analyzesthedifferenttechniquesof3Gand4Guse.（4）discussesthepresentsituationanddevelopmentof4G.

keywords：

4G,networkcommunication

目录

4G网络技术介绍 2

摘要 2

Abstract 2

前言 4

第一章4G简介 4

第二章4G系统网络结构 6

2.1三层网络结构 6

2.2物理层 7

第三章4G网络中的关键技术 8

3.1OFDM 8

3.2软件无线电 9

3.3智能天线技术（SA） 9

3.4多输入多输出（MIMO）技术 9

3.5基于IP的核心网 10

第四章3G与4G的比较 10

4.1核心阅读 10

4.2技术指标方面 11

4.3技术方面 11

4.4速度方面 12

第五章 5大4G标准 13

5.1LTE 13

5.2LTE-Advanced 14

5.3WiMax 14

5.4HSPA+：

高速下行链路分组接入技术 15

5.5WirelessMAN-Advanced 16

第六章4G的主要优势与缺陷 16

6.1网络频谱更宽 16

6.2通信更加灵活 17

6.3智能性能更高 17

6.4兼容性能更平滑 18

6.5提供各种增值服务 18

6.6实现更高质量的多媒体通信 18

6.7频率使用效率更高 19

6.8通信费用更加便宜 19

6.9标准难以统一 19

6.10技术难以实现 19

6.11容量受到限制 20

6.12市场难以消化 20

6.13设施难以更新 21

第七章4G目前的发展状况与我国4G的发展前景 22

7.1显著的差异 22

7.2无线宽带，一插即行 23

7.3我国的4G的发展 23

第八章总结 26

前言

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。

第一章4G简介

什么是4G？

4G与3G有何不同？

我们也许很早就听闻过3G技术，3G对我们来说早已不陌生。

3G是第三代移动通信技术，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。

3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。

3G是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。

4G技术支持100Mbps~150Mbps的下行网络带宽，也就是4G意味着用户可以体验到最大12.5MB/s~18.75MB/s的下行速度。

这是当前国内主流中国移动3G（TD-SCDMA）2.8Mbps的35倍，中国联通3G（WCDMA）7.2Mbps的14倍。

支持4G技术的移动设备可以提供高性能的汇流媒体内容，并通过ID应用程序成为个人身份鉴定设备。

它也可以接受高分辨率的电影和电视节目，从而成为合并广播和通信的新基础设施中的一个纽带。

此外，4G的无线即时连接等某些服务费用会比3G便宜。

还有，4G有望集成不同模式的无线通信——从无线局域网和蓝牙等室内网络、蜂窝信号、广播电视

到卫星通信，移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。

4G通信技术并没有脱离以前的通信技术，而是以传统通信技术为基础，并利用了一些新的通信技术，来不断提高无线通信的网络效率和功能的。

如果说3G能为人们提供一个高速传输的无线通信环境的话，那么4G通信会是一种超高速无线网络，一种不需要电缆的信息超级高速公路，这种新网络可使电话用户以无线及三维空间虚拟实境连线。

与传统的通信技术相比，4G通信技术最明显的优势在于通话质量及数据通信速度。

然而，在通话品质方面，移动电话消费者还是能接受的。

随着技术的发展与应用，现有移动电话网中手机的通话质量还在进一步提高。

数据通信速度的高速化的确是一个很大优点，它的最大数据传输速率达到100MB/s，简直是不可思议的事情。

另外由于技术的先进性确保了成本投资的大大减少，未来的4G通信费用也要比2009年通信费用低。

4G通信技术是继第三代以后的又一次无线通信技术演进，其开发更加具有明确的目标性：

提高移动装置无线访问互联网的速度--据3G市场分三个阶段走的的发展计划，3G的多媒体服务在10年后进入第三个发展阶段。

在发达国家，3G服务的普及率更超过60%，那么这时就需要有更新一代的系统来进一步提升服务质量。

为了充分利用4G通信给人们带来的先进服务，人们还必须借助各种各样的4G终端才能实现，而不少通信营运商正是看到了未来通信的巨大市场潜力，他们已经开始把眼光瞄准到生产4G通信终端产品上，例如生产具有高速分组通信功能的小型终端、生产对应配备摄像机的可视电话以及电影电视的影像发送服务的终端，或者是生产与计算机相匹配的卡式数据通信专用终端。

有了这些通信终端后，手机用户就可以随心所欲的漫游了，随时随地的享受高质量的通信了。

第二章4G系统网络结构

2.1三层网络结构

4G移动系统网络结构可分为三层：

物理网络层、中间环境层、应用网络层。

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。

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]。

2.2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