1多址方案与无线接入方式
正交频分复用技术是4G最佳的多址方案,未来的4G系统中,正交频分复用技术是最有可能采用的多址方式。正交频分复用技术的主要特点:各个信号之间无干扰;多普勒频移与多径衰落之间不存在敏感问题;相邻小区用户无任何干扰;能实现低造价的单波段接收机。正交频分复用技术的主要缺点:存在频偏和功率效能偏低的问题。
2编码调制技术
在4G系统中,多载波调制技术将会被充分的采用,并且会适当的考虑自适应调制和功率的平衡性能。MC-CDMA采用正交相移键控方式进行数字调制,OFDM-TDMA将会采用高电平方式进行调制。4G系统将采用更高端的技术方案进行信道编码,如级连码、LDPC码和Turbo码等。
3无线链路增强技术
分集技术,如通过空间分集、时间分集、极化分集和频率分集等方法来获得更好的分集性能;多天线技术,发射分集采用2到4天线实现,或通过MIMO技术实现分集的接收、发射。智能天线支持高数据传输速率,有抑制干扰、减少远近效应、减小中断概率、增加系统容量、提高频谱效率等智能功能,它有灵活有效的进行越区切换、扩大小区覆盖范围、灵活的小区管理、延长移动台电池寿命、以及维护和运营成本较低的特点,因此智能天线必将会成为4G系统的关键技术。
4高效的频谱使用方案
提高频谱率的方法是将要使用超过3GHz的频段。在3G系统中,它的频谱效率是2bps/Hz,如果要超越3G,那么4G的频谱效率应当提升至5bps/Hz。在4G系统中,信道分配主要方式为自适应信道分配、分组信道分配两种。通过将信道分组分配到每一个用户中,能够让一些由于不均衡、失真或者频偏导致的用户之间干扰最小化。
5基于IP的核心网
4G的核心网络是一个基于全IP技术的网络,与现有的移动网络对比,它具有可实现不同网络之间无缝连接的根本性优点。然而,核心IP网络不是专门用于移动通信,而是作为一种统一的网络,支持有线及无线的接入,其接入点可以使有线或无线。无线接入点可以是蜂窝系统的基站,无线局域网或者自组网等,对于公用电话网和未实现全IP的3G网络,则是通过特定的网关进行连接。另外,热点通信速率和容量的需要或网络铺设重叠将使得整个网络呈现广域网、局域网等互联、综合和重叠的现象。
6软件无线电技术
软件无线电技术,是用现代化软件来控制、操纵传统的纯硬件电路的无线通信。软件无线电技术的重要价值在于:传统的硬件无线电通信设备只能作为无线通信的基本平台,而许多的通信功能则是由软件来实现,打破了有史以来设备的通信功能的实现仅仅依赖于硬件发展的格局。软件无线电使得4G系统具有适应性和灵活性,能够灵活适应于不同的网络和空中接口。软件无线电技术主要涉及数字信号处理硬件(DSPH)、现场可编程器件(FPGA)、数字信号处理(DSP)等,同时也有助于不同标准和系统的融合。
7结语
随着4G的进一步深入发展,移动计算机技术必将随之发生深刻而持久的变化。凭借4G高质量、高速率、大容量的多媒体业务能力,可以展望在不久的未来,人们主要的通信工具、便携式电脑和娱乐数码等设备将合而为一。4G在影响和带动计算机技术发展的同时,也将明显改变世界面貌和人们的生活、工作的方式！
作者：赵华 单位：太原理工大学
