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移动通信的关键技术还有哪些?

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:4G移动通信除用到正交频分多址接入技术外,还用到多入多出技术、软件无线电技术、IPv6协议技术和智能天线技术等。IPv6协议技术,4G系统选择采用基于IP全分组的方式传输数据,因此IPv6将成为下一代移动网络的核心协议。3G系统也使用该技术。

移动通信的关键技术还有哪些?

4G移动通信除用到正交频分多址接入(OFDMA)技术外,还用到多入多出(MIMO)技术、软件无线电(SDR)技术、IPv6协议技术和智能天线技术等。

多入多出(MIMO)技术应用的目的是利用多天线来抑制信道衰落。MIMO技术是一种空间复用技术,它是在接收端和发射端使用多个天线,充分利用空间传播中的多径分量,在同一频带上使用多个数据通道(MIMO子信道)发射信号,从而使得容量随着天线数量的增加而线性增加,如图8-5所示。这种信道容量的增加不占用额外的带宽,也不消耗额外的发射功率,因此是增加信道和系统容量的一种非常有效的手段。MIMO系统和现有基站采用的一发两收(SI-MO)系统结构相比,降低了码间干扰(ISI),提高了空间分集增益、无线信道容量和频谱利用率。同时MIMO系统也可以利用其提供的空间复用增益提高信道的可靠性,利用MIMO信道提供的空间分集增益降低系统误码率。MIMO系统在一定程度上可以抗多径衰落,但对于频率选择性衰落,仍然是无能为力。而OFDM将总带宽分割为若干个窄带子载波,从而可以有效地抵抗频率选择性衰落。因此,将两者结合起来,可充分开发这两种技术的潜力。MIMO+OFDM将利用时间、频率和空间三种分集技术及空间资源,既可以使系统达到很高的传输效率,提高频谱利用率;又可以通过分集达到很高的可靠性,大大增加无线系统对抗噪声、干扰、多径的容限,从而成为第4代移动通信系统核心技术的解决方案

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图8-5 多输入多输出(MIMO)系统与单输入多输出(SIMO)的比较

a)单输入多输出(SIMO) b)多输入多输出(MIMO)(www.xing528.com)

软件无线电(SDR)技术采用数字信号处理(DSP)技术,在可编程控制的通用硬件平台上,利用软件来定义实现无线电台的各部分功能,包括前端接收、中频处理以及信号基带处理等。即整个无线电台从高频、中频、基带直到控制协议全部由软件编程来完成。其核心思想是在尽可能靠近天线的地方使用宽带的数/模转换器,尽早地完成信号的数字化,从而使得无线电台的功能是一种基于DSP的芯片、以软件为核心的崭新的无线通信体系结构。

IPv6协议技术,4G系统选择采用基于IP全分组的方式传输数据,因此IPv6将成为下一代移动网络的核心协议。IPv6的突出优点是,地址字段采用128位,具有巨大的地址空间,而且可进行地址的自动配置,可给移动终端配备一个全球唯一的IP地址,作为身份的标志。

智能天线(SA)技术采用空分多址(SDMA)技术,利用信号在传输方向上的差别,将同频率、同时隙或同码道的信号区分开来,最大限度地利用有限的信道资源。智能天线是由多个天线单元组成的天线阵列,在通信过程中根据信号波传来的方向,自适应动态调整各个天线单元的方向图,跟踪强信号,减少或抵消干扰信号,形成在空间针对用户的波束,此波束会随用户移动而移动,始终跟随用户。智能天线除了提供高的天线增益外,还能提供几倍的分集增益。但是它要求每个天线有一个接收机。智能天线具有抑制信号干扰,提高信噪比,降低小区内和小区间干扰的能力,所以它能提高系统通信质量和容量,降低系统整体造价。3G系统也使用该技术。

另外,还有无线链路增强技术、多用户检测技术、切换技术和高性能接收技术等。

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