4G移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

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1、南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程專題研究論文作者第四組(王薛濤、陸鈺霞、笪陳陽、吉小芳、馬一鳴、袁瑤瑤)學(xué)號36、6、20、4、29、45系部5系專業(yè)通信技術(shù)（通信工程與監(jiān)理）題目4G移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)指導(dǎo)教師顧艷華評閱教師顧艷華完成時間：2015年5月26日I題目：4G移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)摘要：LTE標(biāo)準(zhǔn)在3GPP的研討下在2009年正式出臺，下行速率可以達(dá)到100Mbps，標(biāo)志著百兆時代正式來臨。本文主要針對4G移動通信系統(tǒng)其中的4個關(guān)鍵技術(shù)針對它們的原理，優(yōu)勢等方面進(jìn)行簡略的介紹，分別是OFDMA、SC-FDMA、智能天線以及MIMO、自適應(yīng)調(diào)

2、制編碼技術(shù)以及全I(xiàn)P組網(wǎng)方式。其中4G系統(tǒng)上下行接入方式并不一樣，在講究速率的下行采用的是OFDM接入方式，而下行采用的是單載波的SC-FDMA。MIMO技術(shù)指在發(fā)射端和接收端分別使用多個發(fā)射天線和接收天線，使信號通過發(fā)射端與接收端的多個天線傳送和接收，從而改善通信質(zhì)量。自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)是根據(jù)無線信道變化選擇合適的調(diào)制和編碼方式，網(wǎng)絡(luò)側(cè)根據(jù)用戶瞬時信道質(zhì)量狀況和目前資源選擇最合適的下行鏈路調(diào)制和編碼方式，使用戶達(dá)到盡量高的數(shù)據(jù)吞吐率。文章最后同時針對4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行簡要點評。二、關(guān)鍵詞：高速率、OFDMA、SC-FDMA、全I(xiàn)P、MIMO摘要I目

3、錄第一章緒論1第二章接入方式與多址方案22.1OFDMA技術(shù)【1】22.1.1OFDMA技術(shù)原理22.1.2OFDM系統(tǒng)參數(shù)分析與設(shè)計22.2SC-FDMA技術(shù)【2】32.2.1SC-FDMA技術(shù)原理32.2.2SC-FDMA、OFDMA技術(shù)3第三章自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)【3】4第四章MIMO技術(shù)【4】64.1MIMO技術(shù)原理64.1.1空間分集（SpatialDiversity）64.1.2MIMO模式自適應(yīng)轉(zhuǎn)換64.1.3MIMO容量分析64.1.4MIMO容量與天線數(shù)關(guān)系74.1.5MIMO-OFDMA-SCFDMA技術(shù)結(jié)合及總結(jié)8第五章全I(xiàn)P組

4、網(wǎng)方式95.1巨大的地址空間95.2自動控制95.3核心網(wǎng)具有開放的結(jié)構(gòu)99第一章緒論進(jìn)入21世紀(jì)，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在全球迅速普及，寬帶無線接入市場開始興起，由于采用了基于標(biāo)準(zhǔn)的IP網(wǎng)作為核心網(wǎng)并考慮了突發(fā)型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，寬帶無線接入速率可達(dá)幾百kbps甚至幾十Mbps，明顯優(yōu)于基于蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)的2.5G/3G手機(jī)移動業(yè)務(wù)，為了搶占寬帶接入無線接入市場，3GPP早在2002年6月就確定了通用移動通信系統(tǒng)（UMTS）演進(jìn)R5版本，在接入網(wǎng)部分通過引入IP技術(shù)實現(xiàn)核心網(wǎng)與接入網(wǎng)的全免IP化，成為了全I(xiàn)P的第一個版本。其中，在下行鏈路R5使用了高速下行分組接

5、入（HSDPA）技術(shù)，使得峰值速率可高達(dá)10Mbps。在2004年12月，3GPP確定了R6版本，使用高速上行分組接入（HSUPA）技術(shù)，以解決上行鏈路分組化問題。與此同時，隨著全球微波互聯(lián)接入（WorldinteroperabilityforMicrowaveAccess，WIMAX）技術(shù)的崛起，其為用戶所提供的在20MHz的帶寬下能提供高達(dá)70Mbps的峰值速率讓3GPP感受到來自市場的巨大競爭壓力。為了應(yīng)對WIMAX帶來的挑戰(zhàn)，4G技術(shù)隨之誕生。對比前幾代LTE中的關(guān)鍵技術(shù)都有了相當(dāng)大的提高。9第二章接入方式與多址方案2.1OFDMA技術(shù)【1

6、】OFDMA和SC-FDMA技術(shù)為了在有限的寬帶內(nèi)傳送更多更大的信息量，LTE通信標(biāo)準(zhǔn)中選取了OFDM技術(shù)和SC-FDMA技術(shù)作為LTE技術(shù)中的調(diào)制型技術(shù)。SC-FDMA技術(shù)是應(yīng)用在上行的通信過程中的，是一種相對特定的優(yōu)化的OFDMA技術(shù)，這種技術(shù)具有更低的峰值比可以提高用戶終端產(chǎn)品在上行通信中的功能效率OFDMA技術(shù)的應(yīng)用可以在多個正交子載波對高速數(shù)據(jù)流中進(jìn)行分流，這樣就降低了相同數(shù)據(jù)量在不同情況下需要的傳輸速率，增大單個符號的傳輸時間就可以增強(qiáng)LTE系統(tǒng)的實際抗干擾力，減小了信息通信數(shù)據(jù)之間的干擾效果。2.1.1OFDMA技術(shù)原理OFDMA：正

7、交頻分多址OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess（OFDMA）：主要思想：將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制到在每個子信道上進(jìn)行傳輸，然后在部分子載波上加載傳輸數(shù)據(jù)。OFDMA技術(shù)優(yōu)點：頻譜效率高，來源于正交傳輸；采用CP回避用戶間干擾，頻譜效率高。OFDMA技術(shù)克服的是由于多徑效應(yīng)產(chǎn)生的頻率選擇性衰弱。圖2-1圖2-292.1.2OFDM系統(tǒng)參數(shù)分析與設(shè)計圖2-3圖2-4由上圖分析表明：采用IFFT產(chǎn)生OFDM信號決定了：子載波間隔△f=1/T（T為OFDM符號周期）

8、?！鱢不能太小：必須能容忍一定車速下的多普勒頻移動效應(yīng)，起到分隔干擾效果?！鱢不能太大：T過小，則對應(yīng)CP開銷過大，增加系