Quelle est la technologie de base du système de communication mobile de quatrième génération ?

La technologie de base du système de communication mobile de quatrième génération est « OFDM ». OFDM fait référence à la technologie de multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence, qui réalise la transmission parallèle de données série à grande vitesse via le multiplexage par répartition en fréquence. Elle présente une bonne résistance à l'évanouissement par trajets multiples et peut prendre en charge l'accès multi-utilisateurs. La technologie OFDM se caractérise par une structure de réseau hautement évolutive, de bonnes performances anti-bruit et des capacités anti-interférences multicanaux, et peut fournir des services de meilleure qualité (haute vitesse, faible délai) et de meilleures performances et prix que la technologie de données sans fil actuelle par rapport. avec cela, il peut fournir de meilleures solutions pour les réseaux sans fil 4G.

L'environnement d'exploitation de ce tutoriel : système Windows 7, ordinateur Dell G3.

Le système de communication mobile de quatrième génération est appelé « 4G ». Basé sur le système de communication mobile de troisième génération, il s'agit d'un système de communication mobile avec une vitesse de transmission de données plus rapide et une qualité supérieure.

L'architecture réseau du système de communication mobile 4G peut être divisée en trois couches de bas en haut : la couche réseau physique, la couche d'environnement intermédiaire et la couche d'environnement d'application.

La couche réseau physique assure les fonctions d'accès et de routage : la couche d'environnement intermédiaire sert de couche de transition pour assurer le mappage QoS, la traduction d'adresses, la gestion de la sécurité, etc. L'interface entre la couche réseau physique, la couche d'environnement intermédiaire et sa couche d'environnement d'application est ouverte, ce qui peut apporter les avantages suivants :

• ① facilite le développement et la fourniture de nouveaux services

• ② peut fournir une solution transparente ; les services sans fil à haut débit ;

• ③ peuvent fonctionner dans plusieurs bandes de fréquences

• ④ permettent aux services de s'adapter à plusieurs normes sans fil et terminaux multimodes, sur plusieurs opérateurs et fournisseurs de services, offrant une gamme de services plus large ; .

Le système de communication mobile de quatrième génération est principalement basé sur le multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence (OFDM) comme technologie de base.

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) est une technologie de multiplexage par répartition orthogonale de fréquence. En fait, OFDM est MCM (Multi Carrier Modulation), un type de modulation multi-porteuse. La transmission parallèle de données série à grande vitesse est obtenue grâce au multiplexage par répartition en fréquence. Elle présente une bonne résistance à l'évanouissement par trajets multiples et peut prendre en charge l'accès multi-utilisateurs.

La technologie OFDM est développée à partir de MCM (Multi-Carrier Modulation, modulation multi-porteuse). La technologie OFDM est l'une des méthodes de mise en œuvre des schémas de transmission multiporteuses. Sa modulation et sa démodulation sont mises en œuvre respectivement sur la base de l'IFFT et de la FFT. Il s'agit du schéma de transmission multiporteuse avec la complexité de mise en œuvre la plus faible et le plus largement utilisé.

La technologie OFDM se caractérise par une structure de réseau hautement évolutive, de bonnes performances anti-bruit et des capacités anti-interférences multicanaux, et peut fournir des services de meilleure qualité (débit élevé, faible délai) et meilleurs que la technologie de données sans fil actuelle. Le rapport qualité-prix peut fournir une meilleure solution pour les réseaux sans fil 4G.

Par exemple, la boucle de zone sans fil (WLL), la diffusion audio numérique (DAB), etc. utiliseront toutes la technologie OFDM. Les communications mobiles 4G apportent une réponse technologique à la croissance accélérée des besoins de connectivité sans fil à large bande, garantissant des services transparents sur une variété de systèmes et de réseaux sans fil publics et privés, intérieurs et extérieurs.

En fournissant les meilleurs services requis par les utilisateurs sur le réseau disponible le plus approprié, il peut faire face à la croissance attendue des communications basées sur Internet, ajouter de nouvelles bandes de fréquences, étendre considérablement les ressources spectrales, fournir différents types d'interfaces de communication et utiliser le routage. technologie pour L'architecture de réseau principale utilise la transformée de Fourier pour développer l'architecture matérielle afin de mettre en œuvre l'architecture de réseau de quatrième génération. Les communications mobiles se développeront vers des bandes de données basées sur des données, à haut débit, à large bande et des fréquences plus élevées. Les données mobiles et l'IP mobile deviendront les services principaux des réseaux mobiles à l'avenir.

Avantages et inconvénients de la technologie OFDM

Avantages

L'OFDM présente de nombreux avantages techniques comme indiqué ci-dessous. Il est utilisé en 3G et 4G. Il présente de nombreux avantages en communication :

(1) En bande étroite. bande passante Une grande quantité de données peut également être envoyée. La technologie OFDM peut séparer au moins 1 000 signaux numériques en même temps, et sa capacité à fonctionner en toute sécurité autour de signaux interférents menacera directement le développement et la croissance ultérieurs de la technologie CDMA.

(2) La technologie OFDM peut surveiller en permanence le support de transmission. Changements soudains ; dans les caractéristiques de communication, puisque la capacité du chemin de communication à transmettre des données change au fil du temps, l'OFDM peut s'y adapter dynamiquement et activer et désactiver les supports correspondants pour assurer une communication continue et réussie

(3) Cette technologie peut détecter automatiquement quel type de communication est spécifique ; la porteuse sous le support de transmission présente une atténuation élevée du signal ou des impulsions d'interférence, puis prend les mesures de modulation appropriées pour permettre une communication réussie de la porteuse à la fréquence spécifiée

(4) La technologie OFDM est spéciale Convient pour une utilisation dans les immeubles de grande hauteur, densément ; les endroits peuplés et géographiquement importants, ainsi que les zones où les signaux sont diffusés. La transmission de données à haut débit et la diffusion vocale numérique espèrent toutes deux réduire l'impact des effets de trajets multiples sur les signaux.

(5) Le plus grand avantage de la technologie OFDM est sa résistance à l'évanouissement sélectif en fréquence ou aux interférences à bande étroite. Dans un système à porteuse unique, un seul évanouissement ou interférence peut entraîner la défaillance de l'ensemble de la liaison de communication, mais dans un système à porteuses multiples, seule une petite partie des porteuses sera perturbée. Des codes de correction d'erreurs peuvent également être utilisés pour la correction d'erreurs sur ces sous-canaux.

(6) Il peut lutter efficacement contre les interférences entre les formes d'onde du signal et convient à la transmission de données à grande vitesse dans les environnements à trajets multiples et les canaux à décoloration. Lorsqu'un évanouissement sélectif en fréquence se produit dans le canal en raison d'une transmission par trajets multiples, seules les sous-porteuses qui tombent dans la dépression de la bande de fréquence et les informations qu'elles transportent sont affectées, et les autres sous-porteuses ne sont pas endommagées. Par conséquent, les performances globales du taux d'erreur sur les bits du. le système est bien meilleur pour beaucoup.

(7) Grâce au codage conjoint de chaque sous-support, il possède une forte capacité anti-décoloration. La technologie OFDM elle-même tire déjà parti de la diversité de fréquence du canal. Si l'évanouissement n'est pas particulièrement important, il n'est pas nécessaire d'ajouter un égaliseur temporel. En codant conjointement chaque canal, les performances du système peuvent être améliorées.

(8) La technologie OFDM est très résistante aux interférences à bande étroite car ces interférences n'affectent qu'une petite partie des sous-canaux.

(9) Vous pouvez choisir la méthode de mise en œuvre OFDM basée sur IFFT/FFT ;

(10) Le taux d'utilisation du canal est très élevé, ce qui est particulièrement important dans un environnement sans fil avec des ressources spectrales limitées lorsque le nombre de sous-porteuses est élevé ; grand, le système Le taux d'utilisation du spectre tend vers 2Baud/Hz. (baud est baud ; 1 Baud = log2M (bit/s), où M est le niveau de codage du signal).

Inconvénients

Bien que l'OFDM présente les avantages ci-dessus, son mécanisme de modulation du signal entraîne également certains inconvénients des signaux OFDM pendant le processus de transmission :

(1) Très sensible au bruit de phase et au décalage de fréquence porteuse

Il s'agit d'un L'inconvénient fatal de la technologie OFDM est que l'ensemble du système OFDM a des exigences extrêmement strictes en matière d'orthogonalité entre les sous-porteuses. Tout petit écart de fréquence porteuse détruira l'orthogonalité entre les sous-porteuses et provoquera une ISI. De même, le bruit de phase provoquera également la rotation et la diffusion des points de la constellation de symboles, formant ISI. Les systèmes à porteuse unique n'ont pas ce problème. Le bruit de phase et le décalage de fréquence porteuse réduisent uniquement le rapport signal/bruit reçu sans provoquer d'interférences mutuelles.

(2) Le rapport crête/moyenne est trop grand

Les signaux OFDM sont composés de plusieurs signaux sous-porteurs, et ces signaux sous-porteurs sont modulés indépendamment par différents symboles de modulation. Par rapport à la méthode traditionnelle de modulation à enveloppe constante, la modulation OFDM présente un facteur de crête très élevé. Le signal OFDM étant la somme de nombreux petits signaux, les phases de ces petits signaux sont déterminées par la séquence de données à transmettre. Pour certaines données, ces petits signaux peuvent être en phase et s'additionner en amplitude pour produire une grande amplitude de crête instantanée. Si le rapport crête/moyenne est trop grand, cela augmentera la complexité de l'A/D et de l'A/D et réduira l'efficacité de l'amplificateur de puissance RF. Dans le même temps, du côté de l'émetteur, la puissance de sortie maximale de l'amplificateur limite la valeur de crête du signal, ce qui provoquera des interférences dans la bande de fréquence OFDM et entre les bandes de fréquence adjacentes.

(3) La plage linéaire requise est large

Étant donné que le système OFDM a un rapport de puissance crête/moyenne (PAPR) élevé et qu'il est plus sensible à l'amplification non linéaire, le système de modulation OFDM nécessite une plage linéaire plus élevée de l'amplificateur. que le système à transporteur unique.

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