王 麗

（遼寧中移通信技術(shù)工程有限公司，沈陽(yáng) 110044）

4G移動(dòng)通信作為通信行業(yè)的方向標(biāo)，其核心技術(shù)的掌握與創(chuàng)新能力的高低直接關(guān)系到市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，相關(guān)企業(yè)在布局與完善3G移動(dòng)通信的同時(shí)，一定要加大4G移動(dòng)通信的投入力度，不斷提出與創(chuàng)新核心技術(shù)，利用“差異化”實(shí)現(xiàn)企業(yè)的高速發(fā)展。 4G移動(dòng)通信是人類(lèi)有史以來(lái)最復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)。

1 4G 移動(dòng)通信的核心技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

各種技術(shù)要點(diǎn)的齊頭并進(jìn)與均衡利用，得4G通信技術(shù)較之傳統(tǒng)范圍內(nèi)被認(rèn)可的已經(jīng)很先進(jìn)的3G技術(shù)比較，使用優(yōu)勢(shì)方面仍然是技高一籌。

首先，使用優(yōu)勢(shì)在于極強(qiáng)的通信靈活性。由于建立在幾種突破性技術(shù)的基礎(chǔ)高度之上，4G通信技術(shù)不論在系統(tǒng)化方面還是使用頻率上，都較之傳統(tǒng)的通信設(shè)備都大大得以提高，方便了人與人之間的交流和個(gè)人生活中的使用。其次，主要體現(xiàn)在無(wú)與倫比的技術(shù)兼容性。TDMA、CDMA以及GSM等移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)在4G領(lǐng)域內(nèi)的兼收并蓄，使得這種技術(shù)能夠容納大量的技術(shù)設(shè)施，并可以完全達(dá)到使用的目標(biāo)。最后，在實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)多樣化的方面上，4G通信移動(dòng)的技能同樣非比尋常。這種技術(shù)不僅包括個(gè)人通信、信息系統(tǒng)，而且還包括廣播娛樂(lè)等，可滿(mǎn)足不同客戶(hù)的不同需求。

2 4G 移動(dòng)通信的核心技術(shù)創(chuàng)新

2.1 正交頻分復(fù)用技術(shù)（OFDM）

OFDM技術(shù)，在運(yùn)用上主要指的是把信道進(jìn)行有效劃分，從而構(gòu)建若干個(gè)正交子信道，并把高速數(shù)據(jù)的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，形成并行式的低速子數(shù)據(jù)流來(lái)完成子信道的調(diào)制，實(shí)現(xiàn)其傳輸功能。

0FDM技術(shù)的性能較為顯著，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）由于對(duì)頻譜的利用程度較高，在一般情況下，其頻譜比串行系統(tǒng)的運(yùn)用效率高達(dá)一倍左右；

（2）在抗衰落上，其性能同樣顯著，主要利用到多子載波傳輸技術(shù)，有效強(qiáng)化了抵抗脈沖的噪聲，避免信道出現(xiàn)快衰落的問(wèn)題；

（3）較為符合現(xiàn)代數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)男枨?，其在?yīng)用上，主要運(yùn)用了自適應(yīng)的調(diào)制機(jī)制，從而強(qiáng)化調(diào)制、信道以及加載算法等環(huán)節(jié)工作的有效性，提升信息傳輸?shù)乃俾剩?/p>

（4）在對(duì)碼間干擾的抵抗性能力顯著，主要通過(guò)循環(huán)前綴的辦法，強(qiáng)化抗碼間干擾的能力。

OFDM技術(shù)作為4G移動(dòng)通信的核心技術(shù)之一，其有效結(jié)合分集、時(shí)空編碼、干擾、抑制信道間干擾以及智能天線(xiàn)等技術(shù)，不斷提升通信系統(tǒng)的運(yùn)用性能。一般包括以下幾個(gè)類(lèi)型：V-OFDM、W-OFDM、F-OFDM、MIMO-OFDM及多帶-OFDM。OFDM技術(shù)在運(yùn)用的過(guò)程中，其各個(gè)載波屬于相互正交的形式。而對(duì)于每一個(gè)載波來(lái)說(shuō)，在其符號(hào)時(shí)間內(nèi)，都具備相關(guān)整個(gè)載波周期。另外，兩個(gè)相鄰載波的頻譜零點(diǎn)，都屬于重疊的狀態(tài)下，有效降低載波間所出現(xiàn)的干擾問(wèn)題。因此，對(duì)于傳統(tǒng)FDMA技術(shù)來(lái)說(shuō)，其對(duì)于頻帶的利用程度較高。

2.2 多輸入多輸出技術(shù)（MIMO）

MIMO技術(shù)主要是指對(duì)基站與移動(dòng)終端，其設(shè)有多個(gè)天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)工作，有利于4G系統(tǒng)空間在復(fù)用與分集上提升增益。其中，在空間復(fù)用層面上，一般是對(duì)接收端與發(fā)射端進(jìn)行多副天線(xiàn)的利用，從而通過(guò)在空間傳播上的多徑分量實(shí)現(xiàn)對(duì)同一頻帶進(jìn)行使用時(shí)，可以利用到多個(gè)子信道對(duì)信號(hào)進(jìn)行傳輸發(fā)射，提升容量的使用效率。而在空間分集層面上，主要有發(fā)射形式與接收形式。MIMO技術(shù)在成熟應(yīng)用后，在頻譜的利用上效率較高。而在空間分集上，其可以有效完善無(wú)線(xiàn)信道的使用性能，提升無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中的容量與覆蓋面積。該技術(shù)最大的特點(diǎn)是：可以大大提高頻譜的利用率，提高頻譜的運(yùn)行效率，抗窄帶干擾能力和抗多徑干擾能力不斷的增強(qiáng)；能夠使各個(gè)子載波的聯(lián)合編碼抗拒衰落；同時(shí)，使用快速的算法，借助于IFFT以及FFT實(shí)現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)，這樣最終來(lái)實(shí)現(xiàn)DSP技術(shù)應(yīng)用。但是這種技術(shù)的缺點(diǎn)是：由于在信號(hào)的傳輸中，可能會(huì)增加自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)的難度，這樣就使得系統(tǒng)的效率會(huì)降低。

2.3 軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)

軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，主要是指通過(guò)現(xiàn)代化的管理軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)通信的有效控制管理。而軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中，由于對(duì)硬件、軟件以及無(wú)線(xiàn)技術(shù)進(jìn)行有效的有機(jī)結(jié)合，因此其系統(tǒng)功能較多且靈活。主要以硬件為構(gòu)建平臺(tái)，利用計(jì)算機(jī)軟件編程技術(shù)對(duì)無(wú)線(xiàn)電臺(tái)中相關(guān)功能進(jìn)行體現(xiàn)。而其功能軟件化后，由于現(xiàn)代通信的需求，對(duì)于以往在功能選擇上較為單一與靈活性較低的硬件電路一定要進(jìn)行改良，特別是要降低對(duì)模擬信號(hào)的利用，在天線(xiàn)上實(shí)現(xiàn)數(shù)字化處理。該技術(shù)最大的特點(diǎn)是：它可以大大提高頻譜的利用率，提高頻譜的運(yùn)行效率，抗窄帶干擾能力和抗多徑干擾能力不斷的增強(qiáng)；能夠使各個(gè)子載波的聯(lián)合編碼抗拒衰落；還有就是使用一種快速的算法，借助于IFFT以及FFT實(shí)現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)，這樣最終來(lái)實(shí)現(xiàn)DSP技術(shù)應(yīng)用。另外，對(duì)于結(jié)構(gòu)選擇，軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)主要利用到標(biāo)準(zhǔn)化與性能較高的開(kāi)放結(jié)構(gòu)，為往后硬件模塊的有效升級(jí)與擴(kuò)展工作提高空間。

2.4 切換技術(shù)

切換技術(shù)，主要應(yīng)用在移動(dòng)終端對(duì)不同覆蓋區(qū)域的移動(dòng)，保證通信業(yè)務(wù)具有連續(xù)性能，而在實(shí)際工作上主要是對(duì)信道進(jìn)行改變，有效實(shí)現(xiàn)信道中的鏈路偵測(cè)、仲裁以及建立與斷開(kāi)等操作工作，其屬于一個(gè)綜合性的技術(shù)利用內(nèi)容。而切換技術(shù)作為現(xiàn)代蜂窩移動(dòng)通信為用戶(hù)提供移動(dòng)功能的一個(gè)基本基礎(chǔ)，其在4G移動(dòng)通信的利用上，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫與可靠漫游應(yīng)用。切換技術(shù)在發(fā)生時(shí)機(jī)上，主要體現(xiàn)在移動(dòng)終端可以對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效接入、在不同基站上可以自由移動(dòng)、而同一基站，但扇區(qū)與頻率不同時(shí)，同樣可以遷移以及跟隨信道變化對(duì)鏈路進(jìn)行更新等。

目前，對(duì)切換技術(shù)進(jìn)行控制的機(jī)制存在兩種形式，一是由智能化移動(dòng)終端進(jìn)行端口信號(hào)的強(qiáng)度和質(zhì)量的檢測(cè)，由終端的軟件系統(tǒng)進(jìn)行判決，主動(dòng)發(fā)起和完成切換操作；二是由移動(dòng)用戶(hù)臨近的基站監(jiān)測(cè)各通信鏈路的信號(hào)狀態(tài)，交換網(wǎng)中心根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)完成切換。在4G移動(dòng)通信切換技術(shù)的利用上，DSP與軟件技術(shù)屬于較為常見(jiàn)且關(guān)鍵的部分，其在工作上具有明顯的高效性與智能化，可以有效提升系統(tǒng)在切換工作上的效率與質(zhì)量。而對(duì)于第四代通信技術(shù)的應(yīng)用，其核心技術(shù)就是前文所闡述的MIMO技術(shù)和OFDM技術(shù)的結(jié)合；同時(shí)，還利用時(shí)間、空間、頻率的分集技術(shù)。因此，系統(tǒng)的容量大大增加了，以及系統(tǒng)容量在增加頻譜的利用效率的同時(shí)，并且很好的對(duì)頻率選擇性衰弱情況進(jìn)行了處理，最大程度的提高了第四代通信系統(tǒng)的性能。這樣重技術(shù)的結(jié)合，能夠使系統(tǒng)達(dá)到比較高的傳輸效率，并且能夠?yàn)樵鰪?qiáng)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)對(duì)于噪音、干擾、多徑的容限等一些干擾性的因素，也滿(mǎn)足下一代無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)陌l(fā)展，為移動(dòng)通信系統(tǒng)做出了重大的鋪墊作用。

3 4G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

在信息技術(shù)和通訊技術(shù)最為繁盛且最具規(guī)模市場(chǎng)的歐洲與亞太地區(qū)，4G移動(dòng)通信新設(shè)備的發(fā)展已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在市場(chǎng)效益上與3G技術(shù)旗鼓相當(dāng)甚至大有超越前者的態(tài)勢(shì)。

3.1 技術(shù)功能拓展中的發(fā)展趨勢(shì)

在用戶(hù)識(shí)別技術(shù)、微微無(wú)線(xiàn)電接收器技術(shù)、交互干擾抑制技術(shù)等多功能技術(shù)的利用方面，4G移動(dòng)通信技術(shù)在上述幾種技術(shù)的運(yùn)用周旋中得心應(yīng)手。這些技術(shù)的功能拓展，不僅僅降低了通信設(shè)備之間的相互干擾，而且最大程度上保證了信號(hào)的質(zhì)量。

3.2 國(guó)際市場(chǎng)擴(kuò)大中的發(fā)展趨勢(shì)

在技術(shù)系統(tǒng)全面化的貢獻(xiàn)方面，首選為日本，自從2001年開(kāi)始，該技術(shù)研究過(guò)程以來(lái)，日本科學(xué)界在2005年就已經(jīng)在4G研究和技術(shù)功能的構(gòu)建方面初具規(guī)模并開(kāi)始走動(dòng)于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)之間。其次是美國(guó)，在研發(fā)以HMMX和DMMX為主打產(chǎn)業(yè)的通信技術(shù)方面再次突破傳統(tǒng)，獨(dú)樹(shù)一幟。我國(guó)雖然在4G技術(shù)的認(rèn)知方面落后于日美，但如今遍布各地的3G技術(shù)已經(jīng)不能滿(mǎn)足客戶(hù)需求的現(xiàn)狀與使用危機(jī)的層出迭見(jiàn)，客觀上卻也為4G技術(shù)的開(kāi)發(fā)帶來(lái)了契機(jī)。所以，商界必然會(huì)抓住這個(gè)擴(kuò)展新技術(shù)的有利契機(jī)，致使4G通信技術(shù)在中國(guó)市場(chǎng)中一樣具有良好的發(fā)展趨勢(shì)。

4 結(jié) 語(yǔ)

縱觀科技的發(fā)展歷程和國(guó)際間的科技競(jìng)爭(zhēng)，不論是縱向參照的高度還是橫向比較的角度看，4G通信技術(shù)的發(fā)展?jié)摿Σ豢晒懒俊?G移動(dòng)通信技術(shù)以其自身的技術(shù)要點(diǎn)與使用優(yōu)勢(shì)，征服了傳統(tǒng)的通信技術(shù)和新時(shí)代的人類(lèi)社會(huì)，也將征服未來(lái)的科學(xué)世界。 綜上所述，要順利全面地實(shí)施4G通信，還可能遇到一些困難。首先，人們對(duì)未來(lái)的4G通信需求使它的通信傳輸速度將會(huì)極大提升，從理論上說(shuō)最高可達(dá)到 100Mbit/s，但手機(jī)的速度將受到通信系統(tǒng)容量的限制，因此將很難達(dá)到其理論速度。其次，4G的發(fā)展還將面臨巨大的市場(chǎng)壓力。由于不同用戶(hù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求程度不同，用戶(hù)對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀的依賴(lài)性依然存在。

［1］劉婷婷,方華麗.淺談4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展［J］.科技信息,2013(9):298.

［2］ 趙華.淺析4G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)［J］.數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2013(7):36.

［3］施盛建.4G移動(dòng)通信技術(shù)的特點(diǎn)分析與實(shí)踐研究［J］.信息通信,2014(1):231-232.