邢崢

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對(duì)于4G移動(dòng)通信技術(shù)的現(xiàn)狀分析

邢崢

朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司肅寧分公司，河北 肅寧 062350

對(duì)4G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析研究，闡述了4G通信技術(shù)發(fā)展的不足，分析了4G信號(hào)的覆蓋范圍問(wèn)題、4G建設(shè)的成本投入與流量問(wèn)題、流量與語(yǔ)音融合發(fā)展下的流量轉(zhuǎn)型問(wèn)題，設(shè)備的更新與容量問(wèn)題，進(jìn)而了解4G通信中的關(guān)鍵技術(shù)，其中有正交頻復(fù)用方法（OFDM）、智能天線(xiàn)技術(shù)等，最終分析了4G通信技術(shù)在以后的道路中的發(fā)展方向，目的是能對(duì)其未來(lái)改進(jìn)有一定的參考價(jià)值。

4G移動(dòng)通信技術(shù)；信號(hào)覆蓋；SDR技術(shù)；RAN技術(shù)

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展日新月異，4G移動(dòng)通信也在國(guó)際范圍內(nèi)突飛猛進(jìn)地發(fā)展。在這樣的時(shí)代背景之下，通信行業(yè)也應(yīng)加深對(duì)4G移動(dòng)通信技術(shù)的了解，了解該技術(shù)的結(jié)構(gòu)與技術(shù)關(guān)鍵。此外，還要做一系列性能方面的預(yù)測(cè)和評(píng)估，盡快做出充分的技術(shù)準(zhǔn)備，做好行業(yè)前景展望，抓住4G移動(dòng)通信技術(shù)的推廣、普及和商用時(shí)機(jī)，為企業(yè)的戰(zhàn)略布局添翼，從而進(jìn)一步推動(dòng)移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展

1 當(dāng)下4G移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

雖然4G移動(dòng)通信技術(shù)取得了重大的發(fā)展與進(jìn)步，但我國(guó)4G技術(shù)的發(fā)展尚處于中期，雖然擁有龐大的使用群體，但技術(shù)依然不夠成熟，當(dāng)前4G的發(fā)展存在的主要問(wèn)題有如下幾方面：

1.1 4G信號(hào)的覆蓋范圍有待進(jìn)一步拓展

以中國(guó)移動(dòng)為例，作為拿到TD_LTE牌照的國(guó)內(nèi)首家移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商，于2013年12月拿到4G牌照后，以驚人的速度發(fā)展自己的4G通信，4G基站的數(shù)量從最初的20萬(wàn)個(gè)到如今超過(guò)100萬(wàn)個(gè)，4G基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)大多數(shù)城、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)的連續(xù)覆蓋，使4G技術(shù)不斷在廣度和深度方面得到提升。當(dāng)然，其對(duì)于4G基站的建設(shè)不會(huì)停止，2016年，各大運(yùn)營(yíng)商還將繼續(xù)對(duì)4G基站的建設(shè)加大投入，尤其對(duì)山區(qū)、樓區(qū)等易容障礙物影響的地區(qū)加大投入，基本實(shí)現(xiàn)解決信號(hào)覆蓋的問(wèn)題。

1.2 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的更新速度無(wú)法得到切實(shí)保證

到目前為止，全球范圍內(nèi)都已經(jīng)面向3G移動(dòng)通信系統(tǒng)建立了無(wú)線(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施，雖然4G通信系統(tǒng)和3G通信之間的兼容問(wèn)題已經(jīng)得到了初步解決，但是仍然會(huì)受到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)施更新速度慢的限制。因此只有切實(shí)保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的更新速度，才能夠?qū)崿F(xiàn)4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的全面應(yīng)用。

1.3 流量與語(yǔ)音融合發(fā)展下的流量轉(zhuǎn)型問(wèn)題

現(xiàn)階段看來(lái)，4G主要指的就是流量，我們常用的語(yǔ)音和短信卻依然建立在3G和2.5G上，如今傳統(tǒng)的語(yǔ)音通話(huà)已經(jīng)快速步入了衰退期，新型的經(jīng)營(yíng)理念與經(jīng)營(yíng)模式正在推動(dòng)著傳統(tǒng)通信時(shí)代的改革，技術(shù)創(chuàng)新已成必然，因此傳統(tǒng)通信轉(zhuǎn)變發(fā)展模式迫在眉睫。2016年是移動(dòng)通信發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，順應(yīng)4G的發(fā)展趨勢(shì)，主動(dòng)尋求創(chuàng)新，把流量與語(yǔ)音融合一體成為主流的經(jīng)營(yíng)模式，是各大運(yùn)營(yíng)商迫在眉睫的任務(wù)。

1.4 4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的容量問(wèn)題

4G通信系統(tǒng)最為顯著的特點(diǎn)就是具有超高的傳輸速度，不過(guò)由于通信系統(tǒng)容量過(guò)小，其高速傳輸在現(xiàn)階段也只是理想狀態(tài)下能夠?qū)崿F(xiàn)。而在未來(lái)的發(fā)展中，只有不斷地增加通信系統(tǒng)具有的容量，才能夠真正地實(shí)現(xiàn)4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的高速傳輸。

2 常見(jiàn)的4G移動(dòng)通信技術(shù)

2.1 正交頻分復(fù)用技術(shù)（OFDM）

OFDM為一項(xiàng)多載波調(diào)制，包含大量的創(chuàng)新優(yōu)點(diǎn)：可以把信號(hào)波形里面的干擾杜絕甚至變?nèi)酰黾恿祟l譜的重復(fù)利用率；適用于高速度傳送資料，有比較強(qiáng)力的抵抗衰落技能、比較強(qiáng)力的抗碼間干擾技能。

2.2 智能天線(xiàn)技術(shù)

智能天線(xiàn)具備了阻礙信號(hào)干擾、自動(dòng)跟蹤和數(shù)字波束調(diào)整的智能功能，被認(rèn)定是此后移動(dòng)通信的重要技術(shù)。智能天線(xiàn)利用波束能夠于空間內(nèi)阻礙交互影響，增強(qiáng)特殊區(qū)域里希望得到的信號(hào)。此技術(shù)既能夠增強(qiáng)信號(hào)水平，又能夠增強(qiáng)傳輸容量。它的基本原理是對(duì)無(wú)線(xiàn)基站端運(yùn)用天線(xiàn)以及無(wú)限收發(fā)信機(jī)來(lái)完成射頻信號(hào)的接收與傳輸[1]。并且，透過(guò)基帶數(shù)字信號(hào)處理器，對(duì)所有天線(xiàn)鏈路上所接收的信號(hào)通過(guò)相應(yīng)的算法進(jìn)行合并。如今智能天線(xiàn)的控制手段基本上包含兩種：全自適應(yīng)手段以及來(lái)自預(yù)多波束的波束相互替換手段。

2.3 多輸入多輸出技術(shù)

雖然早在20世紀(jì)初就提出了MIMO技術(shù)，但是直到20世紀(jì)90年代才真正意義上地推動(dòng)了無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信系統(tǒng)MIMO技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[2]。MIMO系統(tǒng)通過(guò)在發(fā)射端和接收端采用多天線(xiàn)以及多通道的方式，能夠讓信號(hào)在經(jīng)過(guò)多重切割以后，最終實(shí)現(xiàn)信號(hào)的同步傳送。接收端可以在多重天線(xiàn)的基礎(chǔ)上同時(shí)接收各種信號(hào)，并且采用DSP重新計(jì)算的方法，按照測(cè)得的時(shí)間差，重新把各個(gè)相互分開(kāi)的信號(hào)進(jìn)行組合，及時(shí)準(zhǔn)確地將信號(hào)進(jìn)行了還原。

2.4 SDR技術(shù)

SDR技術(shù)即為軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，是把標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件功能單元通過(guò)通用硬件平臺(tái)，運(yùn)用軟件加載的方法實(shí)現(xiàn)不同無(wú)線(xiàn)電通信系統(tǒng)的一個(gè)開(kāi)放式構(gòu)造的技術(shù)。而中心思想是讓寬帶模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器等較為先進(jìn)的模塊盡量貼近射頻天線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)，盡量更多地通過(guò)軟件來(lái)規(guī)定無(wú)線(xiàn)功能。這個(gè)程序包括了多個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)信號(hào)的規(guī)則和修復(fù)程序、變換程序、搜索信號(hào)、內(nèi)部計(jì)算程序、報(bào)警預(yù)報(bào)等多個(gè)不同的程序。軟體無(wú)線(xiàn)電技術(shù)很多可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行邏輯門(mén)陣列和數(shù)字信號(hào)處理等。

2.5 源于IP的核心網(wǎng)技術(shù)

4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心網(wǎng)是一個(gè)源于IP的網(wǎng)絡(luò)，能夠完成各自網(wǎng)絡(luò)之間的無(wú)縫互聯(lián)。核心網(wǎng)獨(dú)立于各類(lèi)具體的無(wú)線(xiàn)接入方案，可以供應(yīng)端到端的IP業(yè)務(wù)，可以和已經(jīng)具備的核心網(wǎng)以及PSTN進(jìn)行兼容。核心網(wǎng)擁有了不封閉的構(gòu)造，能夠使不同的接口連接其中，能夠把任務(wù)傳導(dǎo)及核心操控各個(gè)區(qū)分開(kāi)來(lái)。用完IP以后，這里面的無(wú)線(xiàn)連接方式和所遵循的協(xié)議及鏈路全部是各自運(yùn)行的。在4G通信系統(tǒng)里會(huì)取締IPv4協(xié)議，主要運(yùn)用全分組形式IPv6技術(shù)。

3 4G移動(dòng)通信技術(shù)未來(lái)發(fā)展展望

3.1 4G通信技術(shù)的RAN技術(shù)

4G移動(dòng)通信技術(shù)取締3G移動(dòng)通信技術(shù)的原因是4G具備了高速、大容量的良好性能，而且造價(jià)投資非常經(jīng)濟(jì)。4G通信技術(shù)的RAN技術(shù)會(huì)向著電路互換以及設(shè)備分集方向前進(jìn)，可以在RAN技術(shù)的提供下讓3G、4G、固網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)漫游交叉，并且可以作用到下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，形成更好的性能。

3.2 交互性干擾有效控制技術(shù)確保移動(dòng)通信信號(hào)的穩(wěn)定

交互干擾有效控制技術(shù)屬于4G移動(dòng)通信技術(shù)的基本技術(shù)，透過(guò)交互的形式，降低并減少通信設(shè)備相互間的影響，在不存在其他信息影響下真正確保了移動(dòng)通信信號(hào)的穩(wěn)定性，提升了移動(dòng)通信信號(hào)的傳輸質(zhì)量。

3.3 透過(guò)多用戶(hù)識(shí)別技術(shù)提高總基站的系統(tǒng)容量

對(duì)移動(dòng)通信來(lái)說(shuō)，很多客戶(hù)共同使用是一個(gè)巨大的問(wèn)題，多用戶(hù)會(huì)存在各種各樣的干擾信號(hào)，這對(duì)原始通信信號(hào)形成干擾，最終導(dǎo)致通話(huà)質(zhì)量不佳。目前，新型多用戶(hù)自由識(shí)別技術(shù)被投入運(yùn)用，在這項(xiàng)技術(shù)的處理下，總基站的系統(tǒng)容量提高了，這也使得原來(lái)信息的覆蓋面積擴(kuò)大。通過(guò)這樣的處理，能使得通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的各項(xiàng)工作簡(jiǎn)化，提升效率。在多用戶(hù)識(shí)別技術(shù)影響之下，通信技術(shù)水平也大大提升了。

3.4 利用智能化處理節(jié)點(diǎn)保持通信的穩(wěn)定性

利用智能化處理技術(shù)可以提高解決問(wèn)題的效率，有效處理運(yùn)行中出現(xiàn)的故障和超載問(wèn)題。同時(shí)，還引進(jìn)了問(wèn)答裝備。這種采用了特殊問(wèn)答形式的裝置有其獨(dú)特的作用，它能分析并處理智能處理器在運(yùn)行中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，并自動(dòng)排除網(wǎng)絡(luò)故障、斷裂等非正常因素，從而使通信更趨于穩(wěn)定通暢。

3.5 引進(jìn)無(wú)線(xiàn)電自動(dòng)接收技術(shù)降低技術(shù)損耗

現(xiàn)今移動(dòng)通信技術(shù)如何取得更好地發(fā)展，合理節(jié)省設(shè)備支出尤為重要，引進(jìn)并改善無(wú)線(xiàn)電自動(dòng)接收的效果，而整體接收采取了嵌入式形式，在一定程度上減少了技術(shù)損耗。能耗的降低達(dá)到了綠色環(huán)保、節(jié)能減排的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)今移動(dòng)通信技術(shù)作為通信技術(shù)最為重要的技術(shù)之一，也在逐步發(fā)展更新。隨著現(xiàn)代化技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代社會(huì)已經(jīng)成為一個(gè)信息網(wǎng)絡(luò)化的時(shí)代，人們對(duì)于信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的要求也越來(lái)越高，隨之產(chǎn)生了移動(dòng)通信的更新?lián)Q代。隨著3G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展，成為新一代的網(wǎng)絡(luò)新星。只有對(duì)移動(dòng)通信4G技術(shù)的結(jié)構(gòu)、性能等4G關(guān)鍵技術(shù)不斷進(jìn)行研究總結(jié)，加強(qiáng)我國(guó)的通信事業(yè)的建設(shè)和改革，才能不斷將4G網(wǎng)絡(luò)在人們的日常生活中進(jìn)行普及，為人們的生活帶來(lái)更多的便利。

[1]王祝，李小勇.4G移動(dòng)通信技術(shù)的要點(diǎn)和發(fā)展探討[J].移動(dòng)信息，2015（7）：68-69.

[2]徐慶龍，張明.4G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展研究[J].引文版：工程技術(shù)，2015（17）：291.

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1009-6434（2016）05-0009-02