羅宇文

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4G通信技術(shù)的要點(diǎn)研究

羅宇文

廣東省電信工程有限公司，廣東 廣州 510000

相對3G技術(shù)，4G通信技術(shù)具有更快的傳輸速度，能夠給用戶帶來更加優(yōu)質(zhì)的體驗(yàn)。因此，4G通信技術(shù)受到了人們的一致青睞。為了促進(jìn)4G技術(shù)的進(jìn)一步創(chuàng)新和進(jìn)步，對4G通信工程技術(shù)的要點(diǎn)進(jìn)行了探討。

4G；傳輸速度；通信技術(shù)；要點(diǎn)

第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束之后，全球各領(lǐng)域的發(fā)展水平不斷提高。通信技術(shù)也取得了很大進(jìn)步。從20世紀(jì)80年代至今，移動通信技術(shù)經(jīng)歷了一次又一次變革和創(chuàng)新，F(xiàn)DMA、TDMA、CDMA等通信技術(shù)相繼誕生，又相繼落伍。當(dāng)前，國內(nèi)用戶能很好地體驗(yàn)到4G移動通信技術(shù)帶來的便利?？墒?，科技在不斷創(chuàng)新，用戶體驗(yàn)也在一步一步提升。因此，傳統(tǒng)的通信技術(shù)被逐漸淘汰，從2G升級到3G然后逐漸普及到4G。4G通信技術(shù)對推動技術(shù)的發(fā)展有一定的積極作用。

1 4G通信技術(shù)及其特點(diǎn)

4G通信技術(shù)是將WLAN與3G通信通信技術(shù)相互結(jié)合的第四代移動通信技術(shù)。4G通信技術(shù)的下載速度可達(dá)到100?MB/s，是傳統(tǒng)撥號上網(wǎng)模式的2?000倍。在價格方面，4G通信的收費(fèi)方式比3G通信更靈活，能夠滿足不同人群的使用需求。與PC端相比較，4G通信技術(shù)的區(qū)域優(yōu)勢十分明顯，其覆蓋面積大大超過了DSL。由此可見，4G通信技術(shù)具有自身獨(dú)特的優(yōu)越性[1]。

4G通信技術(shù)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

一是速度快。通信速度快是4G通信技術(shù)給人們帶來的最直觀的體驗(yàn)?；仡櫷ㄐ偶夹g(shù)的發(fā)展歷程，第一代移動通信技術(shù)僅僅具備語音系統(tǒng)，第二代移動通信技術(shù)的傳輸速率約為10?kB/s。3G通信技術(shù)的傳輸速率為2?MB/s，第四代通信技術(shù)的傳輸速率達(dá)到了100?MB/s。

可見，4G通信技術(shù)最顯著的特點(diǎn)是信息傳輸速率快。

二是網(wǎng)頻寬，4G網(wǎng)絡(luò)信道是3G網(wǎng)絡(luò)的20倍。

三是更智能，基于4G通信技術(shù)開發(fā)的4G手機(jī)，其智能化水平大大提升，各類App可以使4G手機(jī)的功能更加豐富。

四是更兼容，由于考慮到3G向4G的平穩(wěn)過渡問題，因此4G技術(shù)具備了3G技術(shù)的全部功能，并且4G技術(shù)對傳統(tǒng)技術(shù)的兼容性更加良好，無論是3G用戶還是2G用戶，都能夠順利過渡到4G[2]。

五是媒體通信的品質(zhì)越來越高。4G通信技術(shù)中融合了很多新技術(shù)，突破了3G通信技術(shù)的弊端。因此基于4G通信技術(shù)的多媒體通信，在通信質(zhì)量、覆蓋范圍等方面都優(yōu)于3G時代的多媒體通信。

2 4G通信技術(shù)的要點(diǎn)

2.1 多天線技術(shù)

使用4G通信技術(shù)時，通信雙方都通過多條天線來傳遞信息，這就大大提高了用戶的通信質(zhì)量。與傳統(tǒng)單天線通信工程相比，4G技術(shù)具有很大優(yōu)勢，可以在不增加頻帶數(shù)目的情況下利用分集增益，提升傳輸信息的信道容量，進(jìn)而提高用戶的通信質(zhì)量。在運(yùn)用多天線技術(shù)時，天線數(shù)目和信道容量之間成正比。也就是說，隨著天線數(shù)目的增加，傳輸信息的信道容量也會隨之提高。因此，4G技術(shù)可以在保持寬帶等條件不變的情況下，提升通信速度。當(dāng)發(fā)生通信時，信道中的編碼數(shù)據(jù)會通過無數(shù)天線來傳遞，之后接收端會對編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，進(jìn)而確定信宿[3]。

2.2 正交頻分復(fù)用技術(shù)

目前，正交頻分復(fù)用技術(shù)受到了各國研究人員的廣泛關(guān)注。正交頻分復(fù)用技術(shù)是一種MCM技術(shù)，通過正交頻分復(fù)用技術(shù)的運(yùn)用，可以對無線信道進(jìn)行劃分，進(jìn)而形成無數(shù)個子信道。這樣，當(dāng)信號數(shù)據(jù)在無線信道中進(jìn)行傳遞時，就可以通過高速串行的形式來傳輸。在運(yùn)用正交頻分復(fù)用技術(shù)后，信號對頻譜的利用率能夠與極限值無限接近，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的串行系統(tǒng)。另外，正交頻分復(fù)用技術(shù)具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，不會輕易受到信道衰落、脈沖噪聲等因素的影響，這就為通信質(zhì)量提供了保障。運(yùn)用正交頻分復(fù)用技術(shù)后，相同速率下信號時間長度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于單載波系統(tǒng)。此外，正交頻分復(fù)用技術(shù)具備自我調(diào)制功能，運(yùn)用該技術(shù)后，4G信號能夠根據(jù)不同的信道條件來自我調(diào)制，確保信息傳輸?shù)乃俾蔥4]。

2.3 軟件無線電技術(shù)

軟件無線電技術(shù)的作用在于通過軟件實(shí)現(xiàn)無線電臺的一些功能。由于軟件無線電技術(shù)以軟件為核心，具備很多硬件系統(tǒng)不具備的特征。首先軟件無線電技術(shù)具有很高的靈活性，由于軟件編程模式可以改變，因此在拓展業(yè)務(wù)十分方便，只需改變軟件的編程方式即可。此外，軟件無線電技術(shù)具有模塊化特征，單個物理電氣接口模塊可以更換，這樣就延長了無線電的使用壽命。

2.4 智能天線技術(shù)

智能天線的優(yōu)勢就在于對自身參數(shù)實(shí)施調(diào)節(jié)，使通信信號的參數(shù)符合實(shí)際信道情況，通過智能天線技術(shù)的運(yùn)用，調(diào)節(jié)陣元信號權(quán)值和相位，進(jìn)而使陣列方向圖的形狀發(fā)生變化。另外，智能天線技術(shù)中還運(yùn)用了空分多址技術(shù)，能夠保證波速始終朝向目標(biāo)方向。當(dāng)用戶移動時，天線的效益會大大提高，發(fā)射功率也會大大降低。

2.5 核心網(wǎng)技術(shù)

4G通信技術(shù)的另一個優(yōu)勢是可以實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)的無縫連接。由于4G通信技術(shù)是在IP的基礎(chǔ)上建立的傳送數(shù)據(jù)流，因此各網(wǎng)絡(luò)之間可以實(shí)現(xiàn)無縫連接。IP協(xié)議具有很多優(yōu)勢：首先具有巨大的地址空間；其次IP能夠自動配置地址，不管是有狀態(tài)的情況下還是無狀態(tài)的情況下，都會給每位用戶分配一個獨(dú)一無二的IP地址，此外IP功能的靈活性很好，移動設(shè)備購入地與用戶所在地不存在直接關(guān)系。IP可以根據(jù)用戶提交的地址，自動對通信節(jié)點(diǎn)實(shí)施調(diào)節(jié)。

3 總結(jié)

4G通信技術(shù)已經(jīng)與人們的生活和工作密不可分。4G技術(shù)具有傳輸速度快等一系列優(yōu)勢。目前各個領(lǐng)域都在積極推廣應(yīng)用4G技術(shù)，不斷提升通信效率和通信質(zhì)量?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展還在繼續(xù)向前。在未來的發(fā)展中，通信技術(shù)還面臨巨大的發(fā)展空間。4G技術(shù)將會逐漸被5G或者其他技術(shù)所取代。屆時人們的通信需求會得到更好的滿足。然而就現(xiàn)階段來看，4G技術(shù)還有良好的發(fā)展前景。本文分析了4G通信工程技術(shù)的要點(diǎn)，希望可以為相關(guān)工作開辟思路。

[1]劉理，劉春陽，劉宏宇，等.4G通信工程技術(shù)要點(diǎn)分析[J].通訊世界，2017（20）：31-32.

[2]李清明.4G通信工程技術(shù)的要點(diǎn)研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2017（2）：67.

[3]莊倩.4G通信工程技術(shù)要點(diǎn)及應(yīng)用研究[J].通訊世界，2016（15）：66-67.

[4]李振鑫.淺談4G通信工程的要點(diǎn)[J].電子世界，2016（6）：152-153.

The Key Points of 4G Communication Engineering Technology

Luo Yuwen

Guangdong Telecom Engineering Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510000

Compared with 3G technology, 4G communication technology has a faster transmission speed and can bring more high-quality experience to users. Therefore, 4G communication technology has been unanimously favored by all people. In order to promote further innovation and improvement of 4G technology, the paper focuses on the 4G communication engineering techniques.

4G; transmission speed; communication technology; essentials

TN929.53

A

1009-6434（2017）12-0011-02