淺析4G通信技術的要點以及發展方向

王麗文

【摘要】 隨著科學技術的迅速發展，人們對于使用的通訊工具以及多媒體業務的要求越來越高，通信技術的更新換代技術不斷的加快，使得各種各樣的通訊技術得到了前所未有的發展。在3G通信技術方興未艾的今天，通信行業不應該過多的滿足于現狀，應該具有超前的意識，著眼未來，緊跟世界潮流，積極推進4G通信技術的科研和開發的工作。本文就著力于介紹一下4G的概念、要點以及未來的發展趨勢。

【關鍵字】 4G通信 技術要點 發展趨勢

一、 4G通信的基本概述

1.1 4G通信的基本概念

4G移動通信技術是3G移動通信技術的升級，4G擁有更高的傳輸速度、更安全的技術保障以及更人性化的智能結構，它真正的實現了移動通信之間的互聯互通。4G移動通信技術可以實現在任何時間任何地點以可能的方式無障礙的接入到通信網絡，它給用戶提供了可以選擇業務、應用和網絡的可能，同時還實現了移動電子商務的綜合性業務，最后一項就是4G移動通信技術可以適應其他任何的網絡、體系和系統。

1.2 4G移動通信技術的特點

前面已經提到了4G移動通信技術擁有了更高的數據傳輸速度，根據有關的數據顯示：4G 移動通信技術的傳輸速度是3G移動通信傳輸速度的50倍以上。這在美國的科學實驗室中已經得到了證實；4G移動通信技術具有高度智能化的網絡，可以實現許多傳統通信技術難以想象的功能；4G移動通信技術擁有更好的兼容性，它不但具有全球漫游、接口開放的功能，還可以向下兼容各個網絡，實現網絡之間的互聯；4G移動通信技術具有更好的信號覆蓋性，室內外、森林、野外都具有良好的信號；4G移動通信技術還可以實現更高質量的多媒體通信，可以通過高速數據傳輸將語言、數據以及影像等大量信息進行有效的傳輸，實現了多媒體通信。

1.3 4G移動通信的網絡結構

4G 移動通信網絡可以分為三層，分別是物理網絡層、中間環境層、應用網絡層。其中物理網絡層提供接入和路由的功能，它是無線和核心網的結合；中間環境層的功能主要是QOS映射、地址變換和完全性管理等。物理網絡層與中間環境層以及應用環境之間的接口是開放的，它使發展和提供新的應用及其服務變得更加容易，它可以提供無縫高數據率的無線服務，并運行于多個頻帶。

二、4G移動通信技術的要點

2.1 OFDM（正交頻分復用）技術

OFDM技術是將信道分為多個正交子信道，將高速數據信號轉換成并列的低速子數據流，然后將低速子數據流調制在每個子信道上進行傳輸；OFDM技術具有很強的抗衰弱能力，它可以通過多子載波傳輸，從而提高對脈沖噪聲的抵抗并且還可以降低通信信道快速衰落的可能；OFDM 技術適用于高速數據傳輸的情況，采用自適應調制機制改變調制方式、信道和加載算法，提高信息傳送的速率；OFDM技術具有非常強大的抗碼間干擾能力，它是采用循環前綴的方式來對抗碼間的干擾的。

2.2 SA（智能天線）技術

SA 技術具有抑制信號干擾、自動跟蹤及數字波束調節等功能，是 4G 移動通信技術的關鍵技術。所謂的“智能天線”就是利用數字信號處理技術，在空間上產生指向性波束，使陣列主瓣對準用戶信號到達的方向，旁瓣或零陷對準干擾信號到達的方向，從而可以高效地利用移動用戶信號的空域信息最大化接受期望信號并且刪除或者抑制干擾信號的目的。

2.3 SDR（軟件無線電）技術

SDR是一種無線電廣播通信技術，它基于軟件定義的無線通信協議而非通過硬連線實現。也就是說頻帶、空中接口協議和功能可通過軟件下載和更新來升級，而不用完全更換硬件。軟件無線電是 4G 移動通信技術的微電子技術基礎，以開放性的平臺，方便的升級和重配置構造一個具有開放性、標準化、模塊化的通用硬件平臺，可以允許多方運營的介入。

2.4 IPv6 技術

IPv6具有更大的地址空間，在IPv4中規定IP地址長度為32位，也就是說IPv4的最大地址個數為2^32；而IPv6中IP地址的長度為128位，也就是說IPv6最大地址個數為2^128。與32位地址空間相比，其地址空間已經大大的增加了，它可以為通信網絡的所有設備提供一個全球惟一的地址。

目前IPv6的技術優勢在于在一定程度上解決了IPv4互聯網存在IP地址不夠的問題，這是IPv4向IPv6演進的重要動力之一。

IPv6使用更小的路由表，IPv6的地址在分配的一開始就遵循聚類的分配原則，這樣就會使路由器能在路由表中用一條記錄來表示一片子網，由此一來就大大的減小了路由器中路由表的長度，從而提高了路由器轉發數據包的速度。IPv6加入了對自動配置（Auto Configuration）的支持功能，這是對DHCP協議的改進和擴展，使得網絡（尤其是局域網）的管理變得更加方便和快捷。

IPv6具有更高的安全性，因為用戶在使用IPv6網絡中可以對網絡層的數據進行加密并對IP報文進行校驗，在IPV6中的加密與鑒別選項提供了分組的保密性與完整性，使得網絡的保密性得到了顯著的增強。

IPV6使用新的頭部格式，其選項與基本頭部分開，在需要的時候，可將選項插入到基本頭部與上層數據之間，這就簡化和加速了路由選擇的過程。IPv6 的服務質量高于傳統的IPv4，它便于形成基于服務級別的系統；IPv6 具有可移動性，移動通信設備應用 的IPv6 技術可以實現位置變化時而通信質量不會發生改變。

三、4G 移動通信技術的發展方向

中國在這方面的研究起步較晚，未來將會加快對于4G網絡的發展，抓住機遇擁有市場是中國通信行業的共識，三大移動運營商已經開始了對于4G的技術研究與開發，并在現階段已經取得了重大的突破，在技術上已經能夠實現圖形影像、視頻、語音的高速傳輸。

中國將在今年建造20萬個4G的基站，總的投資將近1800個億，4G終端采購量將超10倍以上，該計劃將大幅度提高下一代4G移動通信系統的效率。在未來的發展中，4G移動通信技術不能簡簡單單的是速度上的提升，將要涉及到更多的領域（包括頻譜、資源調配、資源管理和無線傳輸技術等等），4G移動通信技術具有數據通信速度和通話質量的優勢，將會擁有更加高速、安全、穩定的傳輸能力，由于技術上的突破，未來4G的通信費用也將得到下調，這將給人們帶來前所未有的福音。移動互聯網的目標是“讓世界無時無刻不掌握在你手中”，現在人們已經不能夠離開上網，這已經成為了一種習慣，未來4G通信的目標就是實現真正的“移動辦公”，現在許多手機廠商已加入了這方面的開發研究。

4G 移動通信技術的發展要為“無線城市”的全面實施提供信息動力，給我們的城市增添無限智能，讓城市生活邁向未來。4G移動通信要全面加快城市的TD-LTE建設，讓市民能享受到更全面強大的無線高速寬帶網絡及信息服務，讓城市的交通可以實現高清的交通視頻監控，讓交通更安全、更順暢；在教育行業，要努力做到校車的視頻監控數據實時快捷，視頻高清可控。

3G是4G的基礎，所以說4G也是基于蜂窩系統，但在有限的范圍內它還應該容納WLAN，以此來獲得更高的數據傳輸速度，未來會把4G網、固定無線接入網、WLAN等網絡結合到一起，來營造一個無所不在的通信環境。

四、結語

隨著科技的進步以及人們意識的提高，越來越多的人開始接觸到4G網絡，4G網絡已經深入到人心，使用4G移動通信是發展的需要，也是必然的趨勢。有理由相信，在不久的將來，4G移動通信技術的應用以及發展將會擁有光明的前景。

參 考 文 獻

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