4G移動通信關鍵技術及其展望探究

景龍剛

【摘要】伴隨著我國通信行業(yè)的迅猛發(fā)展，4G移動通信技術在各行各業(yè)當中得到了廣泛的應用和推廣。4G移動通信技術是在前三代移動通信技術的基礎上不斷發(fā)展而來，具有更加高速、兼容以及抗干擾等優(yōu)勢，能夠充分滿足用戶的需求，并成為移動通信行業(yè)的主導技術，更是我國的通信行業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢。基于此，本文將全面介紹4G移動通信的關鍵技術，并在此基礎上總結出其未來發(fā)展方向，為通信人員提供理論依據(jù)。

【關鍵詞】4G移動通信技術;關鍵技術;網(wǎng)絡結構

一、前言

伴隨著3G移動網(wǎng)絡在我國的廣泛應用，用戶在使用過程中出現(xiàn)了手機電視信號不穩(wěn)、視頻通話效果不好等問題，人們更希望能出現(xiàn)一個新的移動通信技術來改變這種現(xiàn)狀。

在這樣的背景下，4G移動通信技術應運而生，為用戶提供了更高的數(shù)據(jù)速率以及更大的容量和帶寬。4G移動通信技術是對之前的3G技術的一次全新的革命，為用戶的多媒體業(yè)務提供了工作的平臺，因此在通信行業(yè)得到了更加廣泛的應用。

二、4G移動通信技術的概述

就當前的形勢來看，通信行業(yè)并沒有對4G移動通信技術下一個統(tǒng)一的定義，而是按照其功能性的描述來作為4G移動通信技術的界定。4G移動通信技術大體歸納為以下優(yōu)勢：

首先，其具有在任何時間和空間條件下，以可能的方式無障礙地接入到通信網(wǎng)絡當中[1]。

其次，4G移動通信的用戶具有選擇業(yè)務、應用以及網(wǎng)絡的自由。第三，4G移動通信技術能夠實現(xiàn)移動電子商務的綜合性業(yè)務。

最后，4G移動通信還能夠適應其他的網(wǎng)絡、體系和系統(tǒng)，以及開展物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務。

4G移動通信網(wǎng)絡的出現(xiàn)，可以使用戶更加自由自在地進行信息的溝通，也在潛移默化當中改變著人們的生活方式。從特點上來看，4G移動通信技術具有通信速度較快、更寬的網(wǎng)絡頻譜、更具有靈活性的通信方式和兼容性、實現(xiàn)高質量的多媒體通信以及能向用戶提供各種增值服務的功能特點。

三、4G移動通信系統(tǒng)的關鍵技術

（一）正交頻分復用技術

正交頻分復用技術是多載波調制的一種類型，其主要的思想是將通信的主信道平均分成若干個正交子信道，并將高速數(shù)據(jù)信號轉換成為并行的低速子數(shù)據(jù)流，使其調制到每一個子信道中進行傳輸。

正交信號可以通過在接收端口中采用相關的技術來分開，這種做法能有效減少子信道之間的相互干擾。在每個子信道上的信號帶寬應小于信道的相關帶寬，因此每一個子信道上的都能夠看成是平坦性衰落，從而消除符號間的相互干擾[2]。與此同時，由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，因此使信道達到均衡狀態(tài)就十分容易。正交頻分復用技術是4G移動通信中最關鍵的一部分，可以結合分集、時空編碼、干擾以及智能天線技術來最大程度提升系統(tǒng)的性能。

（二）軟件無線電技術

軟件無線電技術是在一個相對開放的公共硬件平臺上利用不同可編程的軟件方法來實現(xiàn)所需要的無線電系統(tǒng)。人們理想當中的軟件無線電應該是一種所有軟件都能夠進行編程的系統(tǒng)，同時無線電平臺應該具有最大的靈活性。所有軟件的全部可編程是指可編程射頻波段、信道接入方式以及信道的調制。軟件無線電強調了系統(tǒng)結構要具有開放性和全面的可編程性，通過軟件更新的方式改變硬件的配置結構，進而實現(xiàn)新的功能。軟件無線電要采用高標準、高性能的開放式總線結構，以便于硬件模塊的不斷升級和擴展。

（三）智能天線作用

智能天線是一種安裝在基站現(xiàn)場當中的雙向天線，利用一組帶有可編程電子相位關系的固定天線單元來實現(xiàn)方向性的獲取。同時此天線單元還可以獲取基站和移動臺之間的各個鏈路的方向特性。智能天線在應用中的原理是將無線電的信號導入到具體的方向中，以此來產生空間定向波束，使天線的主波束對準用戶信號的到達方向。與此同時，天線單元的旁瓣或者零陷部分要對準干擾信號的到達方向，最終達到充分、高效地利用移動用戶信號，并刪除或抑制干擾信號的目的。

從功能的角度上來看，智能天線具有一直信號干擾、自動跟蹤以及數(shù)字波束調節(jié)等功能，因此被人們認為是未來移動通信系統(tǒng)中的關鍵技術。在實際工作中，智能天線會應用數(shù)字信號的處理技術，最終能夠實現(xiàn)消除干擾信號的目的。同時智能天線還會利用每一個移動用戶之間信號空間特征上的差異，并根據(jù)陣列天線的技術，在同一個信道上接收和發(fā)射多個移動用戶的信號，且不發(fā)生干擾，進而使無線電頻譜方面的利用和信號的傳輸能更加有效。在不增加系統(tǒng)復雜的的情況下，應用智能天線的技術能夠滿足用戶服務質量和網(wǎng)絡擴容的需要。

（四）多輸入多輸出技術

多輸入多輸出技術是指利用多發(fā)射和多接收的天線來進行空間分集的技術，其在應用中主要采用分立式多天線，能有效將信道鏈路分解成許多并行的子信道，從而在很大程度上提高了系統(tǒng)的容量[3]。多輸入多輸出技術能夠將多徑無線信道和發(fā)射、接收當成是一個整體來進行優(yōu)化，從而實現(xiàn)高的通信容量和頻譜利用率。這項技術也是一種近于最優(yōu)的空間、時間聯(lián)合的分集和干擾對消處理。

（五）基于IP的核心網(wǎng)絡技術

4G移動通信網(wǎng)絡系統(tǒng)選擇了基于IP的全分組方式來進行數(shù)據(jù)流的傳送，由此來看，IPv6技術將會成為下一代網(wǎng)絡的核心協(xié)議。IPv6具有非常明顯的優(yōu)勢，比如說其擁有巨大的地址空間、支持無狀態(tài)和有狀態(tài)兩種地址自動配置的方式、能為用戶提供不同水平的服務質量，以及更加具有移動性。

四、4G移動通信技術的展望

根據(jù)調查研究表明，全世界的手機用戶已經(jīng)超過45億。目前，移動通信已經(jīng)基本上實現(xiàn)了人與人的互聯(lián)，人與互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)也正在逐步實現(xiàn)。在之前的發(fā)展中，3G移動通信技術已經(jīng)使得應用智能手機上網(wǎng)的用戶數(shù)量發(fā)生了翻天覆地的變化，伴隨著智能手機價格的不斷下調以及通信資費的不斷下降，移動手機取代互聯(lián)網(wǎng)的趨勢基本上顯現(xiàn)[4]。4G移動通信技術抓住了有利時期，不斷加強自身的機構優(yōu)化，用高速、安全和智能化的技術，不斷推進移動通信技術的應用和普及。

五、結論

綜上所述，移動通信技術是目前通信技術中重要的組成部分，其存在和發(fā)展必然會成為影響人們生活方式的重大變革，并會對社會的發(fā)展產生重大的影響。因此，作為通信技術的研究人員，更加應該在這樣的大背景下抓住機遇，迎接挑戰(zhàn)，努力在4G移動通信領域當中掌握先機，不斷開發(fā)4G通信業(yè)務，為用戶提供更便捷的服務，同時為其今后的發(fā)展做出更加深遠的貢獻。

參考文獻

[1]黃靜，朱欣遠.4G移動通信關鍵技術及其展望探究[J].中國新通信，2014，5（03）：119-120.

[2]孔麗南，劉云松.4G概念移動通信關鍵技術淺析[J].黑龍江科技信息，2011，11（19）：87.

[3]田飛.4G移動通信關鍵技術[J].中國新通信，2012， 11（23）：17-18.

[4]張玉龍，李志峰，趙勛.對4G移動通信技術應用與發(fā)展的展望[J].信息通信，2013，11（01）：226.