4G網絡關鍵技術及應用前景分析

梁全錦

【摘要】 隨著多媒體業務和數據通信業務的快速發展，4G移動通信技術應運而生。4G技術主要應用通信技術，實現多媒體語音、信息數據高效傳輸以及智能化，有效解決我國用戶數量增多問題。本文重點研究4G網絡關鍵技術，并對應用前景展望。

【關鍵詞】 4G網絡 關鍵技術 應用前景

第四代移動通信（簡稱為4G網絡技術）是以信道的方式，實現多媒體數據、語音以及圖像等相關信息的傳輸。4G網絡相比3G網絡在功能與業務方面有著明顯提高，其非數據傳輸能力更強，涵蓋無線局域網與移動寬帶系統等。而隨著技術的創新，未來4G網絡技術必然會應用在多個領域。

一、4G網絡關鍵技術分析

1、OFDM技術。OFDM作為4G網絡系統中核心技術，是多載波并行系統。與均衡器相比而言，OFDM技術結構更加簡單，成本低，且實踐應用效果好。OFDM技術把信道分成許多正交子信道，實現高速數據信號的低速與并行子數據流有效轉換，而各個子數據流通過相應的信道傳輸，加快數據的傳輸效率。另外，OFDM技術應用頻譜效果好，顯著提高原頻率效率，大約達到兩倍。實現OFDM技術、信道編碼技術以及交織技術的有效結合，能加強抗碼間的干擾，提高信息數據傳統過程中的可靠性與安全性。

2、無線定位技術。4G網絡無線定位主要指通過無線信號測定某終端位置，并展開精確定位。4G網絡系統是應用通信網絡實現無線定位，且移動終端可完成無縫通信連接[1]。目前，通信、連接模式分為網絡定位與網絡的混合定位。①網絡定位，在多個不同位置設置接收機，共同完成移動臺傳輸信號的檢測，并通過網絡內部的定位計算，然后把結果傳輸至移動臺。4G網絡定位技術具備的優勢為網絡設備與基站明顯完善，實現移動終端的兼容；②網絡的混合定位，將網絡定位和移動臺定位相結合，其中移動臺工作內容是測量和執行，然后把測量結果傳輸至網絡內部并計算，但是此種技術無法支持現有的移動臺。

3、MIMO技術。多入多出技術簡稱為MIMO技術。4G網絡應用MIMO技術是為4G系統創造空間復用與分集。而空間分集可避免衰落效應，目前分集技術有時間分集與頻率分集及空間分集多種[2]。其中空間分集具備的功能為實現分集信息數據的接收、傳輸、收發。通常接收端要設置許多天線完成信息接收，且線路的兩端要選擇多元天線陣列。另外，空間復用技術通過同一頻段，并應用許多自信號完成信號發射，基本原理是空間傳播中分徑分量，構建一定數量的天線來觀測容量線性相信增長情況，如果天線數量多，觀測的容量線性變化趨勢就更加明顯。

4、軟件無線電技術。4G網絡軟件無線電技術主要通過數字信號處理方式，并應用硬件系統中的編程實現多項功能，具備的功能為信號接收與處理。各種業務功能的實現需要應用軟件編程來完成硬件相應功能，與硬件相比而言其具備靈敏性、靈活性，操作簡單。同時軟件技術要比硬件電路成本低，應用軟件技術可減小成本，還可有效現實復雜功能[3]。隨著技術的發展，軟件無線電技術的各種環境適應能力明顯增強，且不會發生線路破損與老化問題。另外，應用軟件系統降低了維護難度，通常只要實現系統的升級，就可完成設備更新，用戶不需要高昂的費用就能維護軟件系統。4G網絡下，軟件應用十分復雜，而應用軟件無線電技術可把各種通信技術相結合，降低了難度。

二、4G網絡技術應用前景

2013年，“谷歌光纖概念”的興起，并向非洲、東南亞等地區推廣，加速全球4G網絡的構建。2013年8月，國務院總理李克強在國務院常務會議中，正式提出全面提高3G網絡覆蓋以及服務質量，同時推動2013年底發放4G牌照。而2013年12月4日我國向中國移動、中國電信以及中國聯通發布4G牌照。目前，我國TD-LTE已日益成熟，4G網絡也走進人們日常生活與生產，使人們的生活與生產更加便利。 通過4G網絡用戶可實現視頻、購物以及即時通訊等，而且4G網絡具備的兼容性，使人們更愿意應用4G網絡[4]。隨著4G網絡的發展，用戶能應用4G網絡即時查詢相關信息，如通過4G網絡查詢周邊交通情況，應用高清視頻展現路況，加強交通便利性；如教育教學方面，教師與學生能應用4G網絡開展學習活動，且校園監控視頻更加高清；如醫療方面，通過4G網絡能實現遠程醫療，且移動救護車能夠及時出現，有效滿足人們醫療需求；如職場方面，工作人員可通過4G網絡參與視頻會議；如休閑、旅游方面，用戶可應用4G網絡觀賞高清視頻與賽事直播，同時觀賞時可降低直播緩沖等。4G網絡的普及與推廣，拓展無線網絡的覆蓋面積，未來4G網絡將會應用在更多領域。

總結：4G網絡的推廣，提高網絡通訊的便利性。目前，視頻會議與物聯網以及移動互聯網等被用戶所熟知。用戶除了通過4G網絡觀看高清視頻、購物，還可應用應用4G網絡開展學習活動、遠程治療以及娛樂活動等。

參 考 文 獻

[1]楊江濤.4G網絡技術及其在國內通信行業發展趨勢分析[J].中國新通信，2014，（18）：17-18.

[2]楊敏.基于4G通信技術的網絡安全問題及對策研究[J].激光雜志，2015，（10）：148-152.

[3]李一帆.無線安全網絡技術在4G通信中的應用[J].電子技術與軟件工程，2016，（15）：217.

[4]李卓.新一代移動通信技術的發展與展望[J].中國新通信，2016，（15）：39-40.