4GLTE的關鍵技術及應用分析

于立華 張宏宇 高東健

摘 要：21世紀以來，我國通信技術水平不斷提高，2013年我國就正式進入到了4G網絡通信的時代，4G通信技術的發展有利于滿足市場對無線數字服務越來越大的需要，以及人們對高速率的網絡結構的期待，目前4G通信技術在我國的發展還并不是十分成熟，仍然存在一些局限，對4G關鍵技術的研究和探討已經成了移動通信領域的熱點問題，該文主要對4GLTE的關鍵技術進行了探討。

關鍵詞：通信系統 4G 關鍵技術

中圖分類號：TN929 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（a）-0068-01

1 4GLTE的研究介紹

TD-LTE和FDD-LTE等等LTE網絡制式統稱為4GLTE，由于中國網絡發展正處于一個特殊時期，在我國4GLTE一般特指TD-LTE。所謂4G即是第四代通訊技術的簡稱，幾乎能滿足所有用戶對于無線網絡服務的要求，原先的第三代移動通信系統是在2MHz的寬帶工作，理論上速率可達到2Mbps，而在實際提供中僅有384kbps，盡管3G不斷發展增強型技術，但還是難以滿足用戶對網絡速率的需求，也不能提供動態范圍多速率業務等，3G系統的局限目前都是4G發展研究的熱點。3G通信系統時代，有許多的標準給用戶造成了一定的不便，4G的ITU-R制定標準減少，網絡的互操作性增強，在各方面體現出了4G的優越性，如聯網和通話時間，網間數據傳輸速率，通信數據丟失問題，蜂窩數據覆蓋問題等。大體上說，4G時代顯著的特點是擁有較大的傳輸寬帶和較大的數據容量，足夠滿足高清流媒體的在線即時傳送。4G高度智能的系統能為用戶提供更加豐富的應用，和更加快捷方便的服務，同時系統無縫連接的相容高度，大大提高了不同通信系統之間的通話質量。4G通信系統是3G與WLAN的一體化的技術產品，能夠傳輸高質量的視頻圖像，第三代的移動通訊技術雖然也已經達到流媒體在線流暢播放，進行在線視頻通話，但4G傳輸的圖像的質量更高，甚至可以與高清晰度的電視圖像相提并論。4G通信系統比當下拔號上網快2000倍，下載速度高達100Mbps，具有超過2Mbit/s的非對稱數據傳輸能力，包括寬帶無線區域網，寬帶無線固定接入，交互式廣播網絡和移動寬帶系統。而且用戶使用時的計費方式也更加便捷靈活，可以通過用戶自身的需要來制定服務，在價格方面也與固定寬帶網絡相近，用戶接受度較高。隨著4G通信技術的發展，它所需的費用也越來越便宜，通信速度也更快，智能化程度更高，網絡的覆蓋的范圍也更加廣泛，而且4G還可以在有線電視調制解調器和DSL沒有覆蓋的地方部署，進而在整個地區內進行覆蓋，比3G更接近個人通信，屬于多功能的集成寬帶移動通信系統，利用寬帶接入IP系統，4G使用者可以隨時隨地通過各種移動端，不受限制地連接到網絡中去，方便用戶根據自身的需要選擇應用，業務和網絡，并使用戶享受到移動電子商務的高端服務。

2 4GLTE的關鍵技術

2.1 智能天線

智能天線即是通信領域廣發使用所說的可變天線陣列，自適應天線陣列，或多天線，是在波束之間沒有切換的多波束。并在自適應天線的基礎上發展而來。在自適應天線陣列中，加權合成多個天線的接受信號使信噪比達到最大，而多波束則是使用多個固定波束在一個扇形區內，與固定天線相比，天線陣列不僅能夠提供較高的天線增益，而且還提供相應倍數的分集增益。智能天線還是一種可以根據自身收集到的信息進行空域濾波的天線陣列，如判定信號的空間信息，跟蹤，定位信號源的智能算法等。智能天線采用的是SDMA空分復用的方式，并和其他復用技術相結合，盡可能地高效大限度的利用頻譜資源，通過信號在傳播路徑方向上的不同差異，降低時延擴延，多徑，瑞利衰落，信號干擾的影響，區別同頻率，同時隙的信號。同時智能天線安裝在基站現場是一種雙向天線的模式，不僅可以通過固定的天線單元即帶有可編程電子相位關系技術來獲取方向性，而且還可以同時取得移動臺和基站之間各個鏈路的方向特性。

智能天線利用產生空間定向波束的應用數字處理技術，通過信號來波的方向自適應調整方向圖，對信號進行跟蹤，充分利用移動用戶信號，以達到盡量抑制減少或抵消來自各方面的信號干擾的目的，這也是智能天線工作的基本原理。而智能自動跟蹤調節數字波束，抑制信號干擾，是移動IP網絡和數據中心的要求。

2.2 正交頻分復用

Orthogonal Frequency Division Multiplexing，縮寫為OFDM，即通信系統領域所說的正交頻分復用，實際上OFDM是多載波調制的一種，現在正交頻分復用技術的應用主要有，ETSI標準的數字音頻廣播DAB，高清晰度電視HDTV，無線局域網WLAN，以及非對稱的數字用戶環路 ADSL等等，已經在民用通信系統領域，廣播式的視頻音頻里領域里被廣泛應用。正交頻分復用技術是在一種無線環境的高速傳輸的技術。

它可以將通信道分成幾個子信道，這樣每個子信道的帶寬就僅僅變成了原信道帶寬的一部分，把高速數據信號轉換成并行的低速子數據流，在每個子信道上都調制到等頻間隔的一組子載波上進行傳輸，相對容易地使信道變得均衡，不再需要其他復雜的信道均衡技術，也可以將其看成是每個子信道的平坦性衰落，在接收端對信號進行可靠地調節，減少子信道之間互相干擾ICI。

2.3 軟件無線電技術

用現代化高科技軟件來操縱、控制傳統的“純硬件電路”的無線通訊技術即是軟件無線電技術，軟件無線電技術是通信領域的第三次革命，在從模擬通信到數字通信，固定通信到移動通信之后，軟件無線電技術的發展打破了以往設備單單依賴硬件的發展來實現通信功能的格局，僅僅把傳統的無線電通信的硬件設備作為無線通信的平臺。軟件無線電技術是軟件為核心，數字信號處理技術為基礎了無線通信體系結構，數字信號處理技術同時也發展軟件無線電技術的關鍵性制約因素。軟件無線電技術的核心思想是，在接近天線的地方模擬數字信號化的過程，使用A/D和D/A變換器，高效利用軟件達到信號處理等無線功能。取代了昂貴復雜的硬件系統功能，減少設備開支，便于系統升級。

3 結語

隨著現代通信科技水平的高速發展，人們對通信服務的要求也越來越高，原有的通信系統已經無法滿足人們在實際生活中的應用需求，相對于第三代通信系統的眾多缺陷及不足，4GLTE的發展應用勢在必行，第四代通信系統的崛起是在原有的通信系統技術的基礎之上，彌補了先前的不足，并形成了自身獨特的優越性，在對4LTE關鍵性技術的探討研究中也以取得了一定的進步，提高了通信質量的同時，也便利了人們的生活，具有重要的現實意義。

參考文獻

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