基于4G移動通信技術探究

劉付康 梁永賢

【摘要】 隨著移動通信技術的不斷發展，各種移動設備日新月異；經歷了第一代模擬移動通信，第二代數字移動通信，第三代高速率移動通信過后；4G移動通信以其高速率、高質量、高兼容性等諸多優點快速普及。本文主要分析4G移動通信技術的優點及缺點，探析4G移動通信中的關鍵技術，研究4G移動通信技術的安全缺陷及對策。

【關鍵詞】4G 移動通信 關鍵技術 安全缺陷

一、4G移動通信技術的優點及缺點

4G移動通信有傳輸速率更快、通信質量更高等諸多優點，主要表現在以下方面：1-高速率：4G移動通信的網絡帶寬高達100MHz，接近于W-CDMA3G網絡的20倍，同時提高了頻譜利用率，使得4G移動通信傳輸速率達到lOMbps—20Mbps甚至更高，相當于3G移動通信傳輸速率2Mbps的5倍以上；2.高質量：4G移動通信在實現多媒體通信的基礎上，擴大了移動通信的服務范圍，并且為人們提供了視覺效果更好等高質量的多媒體服務；3.高兼容性：在全球范圍內實現了統一的通信標準，兼容性出色，不但具有全球漫游和開放接口功能，同時具有兼容各個分散網絡的連接功能；4.提供增值服務：4G移動通信系統采用正交頻分復用（OFDM）技術使人們可以實現例如無線區域環路（WLL）、數字音訊廣播（DAB）等方面的無線通信增值服務。

4G移動通信系統缺點主要有：通信制式等標準難以全球統一，技術相對難實現，通信系統容量有所限制，4G移動通信基站等設施建設較難等。

二、4G移動通信的關鍵技術

1、正交頻分復用（OFDM）技術。正交頻分復用技術是4G移動通信系統的關鍵技術，正交頻分復用技術將通信的信道分成若干條互不相關的正交子信道，然后將高速串行數據流轉換成為并行的低速子數據流，調制到每個正交子信道中傳輸；總的信道雖然具有頻率選擇性，然而在子信道上可以進行信號帶寬小于信道帶寬的傳輸，因此每個子信道相對平坦，傳輸效果更好。正交頻分復用技術使4G移動通信提升了抗碼間干擾能力和頻譜利用率，克服了多徑干擾引起的頻率選擇性衰落，極大的提高了信息傳輸速度。

2、軟件無線電（SDR）技術、4G移動通信技術是以軟件無線電為基礎，軟件無線電是利用軟件加載方式，在標準化、模塊化的通用數字硬件平臺上實現各種無線電系統通信功能。軟件無線電是使寬帶模數轉換器（A/D）和數模轉換器（D/A）等先進模塊盡可能靠近射頻天線，并且把盡可能多的無線及個人通信的功能通過可編程軟件來實現。其軟件系統包括各類無線信令規則與處理軟件、信號流變換軟件、信道糾錯編碼軟件以及自適應的調節算法和解調算法軟件等。軟件無線電技術增強了系統靈活性，是解決移動終端適應不同硬件系統的核心技術。

3、智能天線（SA）技術。智能天線技術在4C移動通信中主要用于降低信號傳輸衰落、減少信號干擾、增加通信系統容量等；智能天線由波束形成算法、天線陣列和波束形成網絡組成。主要通過滿足某種準則的算法去調節各陣元信號的加權幅度和相位使其處于最佳狀態，從而構成最合適的天線陣列方向圖，在人們所需要的方向上獲得高增益，在干擾方向上獲得低增益甚至零陷；達到增強所需信號抑制干擾信號的目的。該技術在4G移動通信中的應用不但解決了數據傳輸干擾等難題，而且對網絡傳輸速度的進一步提升有利。

4、多輸入多輸出（MIMO）技術。MIMO技術是指在基站和移動終端利用多發射、多接受天線進行空間分集和空間復用的技術。它采用分立式多天線有效地將通信信道分解成多信道，同時信息論證明：當不同發射天線與不同接收天線之間互不相關時，MIMO系統能有效提高系統的抗衰落和噪聲性能，極大提高信道容量。空間復用技術大大提高了信道利用率，而空間分集技術降低了信道誤碼率，提升了信道傳輸可靠性。

三、4G移動通信安全缺陷及處理對策

4G移動通信中的安全威脅是多方因素組成的，其中主要是系統漏洞、黑客的入侵等；具體有以下幾種：1.黑客的入侵。2.病毒的破壞。3.通信設備安裝的應用程序存在安全漏洞。針對4G移動通信的安全缺陷，為有效提升4C移動通信的通信質量。一方面，要提高系統的防御病毒能力和快速自動恢復能力，在通信系統中加入系統容滅技術，使系統能在系統災難后快速準確的恢復原有數據，確保4G移動用戶的數據信息安全。另一方面，在語音通話等數據交換過程中，可以采用更加完善的身份識別和認證服務，為用戶的隱私安全提供保障。

四、結束語

4G移動通信技術的出現，不僅給人們帶來了各種便利，而且推動了社會各項技術的快速發展；其進一步的發展將給社會政治、經濟、軍事帶來巨大影響，因此加強4G通信技術研究具有重要意義。