基于4G移動通信技術(shù)探究

劉付康 梁永賢

【摘要】 隨著移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展，各種移動設(shè)備日新月異；經(jīng)歷了第一代模擬移動通信，第二代數(shù)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(zhì)量、高兼容性等諸多優(yōu)點快速普及。本文主要分析4G移動通信技術(shù)的優(yōu)點及缺點，探析4G移動通信中的關(guān)鍵技術(shù)，研究4G移動通信技術(shù)的安全缺陷及對策。

【關(guān)鍵詞】4G 移動通信 關(guān)鍵技術(shù) 安全缺陷

一、4G移動通信技術(shù)的優(yōu)點及缺點

4G移動通信有傳輸速率更快、通信質(zhì)量更高等諸多優(yōu)點，主要表現(xiàn)在以下方面：1-高速率：4G移動通信的網(wǎng)絡(luò)帶寬高達100MHz，接近于W-CDMA3G網(wǎng)絡(luò)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(zhì)量：4G移動通信在實現(xiàn)多媒體通信的基礎(chǔ)上，擴大了移動通信的服務(wù)范圍，并且為人們提供了視覺效果更好等高質(zhì)量的多媒體服務(wù)；3.高兼容性：在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)了統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)的連接功能；4.提供增值服務(wù)：4G移動通信系統(tǒng)采用正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)使人們可以實現(xiàn)例如無線區(qū)域環(huán)路（WLL）、數(shù)字音訊廣播（DAB）等方面的無線通信增值服務(wù)。

4G移動通信系統(tǒng)缺點主要有：通信制式等標準難以全球統(tǒng)一，技術(shù)相對難實現(xiàn)，通信系統(tǒng)容量有所限制，4G移動通信基站等設(shè)施建設(shè)較難等。

二、4G移動通信的關(guān)鍵技術(shù)

1、正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)。正交頻分復(fù)用技術(shù)是4G移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，正交頻分復(fù)用技術(shù)將通信的信道分成若干條互不相關(guān)的正交子信道，然后將高速串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成為并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)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(fù)用技術(shù)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(shù)、4G移動通信技術(shù)是以軟件無線電為基礎(chǔ)，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(shù)字硬件平臺上實現(xiàn)各種無線電系統(tǒng)通信功能。軟件無線電是使寬帶模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）和數(shù)模轉(zhuǎn)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(xiàn)。其軟件系統(tǒng)包括各類無線信令規(guī)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(yīng)的調(diào)節(jié)算法和解調(diào)算法軟件等。軟件無線電技術(shù)增強了系統(tǒng)靈活性，是解決移動終端適應(yīng)不同硬件系統(tǒng)的核心技術(shù)。

3、智能天線（SA）技術(shù)。智能天線技術(shù)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(tǒng)容量等；智能天線由波束形成算法、天線陣列和波束形成網(wǎng)絡(luò)組成。主要通過滿足某種準則的算法去調(diào)節(jié)各陣元信號的加權(quán)幅度和相位使其處于最佳狀態(tài)，從而構(gòu)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(shù)在4G移動通信中的應(yīng)用不但解決了數(shù)據(jù)傳輸干擾等難題，而且對網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的進一步提升有利。

4、多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)。MIMO技術(shù)是指在基站和移動終端利用多發(fā)射、多接受天線進行空間分集和空間復(fù)用的技術(shù)。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(fā)射天線與不同接收天線之間互不相關(guān)時，MIMO系統(tǒng)能有效提高系統(tǒng)的抗衰落和噪聲性能，極大提高信道容量。空間復(fù)用技術(shù)大大提高了信道利用率，而空間分集技術(shù)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(tǒng)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(shè)備安裝的應(yīng)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(zhì)量。一方面，要提高系統(tǒng)的防御病毒能力和快速自動恢復(fù)能力，在通信系統(tǒng)中加入系統(tǒng)容滅技術(shù)，使系統(tǒng)能在系統(tǒng)災(zāi)難后快速準確的恢復(fù)原有數(shù)據(jù)，確保4G移動用戶的數(shù)據(jù)信息安全。另一方面，在語音通話等數(shù)據(jù)交換過程中，可以采用更加完善的身份識別和認證服務(wù)，為用戶的隱私安全提供保障。

四、結(jié)束語

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