淺談4G 通信技術發展的問題

廖貽軍

【摘要】 更快、更好的4G 通信已經開始進入并且將逐漸改變我們的生活。盡管4G 通信技術的優越性無可爭議，但是就目前而言，其發展還面臨一定的挑戰，因此，4G 通信技術也要經歷一個逐步完善成熟的發展歷程，可以通過與WLAN融合等方式，緩解猛增的流量帶來的壓力，最終為廣大消費者提供更加優質的移動通信體驗。

【關鍵詞】 4G 通信技術 應用研究 發展趨勢

移動通信技術的應用實現了人際間信息的順暢交流，方便了人們的生活，普及率越來越高，技術也在不斷更新換代。隨著通信技術的快速發展，為了適應移動終端用戶的激增和多媒體業務發展的需求，在3G通信的基礎上，通訊運營商又適時地推出了更加適應移動數據通信和多媒體運作的4G 通信技術。

一、4G通信技術概述

4G通信也就是第四代移動通信，當前，對于4G通信技術的涵義、國際標準、網絡結構及技術參數都已經基本確定，無論如何認定，其中的一點不可否認，4G通信技術要遠遠強大于3G通信技術，并創造出更加完美的無線世界，由此為眾多消費者提供更加可靠的局域網信息系統，此外，對于4G通信技術的應用，能夠促進電話用戶以無線及三維空間的方式實現虛擬連接，從而提供相應的虛擬網絡供人們使用。4G通信技術的功能強大，能夠在廣泛的區域內推廣使用，這已經成為未來通信網絡技術發展的一個趨勢。

二、4G 移動通信關鍵技術

2.1 正交頻分復用（OFDM）技術

OFDM技術是將信道分成若干正交子信道，將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流，調制在每個子信道上進行傳輸。OFDM技術具有頻譜利用率高的優點，其頻譜效率比串行系統高近一倍；OFDM技術抗衰落能力強，OFDM通過多子載波傳輸提高了對脈沖噪聲的抵抗和降低了通信信道快衰落的可能；OFDM技術適合高速數據傳輸，采用自適應調制機制使變化調制方式、信道和加載算法，提高信息傳送的速率；OFDM技術抗碼間干擾能力強，用循環前綴的方式對抗碼間的干擾。

2.2 智能天線技術（SA）

SA 技術為波束間沒有切換的多波束或自適應陣列天線。智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤及數字波束調節等功能，被認為是未來移動通信的關鍵技術。SA 技術成形波束可在空間域內抑制交互干擾，增強特殊范圍內想要的信號，既能改善信號質量又能增加傳輸容量。其基本原理是在無線基站端使用天線陣和相干無線收發信機來實現射頻信號的收發，同時，通過基帶數字信號處理器，對各天線鏈路上接收到的信號按一定算法進行合并，實現上行波束賦形。

2.3 軟件無線電技術（SDR）

軟件無線電是4G 移動通信技術的微電子技術基礎，以開放性的平臺，方便的升級和重配置構造一個具有開放性、標準化、模塊化的通用硬件平臺，允許多方運營的介入。

2.4 IPv6 技術

IPv6 具有巨大的網絡地址的空間方便為通信網絡的所有設備提供一個全球惟一的地址；IPv6 方便實現自動配置，獲得一個全球惟一的路由地址；IPv6 服務質量高于傳統的IPv4，便于形成基于服務級別的系統；IPv6 具有移動性，移動通信設備應用IPv6 技術可以實現位置變化時通信質量不變。

2.5 多輸入多輸出技術（MIMO）

MIMO 技術是指在基站和移動終端都有多個天線。MIMO 技術為系統提供空間復用增益和空間分集增益。空間復用是在接收端和發射端使用多副天線，充分利用空間傳播中的多徑分量，在同一頻帶上使用多個子信道發射信號，使容量隨天線數量的增加而線性增加。空間分集有發射分集和接收分集兩類。基于分集技術與信道編碼技術的空時碼可獲得高的編碼增益和分集增益，已成為該領域的研究熱點。MIMO 技術可提供很高的頻譜利用率，且其空間分集可顯著改善無線信道的性能，提高無線系統的容量及覆蓋范圍。

三、4G移動通信應用趨勢

3.1 在家庭中應用

對于4G通信技術來講，其具備無線高速網絡傳遞的特點，能夠實現家庭內部網絡信息的高效交互，從而進行系統管理，保證對內外信息進行控制，為家庭創建高速的交流通道。在不久的將來，4G技術可以讓民眾之間的交流更加順暢，使家庭通信向個性化、智能化、綜合化、全球化方向發展。

3.2 在農業生產中進行應用

隨著通信技術的逐步發展，嵌入式的通信技術已經在農業生產中得到了廣泛應用。對于4G通信技術來講，其實現了將智能化與現代農業相結合的功能。利用該技術能夠為農業提供更為科學的服務。另外，該技術還擁有信息診斷、信息及時等特點，能夠依據用戶的需求提供相應的方案。

3.3 在醫療行業進行使用

對于移動醫護來講，其是在4G通信技術的基礎上形成的，是基于醫療服務為前提，為醫院提供信息化的應用。可以在醫院內搭建互聯網及WLAN，那么，醫護人員就可以利用手持終端，提高工作效率。所以，將4G技術應用在醫療行業能夠真正為病患創造價值。

3.4 在學校中進行應用

對于4G技術來講，將其應用在學校能夠為教育提供優質服務，可以借助無線網絡進行信息傳遞，創建師生互動交流平臺，進而拉近教師與學生間的距離，同時還能以學生為基礎創建校外數字平臺，激發學生們的學習積極性，幫助學生完善自身成長。

四、4G通信技術的發展趨勢

4G通信技術的應用已經表現出了極大的優勢，在未來的發展過程中，4G通信技術勢必能夠完全取代2G、3G通信技術，成為移動通信發展的主導型技術。

首先，4G用戶市場會不斷擴大，實際價值也會不斷升高，這主要是由于其所具備的網絡優勢是傳統移動通信技術所不能達到的，因此，未來的4G通信技術發展必然會呈現出多頻段、多模式及多業務應用的局面，而且實現完全的智能化，隨之而來的是越來越廣泛的用戶市場，并帶來巨大的經濟效益。

其次，4G通信技術對于設備需求更高，作為4G通信技術發展的基礎性條件，要想達到其網絡傳輸頻率，就必須建設更多的基站，以滿足4G通信技術的傳輸需求。

最后，各個運營商展開4G通信業務爭奪戰，由于4G通信技術表現出巨大的優勢，其必然能夠擁有更加龐大的用戶群，而這為各大運營商帶來了甜頭，因此，對于4G業務的開展勢必會有一番較量，而在此過程中也能夠進一步完善此項技術，為用戶提供更為可靠的服務。

五、結語

4G通信技術的萌芽及廣泛應用不僅為人們提供了更快速的網絡服務，同時不斷拓展應用市場，形成更加龐大的受眾群體，其在表現出光明發展前景的同時，也能夠創造出更大的市場價值，為人們帶來更多的經濟效益。

因此加強4G通信技術研究具有重要意義，這也是未來我國市場經濟發展應當重視的一個版塊，以實現移動通信技術的不斷進步。

移動通信技術的應用實現了人際間信息的順暢交流，方便了人們的生活，普及率越來越高，技術也在不斷更新換代。隨著通信技術的快速發展，為了適應移動終端用戶的激增和多媒體業務發展的需求，在3G通信的基礎上，通訊運營商又適時地推出了更加適應移動數據通信和多媒體運作的4G 通信技術。

一、4G通信技術概述

4G通信也就是第四代移動通信，當前，對于4G通信技術的涵義、國際標準、網絡結構及技術參數都已經基本確定，無論如何認定，其中的一點不可否認，4G通信技術要遠遠強大于3G通信技術，并創造出更加完美的無線世界，由此為眾多消費者提供更加可靠的局域網信息系統，此外，對于4G通信技術的應用，能夠促進電話用戶以無線及三維空間的方式實現虛擬連接，從而提供相應的虛擬網絡供人們使用。4G通信技術的功能強大，能夠在廣泛的區域內推廣使用，這已經成為未來通信網絡技術發展的一個趨勢。

二、4G 移動通信關鍵技術

2.1 正交頻分復用（OFDM）技術

OFDM技術是將信道分成若干正交子信道，將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流，調制在每個子信道上進行傳輸。OFDM技術具有頻譜利用率高的優點，其頻譜效率比串行系統高近一倍；OFDM技術抗衰落能力強，OFDM通過多子載波傳輸提高了對脈沖噪聲的抵抗和降低了通信信道快衰落的可能；OFDM技術適合高速數據傳輸，采用自適應調制機制使變化調制方式、信道和加載算法，提高信息傳送的速率；OFDM技術抗碼間干擾能力強，用循環前綴的方式對抗碼間的干擾。

2.2 智能天線技術（SA）

SA 技術為波束間沒有切換的多波束或自適應陣列天線。智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤及數字波束調節等功能，被認為是未來移動通信的關鍵技術。SA 技術成形波束可在空間域內抑制交互干擾，增強特殊范圍內想要的信號，既能改善信號質量又能增加傳輸容量。其基本原理是在無線基站端使用天線陣和相干無線收發信機來實現射頻信號的收發，同時，通過基帶數字信號處理器，對各天線鏈路上接收到的信號按一定算法進行合并，實現上行波束賦形。

2.3 軟件無線電技術（SDR）

軟件無線電是4G 移動通信技術的微電子技術基礎，以開放性的平臺，方便的升級和重配置構造一個具有開放性、標準化、模塊化的通用硬件平臺，允許多方運營的介入。

2.4 IPv6 技術

IPv6 具有巨大的網絡地址的空間方便為通信網絡的所有設備提供一個全球惟一的地址；IPv6 方便實現自動配置，獲得一個全球惟一的路由地址；IPv6 服務質量高于傳統的IPv4，便于形成基于服務級別的系統；IPv6 具有移動性，移動通信設備應用IPv6 技術可以實現位置變化時通信質量不變。

2.5 多輸入多輸出技術（MIMO）

MIMO 技術是指在基站和移動終端都有多個天線。MIMO 技術為系統提供空間復用增益和空間分集增益。空間復用是在接收端和發射端使用多副天線，充分利用空間傳播中的多徑分量，在同一頻帶上使用多個子信道發射信號，使容量隨天線數量的增加而線性增加。空間分集有發射分集和接收分集兩類。基于分集技術與信道編碼技術的空時碼可獲得高的編碼增益和分集增益，已成為該領域的研究熱點。MIMO 技術可提供很高的頻譜利用率，且其空間分集可顯著改善無線信道的性能，提高無線系統的容量及覆蓋范圍。

三、4G移動通信應用趨勢

3.1 在家庭中應用

對于4G通信技術來講，其具備無線高速網絡傳遞的特點，能夠實現家庭內部網絡信息的高效交互，從而進行系統管理，保證對內外信息進行控制，為家庭創建高速的交流通道。在不久的將來，4G技術可以讓民眾之間的交流更加順暢，使家庭通信向個性化、智能化、綜合化、全球化方向發展。

3.2 在農業生產中進行應用

隨著通信技術的逐步發展，嵌入式的通信技術已經在農業生產中得到了廣泛應用。對于4G通信技術來講，其實現了將智能化與現代農業相結合的功能。利用該技術能夠為農業提供更為科學的服務。另外，該技術還擁有信息診斷、信息及時等特點，能夠依據用戶的需求提供相應的方案。

3.3 在醫療行業進行使用

對于移動醫護來講，其是在4G通信技術的基礎上形成的，是基于醫療服務為前提，為醫院提供信息化的應用。可以在醫院內搭建互聯網及WLAN，那么，醫護人員就可以利用手持終端，提高工作效率。所以，將4G技術應用在醫療行業能夠真正為病患創造價值。

3.4 在學校中進行應用

對于4G技術來講，將其應用在學校能夠為教育提供優質服務，可以借助無線網絡進行信息傳遞，創建師生互動交流平臺，進而拉近教師與學生間的距離，同時還能以學生為基礎創建校外數字平臺，激發學生們的學習積極性，幫助學生完善自身成長。

四、4G通信技術的發展趨勢

4G通信技術的應用已經表現出了極大的優勢，在未來的發展過程中，4G通信技術勢必能夠完全取代2G、3G通信技術，成為移動通信發展的主導型技術。

首先，4G用戶市場會不斷擴大，實際價值也會不斷升高，這主要是由于其所具備的網絡優勢是傳統移動通信技術所不能達到的，因此，未來的4G通信技術發展必然會呈現出多頻段、多模式及多業務應用的局面，而且實現完全的智能化，隨之而來的是越來越廣泛的用戶市場，并帶來巨大的經濟效益。

其次，4G通信技術對于設備需求更高，作為4G通信技術發展的基礎性條件，要想達到其網絡傳輸頻率，就必須建設更多的基站，以滿足4G通信技術的傳輸需求。

最后，各個運營商展開4G通信業務爭奪戰，由于4G通信技術表現出巨大的優勢，其必然能夠擁有更加龐大的用戶群，而這為各大運營商帶來了甜頭，因此，對于4G業務的開展勢必會有一番較量，而在此過程中也能夠進一步完善此項技術，為用戶提供更為可靠的服務。

五、結語

4G通信技術的萌芽及廣泛應用不僅為人們提供了更快速的網絡服務，同時不斷拓展應用市場，形成更加龐大的受眾群體，其在表現出光明發展前景的同時，也能夠創造出更大的市場價值，為人們帶來更多的經濟效益。

因此加強4G通信技術研究具有重要意義，這也是未來我國市場經濟發展應當重視的一個版塊，以實現移動通信技術的不斷進步。

移動通信技術的應用實現了人際間信息的順暢交流，方便了人們的生活，普及率越來越高，技術也在不斷更新換代。隨著通信技術的快速發展，為了適應移動終端用戶的激增和多媒體業務發展的需求，在3G通信的基礎上，通訊運營商又適時地推出了更加適應移動數據通信和多媒體運作的4G 通信技術。

一、4G通信技術概述

4G通信也就是第四代移動通信，當前，對于4G通信技術的涵義、國際標準、網絡結構及技術參數都已經基本確定，無論如何認定，其中的一點不可否認，4G通信技術要遠遠強大于3G通信技術，并創造出更加完美的無線世界，由此為眾多消費者提供更加可靠的局域網信息系統，此外，對于4G通信技術的應用，能夠促進電話用戶以無線及三維空間的方式實現虛擬連接，從而提供相應的虛擬網絡供人們使用。4G通信技術的功能強大，能夠在廣泛的區域內推廣使用，這已經成為未來通信網絡技術發展的一個趨勢。

二、4G 移動通信關鍵技術

2.1 正交頻分復用（OFDM）技術

OFDM技術是將信道分成若干正交子信道，將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流，調制在每個子信道上進行傳輸。OFDM技術具有頻譜利用率高的優點，其頻譜效率比串行系統高近一倍；OFDM技術抗衰落能力強，OFDM通過多子載波傳輸提高了對脈沖噪聲的抵抗和降低了通信信道快衰落的可能；OFDM技術適合高速數據傳輸，采用自適應調制機制使變化調制方式、信道和加載算法，提高信息傳送的速率；OFDM技術抗碼間干擾能力強，用循環前綴的方式對抗碼間的干擾。

2.2 智能天線技術（SA）

SA 技術為波束間沒有切換的多波束或自適應陣列天線。智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤及數字波束調節等功能，被認為是未來移動通信的關鍵技術。SA 技術成形波束可在空間域內抑制交互干擾，增強特殊范圍內想要的信號，既能改善信號質量又能增加傳輸容量。其基本原理是在無線基站端使用天線陣和相干無線收發信機來實現射頻信號的收發，同時，通過基帶數字信號處理器，對各天線鏈路上接收到的信號按一定算法進行合并，實現上行波束賦形。

2.3 軟件無線電技術（SDR）

軟件無線電是4G 移動通信技術的微電子技術基礎，以開放性的平臺，方便的升級和重配置構造一個具有開放性、標準化、模塊化的通用硬件平臺，允許多方運營的介入。

2.4 IPv6 技術

IPv6 具有巨大的網絡地址的空間方便為通信網絡的所有設備提供一個全球惟一的地址；IPv6 方便實現自動配置，獲得一個全球惟一的路由地址；IPv6 服務質量高于傳統的IPv4，便于形成基于服務級別的系統；IPv6 具有移動性，移動通信設備應用IPv6 技術可以實現位置變化時通信質量不變。

2.5 多輸入多輸出技術（MIMO）

MIMO 技術是指在基站和移動終端都有多個天線。MIMO 技術為系統提供空間復用增益和空間分集增益。空間復用是在接收端和發射端使用多副天線，充分利用空間傳播中的多徑分量，在同一頻帶上使用多個子信道發射信號，使容量隨天線數量的增加而線性增加。空間分集有發射分集和接收分集兩類。基于分集技術與信道編碼技術的空時碼可獲得高的編碼增益和分集增益，已成為該領域的研究熱點。MIMO 技術可提供很高的頻譜利用率，且其空間分集可顯著改善無線信道的性能，提高無線系統的容量及覆蓋范圍。

三、4G移動通信應用趨勢

3.1 在家庭中應用

對于4G通信技術來講，其具備無線高速網絡傳遞的特點，能夠實現家庭內部網絡信息的高效交互，從而進行系統管理，保證對內外信息進行控制，為家庭創建高速的交流通道。在不久的將來，4G技術可以讓民眾之間的交流更加順暢，使家庭通信向個性化、智能化、綜合化、全球化方向發展。

3.2 在農業生產中進行應用

隨著通信技術的逐步發展，嵌入式的通信技術已經在農業生產中得到了廣泛應用。對于4G通信技術來講，其實現了將智能化與現代農業相結合的功能。利用該技術能夠為農業提供更為科學的服務。另外，該技術還擁有信息診斷、信息及時等特點，能夠依據用戶的需求提供相應的方案。

3.3 在醫療行業進行使用

對于移動醫護來講，其是在4G通信技術的基礎上形成的，是基于醫療服務為前提，為醫院提供信息化的應用。可以在醫院內搭建互聯網及WLAN，那么，醫護人員就可以利用手持終端，提高工作效率。所以，將4G技術應用在醫療行業能夠真正為病患創造價值。

3.4 在學校中進行應用

對于4G技術來講，將其應用在學校能夠為教育提供優質服務，可以借助無線網絡進行信息傳遞，創建師生互動交流平臺，進而拉近教師與學生間的距離，同時還能以學生為基礎創建校外數字平臺，激發學生們的學習積極性，幫助學生完善自身成長。

四、4G通信技術的發展趨勢

4G通信技術的應用已經表現出了極大的優勢，在未來的發展過程中，4G通信技術勢必能夠完全取代2G、3G通信技術，成為移動通信發展的主導型技術。

首先，4G用戶市場會不斷擴大，實際價值也會不斷升高，這主要是由于其所具備的網絡優勢是傳統移動通信技術所不能達到的，因此，未來的4G通信技術發展必然會呈現出多頻段、多模式及多業務應用的局面，而且實現完全的智能化，隨之而來的是越來越廣泛的用戶市場，并帶來巨大的經濟效益。

其次，4G通信技術對于設備需求更高，作為4G通信技術發展的基礎性條件，要想達到其網絡傳輸頻率，就必須建設更多的基站，以滿足4G通信技術的傳輸需求。

最后，各個運營商展開4G通信業務爭奪戰，由于4G通信技術表現出巨大的優勢，其必然能夠擁有更加龐大的用戶群，而這為各大運營商帶來了甜頭，因此，對于4G業務的開展勢必會有一番較量，而在此過程中也能夠進一步完善此項技術，為用戶提供更為可靠的服務。

五、結語

4G通信技術的萌芽及廣泛應用不僅為人們提供了更快速的網絡服務，同時不斷拓展應用市場，形成更加龐大的受眾群體，其在表現出光明發展前景的同時，也能夠創造出更大的市場價值，為人們帶來更多的經濟效益。

因此加強4G通信技術研究具有重要意義，這也是未來我國市場經濟發展應當重視的一個版塊，以實現移動通信技術的不斷進步。

參 考 文 獻

[1]張劍，李燦平.4G網絡時代大數據的機遇與挑戰[J].通信與信息技術，2013（06）.

[2]陳明懌.4G移動通信終端關鍵技術之若干問題探討[J].電腦知識與技術，2011（15）.

[3]王磊.4G移動通信系統的關鍵技術與發展探究[J].中國新通信，2014（08）.