4G移動通信的特點及關鍵技術分析

龐金龍

（黑龍江職業學院，黑龍江哈爾濱，150111）

4G移動通信的特點及關鍵技術分析

龐金龍

（黑龍江職業學院，黑龍江哈爾濱，150111）

近年來我國網絡通信技術取得了較快的發展，特別是人們對網絡通信速度要求不斷提升的新形勢下，2G和3G通信技術越來越無法滿足人們對高水平通信技術的要求，在這種情況下，4G通信技術應運而生。4G通信技術不僅傳輸效率較為穩定上，而且傳播速度非常快捷，具有人性化和智能化的結構，能夠更好的為人們提供高水平的通信服務。4G移動通信技術有效的滿足了人們對技術更新和功能體驗的要求，成為當前移動通信的主流技術。

4G移動通信系統；特點；關鍵技術

隨著科學技術的快速發展，現代信息技術取得了較快的發展，這有效的推動了移動通信技術的發展進程。目前移動通信技術已人最初的第一代移動通信系統發展到現在的4G移動通信系統。4G移動通信技術的應用，不僅有效的確保了多媒體業務和數據處理業務質量的提升，而且達到了非常快捷的通訊速度，給用戶帶來了更多多元化的體驗，視頻傳輸速度有效的滿足了現代通信數據傳輸的要求，給用戶帶來了高質量和高平的移動通信服務。

1 4G的概述

4G作為第四代移動通信技術，其不僅集3G與WLAN于一體，而且視頻圖像和圖像傳輸質量、清晰度等都得到了較大程度的提升，4G通信技術對設備的裝置更加完善，給人們事定數了更多的便利性和價值性。在技術和應用上有了質的飛躍，由于4G移動通信技術對于所有的移動通信用戶都具有較好的適用性，確保了商業無線網絡、局域網、藍牙、廣播和電視衛星通信的無縫銜接和兼容，而且4G移動通信可以在小區、交通和互聯網等多個方面上進行廣泛的應用。4G 移動通信系統的網絡體系結構如圖 1 所示。

圖1 4G移動通信系統的網絡體系結構

2 4G移動通信系統的特點

4G通信技術的應用，不僅其安全性更強，而且傳輸速度得以大幅度的提升，傳輸效率更具穩定性，可以為用戶提供更優質的智能服務，業務質量及靈活性都有了較大程度的提升，頻譜利用率更加充分，具有3G技術所無法比擬的優勢。

2.1 靈活性

4G移動通信系統其是以強大的智能技術作為主要的技術支撐，能夠更好的確保信息資源分配的完成，在發送和接送信號過程中可以根據智能信號處理技術完成，而且不論信道條件有何不同，或是環境多么復雜信息都能夠正常的進行發送和接受，對于通信過程中需要變換的業務能夠有效的進行處理，確保其與通信標準相符合，其適應性、智能性和靈活性是其他技術所無法比擬的。

2.2 數字寬帶技術

利用4G移動通信系統進行信號傳輸過程中，其所采用的傳輸波段多以毫米波為主，這樣其產生的蜂窩小區則較小，對于用戶容量的提升具有極其重要的意義。

2.3 多業務融合

4G移動通信系統可以支持各種多樣化的移動業力，用戶在任何位置都能夠享受到高質量的移動通信信息服務，而且可以通過綜合廣播、信息系統、個人通信及娛樂等多種行業來為用戶提供更方便、安全及廣泛的應用及服務。

3 4G移動通信系統的主要技術

3.1 以IP為基礎的核心網

在當前4G移動通信系統中，其核心網絡則是一個基于全IP的網絡，這樣不僅能夠更好的確保各端點之間IP業務傳輸能夠得以較好的完成，而且可以與存在的PSTN和核心網共存，具有非常好的兼容性。不僅各接口能夠實現與核心網進行連接，而且核心網可以將業務、控制和傳輸等分開，而且所采用的無線接入方式和協調與核心網絡協議、鏈路層屬于分離獨立的狀態，主要采用全分組方式IPV6技術，網絡具有集成的特點，成本較低，而且不同網絡之間能夠實現無縫連接。

3.2 軟件無線電技術

軟件無線電技術屬于一種開放式結構的技術，其是利用通用硬件平臺，將標準化和模塊化的硬件功能單元在經過這個平臺，在軟件加載方式的幫助下，從而完成各類無線電通信任務。其是利用模塊化集居結構，利用適當的方法來進行編程，各先進模塊能夠與射頻天線的要求無限的接近，在軟件無線電技術慶用中，其具有非常好的適應性和靈活性，其主要涉及到DSPH、FPGA、DSP等，可以對多種接口方式的基站和多模式手機的連接起到較好的支持作用，可以對多種系統和標準進行順利融合，在4G移動通信系統中應用范圍非常廣泛，特別是以軟件無線電技術作為技術基礎的基站，可以實現多個網絡間的同時服務。

3.3 多址方案和無線接入方式

4G移動通信系統在CDMA、FDMA、OFDM、TDMA等多址方式中最有可能選擇OFDM的多址類型，其主要優勢包括：相鄰小區和用戶間不會發生干擾；不同信號間無干擾；可以完成較低成本的單波段接收機；不受多普勒頻移和多徑衰落問題影響等。較低的功率效率是OFDM的主要缺陷。近年來日本首次采用了VSFOFCDM的無線接入方式，其屬于多載波CDMA類型，具有對多徑干擾不敏感和高頻譜利用率等優點。

3.4 無線接入網（RAN ）技術

近年來4G移動通信技術發展的速度較快，而且容量不斷增加，成本得以進一步降低。目前在4G移動通信無線接入網技術發展過程中，電路交換開始向基于IP分組交換的方向發展，設備分集也開始不斷向網絡分集方向發展。在這種網絡架構形式下，有效的確保了3G、4G、WLAN 與固定網間漫游的實現，對下一代因物網的建設起到了積極的意義。無線接入網（RAN）技術網絡架構如圖2所示。

圖2 網絡系統架構

3.5 高性能接受機

4G移動通信系統對接受機的要求較高。Shannon定理為我們指出了在帶寬固定的信道中要完成容量為C的可靠性傳輸所需的最小的SNR數值，因此，在4G移動通信系統中，要在同等帶寬上完成20Mbps的數據傳輸速度，則SNR值至少為12dB，由此可以看出，4G移動通信系統需要更高性能的接收機。

3.6 無線電增強技術

為了能夠更好的增強無線電覆蓋的范圍，確保無線電容量的提高，則可以通過得合同多天線技術來實現無線電增強技術。通過多輸入多輸出技術來確保接收和發射分集的實現，也可以利用2個或是4個天線來完成發射分集工作。為了能夠確保獲取更好的分級性能，可以通過利用頻率分集、極化分集、時間做好計劃做和空間分集等多項分集技術來實現。

3.7 MIMO和智能天線技術

4G移動通信系統利用MIMO天線系統進行空間分集，由于其可以同時采用四個天線來完成接收和發射分集，所以對于降低多址的干擾影響具有非常好的效果。同時智能天線又能夠有效的對信號干擾進行抑制，具有自動跟蹤和數字波束調節等多項功能，利用智能天線成形波束，可以有效的增強特殊范圍內的信號，有利于信號質量的先導產業在，增強信號傳輸的質量。利用智能天線來可以實現上行波束賦形。另外智能天線中的機站可以在不同用戶之間構成一個定向波束，這不僅有得盱基站發射功率標準的減北，面明對降低小區內其他用戶的多址影響具有非常重要的作用。

4 結束語

目前我國通信行業加大了對4G通信技術的研發力度，這不僅能夠更好的滿足人們對生活和工作高標準的要求，而且是當前我國通信技術發展的必然選擇。目前我國一部分人已開始應用4G通信技術，而且應用的趨勢也在不斷的擴大，在應用過程中4G移動通信技術的優勢和特色得到了較好的發揮。目前隨著通信技術研究人員的不斷努力，4G通信系統的一些關鍵技術已取得了較大的突破，部分用戶一些更高的需求和體驗得以滿足，使其在服務人們工作和生活中發揮著非常重要的意義。

[1] 謝景賢.4G通信技術的創新與發展[J].信息通信，2012（35）：57-58.

[2] 孫威.4G移動通信關鍵技術淺析[J].科技致富向導，2011（10）：61-62.

[3] 郭鑫.第四代移動通信（4G）關鍵技術[J].中國新技術新產品，2011（14）：74-75.

The characteristics and key technologies of 4G mobile communica tion

Pang Jinlong
（Heilongjiang Career Academy，Heilongjiang Harbin，150111)

In recent years,the network communication technology of our country has made rapid development, especially the people of network communication speed requirements continue to increase under the new situation,2G and 3G communication technology and increasingly unable to meet the people's requirement of high level communication technology,in this case,4G communication technology arises at the historic moment.4G communication technology not only transmission efficiency is relatively stable,but also the speed of communication is very fast,with the structure of human and intelligent,can better provide high level communication service for people.4G mobile communication technology effectively meet the people's requirements for technical updates and functional experience,and become the mainstream of mobile communications technology.

4G mobile communication system;feature;key technology