4G移動通信關(guān)鍵技術(shù)及其展望解析

郭勇

（安徽省通信產(chǎn)業(yè)服務有限公司國信分公司 安徽合肥 230031）

4G移動通信關(guān)鍵技術(shù)及其展望解析

郭勇

（安徽省通信產(chǎn)業(yè)服務有限公司國信分公司 安徽合肥 230031）

隨著我國通信行業(yè)的不斷發(fā)展，4G移動通信技術(shù)在各個行業(yè)中得到了充分的應用，具有快速、便捷的特點。本文在闡述4G通信技術(shù)概念的基礎(chǔ)上，對在3G技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的4G移動通信關(guān)鍵技術(shù)進行分析和展望。

4G移動通訊；關(guān)鍵技術(shù)；發(fā)展；展望

在3G技術(shù)基本發(fā)展格局形成的同時，人們加強了對3G通信技術(shù)的應用。但是在社會生活節(jié)奏加快、科技不斷進步的同時，3G通信技術(shù)不再滿足人們的日常生活需要。有關(guān)人員在積極研究探索之后出現(xiàn)了4G通信技術(shù)。4G技術(shù)的應用提升了用戶獲取信息的速度，為用戶多媒體業(yè)務的實現(xiàn)創(chuàng)設(shè)了一種新的平臺，得到了廣泛的應用，促進了社會的發(fā)展和進步。

1 4G移動通信技術(shù)概述

國內(nèi)現(xiàn)階段沒有對4G移動通訊技術(shù)形成統(tǒng)一性的定義，一般依照其功能對4G移動通信進行定義：①4G移動通信技術(shù)不受時間和地點的限制，并在任何情況下都能不受影響地接入通信網(wǎng)絡(luò)。②4G移動通信的使用者具有業(yè)務選擇和應用的自由。③4G移動通信實現(xiàn)了電子商務業(yè)務的綜合性發(fā)展。④4G移動通信技術(shù)能夠開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務。

2 4G移動通信關(guān)鍵技術(shù)

2.1 正交頻分復用技術(shù)

正交頻分復用技術(shù)是多載波調(diào)制的一種技術(shù)類型，主要是將通信的主要信道平均分成多個正交子信道來實現(xiàn)，并將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成一種低速子數(shù)據(jù)流，實現(xiàn)其在每一個子信道之間的傳播。正交信號能夠通過使用有關(guān)技術(shù)在接收端口時將各個信號數(shù)據(jù)子信道進行分離，從而減少不同信號之間的互相影響。每一個子信道上的信號寬帶在總體上不超過信道的有關(guān)寬帶。每個信道是原有信道寬帶的組成部分，在實現(xiàn)分離發(fā)展的同時能夠保證每個信道應用的均衡。正交頻分復用技術(shù)的主要特點是它的頻譜利用率要比一般技術(shù)的利用率要高，同時這種技術(shù)具有強大的抗衰落力，在多子載波的信號傳輸中，能夠提高脈沖的噪音阻力，從而在最大程度上降低通信信道的快速衰落。正交頻分復用技術(shù)一般應用在高速數(shù)據(jù)的傳輸，并在自適調(diào)制機制的作用下改變原有的變調(diào)制模式，從而提升信息的傳播速度。

2.2 智能天線技術(shù)

智能天線主要是一種安裝在基站現(xiàn)場的雙向天線，通過利用一組具有可編程性質(zhì)的電子相位關(guān)系固定天線來獲得基站和移動臺之間不同鏈接線路的方向特性。主要應用原理是將無線電信號通過有關(guān)設(shè)備導入到具體的放下你給，從而產(chǎn)生一種空間定向波束。智能天線技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對移動用戶信號的高效利用，進而在最大程度上減少不必要的信號干擾。智能天線技術(shù)具有信號干擾調(diào)節(jié)、自動跟蹤以及數(shù)字波束的調(diào)節(jié)功能，是移動通信系統(tǒng)中關(guān)鍵性的技術(shù)形式。另外，智能天線還能根據(jù)不同移動用戶之間的信號空間差異，同時接收或者發(fā)送多個不同信號，不斷滿足不同用戶對移動通信服務質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)擴展發(fā)展的需要。

2.3 多輸入多輸出技術(shù)

多輸入多輸出技術(shù)主要指的是在基站和移動終端之間安排多個天線，能夠為系統(tǒng)提供一種空間復用增益或者空間的分集增益。其中，空間復用主要是指在信息的接收和發(fā)送之間應用多種天線，實現(xiàn)對空間信息傳播能量的分散。在同樣的一個頻帶上會安排多個子信道發(fā)射信號，從而增加容量的線性。空間分集一般分為接收分集和發(fā)射分集。在分集技術(shù)和信道編碼技術(shù)的應用下能夠獲得更高的編碼增益和分級增益。另外，多輸入多輸出技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)更高頻率的頻譜利用率，在空間分集的作用下改善無線信道的原有性能。

2.4 IPV6技術(shù)

IPV6技術(shù)主要是指4G移動通信技術(shù)在IP的基礎(chǔ)上融入一種移動通信技術(shù)，這種技術(shù)是4G移動通信技術(shù)發(fā)展的核心技術(shù)。IPV6技術(shù)的發(fā)展需要依托網(wǎng)絡(luò)地址，這個網(wǎng)絡(luò)地址往往具有存在的唯一性，能夠為想象出的設(shè)備提供一種全球范圍內(nèi)的IP地址，還能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在無狀態(tài)和有狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)換。

2.5 軟件的無線電技術(shù)

軟件的無線電技術(shù)主要是指通過數(shù)字信號處理，將標準化的硬件模塊在平臺的作用下，以一種加載處理方式實現(xiàn)無線電通信。這種技術(shù)在離天線最近的地方能夠應用寬帶AD變換器，并在軟件的作用下實現(xiàn)對無線功能的定義。這種技術(shù)能夠?qū)⑾到y(tǒng)硬件變?yōu)橐环N可以操作變化的平臺，從而實現(xiàn)物理層之間的連接發(fā)展。

3 4G移動通信關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展展望

根據(jù)研究調(diào)查分析可以發(fā)現(xiàn)，隨著科技的發(fā)展和社會的進步，現(xiàn)階段，世界范圍內(nèi)的手機應用用戶超過了5億人。可以發(fā)現(xiàn)，移動通信技術(shù)在基本上實現(xiàn)了人和人之間的相互聯(lián)系，促進了信息的快速流通。和之前3G應用技術(shù)相比，4G移動通信技術(shù)的應用進一步增加了智能手機上網(wǎng)用戶的數(shù)量。同時，在手機費用不斷降低的情況下，移動手機對互聯(lián)網(wǎng)應用的取代發(fā)展到了一個新的層次。為此，4G移動通信技術(shù)的發(fā)展要把握好時機，通過優(yōu)化自身性能和結(jié)構(gòu)，促進其技術(shù)的安全化、迅速化和智能化發(fā)展。4G移動通信關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展展望具體體現(xiàn)如下：

3.1 4G移動通信技術(shù)和IPV6技術(shù)的發(fā)展展望

現(xiàn)階段，大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)都是在IPV4技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但是由于IPV4技術(shù)使用的是32位的地址長度，因此導致其能夠容納信息的數(shù)量在43億以內(nèi)。這種發(fā)展情況和逐漸拓展的應用空間存在矛盾，在很大程度上制約了網(wǎng)絡(luò)空間的發(fā)展。而采用IPV6技術(shù)，能夠應用到128位的地址長度，在很大程度上解決了通信地址數(shù)量少的問題，減少了網(wǎng)絡(luò)發(fā)展空間受限制的問題。因此，4G移動通信技術(shù)的未來發(fā)展需要實現(xiàn)和IPV6技術(shù)的結(jié)合，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的充分應用，不斷拓展信息數(shù)據(jù)的傳播范圍，提升信息數(shù)據(jù)的傳播速度。

3.2 4G移動通信技術(shù)和關(guān)鍵移動通信技術(shù)的發(fā)展展望

現(xiàn)階段的4G移動通信技術(shù)一般缺乏統(tǒng)一化的標準和明確的應用信息容量限制，導致設(shè)備的更新應用具有很大的難度，在實際的市場應有效果不明顯，在很大程度上制約了4G移動通信技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展。為此，4G移動通信技術(shù)的未來發(fā)展需要將其和移動通信的關(guān)鍵技術(shù)進行結(jié)合，比如可以根據(jù)4G移動通信技術(shù)的特征和功能意義將其和OFDM技術(shù)和CDMA技術(shù)的結(jié)合，實現(xiàn)對4G移動通信技術(shù)的升級，提升其技術(shù)的安全性、穩(wěn)定性和高效性。

3.3 4G移動通信技術(shù)和軟件無線技術(shù)的發(fā)展展望

由上文敘述可知，軟件無線技術(shù)采用的是數(shù)字化的信號處理方式，在無線電的發(fā)展環(huán)境下，能夠在規(guī)范化、標準化的硬件平臺上，通過應用軟件技術(shù)來實現(xiàn)4G移動無線通信的系統(tǒng)功能。在社會進步和科技的不斷發(fā)展下，4G移動通信技術(shù)能夠?qū)υ械挠布δ芎蛻梅秶M行拓展，逐漸提升軟件應用的靈活性。4G移動通信技術(shù)和軟件無線技術(shù)的結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)不同軟硬件之間的交換發(fā)展，充分實現(xiàn)軟硬件的系統(tǒng)功能，在最大程度上降低軟硬件的應用成本，促進4G移動通訊的集約化、高效化發(fā)展。

4 4G移動通信技術(shù)創(chuàng)新展望

4G移動互聯(lián)通信寬帶技術(shù)在我國應用廣泛，具有廣闊的市場，在技術(shù)上的進步促進社會向移動互聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展，具體表現(xiàn)為：①用戶數(shù)量逐漸增長，人們的移動上網(wǎng)服務需求量逐漸增大。4G技術(shù)移動互聯(lián)寬帶技術(shù)的市場份額不斷提升。②4G移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展實現(xiàn)了技術(shù)上的突破，服務資費大幅下降，表現(xiàn)為4G服務（語音業(yè)務及數(shù)據(jù)業(yè)務）資費遠低于3G服務。③4G終端設(shè)備種類繁多且價格適宜。4G終端設(shè)備開發(fā)商加快推出了適用4G模式的移動終端（手機及通話平板），且其整體價格有向低價格檔（售價＜1500元）發(fā)展的趨勢。第四，移動通訊服務商加強了4G網(wǎng)絡(luò)的實驗研究和建設(shè)部署。

5 總結(jié)

綜上所述，在科技的不斷發(fā)展下，人們普遍實現(xiàn)了對4G移動通信技術(shù)的應用，且對其要求不斷增加。但是，4G移動通訊技術(shù)的發(fā)展仍處于一種初級階段，4G移動通訊技術(shù)和一些相關(guān)技術(shù)之間的結(jié)合性不夠。為此，需要有關(guān)人員加快對4G移動通訊的研究力度，不斷實現(xiàn)技術(shù)的普及發(fā)展，使其成為更加完善的移動通信系統(tǒng)。

[1]黃 靜，朱欣遠.4G移動通信關(guān)鍵技術(shù)及其展望探究[J].中國新通信，2014，03：119～120.

[2]潘娜.4G移動通信關(guān)鍵技術(shù)及其展望探究[J].信息系統(tǒng)工程，2014，09：33.

[3]曹正超.4G移動通信關(guān)鍵技術(shù)及其展望探究[J].中國新通信，2014，24：82～83.

[4]景龍剛.4G移動通信關(guān)鍵技術(shù)及其展望探究[J].電子世界，2014，18：13.

[5]劉文婭.基于4G的移動通信網(wǎng)絡(luò)的研究與展望[J].電腦知識與技術(shù)，2013，17：3941～3942.

TN929.5

A

1004-7344（2016）14-0271-02

2016-4-26