對于4G移動通信技術的現狀分析

邢崢

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對于4G移動通信技術的現狀分析

邢崢

朔黃鐵路發展有限責任公司肅寧分公司，河北 肅寧 062350

對4G移動通信技術的發展現狀進行了分析研究，闡述了4G通信技術發展的不足，分析了4G信號的覆蓋范圍問題、4G建設的成本投入與流量問題、流量與語音融合發展下的流量轉型問題，設備的更新與容量問題，進而了解4G通信中的關鍵技術，其中有正交頻復用方法（OFDM）、智能天線技術等，最終分析了4G通信技術在以后的道路中的發展方向，目的是能對其未來改進有一定的參考價值。

4G移動通信技術；信號覆蓋；SDR技術；RAN技術

隨著移動互聯網的發展日新月異，4G移動通信也在國際范圍內突飛猛進地發展。在這樣的時代背景之下，通信行業也應加深對4G移動通信技術的了解，了解該技術的結構與技術關鍵。此外，還要做一系列性能方面的預測和評估，盡快做出充分的技術準備，做好行業前景展望，抓住4G移動通信技術的推廣、普及和商用時機，為企業的戰略布局添翼，從而進一步推動移動通信技術的發展

1 當下4G移動通信技術發展現狀

雖然4G移動通信技術取得了重大的發展與進步，但我國4G技術的發展尚處于中期，雖然擁有龐大的使用群體，但技術依然不夠成熟，當前4G的發展存在的主要問題有如下幾方面：

1.1 4G信號的覆蓋范圍有待進一步拓展

以中國移動為例，作為拿到TD_LTE牌照的國內首家移動運營商，于2013年12月拿到4G牌照后，以驚人的速度發展自己的4G通信，4G基站的數量從最初的20萬個到如今超過100萬個，4G基本實現了對大多數城、鄉、鎮的連續覆蓋，使4G技術不斷在廣度和深度方面得到提升。當然，其對于4G基站的建設不會停止，2016年，各大運營商還將繼續對4G基站的建設加大投入，尤其對山區、樓區等易容障礙物影響的地區加大投入，基本實現解決信號覆蓋的問題。

1.2 網絡基礎設施的更新速度無法得到切實保證

到目前為止，全球范圍內都已經面向3G移動通信系統建立了無線基礎設施，雖然4G通信系統和3G通信之間的兼容問題已經得到了初步解決，但是仍然會受到現有網絡設施更新速度慢的限制。因此只有切實保證網絡設施的更新速度，才能夠實現4G移動通信系統的全面應用。

1.3 流量與語音融合發展下的流量轉型問題

現階段看來，4G主要指的就是流量，我們常用的語音和短信卻依然建立在3G和2.5G上，如今傳統的語音通話已經快速步入了衰退期，新型的經營理念與經營模式正在推動著傳統通信時代的改革，技術創新已成必然，因此傳統通信轉變發展模式迫在眉睫。2016年是移動通信發展的關鍵時期，順應4G的發展趨勢，主動尋求創新，把流量與語音融合一體成為主流的經營模式，是各大運營商迫在眉睫的任務。

1.4 4G移動通信系統的容量問題

4G通信系統最為顯著的特點就是具有超高的傳輸速度，不過由于通信系統容量過小，其高速傳輸在現階段也只是理想狀態下能夠實現。而在未來的發展中，只有不斷地增加通信系統具有的容量，才能夠真正地實現4G移動通信系統的高速傳輸。

2 常見的4G移動通信技術

2.1 正交頻分復用技術（OFDM）

OFDM為一項多載波調制，包含大量的創新優點：可以把信號波形里面的干擾杜絕甚至變弱，增加了頻譜的重復利用率；適用于高速度傳送資料，有比較強力的抵抗衰落技能、比較強力的抗碼間干擾技能。

2.2 智能天線技術

智能天線具備了阻礙信號干擾、自動跟蹤和數字波束調整的智能功能，被認定是此后移動通信的重要技術。智能天線利用波束能夠于空間內阻礙交互影響，增強特殊區域里希望得到的信號。此技術既能夠增強信號水平，又能夠增強傳輸容量。它的基本原理是對無線基站端運用天線以及無限收發信機來完成射頻信號的接收與傳輸[1]。并且，透過基帶數字信號處理器，對所有天線鏈路上所接收的信號通過相應的算法進行合并。如今智能天線的控制手段基本上包含兩種：全自適應手段以及來自預多波束的波束相互替換手段。

2.3 多輸入多輸出技術

雖然早在20世紀初就提出了MIMO技術，但是直到20世紀90年代才真正意義上地推動了無線移動通信系統MIMO技術的發展與應用[2]。MIMO系統通過在發射端和接收端采用多天線以及多通道的方式，能夠讓信號在經過多重切割以后，最終實現信號的同步傳送。接收端可以在多重天線的基礎上同時接收各種信號，并且采用DSP重新計算的方法，按照測得的時間差，重新把各個相互分開的信號進行組合，及時準確地將信號進行了還原。

2.4 SDR技術

SDR技術即為軟件無線電技術，是把標準化、模塊化的硬件功能單元通過通用硬件平臺，運用軟件加載的方法實現不同無線電通信系統的一個開放式構造的技術。而中心思想是讓寬帶模數轉換器以及數模轉換器等較為先進的模塊盡量貼近射頻天線的標準，盡量更多地通過軟件來規定無線功能。這個程序包括了多個無線網信號的規則和修復程序、變換程序、搜索信號、內部計算程序、報警預報等多個不同的程序。軟體無線電技術很多可以在現場進行邏輯門陣列和數字信號處理等。

2.5 源于IP的核心網技術

4G移動通信系統的核心網是一個源于IP的網絡，能夠完成各自網絡之間的無縫互聯。核心網獨立于各類具體的無線接入方案，可以供應端到端的IP業務，可以和已經具備的核心網以及PSTN進行兼容。核心網擁有了不封閉的構造，能夠使不同的接口連接其中，能夠把任務傳導及核心操控各個區分開來。用完IP以后，這里面的無線連接方式和所遵循的協議及鏈路全部是各自運行的。在4G通信系統里會取締IPv4協議，主要運用全分組形式IPv6技術。

3 4G移動通信技術未來發展展望

3.1 4G通信技術的RAN技術

4G移動通信技術取締3G移動通信技術的原因是4G具備了高速、大容量的良好性能，而且造價投資非常經濟。4G通信技術的RAN技術會向著電路互換以及設備分集方向前進，可以在RAN技術的提供下讓3G、4G、固網之間實現漫游交叉，并且可以作用到下一代互聯網技術中，形成更好的性能。

3.2 交互性干擾有效控制技術確保移動通信信號的穩定

交互干擾有效控制技術屬于4G移動通信技術的基本技術，透過交互的形式，降低并減少通信設備相互間的影響，在不存在其他信息影響下真正確保了移動通信信號的穩定性，提升了移動通信信號的傳輸質量。

3.3 透過多用戶識別技術提高總基站的系統容量

對移動通信來說，很多客戶共同使用是一個巨大的問題，多用戶會存在各種各樣的干擾信號，這對原始通信信號形成干擾，最終導致通話質量不佳。目前，新型多用戶自由識別技術被投入運用，在這項技術的處理下，總基站的系統容量提高了，這也使得原來信息的覆蓋面積擴大。通過這樣的處理，能使得通信網絡基礎設施的各項工作簡化，提升效率。在多用戶識別技術影響之下，通信技術水平也大大提升了。

3.4 利用智能化處理節點保持通信的穩定性

利用智能化處理技術可以提高解決問題的效率，有效處理運行中出現的故障和超載問題。同時，還引進了問答裝備。這種采用了特殊問答形式的裝置有其獨特的作用，它能分析并處理智能處理器在運行中出現的錯誤，并自動排除網絡故障、斷裂等非正常因素，從而使通信更趨于穩定通暢。

3.5 引進無線電自動接收技術降低技術損耗

現今移動通信技術如何取得更好地發展，合理節省設備支出尤為重要，引進并改善無線電自動接收的效果，而整體接收采取了嵌入式形式，在一定程度上減少了技術損耗。能耗的降低達到了綠色環保、節能減排的目的。

4 結語

現今移動通信技術作為通信技術最為重要的技術之一，也在逐步發展更新。隨著現代化技術的不斷發展，現代社會已經成為一個信息網絡化的時代，人們對于信息網絡技術的要求也越來越高，隨之產生了移動通信的更新換代。隨著3G網絡的覆蓋，4G網絡技術不斷發展，成為新一代的網絡新星。只有對移動通信4G技術的結構、性能等4G關鍵技術不斷進行研究總結，加強我國的通信事業的建設和改革，才能不斷將4G網絡在人們的日常生活中進行普及，為人們的生活帶來更多的便利。

[1]王祝，李小勇.4G移動通信技術的要點和發展探討[J].移動信息，2015（7）：68-69.

[2]徐慶龍，張明.4G移動通信技術應用及發展研究[J].引文版：工程技術，2015（17）：291.

TN929.5

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1009-6434（2016）05-0009-02