無線通信4G關鍵技術淺析

摘要：隨著通信技術在全世界上廣泛的使用以及不斷的發展，通信技術成為了國家科技綜合實力的重要衡量標準，同時也開始深入到我國的各個領域中，成為了能夠影響我國人民正常生活的重要技術。本文首先對4G移動通信的特點做了簡單的介紹，并將此作為切入點，深入分析了無線4G的關鍵技術，希望能夠為我國無線通信行業的發展提供值得參考的意見。

關鍵詞：無線通信4G技術 特點 關鍵技術

中圖分類號：TN91 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）10-0032-01

4G（第四代移動通信技術）與3G技術相比，其數據、視頻傳輸的速度以及質量均遠遠高于3G技術，一方面能夠對3G技術中存在的信號不穩，業務類型少等問題進行有效的解決，另一方面還能夠大大提高移動通信的質量，更好的滿足人們的需求，有利于推動我國通訊行業的發展。

1 4G移動通信的特點

（1）數據傳輸速率大大增加。4G移動通信問世的主要目的在于提升移動終端的網絡訪問速率，因此4G的傳輸速率與2G，3G技術有了質的飛躍。2G、3G移動通信的傳輸速度分別為9.6kbps、2 Mbps，而4G移動通信的傳輸速率則為100Mbps。

（2）通信方式多樣化。隨著4G移動通信技術的發展，用戶的通信方式也開始逐步豐富起來，不僅打破傳統語音、文本通信的方式，同時還給人們帶來了更佳的體驗，例如：通過網絡通道去體驗廣播、娛樂等多媒體通信方式，極大的滿足了用戶對通信的需求；此外，較高的覆蓋率同樣也是4G較為顯著的特點，覆蓋率的增加不僅保證了信息的穩定性。

（3）大大提高了網絡的智能化。對于智能化程度較高的4G移動技術而言，其能夠通過利用智能技術，科學的分配和管理相關的資源，從而實現優化資源配置，進而更好的滿足客戶需求。

2 4G移動通信的關鍵技術

2.1 正交頻分復用技術

所謂的正交頻分復用技術主要是通過將若干的正交子信道從頻域的信道中劃分出來，同時將數據信號利用高低轉換的技術將其分別調制到不同的子信道中。由于不同子信道中的子載波均不相同，因此將數據信號通過子載波進行傳輸。從上文介紹來看，正交頻分復用技術其實也就是多載波調制技術，同時人們也將其稱之為OFDM技術。該技術通過能夠將不平坦的總信道通過劃分的方式轉化為若干個相對平坦的子信道，而子信道中的信號傳遞屬于窄帶傳輸，因此消除了符號間相互干擾的情況，從而保證信號的均衡。

2.2 多輸入多輸出技術

多輸入多輸出技術的顧名思義就是通過在信號發射端以及接收端中通過設置多個發射以及接收天線來完成信號的發射和接收，多個天線同時進行信號的發射和接收能夠大大提高服務質量，從而滿足用戶的需求，人們一般也將該技術稱之為MIMO技術。而無線信道中的多徑傳播作為該技術的基礎，其不僅能夠大大增加無線信道的空間資源，同時對于提高無線通信系統的復用和分集效率也有著極好的效果。此外對于多輸入多輸出技術而言，在使用過程中，要確保頻譜資源以及天線頻率不發生變化，這樣有利于增加頻譜和信道的容量的使用率。

2.3 軟件無線電技術

軟件無線電技術也被人們稱為SDR技術，該技術主要在射頻天線附近放置寬帶的模數A/D以及數模變換器D/A，并在儀器中連接上標準、模塊化的硬件單元以及開放公共硬件平臺，最后為了完成無線電臺的多項功能，將DSP技術通過軟件編程的方式應用在儀器中。簡單來說SDR技術就是一種以軟件作為基礎，完成的傳統“純硬件電路”操作和控制的技術。

SDR技術與其他技術相比，其不僅能夠很好的實現多功能多頻段的通信，同時還能通過軟件編程的方式來實現系統的升級擴展，與此同時，其還能降4G移動平臺與移動終端連接在一起，從而為運營商節省了大筆成本。

2.4 智能天線技術

天線陣、波束形成網絡、波束形成算法是智能天線三個重要的組成部分，缺一不可，該技術同時也被人們叫做自適應天線陣列，其技術基礎為空時多址技術。該技術的主要工作原理為將信號的覆蓋區結合傳輸方向的區別，區分來對同頻率、同碼道、同時隙中的信號，從而將其進行科學的改變，這樣不僅能夠有效保證主波束的方向與用戶要求方向的一致性，另一方面還能動態監控用戶和環境的變化，結合用戶需求為用戶提供優質的上、下行鏈路信號，繼而大大提供用戶優質服務，消除干擾信號，一舉兩得。

2.5 切換技術

切換技術可以分為3大類，分別是更軟切換、軟切換以及硬切換。該技術的工作原理為通信連續的前提下，切換通信信道。該技術作為移動通信系統中不可缺少的重要技術，下面重點介紹三大切換類型：首先，更軟切換一般在相同基站中使用，主要是指頻率相同扇區不同的信道切換。其次是軟切換，軟切換則應用于頻率不相同的基站中，該切換方式較為安全的，這是因為在切換工程中，移動臺會與原基站、新基站之間在某段時間同時建立鏈路，并當通信鏈路穩定大于新基站目標后，與原基站切斷聯系，整個切換過程中，通信都是連續的，因此不會影響到通信質量。最后是硬切換。硬切換通常應用于不同頻率基站之間，其通常實現將基站與移動臺之間的聯系切斷，并通過頻率調諧的自動調整功能，來建立移動臺與新基站之間的通信鏈路，從而完成切換。在此切換過程中會給通信質量帶來一定的影響。隨著4G技術的發展，軟、硬切換相結合成為了切換技術日后主要的發展趨勢。

3 結語

改革開發以來，我國無線通信技術的快速發展有目共睹，不僅取得了傲人的成績，同時技術實力在世界列國中也排在前面，但是在4G移動通信技術應用的過程中依然存在著不少的問題，不僅影響著通信技術的發展，同時也給用戶帶來一定的困擾，因此還需對該技術進行深入的研究，才能從根本上推動我國通信行業的快速發展。

參考文獻

[1]蔣宇.無線通信4G關鍵技術淺析[J].電子技術與軟件工程，2014（12）：61.

[2]羅濤.無線通信工程的發展和4G技術的介紹[J].中國新通信，2014（16）：16-17.

收稿日期：2016-08-25

作者簡介：周帆（1989—），男，漢族，湖北監利人，本科，通信工程初級監理工程師，畢業于長江大學，就職于公誠管理咨詢有限公司第四分公司，

研究方向：通信工程。