關(guān)于4G技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用探討

韓培

摘 要：隨著我國科技的進一步發(fā)展，移動通信技術(shù)也逐漸發(fā)展到了第四代，每一次的更新?lián)Q代都意味著通信技術(shù)更加完善，時至今日，在通信技術(shù)經(jīng)歷的發(fā)展階段中，在數(shù)據(jù)傳輸方面3G通信技術(shù)已經(jīng)比較快速了，但在科技發(fā)展迅速的今日，3G通信技術(shù)最終會被4G通信技術(shù)所代替。隨著4G通信技術(shù)的誕生，在技術(shù)上它的優(yōu)勢更加凸顯，在通訊科技上，對比之前的通信技術(shù)更具多樣化，并且更加穩(wěn)定與完善。4G技術(shù)可以在多方面使用戶的需求得到滿足，便于用戶得到更加快捷的服務(wù)。

關(guān)鍵詞：4G技術(shù) 通信工程 應(yīng)用

1、4G通信技術(shù)的相關(guān)理念

顧名思義，4G通信就是第四代移動通信系統(tǒng)，它是在3G技術(shù)基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來的，更側(cè)重WLAN技術(shù)、3G技術(shù)二者的結(jié)合，由此相比3G技術(shù)而言，首要的就是實現(xiàn)圖像高速傳輸?shù)娜蝿?wù)，另外還要確保圖像質(zhì)量與清晰度的能達到相應(yīng)電腦水平。此外，4G通信技術(shù)的進步實現(xiàn)了用戶高達100M的下載運行速度，比過去的3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下載速率大了數(shù)倍，能實現(xiàn)無線用戶實際的需求。4G通信技術(shù)建立所要努力的方向就是通訊順暢性的保障，這一技術(shù)也在一定程度上有助于提升網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)乃俾?，特別是在實時信息傳輸時，4G通信技術(shù)的傳輸速率可以達到1000bps以上，這是現(xiàn)下2G、3G都無法企及的狀況。4G通信在傳輸速率和光纖傳輸有共通之處，而在信息爆炸的時代，人們會越來越傾向于4G通信技術(shù)的使用。

2、4G通信關(guān)鍵技術(shù)要點

2.1 多天線技術(shù)

多天線技術(shù)就是信息的傳遞都是通過多個天線來實現(xiàn)。以前通信工程都是單天線，而4G技術(shù)中多天線的一大優(yōu)點在于其多樣性。多天線技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)容量相乘，能夠支持更多用戶，降低頻譜使用頻率。引入多天線技術(shù)可將智能天線技術(shù)體現(xiàn)出來。這種技術(shù)可以劃分空間獲取更多地址，在地址碼和時間間隙相同的情況下頻帶一樣，而給定空間與信號傳輸路徑則是獨立和不同的用戶，因此，在資源頻率有限的情況下，依舊可以通過高頻信號進行傳輸。在同一時間間隙中，可多路信號進行傳輸，而傳輸依舊能夠?qū)崿F(xiàn)高效率。

2.2 正交頻分復(fù)用技術(shù)

正交頻分復(fù)用技術(shù)作為4G通信技術(shù)的核心，在4G通信技術(shù)發(fā)展過程中發(fā)揮著十分重要的作用，由于正交頻分復(fù)用技術(shù)能夠?qū)⑿诺婪指畛啥鄠€正交子信道，將傳遞的對應(yīng)數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)為并列低速子數(shù)據(jù)流，然后再分流給子信道，最終完成信號傳遞。正交頻分復(fù)用技術(shù)的傳遞優(yōu)勢為在整個信號傳遞的過程中擁有較強的抗衰能力，并且還可以降低通信銑刀衰落速度。總體上來說，正交頻分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用提升了通信抗干擾能力，保障了通信系統(tǒng)的工作質(zhì)量以及信號傳輸效率。

2.3 軟件無線電技術(shù)

軟件無線電技術(shù)的特殊在于技術(shù)核心就是軟件，而非硬件。應(yīng)用軟件無線電技術(shù)可以充分發(fā)揮無線電臺各部分功能，譬如頻帶或者空中接口等功能都可以利用軟件來下載，經(jīng)過更新實現(xiàn)升級，而并不是不斷更換硬件設(shè)備。較之硬件設(shè)備，軟件具備很多優(yōu)越性，這都是硬件設(shè)備難以比擬的。軟件的特點在于：一方面，軟件可通過編程不斷增強發(fā)展模式的靈活性，無論是拓展業(yè)務(wù)還是分析環(huán)境能力，只要對程序加以改編就可實現(xiàn)上述目標；另一方面，在以硬件為基礎(chǔ)技術(shù)上，換件技術(shù)能夠模塊化，將單個物理電氣接口模塊加以更換，從而延長軟件無線電使用壽命。

2.4 智能天線技術(shù)

智能天線技術(shù)是通過在基站現(xiàn)場安裝雙向智能天線，其主要作用在于獲取方向性，該技術(shù)的實現(xiàn)途徑是利用編程形成一組電子相位關(guān)系的固定天線單元，利用其捕獲方向性。除此之外，基站與移動臺之間形成多個不同鏈路，該種鏈路方向性也是由此來獲得。智能天線能夠?qū)﹃囎有盘?、?quán)數(shù)以及相位加以調(diào)節(jié)，借此改變陣列方向圖形狀。智能天線擁有多光束頻率復(fù)用，即對不同方位同樣頻率天線加以標記，由此達到頻率復(fù)用，這種不同空間路徑劃分方法也被稱作空分多址。智能天線技術(shù)是以天線技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)要求天線要分給每個用戶一個點的波束，因此，只要按照用戶空間位置，就可將每個用戶的無限信號加以劃分。

2.5 ipv6技術(shù)

ipv6技術(shù)的最突出特點在于擁有廣闊的地址空間，在ipv4技術(shù)當中的地址長度為32位，這意味著最大地址數(shù)量為232個，而在ipv6技術(shù)當中的地址長度為128位，最大的地址數(shù)量為2128個，這種地址空間的倍增完全不是一個數(shù)量級別的，凡在通信網(wǎng)絡(luò)當中的所有設(shè)備都會匹配一個獨一無二的地址。ipv6技術(shù)的應(yīng)用突破了ipv4技術(shù)的瓶頸，那就是ip地址少的情況。另外，ipv6技術(shù)也是目前最安全的。因為當用戶應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)時，對網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)能夠進行加密和校驗，這就可以提升網(wǎng)絡(luò)的保密程度，提升安全性。

3、4G技術(shù)在通信工程中的具體應(yīng)用

從軟件無線電技術(shù)、智能天線技術(shù)、OFDM三個角度出發(fā)，對4G技術(shù)在通信工程中的具體應(yīng)用情況進行了研究與探討：

3.1 軟件無線電技術(shù)

軟件無線電技術(shù)用于通信工程中，要求采用寬頻帶的無線接收機實現(xiàn)對數(shù)據(jù)以及信息的接收。在軟件無線電技術(shù)未應(yīng)用前，接收機均以窄帶為主，與天線不夠靠近。寬頻帶的應(yīng)用，有效解決了上述問題，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的靈活程度得到了增強，且由于寬頻帶可采用軟件編程來實現(xiàn)，因此，同樣提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，將其應(yīng)用到通信工程中，對于通信靈活性的提升，以及通信質(zhì)量的提高，具有重要價值。

3.2 智能天線技術(shù)

智能天線技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用，要求以空分多址技術(shù)作為依靠，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。數(shù)據(jù)信號在傳輸過程中，其方向通常存在差別，智能天線技術(shù)可利用上述差別，實現(xiàn)對同頻率的信號的區(qū)分，能夠有效改變信號的覆蓋區(qū)域，增強通信過程中的抗干擾能力，是提高通信質(zhì)量的關(guān)鍵。另外，智能天線技術(shù)還具有覆蓋范圍大的特點，可充分滿足更多用戶對于通信的要求。

3.3 OFDM技術(shù)

OFDM技術(shù)又稱正交頻分復(fù)用技術(shù)，是當前通信工程應(yīng)用的主要技術(shù)之一。該技術(shù)下，通信功能需要以串行數(shù)據(jù)流的分解以及合成的過程的實現(xiàn)來達成。最初需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，以串行數(shù)據(jù)流的形式存在，為達到通信目的，數(shù)據(jù)流會被立即分解成為不同的子數(shù)據(jù)流，與原有串行數(shù)據(jù)流相比，各子數(shù)據(jù)流在傳輸速率方面相對較慢，可以以相互正交的子載波為憑借實現(xiàn)傳輸，在需要輸出時，重新組建與合成，最終使數(shù)據(jù)傳輸過程完成。在該數(shù)據(jù)傳輸過程中，由于各子數(shù)據(jù)流傳輸所依賴的子載波呈相互正交的狀態(tài)，因此其在頻譜方面，往往存在重疊的部分，傳輸過程無需利用過多的頻譜，便能夠有效完成。另外，由于串行數(shù)據(jù)流被分解成為了子數(shù)據(jù)流，在碼元周期方面有所減小，因此干擾問題也會得到解決，可有效提高數(shù)據(jù)的傳輸效率與質(zhì)量。

4、結(jié)語

我國移動通信技術(shù)發(fā)展至今，經(jīng)過了多種技術(shù)變革，在之前的3G通信技術(shù)里，雖然有著較快的數(shù)據(jù)傳輸速度，但是在快速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)里，4G技術(shù)逐漸展露頭角，我國的科技水平不斷的推陳出新，人們的日常生活與4G網(wǎng)絡(luò)有著密切的聯(lián)系。4G網(wǎng)絡(luò)有著其獨特的功能，在很大程度上推動國家網(wǎng)絡(luò)科技的快速發(fā)展，并且其發(fā)展空間十分廣闊，這就給4G通信帶來了良好的發(fā)展前景。

參考文獻

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