4G移動通信系統中的核心技術分析

李亞仲

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4G移動通信系統中的核心技術分析

李亞仲

廣東海格怡創科技有限公司，廣東 廣州 510000

從1G到4G，我國移動通信技術在近些年得到了飛躍式的發展，4G技術無論是信號的覆蓋面積還是服務能力都得到了明顯的提高，已被各領域廣泛應用。4G技術中包含的關鍵技術有很多種，技術特點以及優勢都各不相同，對其進行討論能夠為其應用水平的提高提供保障。

4G；移動通信系統；核心技術

1 移動通信技術的發展

1.1 1G移動通信系統

1G系統又稱第一代移動通信系統，這一系統在FDMA（Frequency Division Multiple Access，頻分多址）技術的基礎上發展起來，并通過對這一技術的優化，實現模擬通信的目的。1G移動通信系統以西方發達國家的系統為主，除了能夠實現模擬通信這一優勢之外，也存在極大的缺陷，主要體現在無法對通信過程進行保密等方面[1]。

1.2 2G移動通信系統

鑒于第一代移動通信系統的缺陷，通過大量的研究以及對實踐經驗的不斷總結，第二代移動通信系統，即2G系統正式問世。相對于1G系統而言，2G移動通信系統實現了數字化，這是其主要優勢之一。但隨著時代的不斷進步，通信領域需要處理的業務量也在逐漸增多，2G移動通信系統的缺陷開始暴露出來。

1.3 3G移動通信系統

3G移動通信系統在2G移動通信系統的基礎上發展起來。在吸收了2G系統數字化優勢的基礎上，有效地解決了業務量的問題。

與1G以及2G系統相比，我國3G移動通信系統的明顯優勢在于實現了技術的自主研發，這對于我國移動通信領域的發展具有重要意義。

3G系統的缺陷在于傳輸速度無法得到保證，基于這一移動通信系統的數據傳輸速度僅僅為2?Mb/s，通信效果的改善十分不理想。為解決這一問題，4G移動通信技術正式出現。

2 4G移動通信系統優勢

4G移動通信系統的優勢主要體現在網絡高度智能化、信號覆蓋面積廣、業務能力強以及能夠實現無縫漫游4個方面。

2.1 網絡高度智能化

4G移動通信系統屬于高度智能化的系統。在這一系統下，通信過程中各種信號的處理以及發送與接收的過程均能夠在智能化的前提下實現。除此之外，根據不同的通信環境，系統還能夠通過調節達到與環境相適應的標準，這對于通信質量的提高具有重要意義[2]。

2.2 覆蓋面積廣

移動通信系統的覆蓋性能與其成本有關。4G移動通信系統覆蓋性能較好。相對于3G移動通信系統而言，其信號的覆蓋面積得到了擴大，改善了人們的通信體驗，同時也為移動通信領域成本的降低以及經濟效益的提高提供了保證。

2.3 業務能力強

以1G移動通信系統為例，其業務僅僅局限于保證模擬通信過程的實現。通過不斷發展，4G移動通信系統的業務能力得到了極大的增強。在保證通信的基礎上，4G移動通信系統通過與其他系統聯系，還能實現其他功能。同時，通過與手機以及平板電腦等移動終端的配合，觀看視頻和收聽音頻也成為了可能。

2.4 能夠實現無縫漫游

在4G移動通信系統下，全球范圍內均能夠實現漫游。無論在任何地方，都能夠使用4G系統中包含的功能。這是4G系統的主要優勢所在，對于全球化的進一步實現具有重要的意義。

2.5 兼容性更大

4G移動通信系統出現后，很多消費者擔心4G的兼容性，認為如果使用了4G就不能再使用3G甚至2G，而且還要換號。這樣的擔心是多余的，因為他們只需換卡。這表明4G移動通信系統與傳統的無線技術、固態網絡以及3G網絡等實現了自由轉換。而3G網絡技術在這一點上無法實現，因為3G網絡的技術標準受運營商、地理位置等各種因素的影響，因此始終不能給用戶帶來良好的體驗。

3 4G移動通信系統的關鍵技術

4G移動通信系統的關鍵技術主要包括OFDM技術、智能天線技術、MIMO技術以及軟件無線電技術。不同技術實現通信的原理不同，同時也存在著各自的優勢和缺陷[3]。

3.1 OFDM技術

OFDM技術又稱正交頻分復用技術，從其本質上看，屬于多載波調制技術中的一種。這一技術的優勢主要體現在通信效率方面。相對于傳統技術而言，利用這一技術能夠十分快速地實現通信。OFDM技術的實現需要通過將原有的系統分為多個不同信道，這樣的分配方式能夠提高通信速度。在通信過程中，信道衰落是極容易出現的一大問題。一旦出現，通信速度和質量都會受到嚴重影響。OFDM技術的應用能夠有效避免上述影響，改善通信效果[4]。

3.2 智能天線技術

智能天線技術通信功能的實現需要應用智能天線來完成。從其本質上看，智能天線屬于天線陣列的一種，其組成部分較為復雜。在通信過程中，受種種因素的影響，信號的傳輸過程會受到干擾，導致通信質量降低。智能天線技術在解決干擾問題方面具有較大的優勢，通過各天線單元信號的共同作用，干擾問題將不復存在。

3.3 MIMO技術

MIMO（Multiple Input Multiple Output，多輸入多輸出）技術是指在發射端和接收端分別使用多個發射天線和接收天線，使信號通過發射端與接收端的多個天線進行傳送和接收，從而改善通信質量。它能充分利用空間資源，通過多個天線實現多發、多收，在不增加頻譜資源和天線發射功率的情況下，可以成倍地提高系統信道容量。

3.4軟件無線電技術

軟件無線電技術是用現代化軟件來操縱、控制傳統的“純硬件電路”的無線通信。軟件無線電技術的重要價值在于打破了有史以來設備的通信功能的實現僅僅依賴于硬件發展的格局。軟件無線電技術的出現是通信領域從固定通信到移動通信，模擬通信到數字通信之后的第三次革命。

4 結論

4G移動通信系統是當前最為先進的通信系統，這一通信系統解決了傳統系統中存在的問題，不僅提高了通信質量，同時也擴大了業務量。4G移動通信系統的存在為各行各業的發展帶來了極大的幫助。4G移動通信系統的各關鍵技術具有不同的優勢，在對其進行應用的過程中，需要根據實際情況進行綜合考慮。

[1]劉婷婷，方華麗.淺談4G移動通信系統的關鍵技術與發展[J].科技信息，2013（9）：298.

[2]楊偉超，武林俊，扈曉利，黃杰.4G移動通信系統最新發展及關鍵技術[J].福建電腦，2007（4）：31.

[3]林曉陽，陳曉暢，邱維超.4G移動通信系統的研究進展與關鍵技術[J].通信世界，2015（17）：92.

[4]姚雪，陸寧，馬曉明.關于4G移動通信系統主要特點和關鍵技術的探討[J].信息通信，2015（9）：270-271.

Analysis of Core Technology in 4G Mobile Communication System

Li Yazhong

Guangdong Hai Ge Yi Chuang Technology Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510000

From 1G to 4G, China’s mobile communication technology has been leaps and bounds in recent years. 4G technology has been significantly improved both in terms of signal coverage and service capability, and has been widely used in various fields. 4G technology contains a variety of key technologies, technical characteristics and advantages are different, to discuss the level of its application to provide a guarantee to help.

4G; mobile communication system; core technology

TN929.5

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1009-6434（2017）02-0015-02