4G移動通信系統的主要特點和關鍵技術

李 興

（1.太原理工大學， 山西 太原 030024；2.中國移動通信集團山西有限公司忻州分公司， 山西 忻州 034000)

1 4G移動通信系統的特點

1.1 速率高

4G移動通信系統，本就在發現3G通信系統之上衍生而來的，4G移動通信系統采用新的通信技術方式，解決了3G以及傳統通信系統的不足，有效解決了手機以及其他通信設備無線訪問通信速率低的問題，同時有效地提高了無線通信速率，從而提升了用戶的商戶速率。對于使用4G通信系統要求較低的移動中網商用戶，通過無線進行信息訪問的速率也能可以達到20 MB/s。對一般要求以及要求較高的網商戶4G無線訪問的速率可達100 MB/s。4G移動通信系統的上網速率，遠高于3G移動通信系統的上網速率，可高達50倍。

1.2 兼容性能好

按全球統一保制規定，4G移動通信系統可與固定網格、無線、3G通信無縫對接，呈現相對較好的兼容性，該通信系統已經能夠在全球不同區域進行較為全面的網絡覆蓋，因而，一部手機就能實現在全球任何區域的地點都能進行信息通信。4G移動通信運營商還可以依據4G移動通信系統兼容性的特點，享受到了更多層次的多種共性信息服務，4G移動通信系統實現了多種通信技術融合的基礎，達到了信息通訊更高更好的傳輸效果。

1.3 智能化程度高

如同4G移動通信系統是在3G以及傳統通信系統基礎上發展而來的情況一樣，科技的進步使得通信系統愈發智能化，4G通信技術的應用也將會向更加智能化的方向發展。4G移動通信系統能更好地實現通信資源的合理分配，將不同的業務進行融合，解決多種復雜亦或繁瑣的辦公能力。4G移動通信系統實現了不同速率之間的自由切換，在實際應用操作上更便捷，4G通信技術也已經實現終端設備的設計智能化。

1.4 覆蓋范圍廣

傳統的通信會受到地理條件以及各類環境因素的影響，特別是對于高原和偏遠的鄉村地區，信號即使已顯示覆蓋，但通信范圍依舊還局限于寬闊地帶，狹小的地域通信依舊受限。4G移動通信系統則很好地解決了這類問題，打破了傳統通信系統的信號限制，隨著4G技術的不斷發展，手機通信的信號也在向更廣闊的范圍發展，使得遠在深山之處，也能進行暢通的信息交流。

1.5 媒體業務廣

4G移動通信系統，是在3G業務的基礎上，實現了音影像業務的速度化、高清化、效率化，減少了視頻、音頻、影像的加載時間和清晰度，除日常通訊的語音通話和視頻通話之外還能實現會議、電視業務以及更多相關的虛擬現實業務等。4G移動通信系統可為用戶提供多樣的多媒體功能業務服務，與視頻、電視、網絡游戲等技術有更為密切的關聯。

2 4G移動通信系統的關鍵技術

2.1 正交頻分復用技術

正交頻分復用技術（OFDM），是4G移動通信系統多載波調制的重要技術之一，也可以稱之為4G移動通信系統的核心技術。正交頻分復用技術是將高速的數據流轉，轉換成多個可在子信道內進行的低速數據流轉，再對數據進行傳輸和運行。正交頻分復用技術在4G移動通信技術的使用，有效地提高了4G移動通信技術的操作性，解決了傳統通信系統技術的低頻率造成的編碼干擾等問題，改善了由于頻率選擇造成的衰弱信道問題。正交頻分復用技術同時還具備抗多徑的時間延伸能力，正交頻分復用技術的使用不是單一性的，其還需要多項配套技術的配合使用，才能達到更有效的效果。對于通信中的放大器，其線性性能要滿足要求，放大器在運行中也需要保持良好的狀態。正交頻分復用技術是為了解決移動通信過程中的載波問題而出現的，它具備很多獨有的優勢，還可以有效利用頻譜，優于串行系統的速度，但也有一定的不足。正交頻分復用技術在應用過程中，由于偏頻或相位聲音，會給載波造成不同程度的破壞，進而也會出現一定的信號干擾，所以正交頻分復用技術也還并不能解決所有的載波問題。

2.2 多用戶檢測技術

3G移動通信系統的抗干擾能力相對較差，它是利用每個用戶的接收信號來實現擴頻碼的匹配處理，3G移動通信系統所采用的檢測主要是依據經典直接序列擴頻技術完成的。4G移動通信系統，是在3G移動通信系統的單戶檢測基礎上發展的多用戶檢測技術，多用戶檢測技術可以在最大限度的基礎上，通過導致多種干擾的全部信號來完成對于單個信號的檢測處理工作，很大程度上增加了檢測抗干擾性的檢測能力，使之檢測效果更優良。4G移動通信系統的多用戶檢測技術是屬于寬帶CDMA通信系統中使用抗干擾的重要內容,在使用多用戶檢測技術的通信系統架構過程中,還應該全面考慮各個用戶之間的信號在進行運輸過程中所存在的關聯，雖然其干擾性的存在率較低，但隨著4G移動通信系統的全球覆蓋面積擴大，隨著用戶量的增加，多次干擾就會變成了CDMA通信的主要干擾。通過在CDMA的系統終端以及基站使用用戶檢測技術，還可以增加系統的容量。使用多用戶檢測技術，還能在降低系統對于功率控制精度所提出的要求。

2.3 多輸入和多輸出技術

多輸入和多輸出技術（MIMO）通常是采用分立式的多天線餞行空間分集，它是通過利用多個接收天線和多個發射器，來實現空間的分集。然后將通信鏈路分解成多個相互并行的子信道，進而達到提高數據容量的效果。多輸入和多輸出技術利用多發射與多接收的天線實現空間分集技術，已經成為4G移動通信系統關鍵技術的重要組成部分，多輸入和多輸出技術能有效抵抗4G系統原有的衰弱，能提高4G通信系統空間分集的效益，還能提升4G系統空間的重復使用，還可以為4G系統的抗噪聲性能發展奠定基礎。

2.4 智能天線

智能天線相當于雙向天線，通過天線陣列、波速形成的算法、波速形成的網絡三個組成，利用組成部分，相對減少通信信號不被干擾。智能天線的主要作用在基地現場，其自身攜帶了電子相關關系進行運作編程，并通過該編程來獲取基地與移動塔臺之間鏈路的方向。智能天線能夠保障用戶接收正確信號，使用戶在使用4G移動通信系統時，一旦發生信號越區的現象，其信號也能進行智能切換。智能天線技術的出現，對4G核心網絡的實際運行速度與質量的提高起到了核心的作用。智能天線技術(SA)因其獨有的發展優勢，在4G移動通信系統的應用中將會擁有巨大的推廣前景。

3 結語

4G移動通信系統技術能夠快速度、高質量地反映音影像以及擴大多媒體的使用功能范圍，使用者可以依據自身不同的使用需求來選擇不同的服務功能，不同服務功能的計費方式不同，因而其計費方式相對靈活。與其他通信系統相比，4G移動通信系統本身就具備更為獨特的通信業務優勢，而在各行各業得到覆蓋式地應用和發展，也具備廣泛的應用前景和發展空間。在4G移動通信系統技術發展的基礎上，對其關鍵技術不斷進行更新改進，強化解決信號在傳輸過程的干擾問題，以便讓其提高信號傳輸的質量，提高傳輸的穩定性，為4G移動通信系統的用戶獲得更高層面的通信功能和業務服務，讓其自身優勢得到更完美地詮釋和發展。

[1]魏玉玲，朱應斌.4G移動通信系統的主要特點和關鍵技術[J].信科技傳播，2014（5）：208.

[2]黃京.4G移動通信系統的主要特點和關鍵技術[J].移動通信，2016（6）：23

[3]姚雪，陸明，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.