關于4G技術在通信工程中的應用探討

徐國榮 南京中興軟件有限責任公司

導言：21世紀以來，數據通信技術和多媒體服務日益增長，第四代移動通信技術也越來越完善，適應了移動數據的成熟、移動計算的更新和移動多媒體業務的發展。在日新月異的科技潮流中，3G技術最終將被新的4G取代。如今，網絡技術受到了更高的要求，4G通信技術顯示出其無可比擬的優勢。就技術而言，它具有更高的頻譜；在交流模式方面，它有更多的變化。移動通信的智能已經變得更加穩定和完善。毫無疑問4G通信技術會給人們帶來更加美好的未來。

1 、4G通信技術的定義

第四代移動通信技術也被稱為第四代移動電話移動通信標準。該技術包括TD - LTE系統和FDD - LTE系統。4G通信技術將3G和WLAN相結合，能夠快速傳輸高質量的數據，包括音頻、視頻和圖像。與國內寬帶相比，4G可以以超過100 Mbps的速度下載，顯然足以滿足用戶對無線服務日益增長的需求。此外，4G信號可以快速傳播到整個區域，即使這些區域不覆蓋DSL或有線電視調制解調器。顯然，4G比3G更適合當今快節奏的信息生活。

2 、4G技術在通信工程中的優勢

4G技術在通信工程中具有明顯的優勢，如高速、高智能和強兼容性。具體來說，速度在通信工程的競爭中一直占據首要位置。只有確保速度，我們才能突出4G技術的良好質量，更好地滿足用戶對速度的迫切需求。此外，通過4G技術提高通信速度極大地促進了網絡Karton等現象的出現，促進了通信工程的發展和進步。

4G技術在通信工程中的應用也有助于提高通信工程的智能。與以前的通信設備相比，4G技術的優勢令人驚訝。今天，幾乎每個人都有一部智能手機，它的高度智能使得用戶在使用手機的過程中非常方便和有經驗。例如，4G技術在通信工程中的應用不僅可以響應用戶的使用。環境分析也可以向用戶報告，這樣用戶可以對自己的環境有一定的了解。同時，也可與網絡相連接，而進行相關信息的查詢，并對環境可能對用戶產生的影響予以總結，使用戶對環境對工作的適應程度有一個明確的判定。4G技術的收集功能，對菜單及界面都予以了人性化的改善，這在很大程度上降低了用戶對菜單所存在的依賴，使實際操作的便捷性獲得顯著提升。

在兼容層面而言，4G技術也有著很大進步。這里所說的兼容是指硬件、軟件之間的相互配合程度。4G技術的應用，對通信工程的意義非凡。如果4G技術想要朝著市場化方向前進，就應該明確4G技術創新的道路，以確保新舊產品之間的平穩過渡。因此，兼容性是4G技術的有利優勢。只有加強4G技術在通信工程中的兼容性，才能減少新舊產品之間的排斥，解決4G技術在市場環境中面臨的困難。同時，提高4G技術在通信工程中的兼容性也能有效降低用戶在通信中的花費，增強用戶對4G技術通信的體驗，從而促進4G技術在通信工程中的更好發展。

3 、4G技術在通信工程中的具體應用

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

3.1 軟件無線電技術

軟件無線電技術用于通信工程，需要寬帶無線接收器來接收數據和信息。在應用軟件無線電技術之前，接收器主要是窄帶的，離天線不夠近。寬帶的應用有效地解決了上述問題，增強了系統結構的靈活性。由于寬帶可以通過軟件編程實現，系統的抗干擾能力也得到提高。當應用于通信工程時，提高通信靈活性和通信質量具有重要價值。

3.2 智能天線技術

智能天線技術在通信工程中的應用，要求以空分多址技術作為依靠，實現數據的傳輸。數據信號在傳輸過程中，其方向通常存在差別，智能天線技術可利用上述差別，實現對同頻率的信號的區分，能夠有效改變信號的覆蓋區域，增強通信過程中的抗干擾能力，是提高通信質量的關鍵。另外，智能天線技術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 多天線技術

根據多天線技術的定義，任何頻譜傳輸過程產生的通信信息端將通過多天線實現。以前的通信項目是單個天線，但是多個天線則相反。它的巨大優勢在于它具有多樣性的特點。這種技術允許容量倍增，當頻譜本身有限時，容量倍增可以支持更多用戶，從而增加了成本并降低了頻譜使用效率。引入多天線技術后，智能天線技術可以集中體現。這種技術能夠通過劃分空間來獲得更多地址，在地址碼以及時間間隙一樣的情況下，頻帶相同，而給定的空間與信號的傳輸路徑是獨立和不同的用戶，因此，在有限的資源頻率下，仍能夠進行高效率信號傳輸。在同一時隙中，能夠多路信號的傳輸，傳輸仍然是可以實現高效率。由于多天線技術同時來自不同的路徑，從而降低了信號之間的互干擾，使得信號能高質量發送接收信號。

3.4 OFDM技術

OFDM技術又稱正交頻分復用技術，是當前通信工程應用的主要技術之一。該技術下，通信功能需要以串行數據流的分解以及合成的過程的實現來達成。要傳輸的數據最初以串行數據流的形式存在。為了達到通信目的，數據流將被立即分解成不同的子數據流。與原始串行數據流相比，每個子數據流的傳輸速率相對較慢，并且可以通過相互正交的子載波來傳輸。當需要輸出時，它將被重建和合成，最終完成數據傳輸過程。

在該數據傳輸過程中，由于各子數據流傳輸所依賴的子載波呈相互正交的狀態，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，效率較高。另外，由于串行數據流被分解成為了子數據流，在碼元周期方面有所減小，因此干擾問題也會得到解決，可有效提高數據的傳輸效率與質量。

3.5 MIMO技術

對這一技術的運用，要通過多個天線，MIMO技術能夠提供給通信系統重要輔助。即空間復用增益。若想實現這一功能，則應依附于兩端天線，進而對多徑分量予以高效運用，并能夠把不同信號使用至相同頌帶上，讓系統實際容量可跟隨天線數量一同增加，最終發揮出拓展作用。

同時，這一功能還具有三項顯著優點，其一，對頌譜使用效率的提升。其二，對無線信道總體水平的提升。其三，對系統實際容量的拓展。

3.6 核心網

4G技術的核心網為一種基于IP的網絡，它能夠保障網絡之間的有效互聯。核心網在接入計劃中是獨立存在的，可對IP業務予以服務，同時也能實現PSTN與核心網之間的兼容。另外，核心網自身具備結構開放特征，使多種接口都能夠與核心網進行接入。并且，核心網可實現對傳輸以及業務等之間的分隔，以達到良好的兼容目的。所以在進行核心網的設計時，可具備極大空間性及靈活性，不用對無線接入方式予以深思熟慮，這能夠為4G技術在通信工程中的應用提供極大方便。

結束語：科學和技術的步伐不太可能停滯不前，人們對技術的需求也在不斷增加。通信網絡不僅會更快、更廣、數據更安全，而且會更好、更方便地為人們的生活服務。因此，廣泛使用的4G技術是不可避免的工程通信。4G網絡技術本身的特點和優勢已經使其具有了遠大的發展前景和廣闊的發展空間，在不久的將來，4G移動通信技術一定會如其所愿，達到普遍的應用。