基于4G移動通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃研究分析

王營 王冬冬

摘 要：隨著幾代通信技術(shù)的發(fā)展，4G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在短短幾年時間里就已經(jīng)得到了一個成熟的發(fā)展，并且在很多領(lǐng)域中都得到了廣泛應(yīng)用，隨著4G技術(shù)的快速發(fā)展，4G通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展規(guī)劃研究就顯得非常重要。本文對這個課題進(jìn)行研究分析，從4G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架及技術(shù)特點、數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)路徑以及傳輸方式的規(guī)劃進(jìn)行分析，以保證通信傳輸?shù)陌踩透咝Щ?/p>

關(guān)鍵詞：4G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；傳輸路徑；無線傳輸技術(shù)

1 4G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述

1.1 4G的定義

目前，移動通信技術(shù)已經(jīng)到了第五個發(fā)展階段，第一階段是在模擬技術(shù)的基礎(chǔ)上形成的通信，對話雙方只能進(jìn)行話音交流；第二階段是在GSM和CDMA這兩個國際通信標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生，不僅可以實現(xiàn)話音交流，還能傳輸數(shù)據(jù)，只不過數(shù)據(jù)的傳輸還不發(fā)達(dá)；第三階段則是融合了以前的技術(shù)以及多媒體技術(shù)，基本能夠給用戶提供穩(wěn)定的聲像和視頻交流，信息數(shù)據(jù)的傳輸速率增快了不少，除此之外還能提供網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)；第四階段就是現(xiàn)在所說的4G通信網(wǎng)絡(luò)，它具有更多的功能，更清晰的對話和更快速的數(shù)據(jù)傳輸；第五階段的移動通信目前也已經(jīng)取得突破性發(fā)展，5G在4G的基礎(chǔ)上又增加了不少功能，并且數(shù)據(jù)傳輸比前者多了好幾倍，就拿一個普通格式的電影來說，在5G網(wǎng)絡(luò)下，只需要幾秒時間就可以下載好觀看，當(dāng)前很多城市開始試用5G通信網(wǎng)絡(luò)，相信幾年之內(nèi)就可以得到大范圍推廣。

本文主要介紹4G通信技術(shù)，第四代移動通信技術(shù)主要包括四個組成部分，分別是寬帶接入（無線方式）、寬帶系統(tǒng)、無線寬帶局域網(wǎng)（也就是WLAN）以及分布網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，4G通信技術(shù)相比前幾代有了突破性的發(fā)展，它不會受到時間、網(wǎng)絡(luò)的制約，用戶可以自由選擇需要的業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，基本不會受到多少阻礙。而且4G技術(shù)有著更加強(qiáng)大的功能，它不僅可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，還能進(jìn)行遠(yuǎn)程操控和精確定位，是一項多功能的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

1.2 4G移動通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

4G技術(shù)已經(jīng)在我國發(fā)展的比較成熟了，幾乎全國都已經(jīng)推廣應(yīng)用了4G技術(shù)，甚至很多大城市都開始試用5G技術(shù)了，由此可見我國移動通信的高速發(fā)展。不過在移動通信技術(shù)飛速發(fā)展的同時，也伴隨著一些問題，以4G技術(shù)為例，隨著人們對通信數(shù)據(jù)傳輸速度的要求越來越高，4G逐漸不能滿足高要求的傳輸速率，必須采取速率更高的通信技術(shù)來解決。另外，4G技術(shù)相比于前三代技術(shù)，系統(tǒng)內(nèi)部的電磁對人體的危害更大，也就是說4G技術(shù)的應(yīng)用存在著一些風(fēng)險。最后一點是推廣問題，雖然更先進(jìn)的5G技術(shù)都已經(jīng)開始試用了，但是仍然有不少地方還沒有廣泛應(yīng)用4G技術(shù)，這凸顯了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不均衡性，表明通信市場是不平衡的。而且4G技術(shù)推廣時間并不是很長，還有很大一部分群體依舊在使用3G技術(shù)，這對4G技術(shù)的市場入駐會有不少影響。

2 4G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架及技術(shù)特點

2.1 EPON網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

EPON組網(wǎng)結(jié)構(gòu)一共由三個部分組成，在用戶和通信供應(yīng)商之間分別有終端設(shè)備、交換設(shè)備和電網(wǎng)局端設(shè)備。在傳輸線路中一共有64個傳輸幀，而每個傳輸幀又包括24個字節(jié)，也就是192個bit數(shù)據(jù)，這個傳輸結(jié)構(gòu)最大的傳輸距離可以達(dá)到20公里。而EPON傳輸線路又分為上下兩層，上層線路是應(yīng)用時分復(fù)用方式進(jìn)行傳輸，交換設(shè)備會在不同的傳輸時間將不同的信息傳輸?shù)浇K端設(shè)備，以避免各種信息發(fā)生混淆；而下層線路則是采用廣播傳輸?shù)姆绞綄崟r傳輸，終端設(shè)備對不同信息進(jìn)行甄別，選擇實時需要的信息進(jìn)行接收。如下圖所示：

EPON組網(wǎng)結(jié)構(gòu)分布圖

2.2 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

TD-LTE主要是從三個層面對網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行布點規(guī)劃，其中核心層是為了提高傳輸數(shù)據(jù)的速度，減少用戶端到基站的傳輸時間；業(yè)務(wù)層是為了完成數(shù)據(jù)的處理和交換，在4G通信業(yè)務(wù)中，需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息非常多，業(yè)務(wù)層可以有效提升原來的傳輸速率，緩解接受數(shù)據(jù)的延時性；傳輸層主要是用來引用無源光網(wǎng)絡(luò)，在OLT和NOU之間實現(xiàn)分光。其中ONU在上行端口應(yīng)采用雙PON傳輸模式，在局端設(shè)備附近形成一個保護(hù)網(wǎng)，避免數(shù)據(jù)流失。

2.3 OFDM技術(shù)

FSK具有一點抗干擾性，編碼采用的是單極性不歸零碼，發(fā)送端發(fā)送的編碼為1的時候，表示處于高頻，發(fā)送的編碼為0的時候，表示處于低頻。假如發(fā)送的編碼是1011010的時候，編碼形成的波形會表現(xiàn)出周期性的浮動。利用OFDM技術(shù)傳輸?shù)男盘枙幸欢ǖ闹丿B部分，技術(shù)人員會依據(jù)處理器對其分析，根據(jù)頻率的細(xì)微差別，劃分不同的信息類別，從而保證數(shù)字信號的穩(wěn)定傳輸。

2.4 MIMO技術(shù)

MIMO利用的是映射技術(shù)，首先，發(fā)送設(shè)備會將信息發(fā)送到無線載波天線上，天線在接受信息后，會迅速對其編譯，并將編譯之后的數(shù)據(jù)編成數(shù)字信號，分別發(fā)送到不同的映射區(qū)，再利用分集和復(fù)用模式對接收到的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行融合，獲得分級增益。

2.5 智能天線技術(shù)

智能天線技術(shù)是將時分復(fù)用與波分復(fù)用技術(shù)有效融合起來的技術(shù)，在4G通信技術(shù)中，智能天線可以對傳輸?shù)男盘枌崿F(xiàn)全方位覆蓋，每個天線的覆蓋角度是120°，為了保證全面覆蓋，發(fā)送基站都會至少安裝三根天線。另外，智能天線技術(shù)可以對發(fā)射信號實施調(diào)節(jié)，獲得增益效果，增大信號的發(fā)射功率，需要注意的是，這里的增益調(diào)控與天線的輻射角度沒有關(guān)聯(lián)，只是在原來的基礎(chǔ)上增大了傳輸功率而已。

3 4G移動網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計

3.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸層分層規(guī)劃設(shè)計

4G移動通信技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)上具有獨(dú)特的穩(wěn)定性，它不僅可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧己脿顟B(tài)，還能保證選取路徑是最短的。比如說，由一個傳輸節(jié)點到另一個節(jié)點的過程中，信息途經(jīng)的路線可以是1——2，也可以是1——3——5——2，1——2途徑的距離為8，1——3——5——2的途徑距離則是13，按照最短路徑的選擇原則，兩個節(jié)點的傳輸路線應(yīng)該選擇1——2。只有這樣，4G通信設(shè)備在傳輸之時，才會保持低功率消耗，減少成本投入。

3.2 數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計

該項網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的規(guī)劃設(shè)計是按照MAC的地址劃分對數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆植加绊憗磉x定的，不需要對指定的傳輸波形信號進(jìn)行變動，而是按照實際的信號分布來選擇不同的地址。服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的后兩個階段工作，主要是設(shè)置集中路由器和分布式路由器，利用集中路由器對大量的傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，而分布式路由器則是對于一些分散的通業(yè)務(wù)進(jìn)行處理，兩者各有優(yōu)勢和缺陷，互相補(bǔ)充，既能對海量集中的信息進(jìn)行處理，也能對分散復(fù)雜的信息處理。

4 結(jié)語

通過對4G移動通信技術(shù)的研究分析，筆者對其通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有了更加深刻的了解，同時也對其發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行了簡單敘述，借助這種規(guī)劃，移動通信設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸會更加穩(wěn)定、高效，并且有效增加了移動信號的質(zhì)量，對以后的研究很有意義。

參考文獻(xiàn)

[1]劉慶剛.基于4G移動通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃研究分析[J].中國新通信，2015（13）：106-106.

[2]卜遠(yuǎn)芳.基于專利信息分析的我國4G移動通信技術(shù)發(fā)展研究[D].

[3]劉子杰.專利信息分析下的我國4G移動通信技術(shù)發(fā)展研究[J].信息與電腦，2016（13）：180-181.

[4]韓蘇丹.4G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析[J].電信快報，2014（2）.

[5]王琪.4G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析[J].數(shù)字通信世界，2017（03）：139-140.

作者簡介

王營（1983-），男，漢族，河南駐馬店人，本科學(xué)歷，從事移動通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方面的研究。

王冬冬（1987-），女，漢族，河南桐柏縣人，本科學(xué)歷，研究方向：室內(nèi)覆蓋。