無線通信工程發展趨勢與4G技術探討應用

摘 要：隨著科學技術的發展，無線通信技術也逐漸得到相應的發展，經過大量的試驗和總結，無線通信工程正在朝著數字化的方向發展。近年來無線通信技術廣泛地應用到城市以及工業中，為提高工作效率做出了重要的貢獻。隨著技術的不斷成熟，先進的4G技術也不斷的被應用到無線通信中，極大的推動了我國無線通信工程的發展。相對于傳統的無線通信技術，4G技術給人們帶來的變化也是前所未有的，同時4G技術也將廣泛的應用于我們的生活和生產。極大的推動了我國無線通信工程的發展。

關鍵詞：無線通信工程;發展趨勢;4G技術

隨著網絡技術的不斷發展，人們對無線通信工程提出了更高的要求。無論是在衛星通信、移動通信還是在無線局域網通信方面，我國無線通信技術都取得了突破。4G通信技術是通信行業發展的必然趨勢。事實證明，4G通信技術的應用能夠切實提高網絡數據傳輸速度，提高通訊質量。無線通信工程將在城市通信的技術、服務及管理等方面進行改善，以全面推動城市通信工程的快速發展。4G改變著我們的生活學習模式，無線通信工作發展將會更好滿足城市生產生活、各行業各領域中人們的切實需求為核心目標。4G技術具備更加安全的技術保障、傳輸速度更高，為現階段通信技術的一個重要發展方向。

一、4G移動通信網絡技術概述

1.4G的定義

目前，移動通信技術已經到了第五個發展階段，其中第四階段就是現在所說的4G通信網絡，它具有更多的功能，更清晰的對話和更快速的數據傳輸;第五階段的移動通信目前也已經取得突破性發展，5G在4G的基礎上又增加了不少功能，并且數據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網絡下，只需要幾秒時間就可以下載好觀看，當前很多城市開始試用5G通信網絡，相信幾年之內就可以得到大范圍推廣。

4G通信技術是寬帶接入（無線方式）、寬帶系統、無線寬帶局域網（也就是WLAN）以及分布網絡系統組成，4G通信技術相比前幾代有了突破性的發展，它不會受到時間、網絡的制約，用戶可以自由選擇需要的業務和網絡服務，基本不會受到多少阻礙。而且4G技術有著更加強大的功能，它不僅可以實現數據傳輸，還能進行遠程操控和精確定位，是一項多功能的通信網絡技術。

2.4G移動通信技術的發展現狀

4G技術已經在我國發展的比較成熟了，幾乎全國都已經推廣應用了4G技術，甚至很多大城市都開始試用5G技術了，由此可見我國移動通信的高速發展。不過在移動通信技術飛速發展的同時，也伴隨著一些問題，以4G技術為例，隨著人們對通信數據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來解決。另外，4G技術相比于前三代技術，系統內部的電磁對人體的危害更大，也就是說4G技術的應用存在著一些風險。最后一點是推廣問題，雖然更先進的5G技術都已經開始試用了，但是仍然有不少地方還沒有廣泛應用4G技術，這凸顯了經濟發展的不均衡性，表明通信市場是不平衡的。而且4G技術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，這對4G技術的市場入駐會有不少影響。

二、 4G網絡構架及技術特點

1. EPON網絡構架

EPON組網結構一共由三個部分組成，在用戶和通信供應商之間分別有終端設備、交換設備和電網局端設備。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，也就是192個bit數據，這個傳輸結構最大的傳輸距離可以達到20公里。而EPON傳輸線路又分為上下兩層，上層線路是應用時分復用方式進行傳輸，交換設備會在不同的傳輸時間將不同的信息傳輸到終端設備，以避免各種信息發生混淆;而下層線路則是采用廣播傳輸的方式實時傳輸，終端設備對不同信息進行甄別，選擇實時需要的信息進行接收

2.TD-LTE網絡構架

TD-LTE主要是從三個層面對網絡信息進行布點規劃，其中核心層是為了提高傳輸數據的速度，減少用戶端到基站的傳輸時間;業務層是為了完成數據的處理和交換，在4G通信業務中，需要傳輸的數據信息非常多，業務層可以有效提升原來的傳輸速率，緩解接受數據的延時性;傳輸層主要是用來引用無源光網絡，在OLT和NOU之間實現分光。其中ONU在上行端口應采用雙PON傳輸模式，在局端設備附近形成一個保護網，避免數據流失。

3.OFDM技術

FSK具有一點抗干擾性，編碼采用的是單極性不歸零碼，發送端發送的編碼為1的時候，表示處于高頻，發送的編碼為0的時候，表示處于低頻。假如發送的編碼是1011010的時候，編碼形成的波形會表現出周期性的浮動。利用OFDM技術傳輸的信號會有一定的重疊部分，技術人員會依據處理器對其分析，根據頻率的細微差別，劃分不同的信息類別，從而保證數字信號的穩定傳輸。

4.MIMO技術

MIMO利用的是映射技術，首先，發送設備會將信息發送到無線載波天線上，天線在接受信息后，會迅速對其編譯，并將編譯之后的數據編成數字信號，分別發送到不同的映射區，再利用分集和復用模式對接收到的數據信號進行融合，獲得分級增益。

5.智能天線技術

智能天線技術是將時分復用與波分復用技術有效融合起來的技術，在4G通信技術中，智能天線可以對傳輸的信號實現全方位覆蓋，每個天線的覆蓋角度是120°，為了保證全面覆蓋，發送基站都會至少安裝三根天線。另外，智能天線技術可以對發射信號實施調節，獲得增益效果，增大信號的發射功率，需要注意的是，這里的增益調控與天線的輻射角度沒有關聯，只是在原來的基礎上增大了傳輸功率而已。

三、4G向5G發展趨勢

雖然目前4G業務還為完全成熟，其服務構架仍然處于發展成型階段。但憑借相比于其前身一第三代移動通信（3G）業務而言的絕對優勢，4G迅速地占領了移動互聯網的用戶市場。按照此種趨勢進行下去，不難預測，在不久的將來，第五代移動通信（5G）也將伴隨著后大數據時代的來臨而悄然成為網絡時代的新寵。就起設想和理論構架而言，相比于第四代移動通信技術，5G將擁有更加驚人的數據傳輸速率，在現有的4G數據量級上再次完成華麗轉身，進行幾何倍數的提升。由此，5G移動技術將進一步地貼合智能云服務發展的需求，將基于網絡構架的人工智能發展至極致。屆時，人類社會將全面進入極速網絡時代，智能網絡服務將進一步社區化、智能化、人性化。同時，為適應超高速數據傳輸的硬件和軟件要求，5G時代中的網絡安全級別將伴隨著技術革新上升到一個新的層級。這不僅是網絡時代發展的外在市場需求，更是網絡時代技術革命的內在核心動力。同時，5G時代的系統靈活性將更上一層樓，網絡系統識別更加智能化，自感知、自調節功能將更加趨向智能化。同時M2M（機器對機器）的自識別體系將更加完善，極大程度上節省網絡主機運作的人力成本。總之，隨著4G移動網絡技術的普及和成熟，網絡空間技術的發展也將以前所未有的速率向前推進，5G時代近在咫尺。

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作者簡介：

藍天龍，男，本科，研究方向：通信工程。