第四代移動通信的關(guān)鍵技術(shù)探究

呂江歌 熊可成 田建武

(廣州杰賽科技股份有限公司 通信規(guī)劃設計院，廣東 廣州 510310)

移動通信技術(shù)作為影響人們?nèi)粘Ｉ钭钌羁痰男畔⒒夹g(shù)之一，在我國經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展已經(jīng)深刻地改變和影響著社會的發(fā)展和人們生活的方式。從第一代移動通信技術(shù)到現(xiàn)在的3G移動通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了三代。第三代3G移動通信技術(shù)提供更好的網(wǎng)絡通信服務的同時還提供了更快速的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，給用戶提供了更快捷方便的網(wǎng)絡通信體驗。而3G移動通信技術(shù)任然有其局限性。第四代移動通信技術(shù)在社會發(fā)展的需求和人們生產(chǎn)生活的需要下，已經(jīng)被提上了研究日程，目前已經(jīng)有部分國家的地區(qū)進行了第四代移動通信的試驗和推廣，但更深入和研究和廣泛的應用還需要科學家們對第四代移動通信技術(shù)進行更深入的研究。

一 第四代移動通信技術(shù)概述

第四代移動通信技術(shù)的核心是提供比3G網(wǎng)絡更加高速和穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸速率，通常的國際標準是第四代移動通信技術(shù)應當提供不小于每秒2Mb的數(shù)據(jù)量［1］。第四代移動通信技術(shù)融合3G技術(shù)的特點和現(xiàn)在比較流行的WLAN技術(shù)的特點，是通過移動網(wǎng)絡傳輸視頻圖像和高清晰度的電視數(shù)據(jù)等成為可能。第四代移動通信技術(shù)能夠給用戶完美的網(wǎng)絡下載和網(wǎng)絡傳輸體驗，用戶對無線網(wǎng)絡傳輸?shù)乃俣群头找蠖寄軌驖M足。同時許多用戶擔心第四代的移動通信技術(shù)擁有高速的網(wǎng)絡傳輸速度和豐富的服務，其費用、資費是否也十分昂貴?其實第四代移動通信技術(shù)無需移動通信運營商額外支出更多的基站建設以及網(wǎng)絡建設費用，而且產(chǎn)品更新主要集中與核心服務器，因此無需用戶過多地承擔網(wǎng)絡建設費用，因此移動電話資費與3G網(wǎng)絡大致相當，而無線上網(wǎng)的費用有可能比固定寬帶網(wǎng)絡更低，計費方式也更加靈活，可以根據(jù)用戶的實際需要和使用頻率制定靈活的收費方式。

二 第四代移動通信技術(shù)的特征

與現(xiàn)在的第三代無線通信技術(shù)3G技術(shù)相比，第四代無線通信技術(shù)最大的特點是具有更高速的無線傳輸網(wǎng)絡。第四代無線通信技術(shù)能夠傳輸數(shù)據(jù)量較大的高清視頻和其它容量較大的多媒體數(shù)據(jù)文件，而且傳輸質(zhì)量較高、傳輸速度較快。其次，在第四代無線通信平臺中，用戶可以通過使用無線終端如手機、筆記本、PAD等第四代無線通信網(wǎng)絡免費接入互聯(lián)網(wǎng)，節(jié)省了用戶的上網(wǎng)成本。同時第四代無線通信技術(shù)因為有高速的網(wǎng)絡支持和無線設備支持，更加直觀和信息量更大的數(shù)據(jù)信息如視頻、音頻等將取代現(xiàn)行的文本、文檔，成為用戶交流的首先，提高了交流效率和交流的信息量，可視化和直觀化將是未來用戶通過無線通信交流的趨勢。由于地球氣候變化引起的臺風、地震、洪水等地質(zhì)災害給無線通信網(wǎng)絡造成的破壞是不可避免的，第四代無線通信技術(shù)吸取了前三代無線通信技術(shù)的經(jīng)驗和教訓，在網(wǎng)絡基礎設施建設時無線通信的基礎設施抗災害能力更強，而且修復速度和修復難度遠比以前的無線通信技術(shù)快。

三 第四代移動通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

1.軟件無線電技術(shù)

軟件無線電技術(shù)是第四代無線通信技術(shù)的核心技術(shù)之一，它將標準化的硬件模塊在平臺中通過加載相應的軟件實現(xiàn)無線通信系統(tǒng)的各種功能，這種開放性的結(jié)構(gòu)平臺將為用戶提供更豐富的通信功能。軟件無線電技術(shù)將A/D、D/A轉(zhuǎn)換器無限靠近射頻天線，通過軟件定義通信功能，通過軟件系統(tǒng)定義信令規(guī)則、調(diào)制解調(diào)算法規(guī)則、信道糾錯編目規(guī)則等［2］。軟件無線電技術(shù)加快了第三代3G技術(shù)到第四代無線通信技術(shù)的發(fā)展，通過下載相應的軟件程序就能在同一的平臺上實現(xiàn)不同的功能，是終端能夠在多系統(tǒng)間漫游。

2.OFDM調(diào)制技術(shù)

第三代無線通信技術(shù)的核心是CDMA，但在第四代無線通信系統(tǒng)中OFDM調(diào)制解調(diào)技術(shù)將成為核心。OFDM是Orthogonal Frequency Division Multiplexing的縮寫，又叫正交頻分復用技術(shù)，將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制到在每個子信道上進行傳輸，正交信號可以通過在接收端采用相關(guān)技術(shù)來分開，這樣可以減少子信道之間的相互干擾ICI，每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關(guān)帶寬，因此每個子信道上的可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號間干擾，而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得相對容易［3］。OFDM技術(shù)實現(xiàn)了無線環(huán)境下的高速傳輸，使第四代無線通信技術(shù)的特點發(fā)揮至最大。

3.智能天線技術(shù)

智能天線通過多波束或自適應陣列天線在同一個刪去中固定多個波束，在自適應陣列中多個天線接收加權(quán)信號是信噪比達到最佳。與傳統(tǒng)移動通信技術(shù)中的固定波束天線比較，智能天線技術(shù)中的天線陣列的優(yōu)點使提供了更高的天線增益，和相應倍數(shù)的分集增益。智能天線能夠有效抑制信號干擾、自動跟蹤和數(shù)字波束調(diào)節(jié)等功能，因此智能天線技術(shù)也是第四代無線通信技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)所在。

四 結(jié)語

與此同時第四代無線通信技術(shù)盡管有諸多優(yōu)勢和特點，但在實現(xiàn)第四代無線通信技術(shù)的過程中也有一些制約其應用和發(fā)展的問題，如移動網(wǎng)絡中的IP技術(shù)問題、第四代4G移動網(wǎng)絡標準確定等問題需要進一步解決。相信第四代無線通信技術(shù)基于其高速的數(shù)據(jù)傳輸和智能化的網(wǎng)絡漫游一定會給人們帶來更加舒適、豐富的體驗。

［1］趙新建.淺談第四代移動通信技術(shù)的關(guān)鍵［J］.信息通信，2013(02)：289-290.

［2］許志鵬.淺析第四代移動通信關(guān)鍵技術(shù)［J］.數(shù)字技術(shù)與應用，2012(11)：178-179.

［3］劉偉，魏迎春.第四代移動通信系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.廣西通信技術(shù)，2011(02)：102-103.