4G通信技術應用的研究

任鵬星

引言：從介紹第四代移動通信基本概念入手，著重研究了可能采用的OFDM、軟件無線電、智能天線、MIMO、基于IP的核心網技術，這些都是通信技術在實際當中的應用。通過對4G通信技術主要優勢的分析，探討了4G的基本特征，將為4G帶來的更為廣闊的應用領域和市場。

一、4G通信技術的發展趨勢

4G通信技術的應用已經表現出了極大的優勢，在未來的發展過程中，4G通信技術勢必能夠完全取代2G、3G通信技術，成為移動通信發展的主導型技術。具體而言，4G通信技術具備很多發展優勢，4G網絡表現出的最大優勢在于其具備的無線通信速度，根據研究者預測，在未來，4G通信系統中的無線傳輸速度可以達到10M-20Mbps，如果是起峰值的傳輸速度則可能達到更高的點，由此為人們應用無線網絡提供了較大的便捷。同時，隨著4G通信技術的推廣使用，其所表現出的通信網絡及終端智能化也不斷升高，這不僅體現在通信終端的設計及操作智能化，同時在體現在網絡設備功能的智能化，如根據用戶的環境、時間及其他因素不同，可以通過網絡設備終端，為用戶提供個性化的服務。

其次，4G網絡支持的手機已經不再是簡單的電話，其能夠提供更加可靠的語音數據服務，方便人們的語音通話，而在設計及功能方面則有著更大的突破，也就是能夠做成任何可以想象的形狀。以其諸多優勢，4G用戶市場會不斷擴大。它的實際價值也會不斷升高，這主要是由于其所具備的網絡優勢是傳統移動通信技術所不能達到的，因此，未來的4G通信技術發展必然會呈現出多頻段、多模式及多業務應用的局面，而且實現完全的智能化，隨之而來的是越來越廣泛的用戶市場，并帶來巨大的經濟效益。

二、4G通信技術的主要內容

4G通信也就是第四代移動通信，當前，對于4G通信技術的涵義、國際標準、網絡結構及技術參數都已經基本確定，無論如何認定，其中的一點不可否認，4G通信技術要遠遠強大于3G通信技術，并創造出更加完美的無線世界，由此為眾多消費者提供更加可靠的局域網信息系統，此外，對于4G通信技術的應用，能夠促進電話用戶以無線及三維空間的方式實現虛擬連接，從而提供相應的虛擬網絡供人們使用。4G通信技術的功能強大，能夠在廣泛的區域內推廣使用，這已經成為未來通信網絡技術發展的一個趨勢。

目前的4G系統仍處于研究的起步階段，但有網絡融合的趨勢。在4G通信技術中，關鍵技術有OFDM、軟件無線等，下面對其中重要的幾個部分進行了討論。

（1）正交頻分復用技術（OFMD）

此項技術是4G通信技術中最重要的一項技術，在無線傳輸中得到了廣泛應用，此項技術的應用主要是將通信信道劃分成多個子信道，并對子信道的子波進行調制處理，然后進行傳輸，從而保證信道的頻率選擇性，而且確保每一個子信道都能夠保持平坦。通過子信道實現窄寬的傳輸，在此過程中能夠保證信號帶寬比信道帶寬小，從而對信號波形之間產生的干擾起到有效的抑制作用。此外，此項技術的應用也在很大程度上客服了數據傳輸干擾的難題，大大提升了系統傳輸頻率，并簡化了硬件結構，有利于網絡傳輸速度的加快。

（2）軟件無線電技術

此種技術又被稱為SDR技術，可以對現代化的數字信號技術進行有效利用，結合可編程平臺，根據軟件定義無線平臺的功能。在軟件無線電技術中，可以采用的技術包括可編程器件、信號處理技術、數字信號處理等，同時，通過應用軟件無線電技術，還能夠確保通信系統中各種功能的實現，如軟件可編程、硬件設備重復利用等，以減少資源浪費。

（3）智能天線技術

此項技術又被稱為自適應天線陣列。最初，此項技術主要應用在雷達、聲鈉等軍事領域，主要是為了實現空間濾波及定位，在此項技術體系中，通過應用空分多址技術，實現信號傳輸差別處理，并準確區分系統中的同頻率或同碼道信號，以對信號覆蓋區域產生動態控制，及時將主波束轉移至用戶的所在方向，確保用戶應用網絡的可靠性及安全性。通過對信號干擾進行控制，并跟蹤用戶及其所處環境，能夠時刻了解用戶所在網絡的具體情況，從而為入網用戶提供質量較高的鏈路，以加強對干擾信號的抑制作用，并最大限度的提取可應用信號，確保用戶網絡的可利用性。

三、4G通信技術的主要特點

（1）更高的儲存容量

由于傳輸頻寬增大，因此資料儲存容量至少需求為譜或射頻信號分析儀、網絡分析儀等。隨著射頻技術的發3G系統的10倍以上。

（2）高度智慧化網路系統

4G網路系統能隨狀況自行調整，具備良好的彈性以滿足不同環境與不同用戶的通信需求。通信的終端設備的設計和操作更加智能化，以滿足用戶將來更多的功能需求。

（3）更高相容性

4G通信技術使用戶在移動中，特別是高速移動情況下能順利使用通信系統，傳送高速多媒體資料等。必須具備向下兼容、開放界面、全球漫游、與網路互聯、多元端應用等，并能從3G通信技術平穩過渡至4G。

（4）頻率使用效率更高

4G對無線頻率使用的有效性，可以讓更多的人用與以前相同數量的無線頻譜做更多的事情，而且做這些事情的時候速度更快。

（5）整合性的便利服務

4G系統將個人通信、信息傳輸、廣播服務與多媒體娛樂等各項應用整合，提供更為廣泛、便利、安全與個性化的服務。4G手機可相當一臺小型電腦，眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋等任何一件物品都有可能成為4G終端。利用4G通信技術可以雙向下載傳遞資料、圖畫、影像、地圖，可以實現例如無線區域環路（WLL）、數字視頻廣播（DVB）、數字音訊廣播（DAB）等方面的無線通信增殖服務。

（6）通信費用更加便宜

4G通信利用高靈活性的系統操作，使通信部署起來更容易和便捷。在建設4G通信網絡系統時，通信營運商可直接在3G通信網絡基礎設施之上，采用逐步引入的方法，有效地降低運營者和用戶的費用。

四、結束語

隨著4G通信技術研究的深入，許多國家和地區正在積5、頻率使用效率更高極參與第四代移動通信技術標準的研究制定工作。對4G通4G對無線頻率使用的有效性，可以讓更多的人用與信系統中可能采用的關鍵技術還有待取得突破。4G通信技術的萌芽及廣泛應用不僅為人們提供了更快速的網絡服務，同時不斷拓展應用市場，形成更加龐大的受眾群體，其在表現出光明發展前景的同時，也能夠創造出更大的市場價值，為人們帶來更多的經濟效益，因此加強4G通信技術研究具有重要意義，這也是未來我國市場經濟發展應當重視的一個版塊，以實現移動通信技術的不斷進步。

參考文獻

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（作者單位：廣東省電信工程有限公司）