關于4G通信系統關鍵技術探析

李紅艷

摘要：隨著信息化技術不斷發展，通信技術也隨之不斷地進步，但人們對通信水平的要求也越來越高，到如今僅依靠2G、3G通信技術已經無法滿足客戶的要求。基于這種情況下，4G通信系統被研發出來，并立刻占據市場的主導地位，繼而廣泛地應用到人們的日常生活當中，為人們提供更優質的服務。本文將詳細探討4G通信系統的特點和關鍵技術。

關鍵詞：4G通信系統 關鍵技術 探析

中圖分類號：TN929.53 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）08-0044-01

通信系統是信息化時代發展的產物，曾出現有1G、2G、3G通信系統，為人們帶來了許多便利。然而隨著信息化技術不斷進步，人們的生活水平有了明顯的提高，對通信技術的要求也不斷增加，舊有的通信系統已難以滿足用戶的要求。基于這種背景下，4G通信系統應運而生，它比傳統的通信系統具有更快的傳輸速度、更強的兼容性、更高的智能化水平，以更優質服務滿足了用戶的需求，并迅速占據了市場的主導地位。

1 4G通信系統的特點

1.1 更快的傳輸速度

4G通信系統未開發前，手機或其它移動設備存在無線訪問信號傳輸速度較低的問題，而正是為了解決這一問題，才開始了4G通信系統的研究。因此，4G通信系統首要目的就是為了提升用戶的通信速度。其主要表現在中、高速移動時，手機或其它移動設備的無線訪問傳輸率可以在20Mb/s，而在低速移動時，無線訪問信號傳輸速率可達到的100Mb/s，大約是3G通信系統上網速率的50倍[1]。

1.2 更強的兼容性

目前4G通信系統已近乎實現了全球覆蓋，4G通信技術可完全兼容傳統的無線技術、3G網絡、固態網絡等，全球的4G用戶都能享受共同的通信服務，實現全球范圍通信，并向全球用戶提供了安全的技術保障。隨著4G通信普及范圍擴大，實現全球漫游不再是空想，通信行業將迎來全新的變革。

1.3 更高的智能化水準

4G通信技術的應用實現更高的智能化水準，可以根據人們的要求自由切換不同的速率，并可以有效地將各種業務進行合理地分配和整理，提高了分配性能的適應性，完美實現了分配效果。另外還實現了移動辦公的多樣化處理能力[2]。因此，4G通信技術不僅體現在終端設備的智能化更加明顯，還體現在其各項技術操作上的智能化水準。

1.4 覆蓋面積更廣

4G通信技術突破3G通信技術的缺陷，其信號覆蓋面積要遠高于3G的信號，就算在偏遠地區，如山區、高原等，4G通信技術的信號也能覆蓋到，而且隨著4G通信技術進一步開發，信號也能向更偏僻的區域覆蓋發展，解決手機在這些偏遠地區信號無法接收或接收不良的問題，從而真正意義上實現全球信息化的目標。

2 4G通信系統的關鍵技術

目前4G通信存在4種標準規范，但其優勢卻并沒有受到多大的影響。4G通信系統是現今3G通信系統速率的幾十倍，其比3G的通信方式更具備靈活性、多變性，且4G通信的應用，使手機用戶體驗更加人性化、智能化，更能滿足各種不同需求和審美的用戶。此外，4G通信系統的兼容性更加強大，因此，其網絡組織形式多樣化。雖然存在不同的標準，但4G通信依然具有4種相似的核心技術。

2.1 正交頻分復用技術

正交頻分復用技術，英文全稱“Orthogonal Frequency Division Multiplexing”，簡稱OFDM技術，屬于一種多載波調制技術，且速率非常高。正交頻分復用技術是通過將傳統通信信道分割成復數不相干的正交子信道，然后將高速率的串行數據流化為低速率的并行數據流，并加載到正交子頻道中實現同時進行傳輸的目的[3]。目前這項技術已經過多次驗證，確定了其優點。正交頻分復用技術具有非常強的抗干擾性，對信號間的碼間干擾有非常強抵抗能力，避免通信性能受頻率選擇性衰落的影響，促進了系統頻譜的利用，進而提高了系統的速率。

2.2 智能天線技術

一般來說，智能天線主要由天線陣列、波束形成網絡、波束形成算法等三個部分組成，從本質上而言，智能天線其實就是一個天線陣列。智能天線技術的運行原理是通過采用合適的算法，以此跟蹤數字波以及調節波束能，進而完成智能天線陣列的分析。該技術聯合現代數字信號處理對提高系統的抗干擾能力以及降低干擾次數、強度都有著明顯的效果。同時由于智能天線技術具有發射定向波束的能力，對提高信號傳輸距離有一定程度的作用，并且在提升傳輸質量的同時，其覆蓋范圍也能得到明顯地提高，從而降低通信行業的成本消耗。

2.3 多用戶輸入輸出技術

多用戶輸入輸出技術，英文簡稱MIMO技術，即“Multiple-Input Multiple-Output”。該技術在3G通信時代時，就已被廣泛地應用，就算到了4G通信時代，該技術依然屬于關鍵的核心技術，其應用水平沒有受到任何影響。多用戶輸入輸出技術本質上是一種利用多天線進行傳輸的無線通信技術。不論發送端還是接收端，都是同時使用多個天線完成信號的發送或接收任務，從而實現4G通信系統空間的分集。多用戶輸入輸出技術主要包括預編碼、波束成型以及空分復用、分集等四個方面。該技術主要是通過降低無線信道的衰落，進而大幅度提高4G通信系統的容量。

3 結語

隨著4G通信系統的開發，通信市場的競爭愈發激烈。4G通信系統早期研究目的是為了解決手機或其它移動設備無線訪問速率較低的問題。因此，4G通信系統速率更快，且4G技術是以3G技術為基礎，極大地彌補了3G技術的不足，所以4G通信除了速率比3G通信快，還具有更強的兼容性、更高的智能水平，使4G通信更加靈活多變。在業務服務上，4G技術更能滿足用戶的需求。而且隨著4G通信廣泛應用，更加快了全球信息化的進程。

參考文獻

[1]劉婷婷，方華麗.淺談4G移動通信系統的關鍵技術與發展[J].科技信息，2013，09：298.

[2]姚雪，陸寧，馬曉明.關于4G移動通信系統主要特點和關鍵技術的探討[J].信息通信，2015，09：270-271.

[3]李學奎，劉興坤.關于4G移動通信系統的關鍵技術探討[J].通訊世界，2016，07：38.