4G通信技術的關鍵技術和實現

李斌

【摘要】 隨著信息化時代的到來，3G通信技術的發展顯然已經滿足不了人們的需求，4G 移動通信系統逐步得到了應用，并已經成為了今后研究的主流。本文結合4G通信技術的關鍵技術，對4G通信技術的特點及其關鍵技術進行了闡述，并且較為清晰地分析了4G通信技術的實現應克服的問題，以期為今后4G通信技術的發展提供一定的借鑒和參考。

【關鍵詞】 4G通信技術 關鍵技術 技術實現

一、4G通信技術的定義

目前為止，通信行業內對4G通信技術并無確切的定義，其主要的界定標準主要依據通信技術的功能性。第一，作為4G通信技術的入門標準，其必須具備的條件就是保證用戶能在任何時間地點以自由的方式順利接入通信網絡；第二，4G用戶能自由地選擇業務、自由地應用以及自由使用網絡；第三，作為4G通信技術，必須能保證完成移動電子商務的綜合性業務；第四，對4G通信技術的要求即為能適應其他的網絡體系，并適合開展物聯網業務。

二、 4G 通信技術的特征

1、通信速度較快。作為比3G通信技術更進一步的研發產品，4G通信技術具有更快的無線通信速度，其數據傳輸速率比3G數據傳輸速率快8Mbps 至 12Mbps，是3G數據傳輸速率的3—7倍，甚至可以高達50倍。對于海量數據的傳輸，4G通信使用戶免于長時間的等待，無疑更受用戶青睞。

2、具有靈活的通信方式及兼容性。如今的4G通信不僅僅局限于隨時隨地通信，還可以實現雙向的資料、圖像、影像的下載傳遞，支持多種如高清圖像業務、電視會議等移動業務，將個人通信和廣播電視、游戲娛樂結合起來，為用戶呈現出更加豐富多樣的應用項目。4G通信使得高速數據和高分辨率服務成為可能，大量的音頻、視頻等均可被寬頻信道傳輸出去，是名副其實的多媒體通信。另外4G通信還支持現金的提取，為用戶的購物提供了方便。相比于3G通信，4G通信技術的兼容性更好，在實現全球漫游和接口開放的前提下，還能夠兼容各網絡，真正實現網絡互聯。

3、提供各種增值服務，并能實現多類型用戶共存。與3G通信技術的CDMA核心技術相比，4G通信技術主要以OFDM技術為支撐，為人們提供各種無線通信增值服務，比如無線區域環路、數字音訊廣播等。另外，4G系統依靠其超強的自我適應及處理能力，能快速應對各種動態網絡的變化，使得多用戶的共存和溝通不成問題。

三、、4G通信技術的關鍵技術

1、OFDM（正交頻分復用）技術。分解指定信道成多個正交的子信道，并用子載波在每個子信道上分別進行調制，并行傳輸，由此實現對波間干擾的減弱，這就是OFDM技術。各個子信道相互正交的載波頻譜互相重疊，干擾大幅度減少，頻譜利用率被極大地提高。但是，功率效率較低也是OFDM技術的主要缺點。

2、智能天線技術。智能天線技術利用其抑制信號干擾、自動跟蹤及數字波束調節等功能，通過波束交互干擾的抑制，增強了有效信號，對能夠有效地實現對信號質量的改善，并且能夠大幅度提高傳輸容量。

3、MIMO（多入多出）天線技術。早在100多年前，馬克尼提出了MIMO 技 術 ，多天線使信道不至衰落，天線的數量越多，信道的容量越大。這項技術的提出也使得頻譜利用率被大大提高。此外，MIMO信道利用其空間復用增益和分集增益的優勢能夠有效地提高信道的準確性，大大減少誤碼率。最難能可貴的一點是，該技術與 OFDM 技術的結合能有效提高4G系統的傳輸速率和抗多徑干擾能力。

4、軟件無線電技術。軟件無線電的核心理念是將無線功能用軟件來定義。4G 通信系統中的軟件無線電技術是非常復雜的，是溝通3G和4G的橋梁，在兩者的演化之中起到了至關重要的作用，軟件無線電技術構建的無線通信平臺，能保證多方、多層次和多形式的無線通信，直接保證了用戶使用一個終端便可在不同系統和平臺中無障礙溝通的需求。

四、4G 通信的技術實現

雖然4G通信有著明顯優于3G通信的特點，但是由于是一種新引進的技術，不可避免地面臨著多種技術難題，能否順利通過考驗，解決問題，是4G技術實現首先要面臨的問題。第一，要解決標準不易統一的問題。雖然3G用戶在理論上在全球范圍都能通信，但是在尚不統一的標準之下，各個通信系統不能實現兼容。因此，4G通信要想實現全球化必須先解決需要全球統一的標準化問題。第二，要攻破系統容量的限制。4G 系統優于3G系統的最大特點就是其傳輸速度的提升，高達 100Mbit/s 的寬帶速度是3G通信望塵莫及的，但是由于通信系統的容量會限制無線通信的速度，用戶數量越多，傳輸速度越慢，因此系統容量的限制是4G通信必須要考慮的問題。第三，要實現基礎設施的更換。由于之前人們使用的大部分是3G通信，因此大多數的無線設施都是在3G系統上建立起來的。4G通信的普及要求有與之配套的基礎設施，而這些基礎設施顯然要經過3G系統的翻新和改造，這就必然會影響4G技術走向市場的進程。

參 考 文 獻

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