4G無線通信中的接入網技術研究

王 健

南京盛匯人力資源有限公司

4G無線通信中的接入網技術研究

王 健

南京盛匯人力資源有限公司

隨著經濟發展和技術革新帶來無線網絡的快速發展，使人們的生活、溝通、信息共享發生了巨大變化。我國的移動用戶數目迅猛增長，在未來的市場環境中，移動通信將成為最具發展情景與研發價值的產業之一。4G移動通信技術是基于全IP化的適應移動數據、移動計算和移動多媒體運作的相關技術，將引領通信網絡全面進入超高速、個性化、多樣化的新時代。現在4G技術已經在多領域開始廣泛應用，4G無線接入網新結構的開發具有重要現實意義。

4G技術；無線通信；接入網技術

現代科學技術的不斷發展及更新為各行業的發展都帶來新的機遇，同時也為相關工作人員提出了新的工作要求。先進技術的應用使得我國的通信網絡建設更加完善，使得我國居民的信息傳播速度加快，人們可以通過移動設備實現溝通交流，隨著移動通信設備的使用范圍逐漸擴大，移動通信網絡的發展前途也愈見廣闊。4G無線通信技術在移動網絡建設中的應用使得我國的移動通信能力得到很大程度的提升，而接入網技術在城市4G無線通信網絡中的應用能夠進一步推動我國通信技術水平的提高，推動我國通信行業的發展。

1 城市4G無線通信的應用特點

城市4G無線通信能滿足數據通信和多媒體業務快速發展的需求，可以適應移動計算、移動數據和移動多媒體的運作。不過從投資來看，隨著FTTH的部署，投資之后，LTE的壓力更大。從兼容性的角度看，4G通信系統能與多種通信網絡系統進行互聯，能融合更多的參與方、技術、行業和應用，具有終端多樣化和接口開放等特點。從通信靈活性和智能性的角度看，人們可以隨時隨地進行通信，同時終端設備的設計和操作表現出了更高的智能性，表明4G通信系統具有全球漫游的特點。從運營商的角度看，4G通信系統不僅要與現有的通信網絡系統兼容，還應具備鑒權能力和安全性能、更高的數據吞吐量、更少建設和運行維護成本、更低的時延，同時要能支持多種QoS等級。從用戶對服務的需求角度看，4G通信系統能滿足用戶更多的需求，如4G透過寬頻的信道傳送出去的大量無線多媒體通信服務，且能實現一些無線通信增值服務，包括語音、數據、影像、無線區域環路、數字音訊廣播等。

2 無線通信應用中的現狀

無線接入有多種方式，當要支持龐大的用戶群時通常用蜂窩方式，但是傳統的蜂窩模式以無法滿足設計要求和應用需求：①無線接入無法完全支撐寬帶業務。3G語音交換架構的電路模式中，不是純IP，網絡不能支持2Mbps以上的交換，因此電路交換網絡不能支撐寬帶圖象業務，加劇了因特網發展速度、需求與接入手段匱乏之間的矛盾。②無線接入速率有限，3G數據傳輸無法真正高速化。③3G傳統蜂窩系統采用頻率復用技術，小區間容易出現干擾，且加之缺乏全球統一標準，地址碼間互相關性不夠，產生自干擾性，制約系統容量，為涵蓋更多客戶群，就必須加大基站密度，導致網絡系統更加復雜也擴大了運營成本。

3 接入網技術在 4G通信中的應用

3.1 同頻雙全工技術解析

這種技術主要功能是減少環境因素對4G移動通信技術的影響，從而提高用戶使用的效果，這種技術實際上是通過接收同頻信號的方式，消除發射機信號的干擾，最終的目的在于提高頻譜效率，這種技術的應用還不是很成熟，但是已經開始在移動通信行業中嶄露頭角，在不遠的未來，同頻雙全工技術能夠適應4G移動通信的發展要求，成倍的提升頻譜的利用率，從而適應復雜多樣的4G移動通信的相關業務。無線接入的速率有限，因此4G網絡能夠實現傳統構架中不能實現的業務，這都得益于無線接入的寬帶業務支撐，也一定程度上擴大了通信公司的運營成本。

3.2 蜂窩接入多跳天線(MRAC)

MRAC概念的提出，是為了避免寬帶擴頻與精確發送功率控制減輕引起的傳輸差錯。在MRAC概念中，用戶與信號發送基站間增加了無線中繼器和無線分組路由器的跳站(專用跳站和臨時跳站)，形成移動臺—跳站—基站的“雙跳”。移動臺有“單跳”和“雙跳”兩種路徑模式：①由移動臺直接訪問基站，稱為“單跳”路徑。②當移動臺通過另一個移動臺中繼線號到基站，稱為“雙跳”路徑。“雙跳”模式，可減小區間干擾，通過中繼傳輸，擴大通信覆蓋率，減少通信盲區。“雙跳”模式的關鍵是選擇傳播條件最佳用戶終端充當跳站，降低跳站額外無線資源進行中繼傳輸產生的干擾。MRAC結構中將“雙跳”區域放在小區邊界處，減小移動臺的發送功率，部署靈活，降低成本。

3.3 多天線傳輸技術

多天線傳輸技術如今只有一個雛形，但也是4G移動通信技術的主要發展方向，這種傳輸技術主要利用有源天線的列陣， 提升通信網絡頻譜的利用率，不但節省了移動通信的成本，還大大提高了人們對移動通信技術使用的速度，這種技術的使用主要為了提高移動通信網絡的覆蓋性，從而在根本上提高4G移動通信技術的利用率，促進4G移動通信能夠更好的融入人們日常生活。

3.4 簇－蜂窩結構

即無線接入蜂窩結構采用簇型結構，基站聚合成簇，其范圍內的基站由局域網相互連接，且擁有一個核心“簇頭”基站，作為控制端，再將無線網絡控制器的功能分配到每個基站，形成分布式基站控制，簇－蜂窩結構改變了傳統3G蜂窩結構的“單跳”模式，采用多跳無線連接，形成基站間的多跳連接，降低系統總發送功率，節約系統成本，增大通路鏈路容量。

綜上所述，要讓4G系統能充分發揮其優勢，就要求與之匹配的無線接入網能滿足高速率、兼容性強、大容量的要求，為擴大其普及范圍，要求運營成本低、實用性強，操作靈活。傳統蜂窩系統無法全部達到這些要求。因此，研發創新適用性強、功能強大的4G無線接入網結構即使搶占市場先機的要求，也是便捷人們日常溝通交流、實地辦公的需要。從筆者對以上幾種接入技術特性的對比分析來看，分布式控制和多跳技術的無線接入網擁有較大的功能提升空間，可能更能支撐4G通信廣泛運行的要求。

[1] 王昊.4G無線通信中的接入網技術研究[J].通訊世界，2016，(19)：78.

[2] 楊文武.接入網技術在城市4G無線通信中的應用探究[J].科技展望，2015，25(15)：13.