關于4G技術研究的若干思考

摘 要：通信技術對于人類的發展、生產力的發展而言，是最為活躍的技術。通信的發展讓人與人的距離越來越近，更早之前的技術包括飛鴿傳書，烽火臺傳遞信息，自18世紀以來，電磁波作為信息的傳遞載體直接讓人類的生活發生了翻天覆地的變化。2G、3G已經不能滿足人們的需求，4G網絡已經逐級滲入普通人們的生活。本文主要從通信行業的發展史，4G技術的原理和特點以及4G技術高速發展的意義進行闡述。

關鍵詞：通信 4G 無線電 電磁波 多用戶檢測 智能天線

通信行業主要經歷了三個階段：以電報發明為標識的初級通信階段，以信息論的提出為標識的近代通信階段，以互聯網等技術出現為標識的現代通信階段。隨著用戶對通信系統的速率要求的不斷提高，3G網絡的速度已經不能滿足用戶使用。4G網絡比3G網速更快，數據顯示4G網絡速度已經能達到100兆每秒。因為4G網絡的傳輸速度更快導致通話質量更好。3G采取的語音架構繼承了2G系統的電路交換，不是單純的IP方式。而且3G的業務管理遠遠不如4G靈活，4G才用了很多目前正在使用以及今后將使用的無線技術，讓生活發生質的飛躍。

一、通信業的發展史

自從1838年電報被莫爾斯發明之后，通信技術至今以及經歷了重大發展，從固定電話到移動電話，從模擬通信技術到數字通信技術，每一次技術的飛躍，都會極大的提升網絡的速度，通信的業務。古代的飛鴿傳書，烽火臺通信極慢，消息得不到快速的獲取，造成的損失是不可估量的。到如今智能手機的普及化，電子郵件的發送，小到人們的生活娛樂，工作學習，大到國家的發展，國際的交流，通信都在潛移默化的影響和改變人類社會的生活形態、工作生活方式。時代越發展，人們對于通信的需求越多，要求越高，網絡從2G、3G發展到如今的4G，無不體現出人類需求對于通信技術的推動。4G網絡在3G的基礎上更加提高了數據通信帶寬和通信頻率的利用效率。目前國內三大運營商都獲得了4G的牌照，各大運營商均開展了商用，但是在4G網絡的建設上三大運營商有不同的策略。4G網絡發展到現狀覆蓋率還有待提升，網絡也未達預期的100兆每秒。網絡切換頻繁，網速波動非常大，造成用戶體驗不佳。最被國內專家關注的問題就是建站難和現網協同發展問題多。目前針對4G發展出現的問題，業內專家給出相應建議：快速部署，完善語音方案。加快4G網絡的部署，提高覆蓋率，從而減少異系統之間的切換。相信國內三大運營商會綜合多方面因素，考慮自身業務發展的需求，競爭對手策略、用戶的體驗度等因素，明確未來發展的方向，最終讓用戶感受到切實的保障。

二、4G技術的原理和特點

第四代通信系統大概可以分為分配層、蜂窩層、熱點層、個人網絡層和本地層。分配層主要是由平流層通信系統、衛星通信系統和廣播電視通信系統組成。由于服務小區范圍較大的特點，特別適合廣播業務。蜂窩層主要包含通信系統以及新的無線接口，如果為個人通信服務的話，他們有較大的服務系統容量。熱點層支持自適應的調制方式、不對稱的數據通信以及高速的信號傳輸，例如公司、機場等地比較實用。個人網絡是指家庭和辦公室等短距離內的應用環境，通過藍牙或者無線通信等系統連接在一起。本地層是指光纖、同軸電纜或者雙絞線等組成的固定通信系統。它們可以提供系統容量，用以支持個人通信服務。

4G系統的關鍵技術包含很多，其中有多用戶檢測技術、只能天線技術、多入多出技術和軟件無線電技術等。多用戶檢測是4G系統中抗干擾的關鍵技術，隨著不同的算法和處理技術的應用和結合，多用戶檢測獲得了更高的效率、更好的誤碼率性能和更少的條件限制。隨著技術的發展和不斷成熟，多用戶檢測將會變得更加簡單易行，從而可以更加廣泛的應用于通信領域。智能天線技術被認為是未來移動通信的關鍵技術，具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數字波束等智能功能。達到充分利用移動用戶信號并消除或抑制干擾信號之目的。智能算法是智能天線的核心，因此需要選擇比較好的算法來實現智能控制。多入多出技術采用了分立式多天線，可以有效分解通信線路為子信道，從而提高系統的容量。軟件無線技術的核心思想是在盡可能靠近天線的地方實用寬帶變換器，并且盡可能多的使用無線來定義無線功能。4G網絡包含的技術很多，這里就不一一闡述，但是4G的技術離開其中任何一個都是不完美的，技術的發展有待大家的集思廣益，使得技術得以發展，推動社會進步。

三、4G技術高速發展的意義

科學技術的發展日新月異，通信技術的發展速度更是令人瞠目結舌。3G網絡還在發展中，4G技術已經出現讓通信技術更加有吸引力。電子設備的發展，智能手機、平板電腦的普及，4G網絡的出現和快速普及讓普通用戶得到了速度更快，質量更好的體驗。4G用戶超過2億，成功的實現了商用。我國4G的創新發展，打造了具有國際競爭力的產業，有利于形成更大的市場規模和產業效益。我國4G的創新發展，其意義更多的在于對我國當前實時的創新驅動戰略，建立創新體現體系，實現經濟發展方式轉變有重要意義。

四、結論

4G將成為主流技術，隨著互聯網技術的告訴發展，4G將會繼續高速發展。4G將會成為滿足未來市場需求的新一代的移動通信。4G通信速度更快，網絡頻譜更寬，智能性能更高，兼容性更平滑還能提供各種增值服務。我們有理由相信，第四代無線通信網絡技術將會給我們未來的生活帶來無限美好的期待。

參考文獻：

[1] 楊超，梅康，陳金鷹，朱軍.4G通信技術及其應用前景[J].通信與信息技術.2011（03）

[2] 董曉娜.4G移動通信將對人們生活產生什么樣的影響[J].考試周刊.2009（25）

[3] 高蕊.4G關鍵技術分析[J].黑龍江科技信息.2008（23）

[4] 李世博.第四代移動通信系統的關鍵技術及網絡結構[J].廣西通信技術.2007（04）

[5] 丁義，滕穎蕾.4G網絡架構及關鍵技術[J].數字通信世界.2007（07）

[6] 何黎明，陳靜.4G的關鍵技術[J].計算機與現代化.2006（12）

[7] 李翠華.4G中的關鍵技術OFDM[J].黑龍江科技信息.2010（19）

[8] 王芳，熊建設.4G中的MIMO-OFDM原理及關鍵技術[J].中國新通信.2009（23）

[9] 杜加懂，林輝.多天線無線信道仿真與建模方法[J].電信網技術.2007（10）

作者簡介：

劉佳彤（1995—12月—08日）女，漢族，河南南陽人，鄭州大學信息工程學院，2014級本科生，電子信息工程專業