4G通信技術的要點研究

羅宇文

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4G通信技術的要點研究

羅宇文

廣東省電信工程有限公司，廣東 廣州 510000

相對3G技術，4G通信技術具有更快的傳輸速度，能夠給用戶帶來更加優質的體驗。因此，4G通信技術受到了人們的一致青睞。為了促進4G技術的進一步創新和進步，對4G通信工程技術的要點進行了探討。

4G；傳輸速度；通信技術；要點

第二次世界大戰結束之后，全球各領域的發展水平不斷提高。通信技術也取得了很大進步。從20世紀80年代至今，移動通信技術經歷了一次又一次變革和創新，FDMA、TDMA、CDMA等通信技術相繼誕生，又相繼落伍。當前，國內用戶能很好地體驗到4G移動通信技術帶來的便利。可是，科技在不斷創新，用戶體驗也在一步一步提升。因此，傳統的通信技術被逐漸淘汰，從2G升級到3G然后逐漸普及到4G。4G通信技術對推動技術的發展有一定的積極作用。

1 4G通信技術及其特點

4G通信技術是將WLAN與3G通信通信技術相互結合的第四代移動通信技術。4G通信技術的下載速度可達到100?MB/s，是傳統撥號上網模式的2?000倍。在價格方面，4G通信的收費方式比3G通信更靈活，能夠滿足不同人群的使用需求。與PC端相比較，4G通信技術的區域優勢十分明顯，其覆蓋面積大大超過了DSL。由此可見，4G通信技術具有自身獨特的優越性[1]。

4G通信技術的特點主要體現在以下幾個方面：

一是速度快。通信速度快是4G通信技術給人們帶來的最直觀的體驗。回顧通信技術的發展歷程，第一代移動通信技術僅僅具備語音系統，第二代移動通信技術的傳輸速率約為10?kB/s。3G通信技術的傳輸速率為2?MB/s，第四代通信技術的傳輸速率達到了100?MB/s。

可見，4G通信技術最顯著的特點是信息傳輸速率快。

二是網頻寬，4G網絡信道是3G網絡的20倍。

三是更智能，基于4G通信技術開發的4G手機，其智能化水平大大提升，各類App可以使4G手機的功能更加豐富。

四是更兼容，由于考慮到3G向4G的平穩過渡問題，因此4G技術具備了3G技術的全部功能，并且4G技術對傳統技術的兼容性更加良好，無論是3G用戶還是2G用戶，都能夠順利過渡到4G[2]。

五是媒體通信的品質越來越高。4G通信技術中融合了很多新技術，突破了3G通信技術的弊端。因此基于4G通信技術的多媒體通信，在通信質量、覆蓋范圍等方面都優于3G時代的多媒體通信。

2 4G通信技術的要點

2.1 多天線技術

使用4G通信技術時，通信雙方都通過多條天線來傳遞信息，這就大大提高了用戶的通信質量。與傳統單天線通信工程相比，4G技術具有很大優勢，可以在不增加頻帶數目的情況下利用分集增益，提升傳輸信息的信道容量，進而提高用戶的通信質量。在運用多天線技術時，天線數目和信道容量之間成正比。也就是說，隨著天線數目的增加，傳輸信息的信道容量也會隨之提高。因此，4G技術可以在保持寬帶等條件不變的情況下，提升通信速度。當發生通信時，信道中的編碼數據會通過無數天線來傳遞，之后接收端會對編碼數據進行解碼，進而確定信宿[3]。

2.2 正交頻分復用技術

目前，正交頻分復用技術受到了各國研究人員的廣泛關注。正交頻分復用技術是一種MCM技術，通過正交頻分復用技術的運用，可以對無線信道進行劃分，進而形成無數個子信道。這樣，當信號數據在無線信道中進行傳遞時，就可以通過高速串行的形式來傳輸。在運用正交頻分復用技術后，信號對頻譜的利用率能夠與極限值無限接近，遠遠高于傳統的串行系統。另外，正交頻分復用技術具有很強的穩定性，不會輕易受到信道衰落、脈沖噪聲等因素的影響，這就為通信質量提供了保障。運用正交頻分復用技術后，相同速率下信號時間長度也遠遠優于單載波系統。此外，正交頻分復用技術具備自我調制功能，運用該技術后，4G信號能夠根據不同的信道條件來自我調制，確保信息傳輸的速率[4]。

2.3 軟件無線電技術

軟件無線電技術的作用在于通過軟件實現無線電臺的一些功能。由于軟件無線電技術以軟件為核心，具備很多硬件系統不具備的特征。首先軟件無線電技術具有很高的靈活性，由于軟件編程模式可以改變，因此在拓展業務十分方便，只需改變軟件的編程方式即可。此外，軟件無線電技術具有模塊化特征，單個物理電氣接口模塊可以更換，這樣就延長了無線電的使用壽命。

2.4 智能天線技術

智能天線的優勢就在于對自身參數實施調節，使通信信號的參數符合實際信道情況，通過智能天線技術的運用，調節陣元信號權值和相位，進而使陣列方向圖的形狀發生變化。另外，智能天線技術中還運用了空分多址技術，能夠保證波速始終朝向目標方向。當用戶移動時，天線的效益會大大提高，發射功率也會大大降低。

2.5 核心網技術

4G通信技術的另一個優勢是可以實現不同網絡的無縫連接。由于4G通信技術是在IP的基礎上建立的傳送數據流，因此各網絡之間可以實現無縫連接。IP協議具有很多優勢：首先具有巨大的地址空間；其次IP能夠自動配置地址，不管是有狀態的情況下還是無狀態的情況下，都會給每位用戶分配一個獨一無二的IP地址，此外IP功能的靈活性很好，移動設備購入地與用戶所在地不存在直接關系。IP可以根據用戶提交的地址，自動對通信節點實施調節。

3 總結

4G通信技術已經與人們的生活和工作密不可分。4G技術具有傳輸速度快等一系列優勢。目前各個領域都在積極推廣應用4G技術，不斷提升通信效率和通信質量。科學技術的發展還在繼續向前。在未來的發展中，通信技術還面臨巨大的發展空間。4G技術將會逐漸被5G或者其他技術所取代。屆時人們的通信需求會得到更好的滿足。然而就現階段來看，4G技術還有良好的發展前景。本文分析了4G通信工程技術的要點，希望可以為相關工作開辟思路。

[1]劉理，劉春陽，劉宏宇，等.4G通信工程技術要點分析[J].通訊世界，2017（20）：31-32.

[2]李清明.4G通信工程技術的要點研究[J].數字技術與應用，2017（2）：67.

[3]莊倩.4G通信工程技術要點及應用研究[J].通訊世界，2016（15）：66-67.

[4]李振鑫.淺談4G通信工程的要點[J].電子世界，2016（6）：152-153.

The Key Points of 4G Communication Engineering Technology

Luo Yuwen

Guangdong Telecom Engineering Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510000

Compared with 3G technology, 4G communication technology has a faster transmission speed and can bring more high-quality experience to users. Therefore, 4G communication technology has been unanimously favored by all people. In order to promote further innovation and improvement of 4G technology, the paper focuses on the 4G communication engineering techniques.

4G; transmission speed; communication technology; essentials

TN929.53

A

1009-6434（2017）12-0011-02