淺析4G通信技術(shù)的要點以及發(fā)展方向

王麗文

【摘要】 隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人們對于使用的通訊工具以及多媒體業(yè)務(wù)的要求越來越高，通信技術(shù)的更新?lián)Q代技術(shù)不斷的加快，使得各種各樣的通訊技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展。在3G通信技術(shù)方興未艾的今天，通信行業(yè)不應(yīng)該過多的滿足于現(xiàn)狀，應(yīng)該具有超前的意識，著眼未來，緊跟世界潮流，積極推進4G通信技術(shù)的科研和開發(fā)的工作。本文就著力于介紹一下4G的概念、要點以及未來的發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵字】 4G通信 技術(shù)要點 發(fā)展趨勢

一、 4G通信的基本概述

1.1 4G通信的基本概念

4G移動通信技術(shù)是3G移動通信技術(shù)的升級，4G擁有更高的傳輸速度、更安全的技術(shù)保障以及更人性化的智能結(jié)構(gòu)，它真正的實現(xiàn)了移動通信之間的互聯(lián)互通。4G移動通信技術(shù)可以實現(xiàn)在任何時間任何地點以可能的方式無障礙的接入到通信網(wǎng)絡(luò)，它給用戶提供了可以選擇業(yè)務(wù)、應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)的可能，同時還實現(xiàn)了移動電子商務(wù)的綜合性業(yè)務(wù)，最后一項就是4G移動通信技術(shù)可以適應(yīng)其他任何的網(wǎng)絡(luò)、體系和系統(tǒng)。

1.2 4G移動通信技術(shù)的特點

前面已經(jīng)提到了4G移動通信技術(shù)擁有了更高的數(shù)據(jù)傳輸速度，根據(jù)有關(guān)的數(shù)據(jù)顯示：4G 移動通信技術(shù)的傳輸速度是3G移動通信傳輸速度的50倍以上。這在美國的科學(xué)實驗室中已經(jīng)得到了證實；4G移動通信技術(shù)具有高度智能化的網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)許多傳統(tǒng)通信技術(shù)難以想象的功能；4G移動通信技術(shù)擁有更好的兼容性，它不但具有全球漫游、接口開放的功能，還可以向下兼容各個網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)；4G移動通信技術(shù)具有更好的信號覆蓋性，室內(nèi)外、森林、野外都具有良好的信號；4G移動通信技術(shù)還可以實現(xiàn)更高質(zhì)量的多媒體通信，可以通過高速數(shù)據(jù)傳輸將語言、數(shù)據(jù)以及影像等大量信息進行有效的傳輸，實現(xiàn)了多媒體通信。

1.3 4G移動通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

4G 移動通信網(wǎng)絡(luò)可以分為三層，分別是物理網(wǎng)絡(luò)層、中間環(huán)境層、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層。其中物理網(wǎng)絡(luò)層提供接入和路由的功能，它是無線和核心網(wǎng)的結(jié)合；中間環(huán)境層的功能主要是QOS映射、地址變換和完全性管理等。物理網(wǎng)絡(luò)層與中間環(huán)境層以及應(yīng)用環(huán)境之間的接口是開放的，它使發(fā)展和提供新的應(yīng)用及其服務(wù)變得更加容易，它可以提供無縫高數(shù)據(jù)率的無線服務(wù)，并運行于多個頻帶。

二、4G移動通信技術(shù)的要點

2.1 OFDM（正交頻分復(fù)用）技術(shù)

OFDM技術(shù)是將信道分為多個正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并列的低速子數(shù)據(jù)流，然后將低速子數(shù)據(jù)流調(diào)制在每個子信道上進行傳輸；OFDM技術(shù)具有很強的抗衰弱能力，它可以通過多子載波傳輸，從而提高對脈沖噪聲的抵抗并且還可以降低通信信道快速衰落的可能；OFDM 技術(shù)適用于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r，采用自適應(yīng)調(diào)制機制改變調(diào)制方式、信道和加載算法，提高信息傳送的速率；OFDM技術(shù)具有非常強大的抗碼間干擾能力，它是采用循環(huán)前綴的方式來對抗碼間的干擾的。

2.2 SA（智能天線）技術(shù)

SA 技術(shù)具有抑制信號干擾、自動跟蹤及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等功能，是 4G 移動通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)。所謂的“智能天線”就是利用數(shù)字信號處理技術(shù)，在空間上產(chǎn)生指向性波束，使陣列主瓣對準(zhǔn)用戶信號到達的方向，旁瓣或零陷對準(zhǔn)干擾信號到達的方向，從而可以高效地利用移動用戶信號的空域信息最大化接受期望信號并且刪除或者抑制干擾信號的目的。

2.3 SDR（軟件無線電）技術(shù)

SDR是一種無線電廣播通信技術(shù)，它基于軟件定義的無線通信協(xié)議而非通過硬連線實現(xiàn)。也就是說頻帶、空中接口協(xié)議和功能可通過軟件下載和更新來升級，而不用完全更換硬件。軟件無線電是 4G 移動通信技術(shù)的微電子技術(shù)基礎(chǔ)，以開放性的平臺，方便的升級和重配置構(gòu)造一個具有開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺，可以允許多方運營的介入。

2.4 IPv6 技術(shù)

IPv6具有更大的地址空間，在IPv4中規(guī)定IP地址長度為32位，也就是說IPv4的最大地址個數(shù)為2^32；而IPv6中IP地址的長度為128位，也就是說IPv6最大地址個數(shù)為2^128。與32位地址空間相比，其地址空間已經(jīng)大大的增加了，它可以為通信網(wǎng)絡(luò)的所有設(shè)備提供一個全球惟一的地址。

目前IPv6的技術(shù)優(yōu)勢在于在一定程度上解決了IPv4互聯(lián)網(wǎng)存在IP地址不夠的問題，這是IPv4向IPv6演進的重要動力之一。

IPv6使用更小的路由表，IPv6的地址在分配的一開始就遵循聚類的分配原則，這樣就會使路由器能在路由表中用一條記錄來表示一片子網(wǎng)，由此一來就大大的減小了路由器中路由表的長度，從而提高了路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的速度。IPv6加入了對自動配置（Auto Configuration）的支持功能，這是對DHCP協(xié)議的改進和擴展，使得網(wǎng)絡(luò)（尤其是局域網(wǎng)）的管理變得更加方便和快捷。

IPv6具有更高的安全性，因為用戶在使用IPv6網(wǎng)絡(luò)中可以對網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)進行加密并對IP報文進行校驗，在IPV6中的加密與鑒別選項提供了分組的保密性與完整性，使得網(wǎng)絡(luò)的保密性得到了顯著的增強。

IPV6使用新的頭部格式，其選項與基本頭部分開，在需要的時候，可將選項插入到基本頭部與上層數(shù)據(jù)之間，這就簡化和加速了路由選擇的過程。IPv6 的服務(wù)質(zhì)量高于傳統(tǒng)的IPv4，它便于形成基于服務(wù)級別的系統(tǒng)；IPv6 具有可移動性，移動通信設(shè)備應(yīng)用 的IPv6 技術(shù)可以實現(xiàn)位置變化時而通信質(zhì)量不會發(fā)生改變。

三、4G 移動通信技術(shù)的發(fā)展方向

中國在這方面的研究起步較晚，未來將會加快對于4G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，抓住機遇擁有市場是中國通信行業(yè)的共識，三大移動運營商已經(jīng)開始了對于4G的技術(shù)研究與開發(fā)，并在現(xiàn)階段已經(jīng)取得了重大的突破，在技術(shù)上已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)圖形影像、視頻、語音的高速傳輸。

中國將在今年建造20萬個4G的基站，總的投資將近1800個億，4G終端采購量將超10倍以上，該計劃將大幅度提高下一代4G移動通信系統(tǒng)的效率。在未來的發(fā)展中，4G移動通信技術(shù)不能簡簡單單的是速度上的提升，將要涉及到更多的領(lǐng)域（包括頻譜、資源調(diào)配、資源管理和無線傳輸技術(shù)等等），4G移動通信技術(shù)具有數(shù)據(jù)通信速度和通話質(zhì)量的優(yōu)勢，將會擁有更加高速、安全、穩(wěn)定的傳輸能力，由于技術(shù)上的突破，未來4G的通信費用也將得到下調(diào)，這將給人們帶來前所未有的福音。移動互聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)是“讓世界無時無刻不掌握在你手中”，現(xiàn)在人們已經(jīng)不能夠離開上網(wǎng)，這已經(jīng)成為了一種習(xí)慣，未來4G通信的目標(biāo)就是實現(xiàn)真正的“移動辦公”，現(xiàn)在許多手機廠商已加入了這方面的開發(fā)研究。

4G 移動通信技術(shù)的發(fā)展要為“無線城市”的全面實施提供信息動力，給我們的城市增添無限智能，讓城市生活邁向未來。4G移動通信要全面加快城市的TD-LTE建設(shè)，讓市民能享受到更全面強大的無線高速寬帶網(wǎng)絡(luò)及信息服務(wù)，讓城市的交通可以實現(xiàn)高清的交通視頻監(jiān)控，讓交通更安全、更順暢；在教育行業(yè)，要努力做到校車的視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)實時快捷，視頻高清可控。

3G是4G的基礎(chǔ)，所以說4G也是基于蜂窩系統(tǒng)，但在有限的范圍內(nèi)它還應(yīng)該容納WLAN，以此來獲得更高的數(shù)據(jù)傳輸速度，未來會把4G網(wǎng)、固定無線接入網(wǎng)、WLAN等網(wǎng)絡(luò)結(jié)合到一起，來營造一個無所不在的通信環(huán)境。

四、結(jié)語

隨著科技的進步以及人們意識的提高，越來越多的人開始接觸到4G網(wǎng)絡(luò)，4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)深入到人心，使用4G移動通信是發(fā)展的需要，也是必然的趨勢。有理由相信，在不久的將來，4G移動通信技術(shù)的應(yīng)用以及發(fā)展將會擁有光明的前景。

參 考 文 獻

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