對于4G移動通信技術的現(xiàn)狀分析

邢崢

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對于4G移動通信技術的現(xiàn)狀分析

邢崢

朔黃鐵路發(fā)展有限責任公司肅寧分公司，河北 肅寧 062350

對4G移動通信技術的發(fā)展現(xiàn)狀進行了分析研究，闡述了4G通信技術發(fā)展的不足，分析了4G信號的覆蓋范圍問題、4G建設的成本投入與流量問題、流量與語音融合發(fā)展下的流量轉型問題，設備的更新與容量問題，進而了解4G通信中的關鍵技術，其中有正交頻復用方法（OFDM）、智能天線技術等，最終分析了4G通信技術在以后的道路中的發(fā)展方向，目的是能對其未來改進有一定的參考價值。

4G移動通信技術；信號覆蓋；SDR技術；RAN技術

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展日新月異，4G移動通信也在國際范圍內(nèi)突飛猛進地發(fā)展。在這樣的時代背景之下，通信行業(yè)也應加深對4G移動通信技術的了解，了解該技術的結構與技術關鍵。此外，還要做一系列性能方面的預測和評估，盡快做出充分的技術準備，做好行業(yè)前景展望，抓住4G移動通信技術的推廣、普及和商用時機，為企業(yè)的戰(zhàn)略布局添翼，從而進一步推動移動通信技術的發(fā)展

1 當下4G移動通信技術發(fā)展現(xiàn)狀

雖然4G移動通信技術取得了重大的發(fā)展與進步，但我國4G技術的發(fā)展尚處于中期，雖然擁有龐大的使用群體，但技術依然不夠成熟，當前4G的發(fā)展存在的主要問題有如下幾方面：

1.1 4G信號的覆蓋范圍有待進一步拓展

以中國移動為例，作為拿到TD_LTE牌照的國內(nèi)首家移動運營商，于2013年12月拿到4G牌照后，以驚人的速度發(fā)展自己的4G通信，4G基站的數(shù)量從最初的20萬個到如今超過100萬個，4G基本實現(xiàn)了對大多數(shù)城、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)的連續(xù)覆蓋，使4G技術不斷在廣度和深度方面得到提升。當然，其對于4G基站的建設不會停止，2016年，各大運營商還將繼續(xù)對4G基站的建設加大投入，尤其對山區(qū)、樓區(qū)等易容障礙物影響的地區(qū)加大投入，基本實現(xiàn)解決信號覆蓋的問題。

1.2 網(wǎng)絡基礎設施的更新速度無法得到切實保證

到目前為止，全球范圍內(nèi)都已經(jīng)面向3G移動通信系統(tǒng)建立了無線基礎設施，雖然4G通信系統(tǒng)和3G通信之間的兼容問題已經(jīng)得到了初步解決，但是仍然會受到現(xiàn)有網(wǎng)絡設施更新速度慢的限制。因此只有切實保證網(wǎng)絡設施的更新速度，才能夠?qū)崿F(xiàn)4G移動通信系統(tǒng)的全面應用。

1.3 流量與語音融合發(fā)展下的流量轉型問題

現(xiàn)階段看來，4G主要指的就是流量，我們常用的語音和短信卻依然建立在3G和2.5G上，如今傳統(tǒng)的語音通話已經(jīng)快速步入了衰退期，新型的經(jīng)營理念與經(jīng)營模式正在推動著傳統(tǒng)通信時代的改革，技術創(chuàng)新已成必然，因此傳統(tǒng)通信轉變發(fā)展模式迫在眉睫。2016年是移動通信發(fā)展的關鍵時期，順應4G的發(fā)展趨勢，主動尋求創(chuàng)新，把流量與語音融合一體成為主流的經(jīng)營模式，是各大運營商迫在眉睫的任務。

1.4 4G移動通信系統(tǒng)的容量問題

4G通信系統(tǒng)最為顯著的特點就是具有超高的傳輸速度，不過由于通信系統(tǒng)容量過小，其高速傳輸在現(xiàn)階段也只是理想狀態(tài)下能夠?qū)崿F(xiàn)。而在未來的發(fā)展中，只有不斷地增加通信系統(tǒng)具有的容量，才能夠真正地實現(xiàn)4G移動通信系統(tǒng)的高速傳輸。

2 常見的4G移動通信技術

2.1 正交頻分復用技術（OFDM）

OFDM為一項多載波調(diào)制，包含大量的創(chuàng)新優(yōu)點：可以把信號波形里面的干擾杜絕甚至變?nèi)酰黾恿祟l譜的重復利用率；適用于高速度傳送資料，有比較強力的抵抗衰落技能、比較強力的抗碼間干擾技能。

2.2 智能天線技術

智能天線具備了阻礙信號干擾、自動跟蹤和數(shù)字波束調(diào)整的智能功能，被認定是此后移動通信的重要技術。智能天線利用波束能夠于空間內(nèi)阻礙交互影響，增強特殊區(qū)域里希望得到的信號。此技術既能夠增強信號水平，又能夠增強傳輸容量。它的基本原理是對無線基站端運用天線以及無限收發(fā)信機來完成射頻信號的接收與傳輸[1]。并且，透過基帶數(shù)字信號處理器，對所有天線鏈路上所接收的信號通過相應的算法進行合并。如今智能天線的控制手段基本上包含兩種：全自適應手段以及來自預多波束的波束相互替換手段。

2.3 多輸入多輸出技術

雖然早在20世紀初就提出了MIMO技術，但是直到20世紀90年代才真正意義上地推動了無線移動通信系統(tǒng)MIMO技術的發(fā)展與應用[2]。MIMO系統(tǒng)通過在發(fā)射端和接收端采用多天線以及多通道的方式，能夠讓信號在經(jīng)過多重切割以后，最終實現(xiàn)信號的同步傳送。接收端可以在多重天線的基礎上同時接收各種信號，并且采用DSP重新計算的方法，按照測得的時間差，重新把各個相互分開的信號進行組合，及時準確地將信號進行了還原。

2.4 SDR技術

SDR技術即為軟件無線電技術，是把標準化、模塊化的硬件功能單元通過通用硬件平臺，運用軟件加載的方法實現(xiàn)不同無線電通信系統(tǒng)的一個開放式構造的技術。而中心思想是讓寬帶模數(shù)轉換器以及數(shù)模轉換器等較為先進的模塊盡量貼近射頻天線的標準，盡量更多地通過軟件來規(guī)定無線功能。這個程序包括了多個無線網(wǎng)信號的規(guī)則和修復程序、變換程序、搜索信號、內(nèi)部計算程序、報警預報等多個不同的程序。軟體無線電技術很多可以在現(xiàn)場進行邏輯門陣列和數(shù)字信號處理等。

2.5 源于IP的核心網(wǎng)技術

4G移動通信系統(tǒng)的核心網(wǎng)是一個源于IP的網(wǎng)絡，能夠完成各自網(wǎng)絡之間的無縫互聯(lián)。核心網(wǎng)獨立于各類具體的無線接入方案，可以供應端到端的IP業(yè)務，可以和已經(jīng)具備的核心網(wǎng)以及PSTN進行兼容。核心網(wǎng)擁有了不封閉的構造，能夠使不同的接口連接其中，能夠把任務傳導及核心操控各個區(qū)分開來。用完IP以后，這里面的無線連接方式和所遵循的協(xié)議及鏈路全部是各自運行的。在4G通信系統(tǒng)里會取締IPv4協(xié)議，主要運用全分組形式IPv6技術。

3 4G移動通信技術未來發(fā)展展望

3.1 4G通信技術的RAN技術

4G移動通信技術取締3G移動通信技術的原因是4G具備了高速、大容量的良好性能，而且造價投資非常經(jīng)濟。4G通信技術的RAN技術會向著電路互換以及設備分集方向前進，可以在RAN技術的提供下讓3G、4G、固網(wǎng)之間實現(xiàn)漫游交叉，并且可以作用到下一代互聯(lián)網(wǎng)技術中，形成更好的性能。

3.2 交互性干擾有效控制技術確保移動通信信號的穩(wěn)定

交互干擾有效控制技術屬于4G移動通信技術的基本技術，透過交互的形式，降低并減少通信設備相互間的影響，在不存在其他信息影響下真正確保了移動通信信號的穩(wěn)定性，提升了移動通信信號的傳輸質(zhì)量。

3.3 透過多用戶識別技術提高總基站的系統(tǒng)容量

對移動通信來說，很多客戶共同使用是一個巨大的問題，多用戶會存在各種各樣的干擾信號，這對原始通信信號形成干擾，最終導致通話質(zhì)量不佳。目前，新型多用戶自由識別技術被投入運用，在這項技術的處理下，總基站的系統(tǒng)容量提高了，這也使得原來信息的覆蓋面積擴大。通過這樣的處理，能使得通信網(wǎng)絡基礎設施的各項工作簡化，提升效率。在多用戶識別技術影響之下，通信技術水平也大大提升了。

3.4 利用智能化處理節(jié)點保持通信的穩(wěn)定性

利用智能化處理技術可以提高解決問題的效率，有效處理運行中出現(xiàn)的故障和超載問題。同時，還引進了問答裝備。這種采用了特殊問答形式的裝置有其獨特的作用，它能分析并處理智能處理器在運行中出現(xiàn)的錯誤，并自動排除網(wǎng)絡故障、斷裂等非正常因素，從而使通信更趨于穩(wěn)定通暢。

3.5 引進無線電自動接收技術降低技術損耗

現(xiàn)今移動通信技術如何取得更好地發(fā)展，合理節(jié)省設備支出尤為重要，引進并改善無線電自動接收的效果，而整體接收采取了嵌入式形式，在一定程度上減少了技術損耗。能耗的降低達到了綠色環(huán)保、節(jié)能減排的目的。

4 結語

現(xiàn)今移動通信技術作為通信技術最為重要的技術之一，也在逐步發(fā)展更新。隨著現(xiàn)代化技術的不斷發(fā)展，現(xiàn)代社會已經(jīng)成為一個信息網(wǎng)絡化的時代，人們對于信息網(wǎng)絡技術的要求也越來越高，隨之產(chǎn)生了移動通信的更新?lián)Q代。隨著3G網(wǎng)絡的覆蓋，4G網(wǎng)絡技術不斷發(fā)展，成為新一代的網(wǎng)絡新星。只有對移動通信4G技術的結構、性能等4G關鍵技術不斷進行研究總結，加強我國的通信事業(yè)的建設和改革，才能不斷將4G網(wǎng)絡在人們的日常生活中進行普及，為人們的生活帶來更多的便利。

[1]王祝，李小勇.4G移動通信技術的要點和發(fā)展探討[J].移動信息，2015（7）：68-69.

[2]徐慶龍，張明.4G移動通信技術應用及發(fā)展研究[J].引文版：工程技術，2015（17）：291.

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