無(wú)線通信4G關(guān)鍵技術(shù)淺析

摘要：隨著通信技術(shù)在全世界上廣泛的使用以及不斷的發(fā)展，通信技術(shù)成為了國(guó)家科技綜合實(shí)力的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也開(kāi)始深入到我國(guó)的各個(gè)領(lǐng)域中，成為了能夠影響我國(guó)人民正常生活的重要技術(shù)。本文首先對(duì)4G移動(dòng)通信的特點(diǎn)做了簡(jiǎn)單的介紹，并將此作為切入點(diǎn)，深入分析了無(wú)線4G的關(guān)鍵技術(shù)，希望能夠?yàn)槲覈?guó)無(wú)線通信行業(yè)的發(fā)展提供值得參考的意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：無(wú)線通信4G技術(shù) 特點(diǎn) 關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）10-0032-01

4G（第四代移動(dòng)通信技術(shù)）與3G技術(shù)相比，其數(shù)據(jù)、視頻傳輸?shù)乃俣纫约百|(zhì)量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于3G技術(shù)，一方面能夠?qū)?G技術(shù)中存在的信號(hào)不穩(wěn)，業(yè)務(wù)類(lèi)型少等問(wèn)題進(jìn)行有效的解決，另一方面還能夠大大提高移動(dòng)通信的質(zhì)量，更好的滿足人們的需求，有利于推動(dòng)我國(guó)通訊行業(yè)的發(fā)展。

1 4G移動(dòng)通信的特點(diǎn)

（1）數(shù)據(jù)傳輸速率大大增加。4G移動(dòng)通信問(wèn)世的主要目的在于提升移動(dòng)終端的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)速率，因此4G的傳輸速率與2G，3G技術(shù)有了質(zhì)的飛躍。2G、3G移動(dòng)通信的傳輸速度分別為9.6kbps、2 Mbps，而4G移動(dòng)通信的傳輸速率則為100Mbps。

（2）通信方式多樣化。隨著4G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，用戶的通信方式也開(kāi)始逐步豐富起來(lái)，不僅打破傳統(tǒng)語(yǔ)音、文本通信的方式，同時(shí)還給人們帶來(lái)了更佳的體驗(yàn)，例如：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通道去體驗(yàn)廣播、娛樂(lè)等多媒體通信方式，極大的滿足了用戶對(duì)通信的需求；此外，較高的覆蓋率同樣也是4G較為顯著的特點(diǎn)，覆蓋率的增加不僅保證了信息的穩(wěn)定性。

（3）大大提高了網(wǎng)絡(luò)的智能化。對(duì)于智能化程度較高的4G移動(dòng)技術(shù)而言，其能夠通過(guò)利用智能技術(shù)，科學(xué)的分配和管理相關(guān)的資源，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化資源配置，進(jìn)而更好的滿足客戶需求。

2 4G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 正交頻分復(fù)用技術(shù)

所謂的正交頻分復(fù)用技術(shù)主要是通過(guò)將若干的正交子信道從頻域的信道中劃分出來(lái)，同時(shí)將數(shù)據(jù)信號(hào)利用高低轉(zhuǎn)換的技術(shù)將其分別調(diào)制到不同的子信道中。由于不同子信道中的子載波均不相同，因此將數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)子載波進(jìn)行傳輸。從上文介紹來(lái)看，正交頻分復(fù)用技術(shù)其實(shí)也就是多載波調(diào)制技術(shù)，同時(shí)人們也將其稱(chēng)之為OFDM技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)能夠?qū)⒉黄教沟目傂诺劳ㄟ^(guò)劃分的方式轉(zhuǎn)化為若干個(gè)相對(duì)平坦的子信道，而子信道中的信號(hào)傳遞屬于窄帶傳輸，因此消除了符號(hào)間相互干擾的情況，從而保證信號(hào)的均衡。

2.2 多輸入多輸出技術(shù)

多輸入多輸出技術(shù)的顧名思義就是通過(guò)在信號(hào)發(fā)射端以及接收端中通過(guò)設(shè)置多個(gè)發(fā)射以及接收天線來(lái)完成信號(hào)的發(fā)射和接收，多個(gè)天線同時(shí)進(jìn)行信號(hào)的發(fā)射和接收能夠大大提高服務(wù)質(zhì)量，從而滿足用戶的需求，人們一般也將該技術(shù)稱(chēng)之為MIMO技術(shù)。而無(wú)線信道中的多徑傳播作為該技術(shù)的基礎(chǔ)，其不僅能夠大大增加無(wú)線信道的空間資源，同時(shí)對(duì)于提高無(wú)線通信系統(tǒng)的復(fù)用和分集效率也有著極好的效果。此外對(duì)于多輸入多輸出技術(shù)而言，在使用過(guò)程中，要確保頻譜資源以及天線頻率不發(fā)生變化，這樣有利于增加頻譜和信道的容量的使用率。

2.3 軟件無(wú)線電技術(shù)

軟件無(wú)線電技術(shù)也被人們稱(chēng)為SDR技術(shù)，該技術(shù)主要在射頻天線附近放置寬帶的模數(shù)A/D以及數(shù)模變換器D/A，并在儀器中連接上標(biāo)準(zhǔn)、模塊化的硬件單元以及開(kāi)放公共硬件平臺(tái)，最后為了完成無(wú)線電臺(tái)的多項(xiàng)功能，將DSP技術(shù)通過(guò)軟件編程的方式應(yīng)用在儀器中。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)SDR技術(shù)就是一種以軟件作為基礎(chǔ)，完成的傳統(tǒng)“純硬件電路”操作和控制的技術(shù)。

SDR技術(shù)與其他技術(shù)相比，其不僅能夠很好的實(shí)現(xiàn)多功能多頻段的通信，同時(shí)還能通過(guò)軟件編程的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的升級(jí)擴(kuò)展，與此同時(shí)，其還能降4G移動(dòng)平臺(tái)與移動(dòng)終端連接在一起，從而為運(yùn)營(yíng)商節(jié)省了大筆成本。

2.4 智能天線技術(shù)

天線陣、波束形成網(wǎng)絡(luò)、波束形成算法是智能天線三個(gè)重要的組成部分，缺一不可，該技術(shù)同時(shí)也被人們叫做自適應(yīng)天線陣列，其技術(shù)基礎(chǔ)為空時(shí)多址技術(shù)。該技術(shù)的主要工作原理為將信號(hào)的覆蓋區(qū)結(jié)合傳輸方向的區(qū)別，區(qū)分來(lái)對(duì)同頻率、同碼道、同時(shí)隙中的信號(hào)，從而將其進(jìn)行科學(xué)的改變，這樣不僅能夠有效保證主波束的方向與用戶要求方向的一致性，另一方面還能動(dòng)態(tài)監(jiān)控用戶和環(huán)境的變化，結(jié)合用戶需求為用戶提供優(yōu)質(zhì)的上、下行鏈路信號(hào)，繼而大大提供用戶優(yōu)質(zhì)服務(wù)，消除干擾信號(hào)，一舉兩得。

2.5 切換技術(shù)

切換技術(shù)可以分為3大類(lèi)，分別是更軟切換、軟切換以及硬切換。該技術(shù)的工作原理為通信連續(xù)的前提下，切換通信信道。該技術(shù)作為移動(dòng)通信系統(tǒng)中不可缺少的重要技術(shù)，下面重點(diǎn)介紹三大切換類(lèi)型：首先，更軟切換一般在相同基站中使用，主要是指頻率相同扇區(qū)不同的信道切換。其次是軟切換，軟切換則應(yīng)用于頻率不相同的基站中，該切換方式較為安全的，這是因?yàn)樵谇袚Q工程中，移動(dòng)臺(tái)會(huì)與原基站、新基站之間在某段時(shí)間同時(shí)建立鏈路，并當(dāng)通信鏈路穩(wěn)定大于新基站目標(biāo)后，與原基站切斷聯(lián)系，整個(gè)切換過(guò)程中，通信都是連續(xù)的，因此不會(huì)影響到通信質(zhì)量。最后是硬切換。硬切換通常應(yīng)用于不同頻率基站之間，其通常實(shí)現(xiàn)將基站與移動(dòng)臺(tái)之間的聯(lián)系切斷，并通過(guò)頻率調(diào)諧的自動(dòng)調(diào)整功能，來(lái)建立移動(dòng)臺(tái)與新基站之間的通信鏈路，從而完成切換。在此切換過(guò)程中會(huì)給通信質(zhì)量帶來(lái)一定的影響。隨著4G技術(shù)的發(fā)展，軟、硬切換相結(jié)合成為了切換技術(shù)日后主要的發(fā)展趨勢(shì)。

3 結(jié)語(yǔ)

改革開(kāi)發(fā)以來(lái)，我國(guó)無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展有目共睹，不僅取得了傲人的成績(jī)，同時(shí)技術(shù)實(shí)力在世界列國(guó)中也排在前面，但是在4G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中依然存在著不少的問(wèn)題，不僅影響著通信技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)也給用戶帶來(lái)一定的困擾，因此還需對(duì)該技術(shù)進(jìn)行深入的研究，才能從根本上推動(dòng)我國(guó)通信行業(yè)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]羅濤.無(wú)線通信工程的發(fā)展和4G技術(shù)的介紹[J].中國(guó)新通信，2014（16）：16-17.

收稿日期：2016-08-25

作者簡(jiǎn)介：周帆（1989—），男，漢族，湖北監(jiān)利人，本科，通信工程初級(jí)監(jiān)理工程師，畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)，就職于公誠(chéng)管理咨詢有限公司第四分公司，

研究方向：通信工程。