4G網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用前景分析

梁全錦

【摘要】 隨著多媒體業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，4G移動通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。4G技術(shù)主要應(yīng)用通信技術(shù)，實現(xiàn)多媒體語音、信息數(shù)據(jù)高效傳輸以及智能化，有效解決我國用戶數(shù)量增多問題。本文重點(diǎn)研究4G網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)，并對應(yīng)用前景展望。

【關(guān)鍵詞】 4G網(wǎng)絡(luò) 關(guān)鍵技術(shù) 應(yīng)用前景

第四代移動通信（簡稱為4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)）是以信道的方式，實現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)、語音以及圖像等相關(guān)信息的傳輸。4G網(wǎng)絡(luò)相比3G網(wǎng)絡(luò)在功能與業(yè)務(wù)方面有著明顯提高，其非數(shù)據(jù)傳輸能力更強(qiáng)，涵蓋無線局域網(wǎng)與移動寬帶系統(tǒng)等。而隨著技術(shù)的創(chuàng)新，未來4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)必然會應(yīng)用在多個領(lǐng)域。

一、4G網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)分析

1、OFDM技術(shù)。OFDM作為4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中核心技術(shù)，是多載波并行系統(tǒng)。與均衡器相比而言，OFDM技術(shù)結(jié)構(gòu)更加簡單，成本低，且實踐應(yīng)用效果好。OFDM技術(shù)把信道分成許多正交子信道，實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)信號的低速與并行子數(shù)據(jù)流有效轉(zhuǎn)換，而各個子數(shù)據(jù)流通過相應(yīng)的信道傳輸，加快數(shù)據(jù)的傳輸效率。另外，OFDM技術(shù)應(yīng)用頻譜效果好，顯著提高原頻率效率，大約達(dá)到兩倍。實現(xiàn)OFDM技術(shù)、信道編碼技術(shù)以及交織技術(shù)的有效結(jié)合，能加強(qiáng)抗碼間的干擾，提高信息數(shù)據(jù)傳統(tǒng)過程中的可靠性與安全性。

2、無線定位技術(shù)。4G網(wǎng)絡(luò)無線定位主要指通過無線信號測定某終端位置，并展開精確定位。4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是應(yīng)用通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)無線定位，且移動終端可完成無縫通信連接[1]。目前，通信、連接模式分為網(wǎng)絡(luò)定位與網(wǎng)絡(luò)的混合定位。①網(wǎng)絡(luò)定位，在多個不同位置設(shè)置接收機(jī)，共同完成移動臺傳輸信號的檢測，并通過網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的定位計算，然后把結(jié)果傳輸至移動臺。4G網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)具備的優(yōu)勢為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與基站明顯完善，實現(xiàn)移動終端的兼容；②網(wǎng)絡(luò)的混合定位，將網(wǎng)絡(luò)定位和移動臺定位相結(jié)合，其中移動臺工作內(nèi)容是測量和執(zhí)行，然后把測量結(jié)果傳輸至網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部并計算，但是此種技術(shù)無法支持現(xiàn)有的移動臺。

3、MIMO技術(shù)。多入多出技術(shù)簡稱為MIMO技術(shù)。4G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用MIMO技術(shù)是為4G系統(tǒng)創(chuàng)造空間復(fù)用與分集。而空間分集可避免衰落效應(yīng)，目前分集技術(shù)有時間分集與頻率分集及空間分集多種[2]。其中空間分集具備的功能為實現(xiàn)分集信息數(shù)據(jù)的接收、傳輸、收發(fā)。通常接收端要設(shè)置許多天線完成信息接收，且線路的兩端要選擇多元天線陣列。另外，空間復(fù)用技術(shù)通過同一頻段，并應(yīng)用許多自信號完成信號發(fā)射，基本原理是空間傳播中分徑分量，構(gòu)建一定數(shù)量的天線來觀測容量線性相信增長情況，如果天線數(shù)量多，觀測的容量線性變化趨勢就更加明顯。

4、軟件無線電技術(shù)。4G網(wǎng)絡(luò)軟件無線電技術(shù)主要通過數(shù)字信號處理方式，并應(yīng)用硬件系統(tǒng)中的編程實現(xiàn)多項功能，具備的功能為信號接收與處理。各種業(yè)務(wù)功能的實現(xiàn)需要應(yīng)用軟件編程來完成硬件相應(yīng)功能，與硬件相比而言其具備靈敏性、靈活性，操作簡單。同時軟件技術(shù)要比硬件電路成本低，應(yīng)用軟件技術(shù)可減小成本，還可有效現(xiàn)實復(fù)雜功能[3]。隨著技術(shù)的發(fā)展，軟件無線電技術(shù)的各種環(huán)境適應(yīng)能力明顯增強(qiáng)，且不會發(fā)生線路破損與老化問題。另外，應(yīng)用軟件系統(tǒng)降低了維護(hù)難度，通常只要實現(xiàn)系統(tǒng)的升級，就可完成設(shè)備更新，用戶不需要高昂的費(fèi)用就能維護(hù)軟件系統(tǒng)。4G網(wǎng)絡(luò)下，軟件應(yīng)用十分復(fù)雜，而應(yīng)用軟件無線電技術(shù)可把各種通信技術(shù)相結(jié)合，降低了難度。

二、4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用前景

2013年，“谷歌光纖概念”的興起，并向非洲、東南亞等地區(qū)推廣，加速全球4G網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。2013年8月，國務(wù)院總理李克強(qiáng)在國務(wù)院常務(wù)會議中，正式提出全面提高3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋以及服務(wù)質(zhì)量，同時推動2013年底發(fā)放4G牌照。而2013年12月4日我國向中國移動、中國電信以及中國聯(lián)通發(fā)布4G牌照。目前，我國TD-LTE已日益成熟，4G網(wǎng)絡(luò)也走進(jìn)人們?nèi)粘Ｉ钆c生產(chǎn)，使人們的生活與生產(chǎn)更加便利。 通過4G網(wǎng)絡(luò)用戶可實現(xiàn)視頻、購物以及即時通訊等，而且4G網(wǎng)絡(luò)具備的兼容性，使人們更愿意應(yīng)用4G網(wǎng)絡(luò)[4]。隨著4G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，用戶能應(yīng)用4G網(wǎng)絡(luò)即時查詢相關(guān)信息，如通過4G網(wǎng)絡(luò)查詢周邊交通情況，應(yīng)用高清視頻展現(xiàn)路況，加強(qiáng)交通便利性；如教育教學(xué)方面，教師與學(xué)生能應(yīng)用4G網(wǎng)絡(luò)開展學(xué)習(xí)活動，且校園監(jiān)控視頻更加高清；如醫(yī)療方面，通過4G網(wǎng)絡(luò)能實現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療，且移動救護(hù)車能夠及時出現(xiàn)，有效滿足人們醫(yī)療需求；如職場方面，工作人員可通過4G網(wǎng)絡(luò)參與視頻會議；如休閑、旅游方面，用戶可應(yīng)用4G網(wǎng)絡(luò)觀賞高清視頻與賽事直播，同時觀賞時可降低直播緩沖等。4G網(wǎng)絡(luò)的普及與推廣，拓展無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積，未來4G網(wǎng)絡(luò)將會應(yīng)用在更多領(lǐng)域。

總結(jié)：4G網(wǎng)絡(luò)的推廣，提高網(wǎng)絡(luò)通訊的便利性。目前，視頻會議與物聯(lián)網(wǎng)以及移動互聯(lián)網(wǎng)等被用戶所熟知。用戶除了通過4G網(wǎng)絡(luò)觀看高清視頻、購物，還可應(yīng)用應(yīng)用4G網(wǎng)絡(luò)開展學(xué)習(xí)活動、遠(yuǎn)程治療以及娛樂活動等。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]楊江濤.4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其在國內(nèi)通信行業(yè)發(fā)展趨勢分析[J].中國新通信，2014，（18）：17-18.

[2]楊敏.基于4G通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全問題及對策研究[J].激光雜志，2015，（10）：148-152.

[3]李一帆.無線安全網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在4G通信中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016，（15）：217.

[4]李卓.新一代移動通信技術(shù)的發(fā)展與展望[J].中國新通信，2016，（15）：39-40.