接入網(wǎng)技術(shù)在城市4G無線通信中的應(yīng)用研究

王濤 田向東

摘 要 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展、智能設(shè)備的普及促使人們對(duì)無線通信的速度、穩(wěn)定性提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，也推動(dòng)了技術(shù)人員對(duì)無線通信的研究力度。文章就將對(duì)接入網(wǎng)技術(shù)在4G無線通信中的具體應(yīng)用進(jìn)行深入的研究，以此提高我國城市無線通信的技術(shù)水平，推動(dòng)我國通信事業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞 接入網(wǎng)技術(shù)；城市；4G；無線通信

中圖分類號(hào) TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2018）208-0094-02

城市4G無線通信作為第四代移動(dòng)通信技術(shù)，其主要是基于全I(xiàn)P化的移動(dòng)數(shù)據(jù)技術(shù)、移動(dòng)計(jì)算技術(shù)和移動(dòng)多媒體技術(shù)而形成的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。由于4G無線通信具有高速、個(gè)性以及滿足人們多元化需求的優(yōu)勢(shì)，促使其在市場(chǎng)中得到了廣泛的運(yùn)用，且拉高了我國移動(dòng)用戶的數(shù)量，推動(dòng)了我國通信行業(yè)的發(fā)展。但是，在城市4G無線通信技術(shù)應(yīng)用過程中，仍存在一些問題需要解決，促使城市4G無線通信的優(yōu)勢(shì)無法真正發(fā)揮出來。

1 城市4G無線通信的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

城市4G無線通信能夠以100Mbps以上的速度來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)下載，比家用的ADSL（4兆）寬帶快了近25倍，且滿足了所有用戶對(duì)無線服務(wù)的使用要求。同時(shí)，4G無線通信可以在DSL和有線電視調(diào)制解調(diào)器無法覆蓋的地方進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)部署，且擴(kuò)展到整個(gè)地區(qū)，進(jìn)而方便人們的使用?？梢哉f，城市4G無線通信技術(shù)具有非常強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)性。

第一，通信速度非常快，4G通信速度已經(jīng)被高速化，最快的下行速度達(dá)到了12.5MB/s-18.75MB/s，大大縮短了人們的數(shù)據(jù)下載時(shí)間，為人們提供了更為便捷和高速無線通信服務(wù)。同時(shí)，因?yàn)槠渫ㄐ鸥咚倩藗兊囊曨l通信順暢性得到保障，實(shí)現(xiàn)了及時(shí)通信。

第二，通信的方式具有多樣化的優(yōu)勢(shì)，4G技術(shù)作為一種集成了3G技術(shù)和WLAN技術(shù)的無線通信技術(shù)，及具有不同的模式，可以讓用戶進(jìn)行自由接入到互聯(lián)網(wǎng)和系統(tǒng)平臺(tái)當(dāng)中。同時(shí)，用戶還可以通過接入網(wǎng)技術(shù)，將4G無線通信接入到各種移動(dòng)終端之上，從而實(shí)現(xiàn)無線通信的多樣化，為各個(gè)行業(yè)，部分以及公司系統(tǒng)提供良好的溝通渠道。

第三，4G無線通信的效率非常高，由于4G交換層技術(shù)可以使用不同類型的通信接口，且在路由技術(shù)的支撐下，形成一個(gè)無線頻率的使用效率更高的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。在此架構(gòu)當(dāng)中，用戶的信息傳輸和下載速度都會(huì)有明顯的提升。

第四，4G無線通信具有非常高的兼容性。由于4G技術(shù)是融合了各種通信方式優(yōu)勢(shì)的技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)了通信方式與通信終端的同平臺(tái)交匯，能保證用戶通話和信息傳遞的質(zhì)量。

第五，4G無線通信具有更廣的服務(wù)領(lǐng)域，由于4G通信的中的OFDM可以和CDMA技術(shù)進(jìn)行整合與擴(kuò)充，可以讓運(yùn)營商的服務(wù)領(lǐng)域更為寬廣，讓通信技術(shù)的覆蓋范圍更大。

2 接入網(wǎng)技術(shù)在我國4G通信技術(shù)中的運(yùn)用

2.1 運(yùn)用現(xiàn)狀

隨著我國通信技術(shù)的不斷發(fā)展，接入網(wǎng)技術(shù)在智能設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)用范圍越來越大，促使技術(shù)人員智能通過接入網(wǎng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)4G通信技術(shù)的使用。當(dāng)前我國的無線接入存在多種方式。但是，傳統(tǒng)的蜂窩接入模式無法滿足4G通信技術(shù)的設(shè)計(jì)要求和用戶的全部需求。例如，接入無法完全支撐起所有的寬帶業(yè)務(wù)。這主要是因?yàn)?G使用的3G語音交換架構(gòu)的電路模式中不是純IP，不能支撐2Mbps以上的交換。所以，電路交換網(wǎng)絡(luò)無法實(shí)現(xiàn)寬帶的圖像業(yè)務(wù)，限制了因特網(wǎng)的速度發(fā)展，也激化了需求和接入手段匱乏之間的矛盾需求。因此，通信公司為了滿足廣大群眾的需求，涵蓋更多的客戶群體，就必須加大自己的基站密度。在此情況下，通信公司的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)變得更為復(fù)雜，運(yùn)營成本也有所提高。

2.2 運(yùn)用的優(yōu)化

為了保障人們通信水平更加高速化，為用戶提供更為優(yōu)質(zhì)的通信服務(wù)，通信公司應(yīng)不斷優(yōu)化接入網(wǎng)技術(shù)在4G無線通信中的運(yùn)動(dòng)應(yīng)用，以此發(fā)揮出4G無線通信的優(yōu)勢(shì)。

首先，可以使用光纖無線電技術(shù)來實(shí)現(xiàn)接入。光纖作為一種低損耗、高速率的傳輸媒介，其傳輸質(zhì)量更高、速度更快，可以將傳統(tǒng)基站中的天線集成結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出分布式的排列方式，從而減小上行發(fā)送的功率。然后，再將光纖連接天線和基站，從而擴(kuò)大天線的延伸范圍，進(jìn)而減少無線通信的盲區(qū)。同時(shí)，光纖鏈路可以直接通過模擬射頻信號(hào)來簡化網(wǎng)路系統(tǒng)的復(fù)雜性。

其次，使用分布式接受的站結(jié)構(gòu)，由多個(gè)接收站對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)射站。接收站負(fù)責(zé)接受上行線號(hào)，然后再中繼到發(fā)送站，再由發(fā)送站作為控制單發(fā)送到下行線號(hào)。這樣就可以有效縮短接收站到移動(dòng)臺(tái)之間的距離，簡化整個(gè)蜂窩結(jié)構(gòu)，降低小區(qū)間干擾現(xiàn)象的發(fā)生概率。

可以通過蜂窩接入多跳天線，也就是MRAC的方式來避免寬帶擴(kuò)頻和精確發(fā)送功率控制中的傳輸差錯(cuò)。通過在用戶和信號(hào)發(fā)送基站中增加無線中繼器和無線分組路由器的方式來形成移動(dòng)臺(tái)——跳臺(tái)——基站的雙跳通信結(jié)構(gòu)，可以有效降低小區(qū)間內(nèi)的干擾，擴(kuò)大通信的覆蓋率，減少通信盲區(qū)的存在范圍。雙跳接入模式的關(guān)鍵點(diǎn)在于：應(yīng)選擇最佳的用戶終端作為傳播條件，從而降低額外無線資源的干擾。

最后，可以通過簇——蜂窩結(jié)構(gòu)來改變傳統(tǒng)3G蜂窩結(jié)構(gòu)中單跳模式的限制。通過在無線蜂窩結(jié)構(gòu)中融入簇型結(jié)構(gòu)，促使基站聚合成簇。然后，在基站的范圍內(nèi)接入局域網(wǎng)，從而形成一個(gè)包括核心“簇頭”的基站作為控制端。接著，再將無線網(wǎng)絡(luò)控制器的功能分配到各個(gè)基站中區(qū)，從而形成一個(gè)分布式的基站控制鏈。這樣，可以有效降低通信系統(tǒng)的總發(fā)送功率，且增到了通路鏈的路容量。

3 接入網(wǎng)技術(shù)在城市4G無線通信中的具體應(yīng)用

3.1 建立起常見的安全機(jī)制

在應(yīng)用接入網(wǎng)技術(shù)時(shí)，為了保障用戶的效益，可以通過臨時(shí)身份或者加密的永久身份信息方式來實(shí)現(xiàn)用戶信息的隱藏。且通過數(shù)字簽名技術(shù)來強(qiáng)化信息的防抵賴性；使用數(shù)字管理、加密和消息摘要等技術(shù)來保證數(shù)據(jù)的完整性。通過認(rèn)證機(jī)制來實(shí)現(xiàn)用戶的通信參與和數(shù)據(jù)交換的身份鑒定。這樣，就能構(gòu)建起一個(gè)常見的安全機(jī)制。

3.2 實(shí)施科學(xué)的系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

城市4G無線通信的接入，還需要強(qiáng)大的軟件運(yùn)算能力、大容量的存儲(chǔ)空間和高速的數(shù)據(jù)傳輸能力。在器件選型的時(shí)候，應(yīng)盡量選擇較為先進(jìn)也性能較優(yōu)、集成度高、低耗能的器件，從而滿足設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的正常需求。比如，某4G無線通信系統(tǒng)就是運(yùn)用Cortex A8內(nèi)核和一顆C674X系列的DSP設(shè)備來接入4G通信，先進(jìn)的技術(shù)和高性能設(shè)備網(wǎng)整個(gè)通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和傳輸速度得到了明顯的提升。在外部，該通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)配置電路為FPGA的程序，為用戶下載提供了一套超速公路，且減少了程序員的開發(fā)時(shí)間。接入網(wǎng)系統(tǒng)作為芯片之間及芯片與外設(shè)信息甲流的交換點(diǎn)，其接入方式能直接影響到交流速度及芯片信息交換效率。因此，技術(shù)人員應(yīng)進(jìn)行對(duì)此實(shí)施科學(xué)的系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。

3.3 接入網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

接入網(wǎng)的設(shè)計(jì)優(yōu)劣能直接影響整個(gè)通信系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量和效率。當(dāng)前，我國傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中常用接入方式為：UART、I2C、SPI等方式。但是這些都是速度較低的接口協(xié)議。因此，在新媒體技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，不少高速接入網(wǎng)接口也層出不窮。比如USB2.0、USB3.0、SATA、PCIE、SRI/O等。當(dāng)前，我國城市4G技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了試點(diǎn)應(yīng)用流程，且加快了在全國范圍內(nèi)的推廣速度。由于4G無線通信系統(tǒng)是3G無線通信速度的10倍，用戶可以通過各類終端設(shè)備來享受更為優(yōu)質(zhì)的通信服務(wù)。因此，運(yùn)營商會(huì)在4G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上對(duì)覆蓋點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行延伸，以此達(dá)到增加4G網(wǎng)絡(luò)路與監(jiān)控平臺(tái)之間的緊密聯(lián)系，且通過寬帶網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)高速化的信息傳輸。技術(shù)人員在進(jìn)行接入網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，如果是在4G網(wǎng)絡(luò)未覆蓋到的區(qū)域，可以運(yùn)用3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行補(bǔ)償承載，且據(jù)此調(diào)整信號(hào)方式和容量。

4 結(jié)論

總而言之，4G無線通信主要指的是第四代移動(dòng)通信技術(shù)，其集合了3G技術(shù)與WLAN技術(shù)為一體，為人們提供更為高速的數(shù)據(jù)傳輸功能。但4G無線通信其仍處于探索、研究的階段，需要技術(shù)人員對(duì)此予以更為深入全面的探究。而接入網(wǎng)技術(shù)作為4G無線通信得以正常使用的前提，其在4G無線通信中的應(yīng)用仍存在一定的問題，技術(shù)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)接入網(wǎng)技術(shù)在城市4G無線通信的應(yīng)用研究，以此提高我國4G無線通信的通信質(zhì)量，擴(kuò)大4G無線通信的覆蓋范圍，以此為人們提供一個(gè)更為優(yōu)質(zhì)的無線通信系統(tǒng)，優(yōu)化4G無線通信服務(wù)質(zhì)量。

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