無線通信工程發(fā)展趨勢與4G技術(shù)探討

劉煥新

（公誠管理咨詢有限公司，惠州 516003）

1 無線通信工程與4G技術(shù)發(fā)展概述

1.1 無線通信技術(shù)

無線通信是利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式。在移動中實現(xiàn)的無線通信又通稱為移動通信，人們把二者合稱為無線移動通信。無線通信技術(shù)給人們帶來的影響是無可爭議的。如今每一天大約有15萬人成為新的無線用戶，全球范圍內(nèi)的無線用戶數(shù)量已經(jīng)超過2億。這些人包括大學(xué)教授、倉庫管理員、護(hù)士、商店負(fù)責(zé)人、辦公室經(jīng)理和卡車司機。他們使用無線技術(shù)的方式和他們自身的工作一樣都在不斷地更新。無線通信技術(shù)也在我們的日常生活中應(yīng)用越來越廣泛，早在七十年代開始人們就對無線網(wǎng)有了研究，目前我國的WiFi無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)遍布每一個角落，無線通信便利著人們生活的方方面面。

1.2 4G技術(shù)

4G技術(shù)又稱IMT-Advanced技術(shù)，準(zhǔn)4G標(biāo)準(zhǔn)，是業(yè)內(nèi)對TD技術(shù)向4G的最新進(jìn)展的TD-LTE-Advanced稱謂。世界很多組織給4G下了不同的定義，而ITU代表了傳統(tǒng)移動蜂窩運營商對4G的看法，認(rèn)為4G是基于IP協(xié)議的高速蜂窩移動網(wǎng)，現(xiàn)有的各種無線通信技術(shù)從現(xiàn)有3G演進(jìn)，并在3GLTE階段完成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一[1]。

隨著數(shù)據(jù)通信與多媒體業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，適應(yīng)移動數(shù)據(jù)、移動計算及移動多媒體運作需要的第四代移動通信開始興起，因此有理由期待這種4G技術(shù)給人們帶來更加美好的未來。另一方面，4G也因為其擁有的超高數(shù)據(jù)傳輸速度，中國物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟也稱之為高速通話。

2 無線通信技術(shù)的原理特點

無線通信是利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式，近些年信息通信領(lǐng)域中，發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的就是無線通信技術(shù)。在移動中實現(xiàn)的無線通信又通稱為移動通信，人們把二者合稱為無線移動通信。另外，無線通信主要包括微波通信和衛(wèi)星通信。微波是一種無線電波，它傳送的距離一般只有幾十千米。但微波的頻帶很寬，通信容量很大。微波通信每隔幾十千米要建一個微波中繼站。衛(wèi)星通信是利用通信衛(wèi)星作為中繼站在地面上兩個或多個地球站之間或移動體之間建立微波通信聯(lián)系[2]。另外，無線通信技術(shù)還有三個較為明顯的特點：工程位置較為分散、工程易受干擾、運輸線路較長。這三個特點是在工程的建設(shè)與分布情況中顯現(xiàn)出的，但在一定程度上影響了無線通信工程的發(fā)展（見圖1）。

3 4G技術(shù)的優(yōu)缺點探討

4G技術(shù)是一項改變了人們生活的技術(shù)，在4G技術(shù)的技術(shù)特點中，雖然4G技術(shù)極大程度上便利了人們的生活，但在一些方面，4G技術(shù)仍存在缺陷與漏洞。本文經(jīng)過分析與研究，從4G技術(shù)的優(yōu)缺點兩方面分別列舉了幾個4G技術(shù)較為重要的特點如下：

圖1 無線融合通信設(shè)備

3.1 優(yōu)點

（1）通信速度快。由于人們研究4G通信的最初目的就是提高蜂窩電話和其他移動裝置無線訪問Internet的速率，因此4G通信給人印象最深刻的特征莫過于它具有更快的無線通信速度。

（2）智能性能高。4G的智能性更高，不僅表現(xiàn)于4G通信的終端設(shè)備的設(shè)計和操作具有智能化，例如對菜單和滾動操作的依賴程度會大大降低，更重要的4G手機可以實現(xiàn)許多難以想象的功能[3]。

（3）高質(zhì)量通信。4G不僅僅是為了因應(yīng)用戶數(shù)的增加，更重要的是，必須要因應(yīng)多媒體的傳輸需求，當(dāng)然還包括通信品質(zhì)的要求?？偨Y(jié)來說，首先必須可以容納市場龐大的用戶數(shù)、改善現(xiàn)有通信品質(zhì)不良，以及達(dá)到高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/p>

3.2 缺點

（1）標(biāo)準(zhǔn)多。雖然從理論上講，3G手機用戶在全球范圍都可以進(jìn)行移動通信，但是由于沒有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，各種移動通信系統(tǒng)彼此互不兼容，給手機用戶帶來諸多不便。因此，開發(fā)4G系統(tǒng)必須首先解決通信制式等需要全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化問題，而世界各大通信廠商會對此一直在爭論不休。

（2）技術(shù)難。盡管未來的4G通信能夠給人帶來美好的明天，現(xiàn)已研究出來，但并未普及。據(jù)研究這項技術(shù)的開發(fā)人員而言，要實現(xiàn)4G通信的下載速度還面臨著一系列技術(shù)問題。

（3）設(shè)施更新慢。在部署4G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之前，覆蓋全球的大部分無線基礎(chǔ)設(shè)施都是基于第三代移動通信系統(tǒng)建立的，如果要向第四代通信技術(shù)轉(zhuǎn)移的話，那么全球的許多無線基礎(chǔ)設(shè)施都需要經(jīng)歷大量的變化和更新，這種變化和更新勢必減緩4G通信技術(shù)全面進(jìn)入市場、占領(lǐng)市場的速度。

4 無線通信工程的發(fā)展趨勢

隨著通信技術(shù)與科技的不斷完善，我國的無線通信工程也逐漸的發(fā)展完善，在未來的發(fā)展過程中，我國應(yīng)針對NFC技術(shù)進(jìn)行更深入的研究。NFC是近場通信技術(shù)的簡稱，是一種新興的技術(shù)，使用了NFC技術(shù)的設(shè)備（比如手機）可以在彼此靠近的情況下進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，是由非接觸式射頻識別（RFID）及互連互通技術(shù)整合演變而來，通過在單一芯片上集成感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片和點對點通信的功能，利用移動終端實現(xiàn)移動支付、電子票務(wù)、門禁、移動身份識別、防偽等應(yīng)用[4]。近場通信業(yè)務(wù)結(jié)合了近場通信技術(shù)和移動通信技術(shù)，實現(xiàn)了電子支付、身份認(rèn)證、票務(wù)、數(shù)據(jù)交換、防偽、廣告等多種功能，是移動通信領(lǐng)域的一種新型業(yè)務(wù)。近場通信業(yè)務(wù)改變了用戶使用移動電話的方式，使用戶的消費行為逐步走向電子化，建立了一種新型的用戶消費和業(yè)務(wù)模式。在未來的無線通信工程的發(fā)展過程中，速度快、能耗低、成本低也將成為下一步無線通信技術(shù)的研發(fā)方向（見圖2）。

圖2 NFC的應(yīng)用摘要

5 結(jié)束語

本文經(jīng)過對無線通信工程技術(shù)與4G技術(shù)的分析與討論，從兩種技術(shù)各自的技術(shù)特點出發(fā)，簡要的分析了我國無線通信技術(shù)與4G技術(shù)的發(fā)展趨勢。隨著我國科技的不斷發(fā)展與通信技術(shù)的進(jìn)步，無線通信技術(shù)與4G技術(shù)也被廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域之中，進(jìn)而便利了人們的生活。在未來無線通信技術(shù)與4G技術(shù)的發(fā)展過程中，應(yīng)著重關(guān)注到速度、效率、成本等幾個與人們生活密切的因素，使得無線通信技術(shù)與4G技術(shù)進(jìn)一步便利人們的生活，我國的通信技術(shù)也能得到進(jìn)一步的發(fā)展。

[1] 趙國鋒，陳婧，韓遠(yuǎn)兵，徐川.4G移動通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].重慶郵電大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2015（04）.

[2] 周一青，潘振崗，翟國偉，田霖.第五代移動通信系統(tǒng)4G標(biāo)準(zhǔn)化展望與關(guān)鍵技術(shù)研究[J].數(shù)據(jù)采集與處理，2015（04）.

[3] 彭景樂.4G移動通信發(fā)展趨勢與相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的探討[J].中國新通信，2014（20）.

[4] 劉明，張治中，程方.4G與Wi-Fi融合組網(wǎng)需求分析及關(guān)鍵技術(shù)研究[J].電信科學(xué)，2014（08）.