淺談4G網(wǎng)絡(luò)通信新技術(shù)的應(yīng)用

◆陳征文

淺談4G網(wǎng)絡(luò)通信新技術(shù)的應(yīng)用

◆陳征文

(中國(guó)電信股份公司茂名分公司 廣東 525000)

4G網(wǎng)絡(luò)作為目前主要的通信平臺(tái)，憑借自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了大容量信息數(shù)據(jù)的高效交互與穩(wěn)定傳輸，充分滿足了現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)生活過(guò)程中對(duì)于通信技術(shù)的使用要求。本文以4G網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)、發(fā)展現(xiàn)狀以及優(yōu)勢(shì)為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)階段4G網(wǎng)絡(luò)通信新技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行系統(tǒng)化總結(jié)，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)4G網(wǎng)絡(luò)通信的應(yīng)用方案進(jìn)行創(chuàng)設(shè)優(yōu)化，以期為后續(xù)技術(shù)應(yīng)用活動(dòng)的開(kāi)展提供必要的參考。

4G網(wǎng)絡(luò)；通信技術(shù)；技術(shù)特點(diǎn)；應(yīng)用

0 前言

通信技術(shù)作為目前主要的信息交互手段，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及社會(huì)交往等諸多領(lǐng)域扮演著關(guān)鍵性的角色。我國(guó)通信技術(shù)在發(fā)展的過(guò)程中，充分適應(yīng)了不同的使用需求，經(jīng)歷了模擬技術(shù)階段、2G技術(shù)階段、3G技術(shù)階段、4G技術(shù)階段等幾個(gè)不同時(shí)期?；谖⒉?、微信、視頻會(huì)議等應(yīng)用軟件使用范圍與用戶數(shù)量的不斷增加，傳統(tǒng)的2G與3G通信技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸?shù)目旖菪耘c穩(wěn)定性等方面呈現(xiàn)出一定的局限性，難以真正適應(yīng)實(shí)際的通信數(shù)據(jù)傳輸需求。4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)通過(guò)對(duì)各項(xiàng)通信技術(shù)的合理化使用，有效彌補(bǔ)了2G技術(shù)與3G技術(shù)方面存在的不足，實(shí)現(xiàn)了大容量、高質(zhì)量的信息數(shù)據(jù)交互，充分滿足了不同用戶在不同場(chǎng)景下的通信需求?；?G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用的必要性，文章將4G網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的應(yīng)用作為研究核心，從多個(gè)維度出發(fā)，確保4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用效果，構(gòu)建起穩(wěn)定、高效、快捷的通信服務(wù)體系。

1 4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理分析

對(duì)4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理的全面分析，技術(shù)人員從整體上明確了4G網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)成與核心技術(shù)訴求，形成一個(gè)完整的思想認(rèn)知，進(jìn)而為后續(xù)研究活動(dòng)的開(kāi)展創(chuàng)造了極為便利的條件。

從2013年開(kāi)始，基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的使用需求，以及4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，黨和政府逐步進(jìn)行4G網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，截止到2015年12月底，我國(guó)13.06億移動(dòng)電話用戶中，4G用戶總數(shù)為3.86億，4G網(wǎng)絡(luò)滲透率高達(dá)29.6%，穩(wěn)步增加的4G用戶，既要求對(duì)通信技術(shù)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行穩(wěn)步優(yōu)化，還需要從應(yīng)用層面出發(fā)，逐步形成完整的4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用方案，穩(wěn)步推動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力。4G網(wǎng)絡(luò)將3G與WLAN進(jìn)行技術(shù)融合，能夠以100Mbps的速度進(jìn)行下載，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的快速上傳下載以及高質(zhì)量音頻、圖片、視頻的獲取，高速的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)幾乎可以滿足現(xiàn)階段所有網(wǎng)絡(luò)用戶的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)需求[1]。4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)涵蓋了接入方式和多址方案技術(shù)、調(diào)制與編碼技術(shù)、高性能的接收技術(shù)、智能天線技術(shù)、MIMO技術(shù)、多用戶檢測(cè)技術(shù)等多個(gè)層面，其結(jié)構(gòu)如下圖1所示。

與傳統(tǒng)2G技術(shù)與3G技術(shù)相比，4G網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。具體來(lái)看，其通過(guò)對(duì)物理網(wǎng)絡(luò)層、中間環(huán)境層、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層的優(yōu)化，提升了4G網(wǎng)絡(luò)的通信速度，增加了網(wǎng)絡(luò)頻譜寬度，實(shí)現(xiàn)了通信的靈活與智能[2]。具體來(lái)看，4G網(wǎng)絡(luò)有效增強(qiáng)了蜂窩電話的通信能力，為相關(guān)移動(dòng)設(shè)備提供快捷的Internet速率，在這種背景下，4G網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出極強(qiáng)的移動(dòng)通信數(shù)據(jù)傳輸能力。模擬通信技術(shù)僅僅提供一般性的語(yǔ)音服務(wù)，2G通信技術(shù)則能夠?qū)崿F(xiàn)低速數(shù)據(jù)傳輸，其傳輸速度平均在9.6Kbps，最高達(dá)到32Kbps，3G通信技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸方面取得了巨大的成就，通信效能有效提升，最高速度可以達(dá)到2Mbps，而4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平均數(shù)據(jù)傳輸速度為20Mbps，最高速度高達(dá)100Mbps，相當(dāng)于3G通信傳輸速度的50倍左右[3]。快速的通信能力，極大地滿足了現(xiàn)階段移動(dòng)通信用戶的使用需求。在提升通信速度的基礎(chǔ)上，4G網(wǎng)絡(luò)頻譜寬度也發(fā)生了一定的變化，通信運(yùn)營(yíng)商在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的過(guò)程中，要在已有的3G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上進(jìn)行必要的改造改造，確保4G網(wǎng)絡(luò)通信寬帶滿足使用需求，避免通信網(wǎng)絡(luò)頻譜發(fā)生數(shù)據(jù)上傳、下載的延遲。4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)隨地通信，并且在雙向通信的過(guò)程中，提供了圖像、視頻、音頻的交互，通信內(nèi)容的增加與通信靈活性的提升，實(shí)現(xiàn)了通信的智能化，進(jìn)而影響了移動(dòng)終端形狀與功能的變化[4]。

圖1 4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)結(jié)構(gòu)

2 4G網(wǎng)絡(luò)通信新技術(shù)的應(yīng)用

4G網(wǎng)絡(luò)通信新技術(shù)應(yīng)用是一個(gè)全方位的過(guò)程，技術(shù)人員以及電信運(yùn)營(yíng)商在4G網(wǎng)絡(luò)通信新技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，要基于4G網(wǎng)絡(luò)的基本環(huán)節(jié)與技術(shù)要素，充分認(rèn)識(shí)到4G網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上。從多個(gè)維度出發(fā)，吸收過(guò)往技術(shù)應(yīng)用的有益經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)通信新技術(shù)在實(shí)踐中的高效合理應(yīng)用。

2.1 4G網(wǎng)絡(luò)通信層的優(yōu)化

現(xiàn)階段我國(guó)4G網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)在構(gòu)建起的過(guò)程中，為了增強(qiáng)通信效果，推動(dòng)現(xiàn)代化數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)體系的形成與發(fā)展，在4G網(wǎng)絡(luò)通信新技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，需要對(duì)物理網(wǎng)絡(luò)層、中間層與應(yīng)用層進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化。在物理網(wǎng)絡(luò)層優(yōu)化的過(guò)程中，將無(wú)線通訊與核心網(wǎng)絡(luò)銜接起來(lái)，構(gòu)建起一個(gè)完整的物理網(wǎng)絡(luò)層，使得4G網(wǎng)絡(luò)用戶能夠快速地接入網(wǎng)絡(luò)之中。對(duì)于4G網(wǎng)絡(luò)通信中間層的優(yōu)化，需要著眼于安全管理、QoS映射與通信地址轉(zhuǎn)換三大功能，在安全管理層面，努力增強(qiáng)4G網(wǎng)絡(luò)自身的安全屬性，提升網(wǎng)絡(luò)攻擊的抵抗能力，降低4G網(wǎng)絡(luò)通信使用過(guò)程中發(fā)生信息安全事故的風(fēng)險(xiǎn)；在QoS映射優(yōu)化階段，可以根據(jù)實(shí)際的使用需求，對(duì)QoS映射的類型以及結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇，在此基礎(chǔ)上，降低4G網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換的困難度，便于后續(xù)中間層構(gòu)建的進(jìn)行[5]。在對(duì)4G網(wǎng)絡(luò)通信層優(yōu)化的過(guò)程中，除了對(duì)三個(gè)層級(jí)進(jìn)行優(yōu)化之外，還需要對(duì)每層之間的接口進(jìn)行設(shè)置，并在設(shè)置過(guò)程中，使用IP協(xié)議，借助于開(kāi)放性的IP協(xié)議，增強(qiáng)4G網(wǎng)絡(luò)的通信速率與流暢度，為多頻帶網(wǎng)絡(luò)傳輸活動(dòng)的進(jìn)行創(chuàng)造了極為便利的條件。

2.2 4G網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)的應(yīng)用

4G網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)的合理化應(yīng)用，有效增強(qiáng)應(yīng)用效果，提升4G網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的構(gòu)建效率，在實(shí)際操作的過(guò)程中，技術(shù)人員可以從智能天線技術(shù)、正交頻分復(fù)用以及移動(dòng)IP v6技術(shù)等幾個(gè)維度入手，對(duì)智能天線技術(shù)應(yīng)用階段，采取自適應(yīng)方向圖智能天線技術(shù)方案，例如我國(guó)在進(jìn)行智能天線應(yīng)用的過(guò)程中，普遍采取這種技術(shù)方案，規(guī)避了干擾信號(hào)，提升信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。在正交頻分復(fù)用技術(shù)應(yīng)用之中，需要從抗噪聲性能與抗衰落能力兩個(gè)層面入手，使得相鄰的子載波能夠互相重疊，保證了頻譜寬度，同時(shí)增加了單載波系統(tǒng)傳輸信息的周期，在增加了頻譜寬度的同時(shí)，提升了4G網(wǎng)絡(luò)對(duì)于脈沖噪聲以及信道快衰落的抵抗能力。在對(duì)IP v6應(yīng)用的過(guò)程中，對(duì)地址配置協(xié)議進(jìn)行優(yōu)化，在優(yōu)化的過(guò)程中，技術(shù)人員需要根據(jù)實(shí)際的使用要求，實(shí)現(xiàn)無(wú)狀態(tài)地址自動(dòng)配置以及動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議的合理化使用，通過(guò)這種方式，增強(qiáng)了4G網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋憬菪耘c靈活性。同時(shí)為了突出IP v6協(xié)議的安全性，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，對(duì)安全協(xié)議套、包頭認(rèn)證、安全包頭裝封等操作進(jìn)行細(xì)化處理，使得通信數(shù)據(jù)得到全面保護(hù)，避免各類信息泄露情況的出現(xiàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

為了確保4G網(wǎng)絡(luò)通信新技術(shù)的應(yīng)用效果，形成高效、穩(wěn)定、安全的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)體系，文章在分析4G網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)與核心技術(shù)的基礎(chǔ)之上，通過(guò)橫向?qū)Ρ龋鞔_4G網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為后續(xù)技術(shù)應(yīng)用工作的開(kāi)展創(chuàng)造了條件。在此基礎(chǔ)上，技術(shù)人員從多個(gè)維度出發(fā)，對(duì)技術(shù)應(yīng)用方案進(jìn)行必要優(yōu)化，穩(wěn)步推動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的提升，滿足不同場(chǎng)景、不同用戶的使用需求。

[1]李可才.淺析4G移動(dòng)通信技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用[J].華東科技:學(xué)術(shù)版，2016.

[2]林俊銘.淺析4G移動(dòng)通信技術(shù)特點(diǎn)與實(shí)踐應(yīng)用[J].移動(dòng)信息，2016.

[3]張裔，李萌.淺談4G移動(dòng)通信技術(shù)的特點(diǎn)與實(shí)踐應(yīng)用意義[J].通訊世界，2016.

[4]鄭開(kāi)健. 4G移動(dòng)通信技術(shù)的特點(diǎn)分析及實(shí)踐應(yīng)用[J].科技與創(chuàng)新，2017.

[5]劉志強(qiáng). 4G通信技術(shù)的主要特點(diǎn)和主要應(yīng)用分析[J].環(huán)球市場(chǎng)，2016.