基于4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃研究分析

王營(yíng) 王冬冬

摘 要：隨著幾代通信技術(shù)的發(fā)展，4G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在短短幾年時(shí)間里就已經(jīng)得到了一個(gè)成熟的發(fā)展，并且在很多領(lǐng)域中都得到了廣泛應(yīng)用，隨著4G技術(shù)的快速發(fā)展，4G通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展規(guī)劃研究就顯得非常重要。本文對(duì)這個(gè)課題進(jìn)行研究分析，從4G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架及技術(shù)特點(diǎn)、數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)路徑以及傳輸方式的規(guī)劃進(jìn)行分析，以保證通信傳輸?shù)陌踩透咝Щ?/p>

關(guān)鍵詞：4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；傳輸路徑；無(wú)線傳輸技術(shù)

1 4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述

1.1 4G的定義

目前，移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)到了第五個(gè)發(fā)展階段，第一階段是在模擬技術(shù)的基礎(chǔ)上形成的通信，對(duì)話雙方只能進(jìn)行話音交流；第二階段是在GSM和CDMA這兩個(gè)國(guó)際通信標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生，不僅可以實(shí)現(xiàn)話音交流，還能傳輸數(shù)據(jù)，只不過(guò)數(shù)據(jù)的傳輸還不發(fā)達(dá)；第三階段則是融合了以前的技術(shù)以及多媒體技術(shù)，基本能夠給用戶提供穩(wěn)定的聲像和視頻交流，信息數(shù)據(jù)的傳輸速率增快了不少，除此之外還能提供網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)；第四階段就是現(xiàn)在所說(shuō)的4G通信網(wǎng)絡(luò)，它具有更多的功能，更清晰的對(duì)話和更快速的數(shù)據(jù)傳輸；第五階段的移動(dòng)通信目前也已經(jīng)取得突破性發(fā)展，5G在4G的基礎(chǔ)上又增加了不少功能，并且數(shù)據(jù)傳輸比前者多了好幾倍，就拿一個(gè)普通格式的電影來(lái)說(shuō)，在5G網(wǎng)絡(luò)下，只需要幾秒時(shí)間就可以下載好觀看，當(dāng)前很多城市開始試用5G通信網(wǎng)絡(luò)，相信幾年之內(nèi)就可以得到大范圍推廣。

本文主要介紹4G通信技術(shù)，第四代移動(dòng)通信技術(shù)主要包括四個(gè)組成部分，分別是寬帶接入（無(wú)線方式）、寬帶系統(tǒng)、無(wú)線寬帶局域網(wǎng)（也就是WLAN）以及分布網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，4G通信技術(shù)相比前幾代有了突破性的發(fā)展，它不會(huì)受到時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)的制約，用戶可以自由選擇需要的業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，基本不會(huì)受到多少阻礙。而且4G技術(shù)有著更加強(qiáng)大的功能，它不僅可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，還能進(jìn)行遠(yuǎn)程操控和精確定位，是一項(xiàng)多功能的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

1.2 4G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

4G技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)發(fā)展的比較成熟了，幾乎全國(guó)都已經(jīng)推廣應(yīng)用了4G技術(shù)，甚至很多大城市都開始試用5G技術(shù)了，由此可見我國(guó)移動(dòng)通信的高速發(fā)展。不過(guò)在移動(dòng)通信技術(shù)飛速發(fā)展的同時(shí)，也伴隨著一些問題，以4G技術(shù)為例，隨著人們對(duì)通信數(shù)據(jù)傳輸速度的要求越來(lái)越高，4G逐漸不能滿足高要求的傳輸速率，必須采取速率更高的通信技術(shù)來(lái)解決。另外，4G技術(shù)相比于前三代技術(shù)，系統(tǒng)內(nèi)部的電磁對(duì)人體的危害更大，也就是說(shuō)4G技術(shù)的應(yīng)用存在著一些風(fēng)險(xiǎn)。最后一點(diǎn)是推廣問題，雖然更先進(jìn)的5G技術(shù)都已經(jīng)開始試用了，但是仍然有不少地方還沒有廣泛應(yīng)用4G技術(shù)，這凸顯了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不均衡性，表明通信市場(chǎng)是不平衡的。而且4G技術(shù)推廣時(shí)間并不是很長(zhǎng)，還有很大一部分群體依舊在使用3G技術(shù)，這對(duì)4G技術(shù)的市場(chǎng)入駐會(huì)有不少影響。

2 4G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架及技術(shù)特點(diǎn)

2.1 EPON網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

EPON組網(wǎng)結(jié)構(gòu)一共由三個(gè)部分組成，在用戶和通信供應(yīng)商之間分別有終端設(shè)備、交換設(shè)備和電網(wǎng)局端設(shè)備。在傳輸線路中一共有64個(gè)傳輸幀，而每個(gè)傳輸幀又包括24個(gè)字節(jié)，也就是192個(gè)bit數(shù)據(jù)，這個(gè)傳輸結(jié)構(gòu)最大的傳輸距離可以達(dá)到20公里。而EPON傳輸線路又分為上下兩層，上層線路是應(yīng)用時(shí)分復(fù)用方式進(jìn)行傳輸，交換設(shè)備會(huì)在不同的傳輸時(shí)間將不同的信息傳輸?shù)浇K端設(shè)備，以避免各種信息發(fā)生混淆；而下層線路則是采用廣播傳輸?shù)姆绞綄?shí)時(shí)傳輸，終端設(shè)備對(duì)不同信息進(jìn)行甄別，選擇實(shí)時(shí)需要的信息進(jìn)行接收。如下圖所示：

EPON組網(wǎng)結(jié)構(gòu)分布圖

2.2 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

TD-LTE主要是從三個(gè)層面對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行布點(diǎn)規(guī)劃，其中核心層是為了提高傳輸數(shù)據(jù)的速度，減少用戶端到基站的傳輸時(shí)間；業(yè)務(wù)層是為了完成數(shù)據(jù)的處理和交換，在4G通信業(yè)務(wù)中，需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息非常多，業(yè)務(wù)層可以有效提升原來(lái)的傳輸速率，緩解接受數(shù)據(jù)的延時(shí)性；傳輸層主要是用來(lái)引用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，在OLT和NOU之間實(shí)現(xiàn)分光。其中ONU在上行端口應(yīng)采用雙PON傳輸模式，在局端設(shè)備附近形成一個(gè)保護(hù)網(wǎng)，避免數(shù)據(jù)流失。

2.3 OFDM技術(shù)

FSK具有一點(diǎn)抗干擾性，編碼采用的是單極性不歸零碼，發(fā)送端發(fā)送的編碼為1的時(shí)候，表示處于高頻，發(fā)送的編碼為0的時(shí)候，表示處于低頻。假如發(fā)送的編碼是1011010的時(shí)候，編碼形成的波形會(huì)表現(xiàn)出周期性的浮動(dòng)。利用OFDM技術(shù)傳輸?shù)男盘?hào)會(huì)有一定的重疊部分，技術(shù)人員會(huì)依據(jù)處理器對(duì)其分析，根據(jù)頻率的細(xì)微差別，劃分不同的信息類別，從而保證數(shù)字信號(hào)的穩(wěn)定傳輸。

2.4 MIMO技術(shù)

MIMO利用的是映射技術(shù)，首先，發(fā)送設(shè)備會(huì)將信息發(fā)送到無(wú)線載波天線上，天線在接受信息后，會(huì)迅速對(duì)其編譯，并將編譯之后的數(shù)據(jù)編成數(shù)字信號(hào)，分別發(fā)送到不同的映射區(qū)，再利用分集和復(fù)用模式對(duì)接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行融合，獲得分級(jí)增益。

2.5 智能天線技術(shù)

智能天線技術(shù)是將時(shí)分復(fù)用與波分復(fù)用技術(shù)有效融合起來(lái)的技術(shù)，在4G通信技術(shù)中，智能天線可以對(duì)傳輸?shù)男盘?hào)實(shí)現(xiàn)全方位覆蓋，每個(gè)天線的覆蓋角度是120°，為了保證全面覆蓋，發(fā)送基站都會(huì)至少安裝三根天線。另外，智能天線技術(shù)可以對(duì)發(fā)射信號(hào)實(shí)施調(diào)節(jié)，獲得增益效果，增大信號(hào)的發(fā)射功率，需要注意的是，這里的增益調(diào)控與天線的輻射角度沒有關(guān)聯(lián)，只是在原來(lái)的基礎(chǔ)上增大了傳輸功率而已。

3 4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)

3.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸層分層規(guī)劃設(shè)計(jì)

4G移動(dòng)通信技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)上具有獨(dú)特的穩(wěn)定性，它不僅可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧己脿顟B(tài)，還能保證選取路徑是最短的。比如說(shuō)，由一個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的過(guò)程中，信息途經(jīng)的路線可以是1——2，也可以是1——3——5——2，1——2途徑的距離為8，1——3——5——2的途徑距離則是13，按照最短路徑的選擇原則，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的傳輸路線應(yīng)該選擇1——2。只有這樣，4G通信設(shè)備在傳輸之時(shí)，才會(huì)保持低功率消耗，減少成本投入。

3.2 數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì)

該項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的規(guī)劃設(shè)計(jì)是按照MAC的地址劃分對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆植加绊憗?lái)選定的，不需要對(duì)指定的傳輸波形信號(hào)進(jìn)行變動(dòng)，而是按照實(shí)際的信號(hào)分布來(lái)選擇不同的地址。服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的后兩個(gè)階段工作，主要是設(shè)置集中路由器和分布式路由器，利用集中路由器對(duì)大量的傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，而分布式路由器則是對(duì)于一些分散的通業(yè)務(wù)進(jìn)行處理，兩者各有優(yōu)勢(shì)和缺陷，互相補(bǔ)充，既能對(duì)海量集中的信息進(jìn)行處理，也能對(duì)分散復(fù)雜的信息處理。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)4G移動(dòng)通信技術(shù)的研究分析，筆者對(duì)其通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有了更加深刻的了解，同時(shí)也對(duì)其發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行了簡(jiǎn)單敘述，借助這種規(guī)劃，移動(dòng)通信設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸會(huì)更加穩(wěn)定、高效，并且有效增加了移動(dòng)信號(hào)的質(zhì)量，對(duì)以后的研究很有意義。

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作者簡(jiǎn)介

王營(yíng)（1983-），男，漢族，河南駐馬店人，本科學(xué)歷，從事移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方面的研究。

王冬冬（1987-），女，漢族，河南桐柏縣人，本科學(xué)歷，研究方向：室內(nèi)覆蓋。