無線通信工程發(fā)展趨勢與4G技術(shù)探討應(yīng)用

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無線通信技術(shù)也逐漸得到相應(yīng)的發(fā)展，經(jīng)過大量的試驗(yàn)和總結(jié)，無線通信工程正在朝著數(shù)字化的方向發(fā)展。近年來無線通信技術(shù)廣泛地應(yīng)用到城市以及工業(yè)中，為提高工作效率做出了重要的貢獻(xiàn)。隨著技術(shù)的不斷成熟，先進(jìn)的4G技術(shù)也不斷的被應(yīng)用到無線通信中，極大的推動(dòng)了我國無線通信工程的發(fā)展。相對(duì)于傳統(tǒng)的無線通信技術(shù)，4G技術(shù)給人們帶來的變化也是前所未有的，同時(shí)4G技術(shù)也將廣泛的應(yīng)用于我們的生活和生產(chǎn)。極大的推動(dòng)了我國無線通信工程的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：無線通信工程;發(fā)展趨勢;4G技術(shù)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)無線通信工程提出了更高的要求。無論是在衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信還是在無線局域網(wǎng)通信方面，我國無線通信技術(shù)都取得了突破。4G通信技術(shù)是通信行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。事實(shí)證明，4G通信技術(shù)的應(yīng)用能夠切實(shí)提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速度，提高通訊質(zhì)量。無線通信工程將在城市通信的技術(shù)、服務(wù)及管理等方面進(jìn)行改善，以全面推動(dòng)城市通信工程的快速發(fā)展。4G改變著我們的生活學(xué)習(xí)模式，無線通信工作發(fā)展將會(huì)更好滿足城市生產(chǎn)生活、各行業(yè)各領(lǐng)域中人們的切實(shí)需求為核心目標(biāo)。4G技術(shù)具備更加安全的技術(shù)保障、傳輸速度更高，為現(xiàn)階段通信技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。

一、4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述

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，其中第四階段就是現(xiàn)在所說的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)普通格式的電影來說，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。

4G通信技術(shù)是寬帶接入（無線方式）、寬帶系統(tǒng)、無線寬帶局域網(wǎng)（也就是WLAN）以及分布網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成，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)。

2.4G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

4G技術(shù)已經(jīng)在我國發(fā)展的比較成熟了，幾乎全國都已經(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，由此可見我國移動(dòng)通信的高速發(fā)展。不過在移動(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，表明通信市場是不平衡的。而且4G技術(shù)推廣時(shí)間并不是很長，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)的市場入駐會(huì)有不少影響。

二、 4G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架及技術(shù)特點(diǎn)

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

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;傳輸層主要是用來引用無源光網(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。

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。

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。

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)，只是在原來的基礎(chǔ)上增大了傳輸功率而已。

三、4G向5G發(fā)展趨勢

雖然目前4G業(yè)務(wù)還為完全成熟，其服務(wù)構(gòu)架仍然處于發(fā)展成型階段。但憑借相比于其前身一第三代移動(dòng)通信（3G）業(yè)務(wù)而言的絕對(duì)優(yōu)勢，4G迅速地占領(lǐng)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的用戶市場。按照此種趨勢進(jìn)行下去，不難預(yù)測，在不久的將來，第五代移動(dòng)通信（5G）也將伴隨著后大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨而悄然成為網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的新寵。就起設(shè)想和理論構(gòu)架而言，相比于第四代移動(dòng)通信技術(shù)，5G將擁有更加驚人的數(shù)據(jù)傳輸速率，在現(xiàn)有的4G數(shù)據(jù)量級(jí)上再次完成華麗轉(zhuǎn)身，進(jìn)行幾何倍數(shù)的提升。由此，5G移動(dòng)技術(shù)將進(jìn)一步地貼合智能云服務(wù)發(fā)展的需求，將基于網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的人工智能發(fā)展至極致。屆時(shí)，人類社會(huì)將全面進(jìn)入極速網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，智能網(wǎng)絡(luò)服務(wù)將進(jìn)一步社區(qū)化、智能化、人性化。同時(shí)，為適應(yīng)超高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠布蛙浖螅?G時(shí)代中的網(wǎng)絡(luò)安全級(jí)別將伴隨著技術(shù)革新上升到一個(gè)新的層級(jí)。這不僅是網(wǎng)絡(luò)時(shí)代發(fā)展的外在市場需求，更是網(wǎng)絡(luò)時(shí)代技術(shù)革命的內(nèi)在核心動(dòng)力。同時(shí)，5G時(shí)代的系統(tǒng)靈活性將更上一層樓，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)識(shí)別更加智能化，自感知、自調(diào)節(jié)功能將更加趨向智能化。同時(shí)M2M（機(jī)器對(duì)機(jī)器）的自識(shí)別體系將更加完善，極大程度上節(jié)省網(wǎng)絡(luò)主機(jī)運(yùn)作的人力成本?？傊?，隨著4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及和成熟，網(wǎng)絡(luò)空間技術(shù)的發(fā)展也將以前所未有的速率向前推進(jìn)，5G時(shí)代近在咫尺。

參考文獻(xiàn)：

[1]于秀萍. 無線通信工程發(fā)展趨勢與4G技術(shù)的簡要分析[J]. 現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息， 2018（06）.

[2]李清明. 4G通信工程技術(shù)的要點(diǎn)研究[J]. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用， 2017（2）.

[3]鄧志平. 關(guān)于4G技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用探討[J]. 通訊世界， 2017（6）.

[4]劉煥新. 無線通信工程發(fā)展趨勢與4G技術(shù)探討[J]. 數(shù)字通信世界， 2018（04）.

作者簡介：

藍(lán)天龍，男，本科，研究方向：通信工程。