4G移動通信采用的關(guān)鍵技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)缺點分析

摘 要：相比第三代移動通信，第四代移動通信技術(shù)4G還能夠提供除信息通信外的數(shù)據(jù)采集、定位定時、遠(yuǎn)程控制等多種功能，可以在不同平臺網(wǎng)絡(luò)中提供無線服務(wù)，能夠在任何地方寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)，是多功能集成的寬帶移動通信系統(tǒng)或多媒體移動通信系統(tǒng)。因此，應(yīng)該積極地發(fā)展和推廣4G。文章將詳細(xì)介紹第4代移動通信采用的關(guān)鍵技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)缺點。

關(guān)鍵詞：4G的關(guān)鍵技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)缺點

中圖分類號：TN929.5

1 3G技術(shù)的主要弱點

相對于2G技術(shù)，3G技術(shù)在速率上有很大的提升，但還是有以下3個方面的局限：

（1）提供動態(tài)范圍多速率業(yè)務(wù)能力較低。主流的三種3G空中接口體制WCDMA、dma2000、TD-SCDMA所支持的核心網(wǎng)不具有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提供動態(tài)范圍多速率業(yè)務(wù)能力較低；（2）不能實現(xiàn)較高的通信速率。盡管目前3G增強型技術(shù)不斷發(fā)展，但其傳輸速率與需求相比還有很大差距。3G雖然標(biāo)稱能達(dá)到21Mbit/s，但平均速率只能達(dá)到2M kbit/s；（3）無法真正提供不同頻段多業(yè)務(wù)服務(wù)。由于3G移動終端目前尚不能提供多業(yè)務(wù)環(huán)境的不同配置硬件，所以無法真正提供不同頻段多業(yè)務(wù)服務(wù)。

2 第4代移動通信（4G）的主要技術(shù)特征

可從以下4點來理解第四代移動通信系統(tǒng)：（1）是一種嶄新的無線通信系統(tǒng)，其架構(gòu)是建立在新的頻段上的；（2）以分組數(shù)據(jù)信息（IP）為基礎(chǔ)，可以提供高速率的傳輸；（3）是匯聚了數(shù)字音、視頻接收、數(shù)字通信和網(wǎng)絡(luò)接入的系統(tǒng)；（4）全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

3 第4代移動通信（4G）移動通信采用的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)。OFDM是利用多載波來實現(xiàn)信號的傳輸和接收的，OFMD技術(shù)抗干擾能力強，頻譜利用率高而受到廣泛重視，成為4G移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。該技術(shù)的基本設(shè)計考慮是，在固定的頻段內(nèi)，系統(tǒng)將已設(shè)置定好的信道進(jìn)行劃分，形成多個正交子通道，通過窄帶調(diào)制技術(shù)，降低高速串行的數(shù)據(jù)傳輸速率，使其成為低速的子數(shù)據(jù)流，再用子載波對這些轉(zhuǎn)換后的信號流進(jìn)行調(diào)制轉(zhuǎn)換，使它們成正交關(guān)系，最終實現(xiàn)并行傳輸。

3.2 智能天線技術(shù)。智能天線技術(shù)可以通過天線陣元信號的加權(quán)相位和幅度兩個方面來改變陣列的方向圖波形，能夠把天線陣列方向圖主瓣對準(zhǔn)用戶信號到達(dá)方向，具有側(cè)向和調(diào)零功能，從而抑制干擾信號，提高信號的信噪比，并能識別不同入射方向的直射波和反射波，從根本上改善整個通信系統(tǒng)的性能，

3.3 MUD技術(shù)。MUD技術(shù)是多用戶檢測技術(shù)，當(dāng)多個用戶使用時，一定會占據(jù)多個信道，而各個信道的信號、幅度等因素不盡相同，MUD技術(shù)綜合考慮某些用戶的時間、相位及信號強弱等因素進(jìn)行分析判斷，對單個用戶的信號狀況進(jìn)行檢測，進(jìn)而達(dá)到用戶之間的最佳聯(lián)合檢測的目的。

3.4 IPv6技術(shù)。IPv6將地址長度增加到128位，是Ipv432位的4倍。IPv6不但提供了足夠多的IP地址，而且提高了網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量和安全性，顯著增強了認(rèn)證與私密性，大大簡化了報文格式，而且加強了對擴(kuò)展報頭的支持，極大地改善了移動網(wǎng)絡(luò)實時通信方面的性能。

4 第4代移動通信（4G）網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)點與缺點.

4.1 4G移動通信網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)點。（1）通信速度快。采用4G通信的目的是移動設(shè)備快速接入互聯(lián)網(wǎng)，相對于2G、3G更快的無線通信速度是4G留給人印象最深刻的特征；（2）網(wǎng)絡(luò)頻譜寬。LTE FDD網(wǎng)絡(luò)的通信帶寬上比CDMA2000網(wǎng)絡(luò)帶寬提高了許多倍，CDMA2000網(wǎng)絡(luò)每個信道只占有5MHZ的頻譜，而LTE FDD網(wǎng)絡(luò)每個信道占有的頻譜將是CDMA2000的20多倍；（3）通信多樣化。在2G時代手機可能還可以歸為“電話”類別；隨著通信技術(shù)發(fā)展到3G時代，加上智能手機的普及，人們的通信生活也有了不小的改變；當(dāng)通信技術(shù)進(jìn)入4G時代后，人們可以利用4G網(wǎng)絡(luò)在線打游戲，在線觀看體育賽事直播，及時了解全球的新聞資訊、觀看高清視屏等等，逐步的將我們引入智能化社會時代；（4）高質(zhì)量通信。第四代移動通信不僅僅是為了應(yīng)用終端用戶的增加，更重要的是改善通信品質(zhì)問題，保證高質(zhì)量的通信，其次讓流媒體傳輸更流暢，保障用戶高速下載的速度。

4.2 4G移動通信網(wǎng)絡(luò)的主要缺點。（1）標(biāo)準(zhǔn)繁多復(fù)雜。雖然4G的設(shè)計理念是全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但到目前使用4G網(wǎng)絡(luò)的移動通信公司采取的都不是同一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，因此4G在目前還沒有實際統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)彼此互不兼容，給移動終端用戶帶來諸多不便。因此，4G移動通信系統(tǒng)首當(dāng)其沖應(yīng)該解決通信制式等需要全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化問題，這樣全世界的通信廠商生產(chǎn)的產(chǎn)品才會受到用戶青睞；（2）容量受限制。理論上說其所謂的每秒100Mbps的寬帶速度（約為每秒12.5MB），相比2009年傳輸速度每秒10KB要快1000多倍，但手機的速度會受到通系統(tǒng)容量的限制，因為系統(tǒng)的容量在短期內(nèi)是有限的，當(dāng)移動終端用戶越來越多時，訪問互聯(lián)網(wǎng)的速度必定變慢。據(jù)行業(yè)人士透露，4G手機只有在理想的狀況下才能夠達(dá)到100Mbps，所以如果手機用戶訪問互聯(lián)網(wǎng)的速度跟不上，4G群體用戶數(shù)量必將大打折扣；（3）4G在國內(nèi)市場推廣艱難。第三代移動通信都還有一定的生命周期，4G技術(shù)到時候可能成為了3G到5G的過渡性產(chǎn)品；（4）基礎(chǔ)設(shè)施沒無法及時更新。現(xiàn)今的通信設(shè)施大部分都是基于第二代和第三代移動通信系統(tǒng)建立的，當(dāng)盲目的追求第四代移動通信技術(shù)轉(zhuǎn)移時，可能會導(dǎo)致其結(jié)果適得其反，因為全球無限基礎(chǔ)設(shè)施都需要進(jìn)行大量的改革和更新，所以短時間內(nèi)4G通信無法全面商用

5 結(jié)束語

市場的巨大需求和移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展是促進(jìn)4G產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用的主要因素，因此，未來4G移動通信技術(shù)必然會進(jìn)入一個飛速發(fā)展的時期。

參考文獻(xiàn)：

[1]張茹芳.淺析4G移動通信技術(shù)的概念和要點以及發(fā)展趨勢分析[J].信息通信，2013（11）：9-10.

[2]張玉龍，李志峰，趙勛.對4G移動通信技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展的展望[J].信息通信，2013（31）：95-96.

[3]李婷婷，方麗華，鄒品.淺談4G移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展[J].信息科技，2012（12）：46-47.

作者單位：中國聯(lián)通遂寧分公司，四川遂寧 629000