基于4G通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)分析

胡肯堂

廣東南方通信建設(shè)有限公司

基于4G通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)分析

胡肯堂

廣東南方通信建設(shè)有限公司

隨著我國的生活水平不斷提高，社會市場經(jīng)濟(jì)水平的不斷進(jìn)步，人們對生活有了更高層次的追求。物質(zhì)生物的富足已經(jīng)不能滿足人們的要求，所以人們開始追求更高的精神生活。娛樂和通信的要求就是人們精神生活追求的一個(gè)重要的方面。以往，手機(jī)僅僅是用來打電話，現(xiàn)在的手機(jī)和其他的移動終端已經(jīng)成為人們獲取網(wǎng)絡(luò)信息和進(jìn)行娛樂的一個(gè)重要的手段。如今，出現(xiàn)的4G通信網(wǎng)絡(luò)速度更快，安全性更好。4G技術(shù)的發(fā)展能在很大程度上改變?nèi)藗兊耐ㄐ欧绞胶拖M(fèi)方式等，對于移動通信技術(shù)的發(fā)展有著重要的意義。

4G技術(shù)；通信網(wǎng)絡(luò)；關(guān)鍵技術(shù)

1. 4G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1.1 4G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基本概念

4G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為用戶提供了12.5MB/s～18.75MB/s的下行速度，用戶可以體驗(yàn)到高質(zhì)量的影像服務(wù)。3G網(wǎng)絡(luò)通信盡管給人們帶來了便捷的應(yīng)用，但是4G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更具優(yōu)越性，通信質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝于3G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，并且4G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被更多的技術(shù)和應(yīng)用支持，拓展領(lǐng)域更大，兼容性也更加的好。用戶可以使用較低的投入就可以享受到4G通信的樂趣，上網(wǎng)的速度更快，可以更好的適應(yīng)用戶的需求。

1.2 4G通信技術(shù)特點(diǎn)

4G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有的特點(diǎn)有：傳輸速率很快，最高可以達(dá)到150Mbps；網(wǎng)絡(luò)頻譜遠(yuǎn)寬于3G通信技術(shù)；通信方式靈活。4G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得人們可以實(shí)現(xiàn)使用任何一件物品都有可能成為移動通信的終端，可以隨時(shí)隨地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，聯(lián)網(wǎng)游戲等。

2. 4G 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

第四代移動通信技術(shù)又簡稱為4G ( the4thGeneration mobile communication technology)，具有超過2Mb/s的非對稱數(shù)據(jù)傳輸能力，并能夠向全球所有的移動用戶提供150Mb/s的高質(zhì)量的影像業(yè)務(wù)，4G網(wǎng)絡(luò)首次實(shí)現(xiàn)了立體圖像的高清晰傳輸。4G是3G與WLAN的統(tǒng)一結(jié)合的具有高質(zhì)量視頻圖像傳輸以及高清晰度的語音通信的技術(shù)。最重要的特點(diǎn)就是高速度，其下載速度很可能超過100mbps，上傳速度也可能會達(dá)到20-30mbs。4G網(wǎng)絡(luò)是由eNodeB(基站)和EPC(核心網(wǎng))組合而成的，核心網(wǎng)必須具備兩種協(xié)議棧即：IPv4和IPv6。而基站則具備現(xiàn)有一切無線通信的空中接口(A接口)，如GSM/GP R S/EDGE/WCDMA/CDMA1x/CDMA2000/CDMA2000EVDO，甚至包括CDMA450。ITU(國際電聯(lián))指明4G網(wǎng)絡(luò)必須符合以下要求：全I(xiàn)P，分布式，控制和承載功能分離，開放接口，兼容現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，寬帶，廣泛的移動性，兼容現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)另外設(shè)備廠商在實(shí)現(xiàn)時(shí)要兼顧考慮運(yùn)營商的成本，因此要求4G 網(wǎng)絡(luò)必須是綠色，低功耗，并且體積不宜過大。

3. 4G 通信的關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 正交頻分復(fù)用技術(shù)

OFDM 和正交頻分復(fù)用技術(shù)是4G 移動通信技術(shù)體系的核心部分，是多載波調(diào)制通信技術(shù)門類中的一種具體形式。在4G 移動通信技術(shù)穩(wěn)定發(fā)展的歷史背景下，OFDM 逐步得到了我國現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域研究人員，技術(shù)工人以及移動通信服務(wù)運(yùn)營商的廣泛關(guān)注，在現(xiàn)階段，可將這一技術(shù)的性能優(yōu)勢總結(jié)分析如下：

第一，OFDM 具備較高數(shù)值的頻譜利用率，能夠比通常的串行系統(tǒng)超出大約一倍。

第二，OFDM 可以同時(shí)利用多個(gè)彼此差異的子載波完成客戶信息資源的網(wǎng)絡(luò)傳播，且子載波信號相對于具備同等傳輸速率特征的單載波信號具備更長的有效作用延續(xù)時(shí)間。因而OFDM 技術(shù)具備著更強(qiáng)的抗擊衰弱和干擾能力，能夠促使脈沖性噪聲和信道快速衰弱。

第三，OFDM 具備較高的傳輸速率，其自帶的自動信號調(diào)制處理機(jī)制，能夠促使多路子載波信號，依照自身實(shí)際所處的信道狀況以及噪聲背景，有針對性地選取相應(yīng)的信號調(diào)制處理機(jī)制，當(dāng)信道狀況出現(xiàn)非良好表現(xiàn)狀態(tài)時(shí)，及時(shí)啟動有效的抗干擾、抗噪聲能力調(diào)制處理機(jī)制，為信號傳輸工作良好控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了充足的保障條件。

3.2 智能天線技術(shù)

智能天線技術(shù)，是應(yīng)用于移動通信信號轉(zhuǎn)接傳輸基站現(xiàn)場天線結(jié)構(gòu)之上，尚未發(fā)生波束間切換現(xiàn)象的多波束或者是自適應(yīng)式的陣列天線構(gòu)件組合結(jié)構(gòu)，通常簡稱為SA 技術(shù)，是4G 無線移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系未來發(fā)展過程中的重要環(huán)節(jié)。SA 技術(shù)通過智能天線構(gòu)件能夠向開放技術(shù)空間釋放定向波速，用戶可以運(yùn)用已經(jīng)完成參數(shù)設(shè)定的終端設(shè)備進(jìn)行特定信息傳輸信號的接收處理，并防止無關(guān)信號產(chǎn)生的技術(shù)干擾現(xiàn)象。

3.3 IPv6 協(xié)議

IPv6 協(xié)議是下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，是相對于IPv4 而言的。IPv4 是現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)主要IP 協(xié)議。但在IPv4 中，地址已經(jīng)出現(xiàn)了嚴(yán)重的匱乏，已經(jīng)接近飽和狀態(tài)，IPv4 的不可彌補(bǔ)的缺陷。IPv4 的這個(gè)缺陷在IPV6 協(xié)議中不復(fù)存在。IPv6 的路由表更小，能夠?qū)崿F(xiàn)更大范圍的地址空間。此外， IPv6 的安全性更高，能提供更有效的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

3.4 無線鏈路增強(qiáng)技術(shù)

在4G 通信中使用該技術(shù)能夠加強(qiáng)4G 無線通信的覆蓋范圍和通信鏈路的容量，該技術(shù)的核心是分集技術(shù)，分集技術(shù)能夠?yàn)?G 通信實(shí)現(xiàn)較高的分集性能，主要如來自時(shí)間、空間上的分級性能都能增強(qiáng)。而發(fā)射分集和無線鏈路增強(qiáng)技術(shù)無關(guān)，它是利用多天線技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，可以使天線的數(shù)量增加到兩根或者四根，這樣就能利用多天線來實(shí)現(xiàn)多個(gè)輸入和多個(gè)輸出，就能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)發(fā)射分集與接收分集。

綜上所述，針對4G 通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)，本文以兩個(gè)具體角度，從技術(shù)特點(diǎn)分析、技術(shù)細(xì)節(jié)控制，以及技術(shù)應(yīng)用效果呈現(xiàn)狀態(tài)等角度展開的詳細(xì)分析，在充分做好4G 技術(shù)建設(shè)運(yùn)用工作相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)控制的背景下，我國現(xiàn)代移動通信產(chǎn)業(yè)一定能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定有序的長期發(fā)展?fàn)顟B(tài)，為中國社會各項(xiàng)事業(yè)的繁榮發(fā)展發(fā)揮充分的助力作用。

[1] 何龍. 關(guān)于4G通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)的若干思考[J]. 中國新通信，2013，23：32.

[2] 馮志永. 4G通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 煙臺職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，03：77-79.