關(guān)于4G通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)探析

李紅艷

摘要：隨著信息化技術(shù)不斷發(fā)展，通信技術(shù)也隨之不斷地進(jìn)步，但人們對(duì)通信水平的要求也越來(lái)越高，到如今僅依靠2G、3G通信技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足客戶的要求?；谶@種情況下，4G通信系統(tǒng)被研發(fā)出來(lái)，并立刻占據(jù)市場(chǎng)的主導(dǎo)地位，繼而廣泛地應(yīng)用到人們的日常生活當(dāng)中，為人們提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。本文將詳細(xì)探討4G通信系統(tǒng)的特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：4G通信系統(tǒng) 關(guān)鍵技術(shù) 探析

中圖分類號(hào)：TN929.53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）08-0044-01

通信系統(tǒng)是信息化時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物，曾出現(xiàn)有1G、2G、3G通信系統(tǒng)，為人們帶來(lái)了許多便利。然而隨著信息化技術(shù)不斷進(jìn)步，人們的生活水平有了明顯的提高，對(duì)通信技術(shù)的要求也不斷增加，舊有的通信系統(tǒng)已難以滿足用戶的要求。基于這種背景下，4G通信系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，它比傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)具有更快的傳輸速度、更強(qiáng)的兼容性、更高的智能化水平，以更優(yōu)質(zhì)服務(wù)滿足了用戶的需求，并迅速占據(jù)了市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。

1 4G通信系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.1 更快的傳輸速度

4G通信系統(tǒng)未開(kāi)發(fā)前，手機(jī)或其它移動(dòng)設(shè)備存在無(wú)線訪問(wèn)信號(hào)傳輸速度較低的問(wèn)題，而正是為了解決這一問(wèn)題，才開(kāi)始了4G通信系統(tǒng)的研究。因此，4G通信系統(tǒng)首要目的就是為了提升用戶的通信速度。其主要表現(xiàn)在中、高速移動(dòng)時(shí)，手機(jī)或其它移動(dòng)設(shè)備的無(wú)線訪問(wèn)傳輸率可以在20Mb/s，而在低速移動(dòng)時(shí)，無(wú)線訪問(wèn)信號(hào)傳輸速率可達(dá)到的100Mb/s，大約是3G通信系統(tǒng)上網(wǎng)速率的50倍[1]。

1.2 更強(qiáng)的兼容性

目前4G通信系統(tǒng)已近乎實(shí)現(xiàn)了全球覆蓋，4G通信技術(shù)可完全兼容傳統(tǒng)的無(wú)線技術(shù)、3G網(wǎng)絡(luò)、固態(tài)網(wǎng)絡(luò)等，全球的4G用戶都能享受共同的通信服務(wù)，實(shí)現(xiàn)全球范圍通信，并向全球用戶提供了安全的技術(shù)保障。隨著4G通信普及范圍擴(kuò)大，實(shí)現(xiàn)全球漫游不再是空想，通信行業(yè)將迎來(lái)全新的變革。

1.3 更高的智能化水準(zhǔn)

4G通信技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)更高的智能化水準(zhǔn)，可以根據(jù)人們的要求自由切換不同的速率，并可以有效地將各種業(yè)務(wù)進(jìn)行合理地分配和整理，提高了分配性能的適應(yīng)性，完美實(shí)現(xiàn)了分配效果。另外還實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)辦公的多樣化處理能力[2]。因此，4G通信技術(shù)不僅體現(xiàn)在終端設(shè)備的智能化更加明顯，還體現(xiàn)在其各項(xiàng)技術(shù)操作上的智能化水準(zhǔn)。

1.4 覆蓋面積更廣

4G通信技術(shù)突破3G通信技術(shù)的缺陷，其信號(hào)覆蓋面積要遠(yuǎn)高于3G的信號(hào)，就算在偏遠(yuǎn)地區(qū)，如山區(qū)、高原等，4G通信技術(shù)的信號(hào)也能覆蓋到，而且隨著4G通信技術(shù)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，信號(hào)也能向更偏僻的區(qū)域覆蓋發(fā)展，解決手機(jī)在這些偏遠(yuǎn)地區(qū)信號(hào)無(wú)法接收或接收不良的問(wèn)題，從而真正意義上實(shí)現(xiàn)全球信息化的目標(biāo)。

2 4G通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

目前4G通信存在4種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，但其優(yōu)勢(shì)卻并沒(méi)有受到多大的影響。4G通信系統(tǒng)是現(xiàn)今3G通信系統(tǒng)速率的幾十倍，其比3G的通信方式更具備靈活性、多變性，且4G通信的應(yīng)用，使手機(jī)用戶體驗(yàn)更加人性化、智能化，更能滿足各種不同需求和審美的用戶。此外，4G通信系統(tǒng)的兼容性更加強(qiáng)大，因此，其網(wǎng)絡(luò)組織形式多樣化。雖然存在不同的標(biāo)準(zhǔn)，但4G通信依然具有4種相似的核心技術(shù)。

2.1 正交頻分復(fù)用技術(shù)

正交頻分復(fù)用技術(shù)，英文全稱“Orthogonal Frequency Division Multiplexing”，簡(jiǎn)稱OFDM技術(shù)，屬于一種多載波調(diào)制技術(shù)，且速率非常高。正交頻分復(fù)用技術(shù)是通過(guò)將傳統(tǒng)通信信道分割成復(fù)數(shù)不相干的正交子信道，然后將高速率的串行數(shù)據(jù)流化為低速率的并行數(shù)據(jù)流，并加載到正交子頻道中實(shí)現(xiàn)同時(shí)進(jìn)行傳輸?shù)哪康腫3]。目前這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)過(guò)多次驗(yàn)證，確定了其優(yōu)點(diǎn)。正交頻分復(fù)用技術(shù)具有非常強(qiáng)的抗干擾性，對(duì)信號(hào)間的碼間干擾有非常強(qiáng)抵抗能力，避免通信性能受頻率選擇性衰落的影響，促進(jìn)了系統(tǒng)頻譜的利用，進(jìn)而提高了系統(tǒng)的速率。

2.2 智能天線技術(shù)

一般來(lái)說(shuō)，智能天線主要由天線陣列、波束形成網(wǎng)絡(luò)、波束形成算法等三個(gè)部分組成，從本質(zhì)上而言，智能天線其實(shí)就是一個(gè)天線陣列。智能天線技術(shù)的運(yùn)行原理是通過(guò)采用合適的算法，以此跟蹤數(shù)字波以及調(diào)節(jié)波束能，進(jìn)而完成智能天線陣列的分析。該技術(shù)聯(lián)合現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理對(duì)提高系統(tǒng)的抗干擾能力以及降低干擾次數(shù)、強(qiáng)度都有著明顯的效果。同時(shí)由于智能天線技術(shù)具有發(fā)射定向波束的能力，對(duì)提高信號(hào)傳輸距離有一定程度的作用，并且在提升傳輸質(zhì)量的同時(shí)，其覆蓋范圍也能得到明顯地提高，從而降低通信行業(yè)的成本消耗。

2.3 多用戶輸入輸出技術(shù)

多用戶輸入輸出技術(shù)，英文簡(jiǎn)稱MIMO技術(shù)，即“Multiple-Input Multiple-Output”。該技術(shù)在3G通信時(shí)代時(shí)，就已被廣泛地應(yīng)用，就算到了4G通信時(shí)代，該技術(shù)依然屬于關(guān)鍵的核心技術(shù)，其應(yīng)用水平?jīng)]有受到任何影響。多用戶輸入輸出技術(shù)本質(zhì)上是一種利用多天線進(jìn)行傳輸?shù)臒o(wú)線通信技術(shù)。不論發(fā)送端還是接收端，都是同時(shí)使用多個(gè)天線完成信號(hào)的發(fā)送或接收任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)4G通信系統(tǒng)空間的分集。多用戶輸入輸出技術(shù)主要包括預(yù)編碼、波束成型以及空分復(fù)用、分集等四個(gè)方面。該技術(shù)主要是通過(guò)降低無(wú)線信道的衰落，進(jìn)而大幅度提高4G通信系統(tǒng)的容量。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著4G通信系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，通信市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈。4G通信系統(tǒng)早期研究目的是為了解決手機(jī)或其它移動(dòng)設(shè)備無(wú)線訪問(wèn)速率較低的問(wèn)題。因此，4G通信系統(tǒng)速率更快，且4G技術(shù)是以3G技術(shù)為基礎(chǔ)，極大地彌補(bǔ)了3G技術(shù)的不足，所以4G通信除了速率比3G通信快，還具有更強(qiáng)的兼容性、更高的智能水平，使4G通信更加靈活多變。在業(yè)務(wù)服務(wù)上，4G技術(shù)更能滿足用戶的需求。而且隨著4G通信廣泛應(yīng)用，更加快了全球信息化的進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)

[1]劉婷婷，方華麗.淺談4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展[J].科技信息，2013，09：298.

[2]姚雪，陸寧，馬曉明.關(guān)于4G移動(dòng)通信系統(tǒng)主要特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)的探討[J].信息通信，2015，09：270-271.

[3]李學(xué)奎，劉興坤.關(guān)于4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)探討[J].通訊世界，2016，07：38.