4G通信技術發(fā)展的問題研究

吳亞楠 王二軍

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4G通信技術發(fā)展的問題研究

吳亞楠 王二軍

廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州 510310

目前，網(wǎng)絡通信技術進步很快，4G網(wǎng)絡的產(chǎn)生是通信技術的一個重要的里程碑。由于其傳送信息量大而且速度快，很好的滿足了人們的需求，對目前4G網(wǎng)絡進行了分析，并為以后4G網(wǎng)絡的發(fā)展應用提供了一些看法和指導意見。

4G通信技術；問題；措施

目前大家?guī)缀跞耸忠徊恐悄苁謾C，智能手機方便了人們的出行和生活，但是如果沒有一個良好的網(wǎng)絡通信作為支撐，那么手機的使用功能就會大大減少。由于人們很多時間所在的區(qū)域不固定，需要經(jīng)常出行，Wi-Fi不能滿足人們在外面的網(wǎng)絡使用，所以就需要移動網(wǎng)絡來滿足人們的需求。以前人們一般是使用3G網(wǎng)絡進行一些言語的交流，但是3G網(wǎng)絡一般看視頻或者進行大型文件下載時由于信息傳送量較小，所以就不能滿足人們的需求，但是4G網(wǎng)絡不存在這些問題。所以，隨著時間的推移，4G網(wǎng)絡取代3G網(wǎng)絡是必然趨勢。

1 4G通信技術簡述

所謂4G通信技術，是相對于3G通信技術而言的，國家標準命名為IMT-Advanced，其是繼3G通信技術后，在無線通信網(wǎng)絡效率和移動裝置的傳輸速率方面有較大改進，完成了新一代移動通信系統(tǒng)的更新?lián)Q代。它在傳輸速度和容量上與3G網(wǎng)絡相比有了很大提高，可以加強信息的交流更好的適應人們的需求。對社會的發(fā)展和進步具有重要意義。[1]

對4G移動通信系統(tǒng)的研發(fā)，國外早在上世紀90年代開始，全球有多個組織和通信設備廠家同時對4G通信技術進行研發(fā)，開始時，研究人員對4G通信技術傳輸速率目標定為100Mbps。我國政府在2000年初，開始對4G通信技術進行立項和研發(fā)，與此同時，國內(nèi)一線通信設備廠家如華為、中興等企業(yè)也開始自主研發(fā)4G通信技術。但是由于起步較晚，而且我國在通信方面的技術一直較為落后，所以在4G通信方面一直處于落后地位。

2 4G通信關鍵技術及存在問題

4G現(xiàn)在雖然已經(jīng)在實際中有著一些應用，但是卻還是存在著一些缺點和不足，所以如果要想更好地服務與大眾，就必需要采取相應的技術措施對4G網(wǎng)絡進行改進和革新。[2]

2.1 4G通信關鍵技術

（1）正交頻分復用技術（OFMD）。OFMD是4G系統(tǒng)中普遍采用的多址方式，是一種重要得多載波調(diào)制技術。OFMD方法是將需要傳輸?shù)男诺婪纸鉃槎鄠€相互交聯(lián)的子信道，并將原高速串行數(shù)據(jù)降為低速的并行子數(shù)據(jù)流，實現(xiàn)對子信道上傳輸?shù)恼{(diào)制。OFDM適用于高頻率的信息傳輸，同時在降低頻率選擇性衰弱方面比較行之有效，在數(shù)據(jù)傳輸速率較高的情況下被廣泛使用。

（2）智能天線（SA）與多入多出天線（MIMO）技術。SA具有可自動跟蹤、調(diào)節(jié)數(shù)字波束以及抑制干擾信號等特性，在這種這種技術輔助下可傳播高質(zhì)量的信號并且可以傳輸容量較大的信息。其運行機理是在無線基站端運用天線陣和有關無線收發(fā)信號機進行傳入和傳出射頻信號。MIMO則是運用多天線實現(xiàn)對信道衰弱的抑制，該技術不但可擴大信道的容量，而且在增加信道可靠性和減少誤碼率方面有顯著效果。

（3）軟件無線電技術。軟件無線電技術是指用軟件來達到物理層連接的一種無線通信方式，其技術核心思路是將原有的窄帶接收器由新的寬帶無線接收器來代替。[3]

（4）4G系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡。4G系統(tǒng)通信網(wǎng)絡的核心網(wǎng)絡是基于Ip的網(wǎng)絡，其具有促進各不同網(wǎng)絡間的無線連接功能，且運行成本低。4G系統(tǒng)的核心網(wǎng)絡與其他各具體的無線接入方法不同，可與PSTN和現(xiàn)有的核心網(wǎng)共同運行，并可進行端到端的Ip業(yè)務。

2.2 4G通信技術存在的問題

在4G系統(tǒng)核心網(wǎng)的移動Ip技術方面，存在快速無縫切換機制不夠完善，實時位置管理技術支持不到位缺陷。另外一個亟待解決的問題是移動Ip環(huán)境下Qos使用的綜合業(yè)務區(qū)別型業(yè)務技術和RSVP技術的研發(fā)。由于4G通信所采用的技術比較復雜，需要高性能的計算機和高科技的芯片作為支撐，因而一些使用功能由于技術的不足而不能實現(xiàn)。[4]

3 4G移動通信技術的發(fā)展趨勢

3.1 交互性干擾技術的發(fā)展

交互干擾有效控制技術屬于4G移動通信技術的基本技術，透過交互的形式，降低并減少通信設備相互間的影響，在不存在其他信息影響下真正確保了移動通信信號的穩(wěn)定性，提升了移動通信信號的傳輸質(zhì)量。

3.2 多用戶技術的引進

移動通信涉及到的用戶數(shù)量很多，每個用戶的手機都會產(chǎn)生電磁波而對其他手機的正常使用產(chǎn)生一定的干擾，造成在通信時產(chǎn)生較大的雜音或者是接受信息較慢，而影響用戶對信息的接受。當前，通過引進新的多用戶自由識別技術，透過多用戶識別技術提高總基站的系統(tǒng)容量，提高原本的信息覆蓋范疇，進而降低通信網(wǎng)絡基礎設施的建設和整體部署、安排，在多用戶識別技術的影響下，確保最后的通信信號和通信質(zhì)量。

3.3 自我修復的網(wǎng)絡技術

4G移動通信技術在運轉時可以通過智能處理器里的智能化處理節(jié)點對故障和基站超載進行分析，在4G移動通信技術里，引進了源于問答方式的特殊問答裝備，當出現(xiàn)錯誤時，能及時進行識別并采取相應的改正措施來進行改正，有利于防止手機通信時的通信穩(wěn)定，減少異常情況的發(fā)生。

3.4 無線接收器的引用

一般來說由于接受的信息量大，那么信息對電池的消耗量也很大，一方面會造成能源的大量消耗，另一方面對用戶造成了極大的麻煩，所以要引進無線電自動接受技術，減少設備在使用中的耗電量。能耗的降低達到了綠色環(huán)保、節(jié)能減排的目的。

3.5 無線接入的RAN技術

4G移動通信技術取締3G移動通信技術的原因是，4G網(wǎng)在單位時間內(nèi)傳送的信息量要比3G大很多，而且不需要進行大量的投資建設。4G通信技術的RAN技術會向著電路互換以及設備分集方向前進，可以在RAN技術的提供下讓3G、4G、固網(wǎng)之間實現(xiàn)漫游交叉，并且可以作用到下一代互聯(lián)網(wǎng)技術中，形成更好的性能。

[1]徐貴，馬曉艷，馬曉娟.4G移動通信技術的實踐運用及其問題、措施[J].信息通信，2015（7）：233-234.

[2]張雯雯.4G通信技術的網(wǎng)絡安全問題及對策探討[J].黑龍江科技信息，2014（6）：48.

[3]趙凱麗.4G通信技術的網(wǎng)絡安全問題及對策探討[J].數(shù)字技術與應用，2015（5）：41.

[4]林國輝，商磊.4G通信技術的網(wǎng)絡安全問題及對策分析[J].科研，2015（53）：37.

Research on the Development of 4G Communication Technology

Wang Erjun Wu Yanan

Guangzhou Jie Sai Polytron Technologies Inc，Guangzhou Guangdong 510310

at present，the network communication technology progress very fast，the production of 4G network is an important milestone in communication technology. Because of its large amount of information transmission and fast speed，it is very good to meet the needs of people，the article on the 4G network analysis，and for the future development and application of 4G network provides a number of views and guidance.

4G communication technology；problems；measures

TN929.5

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1009-6434(2016)6-0034-02