關(guān)于4G技術(shù)研究的若干思考

摘 要：通信技術(shù)對于人類的發(fā)展、生產(chǎn)力的發(fā)展而言，是最為活躍的技術(shù)。通信的發(fā)展讓人與人的距離越來越近，更早之前的技術(shù)包括飛鴿傳書，烽火臺傳遞信息，自18世紀(jì)以來，電磁波作為信息的傳遞載體直接讓人類的生活發(fā)生了翻天覆地的變化。2G、3G已經(jīng)不能滿足人們的需求，4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐級滲入普通人們的生活。本文主要從通信行業(yè)的發(fā)展史，4G技術(shù)的原理和特點以及4G技術(shù)高速發(fā)展的意義進行闡述。

關(guān)鍵詞：通信 4G 無線電 電磁波 多用戶檢測 智能天線

通信行業(yè)主要經(jīng)歷了三個階段：以電報發(fā)明為標(biāo)識的初級通信階段，以信息論的提出為標(biāo)識的近代通信階段，以互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)出現(xiàn)為標(biāo)識的現(xiàn)代通信階段。隨著用戶對通信系統(tǒng)的速率要求的不斷提高，3G網(wǎng)絡(luò)的速度已經(jīng)不能滿足用戶使用。4G網(wǎng)絡(luò)比3G網(wǎng)速更快，數(shù)據(jù)顯示4G網(wǎng)絡(luò)速度已經(jīng)能達(dá)到100兆每秒。因為4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度更快導(dǎo)致通話質(zhì)量更好。3G采取的語音架構(gòu)繼承了2G系統(tǒng)的電路交換，不是單純的IP方式。而且3G的業(yè)務(wù)管理遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如4G靈活，4G才用了很多目前正在使用以及今后將使用的無線技術(shù)，讓生活發(fā)生質(zhì)的飛躍。

一、通信業(yè)的發(fā)展史

自從1838年電報被莫爾斯發(fā)明之后，通信技術(shù)至今以及經(jīng)歷了重大發(fā)展，從固定電話到移動電話，從模擬通信技術(shù)到數(shù)字通信技術(shù)，每一次技術(shù)的飛躍，都會極大的提升網(wǎng)絡(luò)的速度，通信的業(yè)務(wù)。古代的飛鴿傳書，烽火臺通信極慢，消息得不到快速的獲取，造成的損失是不可估量的。到如今智能手機的普及化，電子郵件的發(fā)送，小到人們的生活娛樂，工作學(xué)習(xí)，大到國家的發(fā)展，國際的交流，通信都在潛移默化的影響和改變?nèi)祟惿鐣纳钚螒B(tài)、工作生活方式。時代越發(fā)展，人們對于通信的需求越多，要求越高，網(wǎng)絡(luò)從2G、3G發(fā)展到如今的4G，無不體現(xiàn)出人類需求對于通信技術(shù)的推動。4G網(wǎng)絡(luò)在3G的基礎(chǔ)上更加提高了數(shù)據(jù)通信帶寬和通信頻率的利用效率。目前國內(nèi)三大運營商都獲得了4G的牌照，各大運營商均開展了商用，但是在4G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)上三大運營商有不同的策略。4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到現(xiàn)狀覆蓋率還有待提升，網(wǎng)絡(luò)也未達(dá)預(yù)期的100兆每秒。網(wǎng)絡(luò)切換頻繁，網(wǎng)速波動非常大，造成用戶體驗不佳。最被國內(nèi)專家關(guān)注的問題就是建站難和現(xiàn)網(wǎng)協(xié)同發(fā)展問題多。目前針對4G發(fā)展出現(xiàn)的問題，業(yè)內(nèi)專家給出相應(yīng)建議：快速部署，完善語音方案。加快4G網(wǎng)絡(luò)的部署，提高覆蓋率，從而減少異系統(tǒng)之間的切換。相信國內(nèi)三大運營商會綜合多方面因素，考慮自身業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，競爭對手策略、用戶的體驗度等因素，明確未來發(fā)展的方向，最終讓用戶感受到切實的保障。

二、4G技術(shù)的原理和特點

第四代通信系統(tǒng)大概可以分為分配層、蜂窩層、熱點層、個人網(wǎng)絡(luò)層和本地層。分配層主要是由平流層通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)和廣播電視通信系統(tǒng)組成。由于服務(wù)小區(qū)范圍較大的特點，特別適合廣播業(yè)務(wù)。蜂窩層主要包含通信系統(tǒng)以及新的無線接口，如果為個人通信服務(wù)的話，他們有較大的服務(wù)系統(tǒng)容量。熱點層支持自適應(yīng)的調(diào)制方式、不對稱的數(shù)據(jù)通信以及高速的信號傳輸，例如公司、機場等地比較實用。個人網(wǎng)絡(luò)是指家庭和辦公室等短距離內(nèi)的應(yīng)用環(huán)境，通過藍(lán)牙或者無線通信等系統(tǒng)連接在一起。本地層是指光纖、同軸電纜或者雙絞線等組成的固定通信系統(tǒng)。它們可以提供系統(tǒng)容量，用以支持個人通信服務(wù)。

4G系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包含很多，其中有多用戶檢測技術(shù)、只能天線技術(shù)、多入多出技術(shù)和軟件無線電技術(shù)等。多用戶檢測是4G系統(tǒng)中抗干擾的關(guān)鍵技術(shù)，隨著不同的算法和處理技術(shù)的應(yīng)用和結(jié)合，多用戶檢測獲得了更高的效率、更好的誤碼率性能和更少的條件限制。隨著技術(shù)的發(fā)展和不斷成熟，多用戶檢測將會變得更加簡單易行，從而可以更加廣泛的應(yīng)用于通信領(lǐng)域。智能天線技術(shù)被認(rèn)為是未來移動通信的關(guān)鍵技術(shù)，具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數(shù)字波束等智能功能。達(dá)到充分利用移動用戶信號并消除或抑制干擾信號之目的。智能算法是智能天線的核心，因此需要選擇比較好的算法來實現(xiàn)智能控制。多入多出技術(shù)采用了分立式多天線，可以有效分解通信線路為子信道，從而提高系統(tǒng)的容量。軟件無線技術(shù)的核心思想是在盡可能靠近天線的地方實用寬帶變換器，并且盡可能多的使用無線來定義無線功能。4G網(wǎng)絡(luò)包含的技術(shù)很多，這里就不一一闡述，但是4G的技術(shù)離開其中任何一個都是不完美的，技術(shù)的發(fā)展有待大家的集思廣益，使得技術(shù)得以發(fā)展，推動社會進步。

三、4G技術(shù)高速發(fā)展的意義

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，通信技術(shù)的發(fā)展速度更是令人瞠目結(jié)舌。3G網(wǎng)絡(luò)還在發(fā)展中，4G技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)讓通信技術(shù)更加有吸引力。電子設(shè)備的發(fā)展，智能手機、平板電腦的普及，4G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)和快速普及讓普通用戶得到了速度更快，質(zhì)量更好的體驗。4G用戶超過2億，成功的實現(xiàn)了商用。我國4G的創(chuàng)新發(fā)展，打造了具有國際競爭力的產(chǎn)業(yè)，有利于形成更大的市場規(guī)模和產(chǎn)業(yè)效益。我國4G的創(chuàng)新發(fā)展，其意義更多的在于對我國當(dāng)前實時的創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略，建立創(chuàng)新體現(xiàn)體系，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變有重要意義。

四、結(jié)論

4G將成為主流技術(shù)，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的告訴發(fā)展，4G將會繼續(xù)高速發(fā)展。4G將會成為滿足未來市場需求的新一代的移動通信。4G通信速度更快，網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬，智能性能更高，兼容性更平滑還能提供各種增值服務(wù)。我們有理由相信，第四代無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將會給我們未來的生活帶來無限美好的期待。

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作者簡介：

劉佳彤（1995—12月—08日）女，漢族，河南南陽人，鄭州大學(xué)信息工程學(xué)院，2014級本科生，電子信息工程專業(yè)