吳亞楠 王二軍

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4G通信技術(shù)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(luò)通信技術(shù)進(jìn)步很快，4G網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生是通信技術(shù)的一個(gè)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(luò)進(jìn)行了分析，并為以后4G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展應(yīng)用提供了一些看法和指導(dǎo)意見。

4G通信技術(shù)；問題；措施

目前大家?guī)缀跞耸忠徊恐悄苁謾C(jī)，智能手機(jī)方便了人們的出行和生活，但是如果沒有一個(gè)良好的網(wǎng)絡(luò)通信作為支撐，那么手機(jī)的使用功能就會(huì)大大減少。由于人們很多時(shí)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(luò)使用，所以就需要移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)來滿足人們的需求。以前人們一般是使用3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一些言語的交流，但是3G網(wǎng)絡(luò)一般看視頻或者進(jìn)行大型文件下載時(shí)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(luò)不存在這些問題。所以，隨著時(shí)間的推移，4G網(wǎng)絡(luò)取代3G網(wǎng)絡(luò)是必然趨勢。

1 4G通信技術(shù)簡述

所謂4G通信技術(shù)，是相對于3G通信技術(shù)而言的，國家標(biāo)準(zhǔn)命名為IMT-Advanced，其是繼3G通信技術(shù)后，在無線通信網(wǎng)絡(luò)效率和移動(dòng)裝置的傳輸速率方面有較大改進(jìn)，完成了新一代移動(dòng)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(luò)相比有了很大提高，可以加強(qiáng)信息的交流更好的適應(yīng)人們的需求。對社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步具有重要意義。[1]

對4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的研發(fā)，國外早在上世紀(jì)90年代開始，全球有多個(gè)組織和通信設(shè)備廠家同時(shí)對4G通信技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，開始時(shí)，研究人員對4G通信技術(shù)傳輸速率目標(biāo)定為100Mbps。我國政府在2000年初，開始對4G通信技術(shù)進(jìn)行立項(xiàng)和研發(fā)，與此同時(shí)，國內(nèi)一線通信設(shè)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(shù)。但是由于起步較晚，而且我國在通信方面的技術(shù)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(guān)鍵技術(shù)及存在問題

4G現(xiàn)在雖然已經(jīng)在實(shí)際中有著一些應(yīng)用，但是卻還是存在著一些缺點(diǎn)和不足，所以如果要想更好地服務(wù)與大眾，就必需要采取相應(yīng)的技術(shù)措施對4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改進(jìn)和革新。[2]

2.1 4G通信關(guān)鍵技術(shù)

（1）正交頻分復(fù)用技術(shù)（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(shù)。OFMD方法是將需要傳輸?shù)男诺婪纸鉃槎鄠€(gè)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(shí)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(shí)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(shù)。SA具有可自動(dòng)跟蹤、調(diào)節(jié)數(shù)字波束以及抑制干擾信號(hào)等特性，在這種這種技術(shù)輔助下可傳播高質(zhì)量的信號(hào)并且可以傳輸容量較大的信息。其運(yùn)行機(jī)理是在無線基站端運(yùn)用天線陣和有關(guān)無線收發(fā)信號(hào)機(jī)進(jìn)行傳入和傳出射頻信號(hào)。MIMO則是運(yùn)用多天線實(shí)現(xiàn)對信道衰弱的抑制，該技術(shù)不但可擴(kuò)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(shù)。軟件無線電技術(shù)是指用軟件來達(dá)到物理層連接的一種無線通信方式，其技術(shù)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(luò)。4G系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)絡(luò)是基于Ip的網(wǎng)絡(luò)，其具有促進(jìn)各不同網(wǎng)絡(luò)間的無線連接功能，且運(yùn)行成本低。4G系統(tǒng)的核心網(wǎng)絡(luò)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(yùn)行，并可進(jìn)行端到端的Ip業(yè)務(wù)。

2.2 4G通信技術(shù)存在的問題

在4G系統(tǒng)核心網(wǎng)的移動(dòng)Ip技術(shù)方面，存在快速無縫切換機(jī)制不夠完善，實(shí)時(shí)位置管理技術(shù)支持不到位缺陷。另外一個(gè)亟待解決的問題是移動(dòng)Ip環(huán)境下Qos使用的綜合業(yè)務(wù)區(qū)別型業(yè)務(wù)技術(shù)和RSVP技術(shù)的研發(fā)。由于4G通信所采用的技術(shù)比較復(fù)雜，需要高性能的計(jì)算機(jī)和高科技的芯片作為支撐，因而一些使用功能由于技術(shù)的不足而不能實(shí)現(xiàn)。[4]

3 4G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 交互性干擾技術(shù)的發(fā)展

交互干擾有效控制技術(shù)屬于4G移動(dòng)通信技術(shù)的基本技術(shù)，透過交互的形式，降低并減少通信設(shè)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(dòng)通信信號(hào)的穩(wěn)定性，提升了移動(dòng)通信信號(hào)的傳輸質(zhì)量。

3.2 多用戶技術(shù)的引進(jìn)

移動(dòng)通信涉及到的用戶數(shù)量很多，每個(gè)用戶的手機(jī)都會(huì)產(chǎn)生電磁波而對其他手機(jī)的正常使用產(chǎn)生一定的干擾，造成在通信時(shí)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(dāng)前，通過引進(jìn)新的多用戶自由識(shí)別技術(shù)，透過多用戶識(shí)別技術(shù)提高總基站的系統(tǒng)容量，提高原本的信息覆蓋范疇，進(jìn)而降低通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和整體部署、安排，在多用戶識(shí)別技術(shù)的影響下，確保最后的通信信號(hào)和通信質(zhì)量。

3.3 自我修復(fù)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

4G移動(dòng)通信技術(shù)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可以通過智能處理器里的智能化處理節(jié)點(diǎn)對故障和基站超載進(jìn)行分析，在4G移動(dòng)通信技術(shù)里，引進(jìn)了源于問答方式的特殊問答裝備，當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，能及時(shí)進(jìn)行識(shí)別并采取相應(yīng)的改正措施來進(jìn)行改正，有利于防止手機(jī)通信時(shí)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(huì)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(jìn)無線電自動(dòng)接受技術(shù)，減少設(shè)備在使用中的耗電量。能耗的降低達(dá)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(shù)

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

[1]徐貴，馬曉艷，馬曉娟.4G移動(dòng)通信技術(shù)的實(shí)踐運(yùn)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(shù)的網(wǎng)絡(luò)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(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全問題及對策探討[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2015（5）：41.

[4]林國輝，商磊.4G通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)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

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1009-6434(2016)6-0034-02