李志國(guó)

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芻議4G通信工程的特點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)

李志國(guó)

廣東省電信工程有限公司，廣東 廣州 510000

近幾年來(lái)，我國(guó)通信行業(yè)的發(fā)展十分迅速，3G通信技術(shù)的發(fā)展豐富了用戶的應(yīng)用。而4G技術(shù)則是在3G技術(shù)基礎(chǔ)上的一次革新，它成為了高傳輸速率、高容量的移動(dòng)通信技術(shù)，在一定程度上能夠滿足用戶的個(gè)性化需求。主要圍繞著4G移動(dòng)通信技術(shù)的特點(diǎn)及4G移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)等內(nèi)容進(jìn)行探討。

4G通信；特點(diǎn)；關(guān)鍵技術(shù)

1 4G 通信工程技術(shù)的概述

通常來(lái)講，4G 技術(shù)是由移動(dòng)通信與第四代的移動(dòng)技術(shù)向組合而成，與此同時(shí)，4G 技術(shù)主要是在3G 通信和無(wú)線局部網(wǎng)兩項(xiàng)技術(shù)基礎(chǔ)上，將優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行有效的綜合，確保4G 技術(shù)具有更多優(yōu)勢(shì)。而通過(guò)4G 技術(shù)相互之間進(jìn)行視頻的傳輸，在質(zhì)量方面已經(jīng)達(dá)到高清電視的標(biāo)準(zhǔn)，因此，在視頻傳輸上客戶會(huì)優(yōu)先選擇4G 技術(shù)?，F(xiàn)階段，我國(guó)已經(jīng)逐漸邁向4G 時(shí)代，并且在運(yùn)用4G 技術(shù)之后， 正常下載的速度從原有基礎(chǔ)上提高到100Mbps，上傳速度更是加快到20Mbps，在這些速度方面的提高，使撥號(hào)上網(wǎng)已經(jīng)達(dá)到兩千倍，進(jìn)而方便了客戶更好的使用[1]。

2 4G 技術(shù)的特點(diǎn)以及應(yīng)用發(fā)展

（1）速度產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。在通信行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，人們最關(guān)注的是網(wǎng)速，傳統(tǒng)3G 或2G 等技術(shù)的網(wǎng)速和4G 技術(shù)完全無(wú)法同日而語(yǔ)，各大運(yùn)營(yíng)商將4G 技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，解決了傳統(tǒng)通信行業(yè)中網(wǎng)速慢等方面的問(wèn)題，從而更好的適應(yīng)人們?nèi)缃竦纳罟?jié)奏。（2）通信更加智能。人們?cè)谕ㄟ^(guò)手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)操作時(shí)，4G 技術(shù)豐富了設(shè)備的各種功能，人們可以使用這種技術(shù)獲取所需的信息，同時(shí)，改善了人機(jī)交互界面，使人們可以對(duì)所需的信息進(jìn)行快速的獲取，減少了很多不必要的操作步驟，為人們的使用帶來(lái)更多的方便，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地對(duì)各類信息資源的快速閱覽。（3）兼容性較好。在進(jìn)行通信行業(yè)的更新?lián)Q代操作時(shí)，人們可以通過(guò)4G 技術(shù)較好的兼容性減少革新的阻力，例如，更換4G 的手機(jī)卡時(shí)，原有的3G 設(shè)備也可以對(duì)其進(jìn)行正常使用，通過(guò)這種方法，人們?cè)谡嬲枰褂?G 網(wǎng)絡(luò)時(shí)，只需要更換4G 設(shè)備即可達(dá)成目的，讓使用者能夠使用較少的金錢完成3G 向4G 的過(guò)渡[2]。

3 4G 通信工程中的關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 OFDM 通信工程技術(shù)

OFDM 技術(shù)可以稱之為4G 技術(shù)的靈魂，對(duì)4G 技術(shù)的整體發(fā)展具有很大的影響，這種技術(shù)將信道進(jìn)行劃分，然后將信息的信號(hào)通過(guò)這些平行的信道進(jìn)行傳遞，而且，使用這種技術(shù)可以提高信息傳遞過(guò)程中的抗衰減能力，使信號(hào)衰減的速度減緩，同時(shí)，此技術(shù)可以排除掉信號(hào)干擾，使信號(hào)的接收方可以在較短的時(shí)間內(nèi)接收到完整、準(zhǔn)確的信號(hào)，保證通信工程的質(zhì)量。OFDM 又稱之為正交頻分復(fù)用技術(shù)，在MCM 技術(shù)中OFDM 屬于其中的一種。OFDM 工作原理是把無(wú)線信道劃分為多個(gè)子信道，而在無(wú)線信道內(nèi)，信號(hào)數(shù)據(jù)是以高速串行運(yùn)動(dòng)姿態(tài)進(jìn)行具體的傳輸?，F(xiàn)階段，OFDM 技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用，主要是由于其具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①在頻譜中，OFDM 信號(hào)具有較高的利用率，它能無(wú)限接近極限值，要比傳統(tǒng)串行系統(tǒng)高出一倍多；②在相同的速率下，OFDM 信號(hào)在時(shí)間長(zhǎng)度方面，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)單載波系統(tǒng)信號(hào)，是因?yàn)镺FDM 在信道衰落、脈沖噪聲內(nèi)所表現(xiàn)出較強(qiáng)的穩(wěn)定性，所以，OFDM 技術(shù)可以確保4G 通信具有良好傳輸能力； ③4G 最顯著的優(yōu)勢(shì)在于信息可以快速的傳輸，而OFDM 存在一定的自我調(diào)節(jié)能力，能對(duì)4G 信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的自我調(diào)制，使系統(tǒng)可以優(yōu)先在信道好的條件下進(jìn)行信息傳輸。

3.2 SDR 通信工程技術(shù)

無(wú)線電又可以稱之為SDR，而SDR 相比較而言，其主要是將軟件作為核心內(nèi)容，利用軟件技術(shù)，使無(wú)線電臺(tái)的每項(xiàng)功能得到充分的發(fā)揮。因?yàn)镾DR 屬于軟件系統(tǒng)，所以，SDR 具有其他硬件系統(tǒng)所沒(méi)有的特征，一方面，可以通過(guò)軟件編程模式，使SDR 具備較強(qiáng)靈活性，不僅是拓展業(yè)務(wù)，還是在環(huán)境的分析方面，只要將SDR 編程方式進(jìn)行相應(yīng)的改變，都可以完成這些工作；另一方面，在硬件技術(shù)這一前提下，將SDR 進(jìn)行模塊化，可以改善軟件無(wú)線電正常的使用時(shí)間，進(jìn)而延長(zhǎng)使用壽命。SDR 通信工程技術(shù)的閃光點(diǎn)是其以軟件技術(shù)為主，在各個(gè)模塊進(jìn)行工作時(shí)，軟件技術(shù)的應(yīng)用為其帶來(lái)更多的便利，例如，人們只需要下載一些應(yīng)用程序即可以實(shí)現(xiàn)頻帶等功能，然后，人們可以對(duì)這些程序進(jìn)行不斷的更新，對(duì)通信方面的功能進(jìn)行擴(kuò)展和改進(jìn)，相反，如果人們將SDR 技術(shù)的核心設(shè)計(jì)為硬件技術(shù)，在對(duì)各方面的功能進(jìn)行擴(kuò)展或改變時(shí)，更換硬件顯然會(huì)提高企業(yè)的成本，同時(shí)在操作上較軟件相比難度更大。以軟件為主的SDR 技術(shù)具有兩個(gè)主要屬性：①人們可以通過(guò)程序的編寫對(duì)軟件的各方面功能進(jìn)行完善， 輕松的實(shí)現(xiàn)各種擴(kuò)展功能；②當(dāng)人們對(duì)硬件進(jìn)行更換時(shí)，可以將換件部分獨(dú)立分離，對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的操作，而這種方式對(duì)軟件方面的負(fù)面影響較小，能夠保證軟件的長(zhǎng)久使用[3]。

3.3 SA 通信工程技術(shù)

在通信工程中，人們將SA 技術(shù)應(yīng)用到基站中，而SA 技術(shù)中的智能天線具有兩向性，可以對(duì)方向性進(jìn)行掌握，因此被人們廣泛的應(yīng)用到4G 通信工程中，其原理是通過(guò)編寫代碼的方式獲知方向性。此外，這種技術(shù)產(chǎn)生的鏈路可以將移動(dòng)臺(tái)與基站現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行聯(lián)系，同時(shí)通過(guò)這種技術(shù)也可以獲知鏈路自身的方向性。SA 技術(shù)的應(yīng)用可以修改相位、權(quán)數(shù)等，從而使陣列的方向圖發(fā)生變化，此外，人們可以將具有同一頻率的天線記錄下來(lái)，便于人們?cè)谌蘸髮?duì)其進(jìn)行重復(fù)使用。人們劃分信號(hào)時(shí)，可以按照實(shí)際的空間進(jìn)行多址劃分，同時(shí)，這種技術(shù)根據(jù)用戶的改變進(jìn)行移動(dòng)，使發(fā)射功率最小化，并增加天線的發(fā)送及接受率，在進(jìn)行SA 通信工程技術(shù)的使用過(guò)程中，人們可以改變其參數(shù)，將信道與通信參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一。

3.4 Ipv6 通信工程技術(shù)

地址空間較大是這種通信工程技術(shù)的重要屬性， 其具有一百二十八位的地址長(zhǎng)度， 因此具有二的一百二十八次方個(gè)地址，而ipv4 通信工程技術(shù)中，僅僅有三十二位的地址長(zhǎng)度，因此僅有二的三十二次方個(gè)地址，從二者之間人們可以清晰的看出，ipv6 的通信工程技術(shù)更具優(yōu)勢(shì)， 其地址數(shù)量遠(yuǎn)超后者，甚至可以為所有網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備提供一個(gè)地址，使人們可以有足夠的IP 地址進(jìn)行使用。安全性較好是ipv6 通信工程技術(shù)的第二個(gè)屬性，通常情況下，人們會(huì)將加密技術(shù)與ipv6 通信工程技術(shù)一起使用，這種方式可以在很大程度上提高網(wǎng)絡(luò)信息傳遞的可靠性。在應(yīng)用ipv6 通信工程技術(shù)時(shí)，人們改變了傳統(tǒng)頭部格式，減少了選擇路由的步驟，較ipv4 通信工程技術(shù)相比，ipv6 技術(shù)可以為人們的通信提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，而且由于ipv6 技術(shù)中的可移動(dòng)性這一特點(diǎn)，使人們自身發(fā)生移動(dòng)時(shí)，不會(huì)對(duì)設(shè)備的通信語(yǔ)音及通信畫面等方面的質(zhì)量產(chǎn)生過(guò)多的負(fù)面影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著研究人員對(duì)通信工程中各項(xiàng)技術(shù)的深入研究，在網(wǎng)速方面已經(jīng)有了很大的提高，如今，人們對(duì)移動(dòng)設(shè)備的網(wǎng)速及通信質(zhì)量等方面有了更高的追求，4G 技術(shù)的應(yīng)用恰好可以為人們提供這些服務(wù)， 為人們的日常生活帶來(lái)更多的方便，因此，這種技術(shù)已經(jīng)被人們廣泛使用，而且，在不久的將來(lái)，4G技術(shù)也必將實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的突破，達(dá)到更高的水平。

[1]鞠瞻君，宋學(xué)健.4G 通信工程技術(shù)的要點(diǎn)探討[J].中國(guó)新通信，2015（8）：61.

[2]陳燕樹(shù).4G 通信工程技術(shù)的要點(diǎn)探討[J].通訊世界，2015（17）:125.

[3]李冰，王鑫鑫.4G 通信工程技術(shù)的要點(diǎn)分析[J].企業(yè)文化（下旬刊），2015（9）:134.

Discussion on the characteristics and key technologies of 4G Communication Engineering

Li Zhiguo

Guangdong Telecom Engineering Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510000

In recent years，the development of China's telecommunications industry is growing very rapidly，the development of 3G communications technology enriches the user's application. The 4G technology is an innovation on the basis of 3G technology，it has become a high transmission speed， high-capacity mobile communication technology， to a certain extent，be able to meet the individual needs of users. Mainly around the 4G mobile communication technology，features and 4G mobile communications technology and other key content discussed.

4G communication；characteristics；key technology

TN929.5

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1009-6434(2016)09-0043-02