摘 要：本文通過探討4G移動(dòng)通信系統(tǒng)及技術(shù)，首先比較了4G技術(shù)與3G技術(shù)參數(shù)，進(jìn)而分析了4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，最后從幾個(gè)方面給出了幾種4G移動(dòng)通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，希望為相關(guān)領(lǐng)域及相關(guān)人士的研究提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)通信；系統(tǒng)技術(shù)；4G

中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）18-0296-02

1 引 言

現(xiàn)如今，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，科技行業(yè)出現(xiàn)了翻天覆地的變化，移動(dòng)通信技術(shù)在不斷更新，人們的生活由此發(fā)生著革命性的變化。另一方面，由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平得到極大提升，并且人們生活質(zhì)量在不斷提高，從而人們?cè)谛畔鞑ズ徒涣鞣矫娴男枨笤诓粩嘣黾?，?duì)通訊技術(shù)方面要求更高，更為講究品質(zhì)高、效率高的通訊方式，由此便推動(dòng)著現(xiàn)代通訊系統(tǒng)的更新?lián)Q代以及通訊技術(shù)水平的提高。在此之前，3G移動(dòng)通信技術(shù)確實(shí)讓人眼前一亮，為人們提供了良好的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)，然而出于其本身因素而自帶的部分技術(shù)缺陷難以保證更快速地進(jìn)行信息傳播和信息交流，從而需要在3G移動(dòng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，研究并開發(fā)新的4G移動(dòng)通信技術(shù)，以此能夠更好地彌補(bǔ)3G技術(shù)缺陷，最大程度滿足人們各方面的通信需求。

2 4G移動(dòng)通信系統(tǒng)概述

2.1 4G技術(shù)與3G技術(shù)參數(shù)比較

在3G移動(dòng)通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，升級(jí)到4G移動(dòng)通信系統(tǒng)，4G系統(tǒng)中許多關(guān)鍵性的技術(shù)都借鑒了3G，并不斷研究和開發(fā)出了更多的新技術(shù)。如表1，比較了4G技術(shù)與3G技術(shù)兩者技術(shù)參數(shù)的不同。

2.2 4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

（1）高度智能化。隨著4G移動(dòng)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，不論是服務(wù)商還是用戶，都對(duì)其帶來極大影響，電子移動(dòng)終端設(shè)備的服務(wù)出現(xiàn)了革命性改變。很多人其實(shí)不明白4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的概念，其實(shí)其又可叫作分布網(wǎng)絡(luò)或者是廣域接入，可以根據(jù)速率的不同自動(dòng)切換，通過智能技術(shù)的運(yùn)用可以自由分配資源，并按照業(yè)務(wù)的不同需求，合理配置各類資源要求，絕大多數(shù)的移動(dòng)辦公皆可通過4G技術(shù)完成。著眼未來，4G手機(jī)不但可以進(jìn)行傳統(tǒng)性質(zhì)上的語言數(shù)據(jù)傳輸能力，而且多媒體計(jì)算機(jī)的各項(xiàng)功能都一一具備。另外，4G手機(jī)僅是4G終端設(shè)備中的一種，另外4G終端設(shè)備的功能也更趨于智能化。

（2）兼容性優(yōu)良。隨著4G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，其將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)接口、覆蓋開放技術(shù)，固網(wǎng)、無線以及3G、無線等都可與4G實(shí)現(xiàn)無縫連接，4G服務(wù)能夠讓所有移動(dòng)通信運(yùn)營商用戶共同享受，不但能夠推進(jìn)3G目前用戶的升級(jí)，而且能夠進(jìn)一步普及4G通信技術(shù)，為最終達(dá)成全球漫游的通信目標(biāo)提供更多的可能性。

（3）高速傳輸速率。在3G移動(dòng)通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，目前4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)頻寬，將達(dá)到2～8GHvz，提高了20倍，上傳速度上限增加至目前的20Mb/s，先前的僅為目前的5%，對(duì)于提升之后的用戶體驗(yàn)效果極強(qiáng)，相較于3G的信息傳輸級(jí)數(shù)，4G的高出整整一個(gè)檔次。

3 4G移動(dòng)通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 智能天線技術(shù)

所謂智能天線技術(shù)，其通過運(yùn)用自適應(yīng)算法，進(jìn)行無線陣列信號(hào)分析和發(fā)射波靈活性利用，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)節(jié)數(shù)字波束和自動(dòng)跟蹤等功能，利用現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、陣列天線技術(shù)來降低干擾和隔絕干擾，讓相同信道上發(fā)射出去和接收回來的各個(gè)不同用戶信號(hào)達(dá)到互不干擾的目的，頻率使用率大大提升，傳輸容量進(jìn)一步增加并且系統(tǒng)性能得到改善。另外，智能天線由于具備定向波束功能，信號(hào)傳輸距離更遠(yuǎn)，不但能夠確保質(zhì)量而且覆蓋區(qū)域被進(jìn)一步擴(kuò)大，系統(tǒng)成本大大降低。

3.2 多用戶檢測(cè)技術(shù)

在寬帶CDMA通信系統(tǒng)中，多用戶檢測(cè)技術(shù)是作為抗干擾技術(shù)中的重要一種，其基站和終端都將用到此技術(shù)用以增加系統(tǒng)容量，在具體的通信系統(tǒng)架構(gòu)體系中，應(yīng)當(dāng)將各用戶信號(hào)在傳輸過程中存在一定的關(guān)聯(lián)性考慮在內(nèi)，如此也是多個(gè)不同用戶檢測(cè)技術(shù)的根本。若是數(shù)據(jù)傳輸只存在個(gè)別用戶中，則多址干擾出現(xiàn)的幾率較低，然而全球覆蓋率在不斷增加，信號(hào)功率在不斷增大并且用戶數(shù)量在不斷增加，多址干擾已然成為CDMA通信系統(tǒng)中的重要干擾。迄今為止，3G網(wǎng)絡(luò)采用的檢測(cè)技術(shù)抗干擾能力較弱，而4G采用的多用戶檢測(cè)技術(shù)，在抗干擾性檢測(cè)具備更大的優(yōu)勢(shì)，將系統(tǒng)對(duì)功率控制精度方面的要求大為降低。

3.3 基于IP的核心網(wǎng)

4G移動(dòng)通信系統(tǒng)基于IP的核心網(wǎng)絡(luò)，可以讓各個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)間實(shí)現(xiàn)無縫連接，而3G移動(dòng)通信系統(tǒng)是基于ANSI-41，此項(xiàng)技術(shù)是不具備的。該項(xiàng)技術(shù)在4G的的應(yīng)用，各類優(yōu)勢(shì)很明顯：①低成本，是集成當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)相對(duì)有效方式中的一種；②此種以全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的，能在各類實(shí)際性的無線接入方案中實(shí)現(xiàn)相對(duì)獨(dú)立，具備端至端的IP業(yè)務(wù)。為達(dá)到全I(xiàn)P的核心網(wǎng)絡(luò)的要求，另外需要改進(jìn)和解決的問題仍舊很多，4G技術(shù)作為開放式結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)允許各類空中接口實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)接入，從而，在進(jìn)行IP核心網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)具備強(qiáng)大的靈活性，無線接入利用哪種協(xié)議和方式和協(xié)議是不需要考慮的，因?yàn)樵?G移動(dòng)通信系統(tǒng)中，IPv4被IPv6取代，如此一來，IP地址長度變長，地址空間加大，大大提高了安全性能。IPv6網(wǎng)絡(luò)中的利用，用戶能夠在網(wǎng)絡(luò)層中進(jìn)行數(shù)據(jù)加密同時(shí)效驗(yàn)IP報(bào)文，鑒別與加密選項(xiàng)具備分組的完整性和保密性，網(wǎng)絡(luò)安全性被大大提升。

3.4 調(diào)制與編碼

4G移動(dòng)通信系統(tǒng)，將采用多載波調(diào)制（MCM）技術(shù)：多載波碼分多址和正交頻分復(fù)用時(shí)分多址。在多徑干擾較弱以及數(shù)據(jù)傳輸速率較低時(shí)，通過采用適當(dāng)?shù)木馑惴軌蜃屜到y(tǒng)運(yùn)行正常。然而就寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而言，因?yàn)閿?shù)據(jù)傳輸速率是相較而言較高的，時(shí)延擴(kuò)展導(dǎo)致數(shù)據(jù)符號(hào)間互相重疊，以此發(fā)生符號(hào)間干擾，從而在均衡方面有了更高的要求，應(yīng)當(dāng)利用相當(dāng)復(fù)雜的均衡算法，在實(shí)現(xiàn)上比較麻煩而且困難。除此之外，若是信號(hào)帶寬遠(yuǎn)超并且臨近信道的有關(guān)帶寬時(shí)，信道依舊會(huì)發(fā)生頻率選擇性衰落情況。

3.5 無線接入方式與多址方案

所謂4G移動(dòng)通信系統(tǒng)，其能夠在無線環(huán)境下達(dá)到高速傳輸?shù)囊?，將單一頻分信道分成多個(gè)正交子信道，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)流向并行的低速數(shù)據(jù)流間的轉(zhuǎn)換，同時(shí)將低速數(shù)據(jù)流調(diào)制至各個(gè)子信道上加以傳輸，利用接收端所采用的各類技術(shù)，分離正交信號(hào)，以此減少各個(gè)子信道間的干擾，各個(gè)子信道的實(shí)際信號(hào)帶寬比劃分時(shí)的有關(guān)帶寬要小，因?yàn)閹挶环指畛尚〔糠?，系統(tǒng)性能大大提高，可以滿足各類不同的設(shè)計(jì)需求，能夠更為靈活地進(jìn)行功率和數(shù)據(jù)容量分配，以此具備提供更加靈活可靠的變速和高速綜合數(shù)據(jù)傳輸能力。與此同時(shí)，其具備更大的系統(tǒng)容量，提供更強(qiáng)的頻率擴(kuò)散、抗頻率選擇性衰落以及抗多徑干擾能力，雖然其功效效率不是特別高，但是能夠最大程度滿足多徑和移動(dòng)信道傳播需求。

4 結(jié)束語

現(xiàn)如今，在市場(chǎng)競(jìng)爭中，3G移動(dòng)通信系統(tǒng)已逐步穩(wěn)定，沒有太大的市場(chǎng)競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)，4G技術(shù)則憑借其他通信系統(tǒng)無法比擬的通信競(jìng)爭力走在社會(huì)前列。綜上所述，4G技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①智能化程度更高，各方面都可以滿足智能機(jī)的需要；②靈活性極強(qiáng)，無論身處何種環(huán)境中都能隨時(shí)隨地為用戶提供所需要的多媒體業(yè)務(wù)和各種數(shù)據(jù)需求；③具備良好的兼容性，能夠?qū)崿F(xiàn)任意網(wǎng)絡(luò)和任意終端間的互通互聯(lián)；最后，4G的頻譜帶寬和數(shù)據(jù)傳輸速率遠(yuǎn)高于3G，能夠滿足用戶在通信方面的有效性需求?？偠灾?，4G通信將是通信行業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)，能夠帶給人們更為舒適和方便的通信體驗(yàn)，推動(dòng)著全球信息化發(fā)展向一個(gè)新臺(tái)階邁進(jìn)。

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收稿日期：2018-5-23