4G通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)

李斌

【摘要】 隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，3G通信技術(shù)的發(fā)展顯然已經(jīng)滿足不了人們的需求，4G 移動(dòng)通信系統(tǒng)逐步得到了應(yīng)用，并已經(jīng)成為了今后研究的主流。本文結(jié)合4G通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)4G通信技術(shù)的特點(diǎn)及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了闡述，并且較為清晰地分析了4G通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)應(yīng)克服的問(wèn)題，以期為今后4G通信技術(shù)的發(fā)展提供一定的借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】 4G通信技術(shù) 關(guān)鍵技術(shù) 技術(shù)實(shí)現(xiàn)

一、4G通信技術(shù)的定義

目前為止，通信行業(yè)內(nèi)對(duì)4G通信技術(shù)并無(wú)確切的定義，其主要的界定標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)通信技術(shù)的功能性。第一，作為4G通信技術(shù)的入門標(biāo)準(zhǔn)，其必須具備的條件就是保證用戶能在任何時(shí)間地點(diǎn)以自由的方式順利接入通信網(wǎng)絡(luò)；第二，4G用戶能自由地選擇業(yè)務(wù)、自由地應(yīng)用以及自由使用網(wǎng)絡(luò)；第三，作為4G通信技術(shù)，必須能保證完成移動(dòng)電子商務(wù)的綜合性業(yè)務(wù)；第四，對(duì)4G通信技術(shù)的要求即為能適應(yīng)其他的網(wǎng)絡(luò)體系，并適合開(kāi)展物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。

二、 4G 通信技術(shù)的特征

1、通信速度較快。作為比3G通信技術(shù)更進(jìn)一步的研發(fā)產(chǎn)品，4G通信技術(shù)具有更快的無(wú)線通信速度，其數(shù)據(jù)傳輸速率比3G數(shù)據(jù)傳輸速率快8Mbps 至 12Mbps，是3G數(shù)據(jù)傳輸速率的3—7倍，甚至可以高達(dá)50倍。對(duì)于海量數(shù)據(jù)的傳輸，4G通信使用戶免于長(zhǎng)時(shí)間的等待，無(wú)疑更受用戶青睞。

2、具有靈活的通信方式及兼容性。如今的4G通信不僅僅局限于隨時(shí)隨地通信，還可以實(shí)現(xiàn)雙向的資料、圖像、影像的下載傳遞，支持多種如高清圖像業(yè)務(wù)、電視會(huì)議等移動(dòng)業(yè)務(wù)，將個(gè)人通信和廣播電視、游戲娛樂(lè)結(jié)合起來(lái)，為用戶呈現(xiàn)出更加豐富多樣的應(yīng)用項(xiàng)目。4G通信使得高速數(shù)據(jù)和高分辨率服務(wù)成為可能，大量的音頻、視頻等均可被寬頻信道傳輸出去，是名副其實(shí)的多媒體通信。另外4G通信還支持現(xiàn)金的提取，為用戶的購(gòu)物提供了方便。相比于3G通信，4G通信技術(shù)的兼容性更好，在實(shí)現(xiàn)全球漫游和接口開(kāi)放的前提下，還能夠兼容各網(wǎng)絡(luò)，真正實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。

3、提供各種增值服務(wù)，并能實(shí)現(xiàn)多類型用戶共存。與3G通信技術(shù)的CDMA核心技術(shù)相比，4G通信技術(shù)主要以O(shè)FDM技術(shù)為支撐，為人們提供各種無(wú)線通信增值服務(wù)，比如無(wú)線區(qū)域環(huán)路、數(shù)字音訊廣播等。另外，4G系統(tǒng)依靠其超強(qiáng)的自我適應(yīng)及處理能力，能快速應(yīng)對(duì)各種動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的變化，使得多用戶的共存和溝通不成問(wèn)題。

三、、4G通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)

1、OFDM（正交頻分復(fù)用）技術(shù)。分解指定信道成多個(gè)正交的子信道，并用子載波在每個(gè)子信道上分別進(jìn)行調(diào)制，并行傳輸，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)波間干擾的減弱，這就是OFDM技術(shù)。各個(gè)子信道相互正交的載波頻譜互相重疊，干擾大幅度減少，頻譜利用率被極大地提高。但是，功率效率較低也是OFDM技術(shù)的主要缺點(diǎn)。

2、智能天線技術(shù)。智能天線技術(shù)利用其抑制信號(hào)干擾、自動(dòng)跟蹤及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等功能，通過(guò)波束交互干擾的抑制，增強(qiáng)了有效信號(hào)，對(duì)能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)質(zhì)量的改善，并且能夠大幅度提高傳輸容量。

3、MIMO（多入多出）天線技術(shù)。早在100多年前，馬克尼提出了MIMO 技 術(shù) ，多天線使信道不至衰落，天線的數(shù)量越多，信道的容量越大。這項(xiàng)技術(shù)的提出也使得頻譜利用率被大大提高。此外，MIMO信道利用其空間復(fù)用增益和分集增益的優(yōu)勢(shì)能夠有效地提高信道的準(zhǔn)確性，大大減少誤碼率。最難能可貴的一點(diǎn)是，該技術(shù)與 OFDM 技術(shù)的結(jié)合能有效提高4G系統(tǒng)的傳輸速率和抗多徑干擾能力。

4、軟件無(wú)線電技術(shù)。軟件無(wú)線電的核心理念是將無(wú)線功能用軟件來(lái)定義。4G 通信系統(tǒng)中的軟件無(wú)線電技術(shù)是非常復(fù)雜的，是溝通3G和4G的橋梁，在兩者的演化之中起到了至關(guān)重要的作用，軟件無(wú)線電技術(shù)構(gòu)建的無(wú)線通信平臺(tái)，能保證多方、多層次和多形式的無(wú)線通信，直接保證了用戶使用一個(gè)終端便可在不同系統(tǒng)和平臺(tái)中無(wú)障礙溝通的需求。

四、4G 通信的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

雖然4G通信有著明顯優(yōu)于3G通信的特點(diǎn)，但是由于是一種新引進(jìn)的技術(shù)，不可避免地面臨著多種技術(shù)難題，能否順利通過(guò)考驗(yàn)，解決問(wèn)題，是4G技術(shù)實(shí)現(xiàn)首先要面臨的問(wèn)題。第一，要解決標(biāo)準(zhǔn)不易統(tǒng)一的問(wèn)題。雖然3G用戶在理論上在全球范圍都能通信，但是在尚不統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)之下，各個(gè)通信系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)兼容。因此，4G通信要想實(shí)現(xiàn)全球化必須先解決需要全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。第二，要攻破系統(tǒng)容量的限制。4G 系統(tǒng)優(yōu)于3G系統(tǒng)的最大特點(diǎn)就是其傳輸速度的提升，高達(dá) 100Mbit/s 的寬帶速度是3G通信望塵莫及的，但是由于通信系統(tǒng)的容量會(huì)限制無(wú)線通信的速度，用戶數(shù)量越多，傳輸速度越慢，因此系統(tǒng)容量的限制是4G通信必須要考慮的問(wèn)題。第三，要實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的更換。由于之前人們使用的大部分是3G通信，因此大多數(shù)的無(wú)線設(shè)施都是在3G系統(tǒng)上建立起來(lái)的。4G通信的普及要求有與之配套的基礎(chǔ)設(shè)施，而這些基礎(chǔ)設(shè)施顯然要經(jīng)過(guò)3G系統(tǒng)的翻新和改造，這就必然會(huì)影響4G技術(shù)走向市場(chǎng)的進(jìn)程。

參 考 文 獻(xiàn)

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