關(guān)于4G技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用探討

徐國榮 南京中興軟件有限責(zé)任公司

導(dǎo)言：21世紀以來，數(shù)據(jù)通信技術(shù)和多媒體服務(wù)日益增長，第四代移動通信技術(shù)也越來越完善，適應(yīng)了移動數(shù)據(jù)的成熟、移動計算的更新和移動多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展。在日新月異的科技潮流中，3G技術(shù)最終將被新的4G取代。如今，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)受到了更高的要求，4G通信技術(shù)顯示出其無可比擬的優(yōu)勢。就技術(shù)而言，它具有更高的頻譜；在交流模式方面，它有更多的變化。移動通信的智能已經(jīng)變得更加穩(wěn)定和完善。毫無疑問4G通信技術(shù)會給人們帶來更加美好的未來。

1 、4G通信技術(shù)的定義

第四代移動通信技術(shù)也被稱為第四代移動電話移動通信標準。該技術(shù)包括TD - LTE系統(tǒng)和FDD - LTE系統(tǒng)。4G通信技術(shù)將3G和WLAN相結(jié)合，能夠快速傳輸高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，包括音頻、視頻和圖像。與國內(nèi)寬帶相比，4G可以以超過100 Mbps的速度下載，顯然足以滿足用戶對無線服務(wù)日益增長的需求。此外，4G信號可以快速傳播到整個區(qū)域，即使這些區(qū)域不覆蓋DSL或有線電視調(diào)制解調(diào)器。顯然，4G比3G更適合當今快節(jié)奏的信息生活。

2 、4G技術(shù)在通信工程中的優(yōu)勢

4G技術(shù)在通信工程中具有明顯的優(yōu)勢，如高速、高智能和強兼容性。具體來說，速度在通信工程的競爭中一直占據(jù)首要位置。只有確保速度，我們才能突出4G技術(shù)的良好質(zhì)量，更好地滿足用戶對速度的迫切需求。此外，通過4G技術(shù)提高通信速度極大地促進了網(wǎng)絡(luò)Karton等現(xiàn)象的出現(xiàn)，促進了通信工程的發(fā)展和進步。

4G技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用也有助于提高通信工程的智能。與以前的通信設(shè)備相比，4G技術(shù)的優(yōu)勢令人驚訝。今天，幾乎每個人都有一部智能手機，它的高度智能使得用戶在使用手機的過程中非常方便和有經(jīng)驗。例如，4G技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用不僅可以響應(yīng)用戶的使用。環(huán)境分析也可以向用戶報告，這樣用戶可以對自己的環(huán)境有一定的了解。同時，也可與網(wǎng)絡(luò)相連接，而進行相關(guān)信息的查詢，并對環(huán)境可能對用戶產(chǎn)生的影響予以總結(jié)，使用戶對環(huán)境對工作的適應(yīng)程度有一個明確的判定。4G技術(shù)的收集功能，對菜單及界面都予以了人性化的改善，這在很大程度上降低了用戶對菜單所存在的依賴，使實際操作的便捷性獲得顯著提升。

在兼容層面而言，4G技術(shù)也有著很大進步。這里所說的兼容是指硬件、軟件之間的相互配合程度。4G技術(shù)的應(yīng)用，對通信工程的意義非凡。如果4G技術(shù)想要朝著市場化方向前進，就應(yīng)該明確4G技術(shù)創(chuàng)新的道路，以確保新舊產(chǎn)品之間的平穩(wěn)過渡。因此，兼容性是4G技術(shù)的有利優(yōu)勢。只有加強4G技術(shù)在通信工程中的兼容性，才能減少新舊產(chǎn)品之間的排斥，解決4G技術(shù)在市場環(huán)境中面臨的困難。同時，提高4G技術(shù)在通信工程中的兼容性也能有效降低用戶在通信中的花費，增強用戶對4G技術(shù)通信的體驗，從而促進4G技術(shù)在通信工程中的更好發(fā)展。

3 、4G技術(shù)在通信工程中的具體應(yīng)用

從軟件無線電技術(shù)、智能天線技術(shù)、OFDM三個角度出發(fā)，對4G技術(shù)在通信工程中的具體應(yīng)用情況進行了研究與探討:

3.1 軟件無線電技術(shù)

軟件無線電技術(shù)用于通信工程，需要寬帶無線接收器來接收數(shù)據(jù)和信息。在應(yīng)用軟件無線電技術(shù)之前，接收器主要是窄帶的，離天線不夠近。寬帶的應(yīng)用有效地解決了上述問題，增強了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的靈活性。由于寬帶可以通過軟件編程實現(xiàn)，系統(tǒng)的抗干擾能力也得到提高。當應(yīng)用于通信工程時，提高通信靈活性和通信質(zhì)量具有重要價值。

3.2 智能天線技術(shù)

智能天線技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用，要求以空分多址技術(shù)作為依靠，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。數(shù)據(jù)信號在傳輸過程中，其方向通常存在差別，智能天線技術(shù)可利用上述差別，實現(xiàn)對同頻率的信號的區(qū)分，能夠有效改變信號的覆蓋區(qū)域，增強通信過程中的抗干擾能力，是提高通信質(zhì)量的關(guān)鍵。另外，智能天線技術(shù)還具有覆蓋范圍大的特點，可充分滿足更多用戶對于通信的要求。

3.3 多天線技術(shù)

根據(jù)多天線技術(shù)的定義，任何頻譜傳輸過程產(chǎn)生的通信信息端將通過多天線實現(xiàn)。以前的通信項目是單個天線，但是多個天線則相反。它的巨大優(yōu)勢在于它具有多樣性的特點。這種技術(shù)允許容量倍增，當頻譜本身有限時，容量倍增可以支持更多用戶，從而增加了成本并降低了頻譜使用效率。引入多天線技術(shù)后，智能天線技術(shù)可以集中體現(xiàn)。這種技術(shù)能夠通過劃分空間來獲得更多地址，在地址碼以及時間間隙一樣的情況下，頻帶相同，而給定的空間與信號的傳輸路徑是獨立和不同的用戶，因此，在有限的資源頻率下，仍能夠進行高效率信號傳輸。在同一時隙中，能夠多路信號的傳輸，傳輸仍然是可以實現(xiàn)高效率。由于多天線技術(shù)同時來自不同的路徑，從而降低了信號之間的互干擾，使得信號能高質(zhì)量發(fā)送接收信號。

3.4 OFDM技術(shù)

OFDM技術(shù)又稱正交頻分復(fù)用技術(shù)，是當前通信工程應(yīng)用的主要技術(shù)之一。該技術(shù)下，通信功能需要以串行數(shù)據(jù)流的分解以及合成的過程的實現(xiàn)來達成。要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)最初以串行數(shù)據(jù)流的形式存在。為了達到通信目的，數(shù)據(jù)流將被立即分解成不同的子數(shù)據(jù)流。與原始串行數(shù)據(jù)流相比，每個子數(shù)據(jù)流的傳輸速率相對較慢，并且可以通過相互正交的子載波來傳輸。當需要輸出時，它將被重建和合成，最終完成數(shù)據(jù)傳輸過程。

在該數(shù)據(jù)傳輸過程中，由于各子數(shù)據(jù)流傳輸所依賴的子載波呈相互正交的狀態(tài)，因此其在頻譜方面，往往存在重疊的部分，傳輸過程無需利用過多的頻譜，便能夠有效完成，效率較高。另外，由于串行數(shù)據(jù)流被分解成為了子數(shù)據(jù)流，在碼元周期方面有所減小，因此干擾問題也會得到解決，可有效提高數(shù)據(jù)的傳輸效率與質(zhì)量。

3.5 MIMO技術(shù)

對這一技術(shù)的運用，要通過多個天線，MIMO技術(shù)能夠提供給通信系統(tǒng)重要輔助。即空間復(fù)用增益。若想實現(xiàn)這一功能，則應(yīng)依附于兩端天線，進而對多徑分量予以高效運用，并能夠把不同信號使用至相同頌帶上，讓系統(tǒng)實際容量可跟隨天線數(shù)量一同增加，最終發(fā)揮出拓展作用。

同時，這一功能還具有三項顯著優(yōu)點，其一，對頌譜使用效率的提升。其二，對無線信道總體水平的提升。其三，對系統(tǒng)實際容量的拓展。

3.6 核心網(wǎng)

4G技術(shù)的核心網(wǎng)為一種基于IP的網(wǎng)絡(luò)，它能夠保障網(wǎng)絡(luò)之間的有效互聯(lián)。核心網(wǎng)在接入計劃中是獨立存在的，可對IP業(yè)務(wù)予以服務(wù)，同時也能實現(xiàn)PSTN與核心網(wǎng)之間的兼容。另外，核心網(wǎng)自身具備結(jié)構(gòu)開放特征，使多種接口都能夠與核心網(wǎng)進行接入。并且，核心網(wǎng)可實現(xiàn)對傳輸以及業(yè)務(wù)等之間的分隔，以達到良好的兼容目的。所以在進行核心網(wǎng)的設(shè)計時，可具備極大空間性及靈活性，不用對無線接入方式予以深思熟慮，這能夠為4G技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用提供極大方便。

結(jié)束語：科學(xué)和技術(shù)的步伐不太可能停滯不前，人們對技術(shù)的需求也在不斷增加。通信網(wǎng)絡(luò)不僅會更快、更廣、數(shù)據(jù)更安全，而且會更好、更方便地為人們的生活服務(wù)。因此，廣泛使用的4G技術(shù)是不可避免的工程通信。4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身的特點和優(yōu)勢已經(jīng)使其具有了遠大的發(fā)展前景和廣闊的發(fā)展空間，在不久的將來，4G移動通信技術(shù)一定會如其所愿，達到普遍的應(yīng)用。