关于4G通信工程技术要点的探讨

关于4G通信工程技术要点的探讨

吕正茂

公诚管理咨询有限公司510610

摘要：随着国家经济水平的持续增长，通信行业也随之得到发展，4G通信技术是在前三代基础上发展起来的，为了不断满足用户需要，在通信质量、通信速度、设备智能化和通信频段上都有了很大程度上的提高，从而赢得了市场的青睐并且得到了广泛的应用。从目前移动通信技术的总体发展来看，与市场的结合已经得到实现了，并且成为当代通信领域中发展潜力最大、市场前景最广的热点技术。以市场需求为导向，适应移动数据、移动计算和移动多媒体运作需要的第四代移动通信开始兴起。

关键词：4G通信工程；技术要点

引言

跟随科技发展的脚步，3G通信已经被4G所替代，通信技术的每次更新替代都是一次新的突破、创新曾经的3G移动通信在数据传输速度上给人们带来了惊喜，但随着当今社会的发展，人们对信息技术的要求越来越高，4G通信应运而生在网络技术方面，4G变得更加多样化、技术更加成熟。

14G通信技术的概念

当前普遍是依靠功能性描述作为4G移动通信技术的界定，4G移动通信技术首先能够实现在任何地点和时间以合适的方式毫无障碍地连接到通信网络；其次，4G移动通信用户具有选择业务、应用和网络的自由；其三，4G移动通信技术能够实现移动电子商务的综合性业务；最后，4G移动通信技术能够适应其他网络、体系和系统，开展互联网的业务。4G的性能指标：（1）数据速率从2Mbps到100Mpbs；（2）容量达到第3代系统的5～10倍，传输质量跟第三代系统差不多，有时甚至比第三代系统还要优良。广带局域网应该要与宽带综合业务数据网（B-ISDN）和异步传送模式（ATM）兼容，实现广带多媒体通信，形成综合广带通信网；（3）条件一样的时候，小区覆盖范围等于或大于第三代系统；（4）具有不同速率间的自动切换能力，得以确保通信质量；（5）网络的每比特成本要比第三代低。

2.4G通信工程技术的特点

2.1智能性较高

4G通信技术由于具备较高的智能性，因此受到了我国人们的广泛欢迎，4G通信技术的智能性最常见的表现就是人们生活常见的4G手机上。当前人们使用的4G手机在具备完善功能的基础上，还配备了较高的智能性，4G手机能够根据用户的操作指令及时准确的做出反应，同时根据实际的操作对用户的通信环境和情况加以分析，并将结果反馈到手机中。与此同时，4G手机还能根据相关的资料对用户的操作进行提醒，将用户操作的正确性反馈给用户。此外作为移动上网的工具4G手机能够让人们减少对菜单和键盘的依赖性，并进一步提高了人们上网的自由性。

2.2速度快

从我国4G通信技术发展的历史来看，我国通信技术最大的变化就是通信速度在不断的提高，这不仅为我国通信服务的发展提供了坚实的基础，同时提高了客户的通信速度。语音系统是通信行业第一代的通信技术的产物，无法实现上网；而第二代的通信技术传输速率不高，大概只有10kb／s，虽然在第三代通信技术中传输的速率有所提高，但也只有2Mb／s，与4G通信技术的最高速率100Mb／s相比，显得尤为不足，因此4G通信技术的广泛应用其中最大的特点在于提高了通信速度。

2.3兼容性较高

一般来说，“兼容性”即指硬件或者是软件彼此间的配合程度，传统的通信技术，其兼容性相当低。但是，4G通信技术却不然，它的兼容性已经超过了我国市场上的任何一种通信技术甚至可以说，4G通信技术的出现是对我国通信技术领域的一次重大改革因此，要想让4G通信技术实现进一步的发展，还必须要对传统以及新研发的产品，进行过渡性问题的探讨，以提高4G通信技术的兼容性。唯有如此，才可降低新旧产品彼此间的冲击力。

3.4G通信工程的技术要点分析

3.10FDM（正交频分复用）技术

OFDM技术是把信道分为若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制在每个子信道上进行传输。OFDM技术具有频谱利用率高的优点，其频谱效率比串行系统高近一倍；OFDM技术抗衰落能力强，OFDM通过多子载波传输提高了对脉冲噪声的抵抗并且降低了通信信道快衰落的可能；OFDM技术适合高速数据传输，使用自适应调制机制改变调制方法、信道和加载算法，增强信息传送的速率；OFDM技术抗码间干扰能力强，用循环前缀的方式对抗码间的干扰。

3.2SDR（软件无线电）技术

软件无线电（SDR）是将标准化、模块化的硬件功能单元经过通用硬件平台，利用软件加载方式对各类无线电通信系统的一种开放式结构的技术进行实现。中心思想是使宽带模数转换器（A/D）和数模转换器（D/A）等先进的模块尽可能地靠近射频天线的要求。尽量多使用软件对无线功能进行定义。其软件系统包括各类无线信令规则和处理软件、信号流变换软件、调制解调算法软件、信道纠错编码软件、信源编码软件等。软件无线电技术主要关乎于数字信号处理硬件（DSPH）、现场可编程器件（FPGA）、数字信号处理（DSP）等。

3.3多天线技术

以往传统和的通讯技术使用的都是单天线，而伴着科技的不断升级，现如今的4G时代已经采取了多天线技术，其优越性就在于引用了分集技术，全部的信息都取决于接收机采用这种多天线的通信技术，进而能够确保全部的使用者的信号质量更强，使得容量得以扩充，在宽带以及天线在数量上维持原始状态的时候，使用者的通讯速度则有所提高，借助多天线技术能有效的扩展自身存储量，即便在频谱有限的时候，所以可以支持更多用户运用，4G通信新型技术大大提高了运用效率，表明了智能天线技术新型改造实行将空间的区分，可以够获取不少的IP。在时间间隙和IP地址一样条件下，在同一个频率时段中，根据信号在空间里的传输路径差异性，可以自动将不同的用户进行一系列划分，因此就算是频率资源受到了限制，使用者也能够接收到高效率的传输信号。

3.4ipv6技术

该项技术要点的重点就是具备更充足的地址空间，ipv4技术中的地址长度为32位，其最大限度的地址数是232个，但是ipv6的地址长度突破了100，达到128位，最大地址数为2128，地址空间增加并不在同一数量级上，能够创设出通信网络的全球化地址，由此ipv6就弥补了ipv4中Ip地址不足的问题。Ipv6还拥有较高的安全性，这是由于相关用户能在使用ipv6网络的同时进行网络层的加密、校验，无形之中强化网络自身的保密性。最后，ipv6网络还使用到了新型头部格局，将基本头部同对应选项彻底分开，进一步确保选项能顺利插入上层数据与基本选项之间，路由选择也逐渐简化。Ipv6在服务质量和服务级别上远远高于之前的ipv4，同时还具备可移动性，真正实现了移动通信设备使用中位置变化也不会影响通信质量的目标。

3.5基于IP的核心网

4G移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络，可以实现不同网络间的无缝互联。核心网独立于各种具体的无线接入方案，能提供端到端的IP业务，能同已有的核心网和PSTN兼容。核心网具有开放的结构，能允许各种空中接口接入核心网；同时核心网能把业务、控制和传输等分开。IP与多种无线接入协议相兼容，因此在设计核心网络时具有很大的灵活性，不需要考虑无线接入究竟采用何种方式和协议。在4G通信系统中将取代IPv4协议，主要采用全分组方式IPv6技术，IPv6具有巨大的网络地址的空间方便为通信网络的所有设置提供一个全球唯一的地址；IPv6方便实现自动配置，获得一个全球唯一的路由地址；IPv6服务质量高于传统的IPv4，便于形成基于服务级别的系统；IPv6具有移动性，移动通信设备应用IPv6技术可以实现位置变化时通信质量不变。

3.6切换技术：MDHO（宏分集切换）和F基站S（快速基站切换）

移动台可以通过当前的服务基站广播的消息获得相邻小区的信息，或者通过请求分配扫描间隔或者是睡眠间隔来对邻近的基站进行扫描和测距的方式获得相邻小区信息，对其评估，寻找潜在的目标小区。切换不仅可以由终端决策发起也可以由基站决策发起。在进行快速基站切换（F基站S）时，终端只和Anchor基站进行通信；所谓快速是指不用执行HO过程中的步骤就可以完成从一个Anchor基站到另一个Anchor基站的切换。支持F基站S对于终端和基站来说是可选的。进行宏分集切换（MDHO）时，终端可以同时在多个基站之间发送和接收数据，这样可以获得分集合并增益以改善信号质量。是否支持MDHO对于终端和基站来说是可选的。

3.7MIMO技术

该技术的实现需借助多个天线，它可以向整个通信系统提供两大功能，其中一个是“空间复用增益功能”，而另一个则是“空间分集增益功能”前者的实现主要依赖于“接收/发射”两端上的天线，可对多径分量进行高效的使用，同时也可将不同的发射信号运用于同

一个颂带之上，以让系统的容量能够随着天线接入数量的不断增加而得到进一步的扩展另外，该技术也具备三个方面的优势，即：（1）能提高颂谱的运用效率；（2）能提升无线信道的整体性能水平；（3）可对系统的容量作出最适的扩展。

4结语

随着信息时代的发展，我国科技水平的提高，4G通信技术已经逐渐深人人们的生活中，实现了基本的普及。而4G网络的优势和功能在满足人们日益提高的需求的基础上，还为我国经济的发展带来了巨大的动力，相信在不久的将来4G移动通信技术还能取得更大的发展，为人们的生活带来更多的便利和改变。

参考文献：

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