4G通信技术应用的研究

任鹏星

引言：从介绍第四代移动通信基本概念入手，着重研究了可能采用的OFDM、软件无线电、智能天线、MIMO、基于IP的核心网技术，这些都是通信技术在实际当中的应用。通过对4G通信技术主要优势的分析，探讨了4G的基本特征，将为4G带来的更为广阔的应用领域和市场。

一、4G通信技术的发展趋势

4G通信技术的应用已经表现出了极大的优势，在未来的发展过程中，4G通信技术势必能够完全取代2G、3G通信技术，成为移动通信发展的主导型技术。具体而言，4G通信技术具备很多发展优势，4G网络表现出的最大优势在于其具备的无线通信速度，根据研究者预测，在未来，4G通信系统中的无线传输速度可以达到10M-20Mbps，如果是起峰值的传输速度则可能达到更高的点，由此为人们应用无线网络提供了较大的便捷。同时，随着4G通信技术的推广使用，其所表现出的通信网络及终端智能化也不断升高，这不仅体现在通信终端的设计及操作智能化，同时在体现在网络设备功能的智能化，如根据用户的环境、时间及其他因素不同，可以通过网络设备终端，为用户提供个性化的服务。

其次，4G网络支持的手机已经不再是简单的电话，其能够提供更加可靠的语音数据服务，方便人们的语音通话，而在设计及功能方面则有着更大的突破，也就是能够做成任何可以想象的形状。以其诸多优势，4G用户市场会不断扩大。它的实际价值也会不断升高，这主要是由于其所具备的网络优势是传统移动通信技术所不能达到的，因此，未来的4G通信技术发展必然会呈现出多频段、多模式及多业务应用的局面，而且实现完全的智能化，随之而来的是越来越广泛的用户市场，并带来巨大的经济效益。

二、4G通信技术的主要内容

4G通信也就是第四代移动通信，当前，对于4G通信技术的涵义、国际标准、网络结构及技术参数都已经基本确定，无论如何认定，其中的一点不可否认，4G通信技术要远远强大于3G通信技术，并创造出更加完美的无线世界，由此为众多消费者提供更加可靠的局域网信息系统，此外，对于4G通信技术的应用，能够促进电话用户以无线及三维空间的方式实现虚拟连接，从而提供相应的虚拟网络供人们使用。4G通信技术的功能强大，能够在广泛的区域内推广使用，这已经成为未来通信网络技术发展的一个趋势。

目前的4G系统仍处于研究的起步阶段，但有网络融合的趋势。在4G通信技术中，关键技术有OFDM、软件无线等，下面对其中重要的几个部分进行了讨论。

（1）正交频分复用技术（OFMD）

此项技术是4G通信技术中最重要的一项技术，在无线传输中得到了广泛应用，此项技术的应用主要是将通信信道划分成多个子信道，并对子信道的子波进行调制处理，然后进行传输，从而保证信道的频率选择性，而且确保每一个子信道都能够保持平坦。通过子信道实现窄宽的传输，在此过程中能够保证信号带宽比信道带宽小，从而对信号波形之间产生的干扰起到有效的抑制作用。此外，此项技术的应用也在很大程度上客服了数据传输干扰的难题，大大提升了系统传输频率，并简化了硬件结构，有利于网络传输速度的加快。

（2）软件无线电技术

此种技术又被称为SDR技术，可以对现代化的数字信号技术进行有效利用，结合可编程平台，根据软件定义无线平台的功能。在软件无线电技术中，可以采用的技术包括可编程器件、信号处理技术、数字信号处理等，同时，通过应用软件无线电技术，还能够确保通信系统中各种功能的实现，如软件可编程、硬件设备重复利用等，以减少资源浪费。

（3）智能天线技术

此项技术又被称为自适应天线阵列。最初，此项技术主要应用在雷达、声钠等军事领域，主要是为了实现空间滤波及定位，在此项技术体系中，通过应用空分多址技术，实现信号传输差别处理，并准确区分系统中的同频率或同码道信号，以对信号覆盖区域产生动态控制，及时将主波束转移至用户的所在方向，确保用户应用网络的可靠性及安全性。通过对信号干扰进行控制，并跟踪用户及其所处环境，能够时刻了解用户所在网络的具体情况，从而为入网用户提供质量较高的链路，以加强对干扰信号的抑制作用，并最大限度的提取可应用信号，确保用户网络的可利用性。

三、4G通信技术的主要特点

（1）更高的储存容量

由于传输频宽增大，因此资料储存容量至少需求为谱或射频信号分析仪、网络分析仪等。随着射频技术的发3G系统的10倍以上。

（2）高度智慧化网路系统

4G网路系统能随状况自行调整，具备良好的弹性以满足不同环境与不同用户的通信需求。通信的终端设备的设计和操作更加智能化，以满足用户将来更多的功能需求。

（3）更高相容性

4G通信技术使用户在移动中，特别是高速移动情况下能顺利使用通信系统，传送高速多媒体资料等。必须具备向下兼容、开放界面、全球漫游、与网路互联、多元端应用等，并能从3G通信技术平稳过渡至4G。

（4）频率使用效率更高

4G对无线频率使用的有效性，可以让更多的人用与以前相同数量的无线频谱做更多的事情，而且做这些事情的时候速度更快。

（5）整合性的便利服务

4G系统将个人通信、信息传输、广播服务与多媒体娱乐等各项应用整合，提供更为广泛、便利、安全与个性化的服务。4G手机可相当一台小型电脑，眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋等任何一件物品都有可能成为4G终端。利用4G通信技术可以双向下载传递资料、图画、影像、地图，可以实现例如无线区域环路（WLL）、数字视频广播（DVB）、数字音讯广播（DAB）等方面的无线通信增殖服务。

（6）通信费用更加便宜

4G通信利用高灵活性的系统操作，使通信部署起来更容易和便捷。在建设4G通信网络系统时，通信营运商可直接在3G通信网络基础设施之上，采用逐步引入的方法，有效地降低运营者和用户的费用。

四、结束语

随着4G通信技术研究的深入，许多国家和地区正在积5、频率使用效率更高极参与第四代移动通信技术标准的研究制定工作。对4G通4G对无线频率使用的有效性，可以让更多的人用与信系统中可能采用的关键技术还有待取得突破。4G通信技术的萌芽及广泛应用不仅为人们提供了更快速的网络服务，同时不断拓展应用市场，形成更加庞大的受众群体，其在表现出光明发展前景的同时，也能够创造出更大的市场价值，为人们带来更多的经济效益，因此加强4G通信技术研究具有重要意义，这也是未来我国市场经济发展应当重视的一个版块，以实现移动通信技术的不断进步。

参考文献

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[2]姚克玮.4G通信技术的简析与探讨[J].硅谷.2011（17）.

[3]赵瑞玉.4G移动通信系统的热点技术及其发展动态[J].山西电子技术.2008（02）.

（作者单位：广东省电信工程有限公司）