浅析4G通信技术的要点以及发展方向

王丽文

【摘要】 随着科学技术的迅速发展，人们对于使用的通讯工具以及多媒体业务的要求越来越高，通信技术的更新换代技术不断的加快，使得各种各样的通讯技术得到了前所未有的发展。在3G通信技术方兴未艾的今天，通信行业不应该过多的满足于现状，应该具有超前的意识，着眼未来，紧跟世界潮流，积极推进4G通信技术的科研和开发的工作。本文就着力于介绍一下4G的概念、要点以及未来的发展趋势。

【关键字】 4G通信 技术要点 发展趋势

一、 4G通信的基本概述

1.1 4G通信的基本概念

4G移动通信技术是3G移动通信技术的升级，4G拥有更高的传输速度、更安全的技术保障以及更人性化的智能结构，它真正的实现了移动通信之间的互联互通。4G移动通信技术可以实现在任何时间任何地点以可能的方式无障碍的接入到通信网络，它给用户提供了可以选择业务、应用和网络的可能，同时还实现了移动电子商务的综合性业务，最后一项就是4G移动通信技术可以适应其他任何的网络、体系和系统。

1.2 4G移动通信技术的特点

前面已经提到了4G移动通信技术拥有了更高的数据传输速度，根据有关的数据显示：4G 移动通信技术的传输速度是3G移动通信传输速度的50倍以上。这在美国的科学实验室中已经得到了证实；4G移动通信技术具有高度智能化的网络，可以实现许多传统通信技术难以想象的功能；4G移动通信技术拥有更好的兼容性，它不但具有全球漫游、接口开放的功能，还可以向下兼容各个网络，实现网络之间的互联；4G移动通信技术具有更好的信号覆盖性，室内外、森林、野外都具有良好的信号；4G移动通信技术还可以实现更高质量的多媒体通信，可以通过高速数据传输将语言、数据以及影像等大量信息进行有效的传输，实现了多媒体通信。

1.3 4G移动通信的网络结构

4G 移动通信网络可以分为三层，分别是物理网络层、中间环境层、应用网络层。其中物理网络层提供接入和路由的功能，它是无线和核心网的结合；中间环境层的功能主要是QOS映射、地址变换和完全性管理等。物理网络层与中间环境层以及应用环境之间的接口是开放的，它使发展和提供新的应用及其服务变得更加容易，它可以提供无缝高数据率的无线服务，并运行于多个频带。

二、4G移动通信技术的要点

2.1 OFDM（正交频分复用）技术

OFDM技术是将信道分为多个正交子信道，将高速数据信号转换成并列的低速子数据流，然后将低速子数据流调制在每个子信道上进行传输；OFDM技术具有很强的抗衰弱能力，它可以通过多子载波传输，从而提高对脉冲噪声的抵抗并且还可以降低通信信道快速衰落的可能；OFDM 技术适用于高速数据传输的情况，采用自适应调制机制改变调制方式、信道和加载算法，提高信息传送的速率；OFDM技术具有非常强大的抗码间干扰能力，它是采用循环前缀的方式来对抗码间的干扰的。

2.2 SA（智能天线）技术

SA 技术具有抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束调节等功能，是 4G 移动通信技术的关键技术。所谓的“智能天线”就是利用数字信号处理技术，在空间上产生指向性波束，使阵列主瓣对准用户信号到达的方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达的方向，从而可以高效地利用移动用户信号的空域信息最大化接受期望信号并且删除或者抑制干扰信号的目的。

2.3 SDR（软件无线电）技术

SDR是一种无线电广播通信技术，它基于软件定义的无线通信协议而非通过硬连线实现。也就是说频带、空中接口协议和功能可通过软件下载和更新来升级，而不用完全更换硬件。软件无线电是 4G 移动通信技术的微电子技术基础，以开放性的平台，方便的升级和重配置构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，可以允许多方运营的介入。

2.4 IPv6 技术

IPv6具有更大的地址空间，在IPv4中规定IP地址长度为32位，也就是说IPv4的最大地址个数为2^32；而IPv6中IP地址的长度为128位，也就是说IPv6最大地址个数为2^128。与32位地址空间相比，其地址空间已经大大的增加了，它可以为通信网络的所有设备提供一个全球惟一的地址。

目前IPv6的技术优势在于在一定程度上解决了IPv4互联网存在IP地址不够的问题，这是IPv4向IPv6演进的重要动力之一。

IPv6使用更小的路由表，IPv6的地址在分配的一开始就遵循聚类的分配原则，这样就会使路由器能在路由表中用一条记录来表示一片子网，由此一来就大大的减小了路由器中路由表的长度，从而提高了路由器转发数据包的速度。IPv6加入了对自动配置（Auto Configuration）的支持功能，这是对DHCP协议的改进和扩展，使得网络（尤其是局域网）的管理变得更加方便和快捷。

IPv6具有更高的安全性，因为用户在使用IPv6网络中可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验，在IPV6中的加密与鉴别选项提供了分组的保密性与完整性，使得网络的保密性得到了显著的增强。

IPV6使用新的头部格式，其选项与基本头部分开，在需要的时候，可将选项插入到基本头部与上层数据之间，这就简化和加速了路由选择的过程。IPv6 的服务质量高于传统的IPv4，它便于形成基于服务级别的系统；IPv6 具有可移动性，移动通信设备应用 的IPv6 技术可以实现位置变化时而通信质量不会发生改变。

三、4G 移动通信技术的发展方向

中国在这方面的研究起步较晚，未来将会加快对于4G网络的发展，抓住机遇拥有市场是中国通信行业的共识，三大移动运营商已经开始了对于4G的技术研究与开发，并在现阶段已经取得了重大的突破，在技术上已经能够实现图形影像、视频、语音的高速传输。

中国将在今年建造20万个4G的基站，总的投资将近1800个亿，4G终端采购量将超10倍以上，该计划将大幅度提高下一代4G移动通信系统的效率。在未来的发展中，4G移动通信技术不能简简单单的是速度上的提升，将要涉及到更多的领域（包括频谱、资源调配、资源管理和无线传输技术等等），4G移动通信技术具有数据通信速度和通话质量的优势，将会拥有更加高速、安全、稳定的传输能力，由于技术上的突破，未来4G的通信费用也将得到下调，这将给人们带来前所未有的福音。移动互联网的目标是“让世界无时无刻不掌握在你手中”，现在人们已经不能够离开上网，这已经成为了一种习惯，未来4G通信的目标就是实现真正的“移动办公”，现在许多手机厂商已加入了这方面的开发研究。

4G 移动通信技术的发展要为“无线城市”的全面实施提供信息动力，给我们的城市增添无限智能，让城市生活迈向未来。4G移动通信要全面加快城市的TD-LTE建设，让市民能享受到更全面强大的无线高速宽带网络及信息服务，让城市的交通可以实现高清的交通视频监控，让交通更安全、更顺畅；在教育行业，要努力做到校车的视频监控数据实时快捷，视频高清可控。

3G是4G的基础，所以说4G也是基于蜂窝系统，但在有限的范围内它还应该容纳WLAN，以此来获得更高的数据传输速度，未来会把4G网、固定无线接入网、WLAN等网络结合到一起，来营造一个无所不在的通信环境。

四、结语

随着科技的进步以及人们意识的提高，越来越多的人开始接触到4G网络，4G网络已经深入到人心，使用4G移动通信是发展的需要，也是必然的趋势。有理由相信，在不久的将来，4G移动通信技术的应用以及发展将会拥有光明的前景。

参 考 文 献

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