4G通信的技术特点及应用

摘 要 本文通过文献搜集以及前沿技术研究概述了4G通信技术的概念，4G通信技术的特点。对4G和3G技术进行了对比，探讨了4G通信技术未来的应用展望。

【关键词】4G通信 调制 交换

移动通信技术展露出商业化的发展势头源于上世纪八十年代。在当时模拟信号频率调制、频分双工和频分多址、基于电路交换技术等是它的基本特点。从第一代移动通信技术发展到当前的第四代移动通信它们均表现出不同的特点。通过改进第一代移动通信的保密性差、频谱利用率低、通话质量不高等缺点，第二代移动通信（2G）应运而生。第二代移动通信技术大大弥补了第一代移动通信技术的缺陷。但随着社会向前发展，2G技术已不适应社会发展。伴着信息技术的不断改进，相对于第二代移动通信（2G）前进一大步的第三代移动通信（3G）横空出世。它的容量更大、通信质量更高并且支持多媒体应用。但3G系统同样存在需要改进的地方，比如：全球标准须规范统一、所采用的语音交换架构需要改进、流媒体（视频）不尽人意、需进一步提高数据传输率等。但最终推动第四代移动通信系统4G发展的一个重要原因是3G通信系统存在着一个致命缺点，即移动无线接入网络的空中接口标准不统一。解决这一问题，是4G通信技术发展的关键。

1 4G通信技术的概念

对于4G通信技术的界定，如今，在产业界和学术界达成共识，他们定义第四代移动通信技术为：第四代移动通信技术是一种集成多功能的宽带通信系统，是一种先进的移动通信技术。以IP为基础、具有超过2Mb/s的非对称数据传输能力是其的主要特点。并且它可以实现在移动环境下速率达到100Mbps、在静止环境下速率达到1Gbps以上的。它的最突出的一个优势是能够支持下一代网络的各种应用（如移动高清电视）、并且能在固定和移动之间方便切换的技术。第四代移动通信技术也可称为广带接入（broad-band）和分布网络。它主要包括广带无线固定接入、广带无线局域网（WLAN）、移动广带系统等组成部分。

2 4G通信技术的特点

智能性在第四代移动通信技术系统中表现尤为显著，它通过拟采用智能技术，可以根据事实需要进行资源配置，同时对不同的各种复杂环境进行信号的正常收发正是智能信号处理技术的应用。4G标准的制定旨在解决兼容问题、用户共存性问题，顺应网络的事实状态以及信道条件第四代移动通信系统能够做到对此进行具体处理，从而达到低速、高速用户和各种用户设备并存与互通的要求，最终使得不同类型的用户的复杂需求得到满足。多媒体通信、个人通信、信息系统广播和娱乐等统一为一个整体是将来通信发展的趋势。未来4G能够更多满足用户的多种多样的现实需求，能够提供各式规格的通信业务，实现宽带和综合多种业务追求。相比于3G通信系统，4G通信技术更为复杂，更加先进，多种新兴技术作为依托使得4G通信技术的出现成为现实。这些先进的技术，主要包括OFDM、软件无线电、智能天线、移动IPv6等，对此我们将详细介绍每一技术的相关内容。

2.1 OFDM技术

OFDM也称正交频分复用技术。经串并变换传输的高速串行数据为低速数据流，使它们在子信道上并行传输，然后应用相互正交的载波进行调制，经过叠加一起发送尾随其后，最后，利用相干载波接收端进行相干接受，而最终恢复原告诉数据仍需再经串变。这就是OFDM技术的主要工作原理。OFDM技术的先进性主要体现在：信号波形间的干扰得到消除或减少、频谱利用率得到增强、适应高速数据传输等。

2.2 软件无线电

软件无线电的工作原理主要是使宽带模数转换器（A/D）及数模转换器（D/A）等先进的模块与射频天线的要求尽可能的靠近，定义无线功能尽可能多的运用软件。软件无线电（SDR）是一种开放式结构的技术，它实现各类无线电通信系统主要依赖软件加载方式，并且它是把标准化、模块化的硬件功能单元经一通用硬件平台。该软件系统涵盖各类无线信令规则与处理软件、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。

2.3 智能天线（SA）

根据用户的反应他们希望接收到干净清洁的无线电信号，免受干扰信号的影响。而第四代移动通信技术运用智能天线技术采用了特殊的工作原理。智能天线是一种双向天线。人们一般把智能天线安置在基地的现场，并且它主要通过一组固定天线单元来获取其方向性，并且可以进行编程的电子相位关系它通常可以附带，预习同花顺为I。同时得到基地以及每个移动塔台之间的链路方向也是智能天线的一个基本功能。

2.4 IPV6

以IP的全分组的方式传送数据流是4G通信系统的一个独特选择，这样导致下一代网络的核心协议成为IPv6技术。这样做主要需要考虑两方面的因素。一方面是，保证地址空间充分；另一方面是，与移动性管理相适宜，以上两方面是IPv4所不能实现的。除此以外，IPv6较IPv4，能够提供更好的Qos保证和更高的安全性保证。

2.5 空分多址

把空间进行划分，进而获取更多的地址，这是空间多址方式的主要目的。这样做的结果能够实现在有限的频率资源范围中，进行更加高效率的信号传递。但另一方面，传递信号采用这种方式，由于接受信号来源于不同的途径的原因，可以尽可能的减免信号间的扰乱，聪儿提高信号的质量。

3 结束语

综上所述，4G通信技术的发展是我国通信技术高速发展的显著表现，它具有前三代通信技术所不及的独特优势。4G通信技术广泛应用了当今各种先进的技术，融合现有的各种无线接入技术成为一个无缝连接的统一系统。4G通信技术的出现实现了跨系统的全球漫游，满足了用户多样性的需求，对人们的生活产生越来越广泛的影响。

参考文献

[1]吴俊宝.关于4G网络结构及关键技术的探讨[J].现代电子技术，2006（22）.

[2]陈良明，韩泽耀.OFDM-第四代移动通信的主流技术[J].计算机技术与发展，2008（18）.

[3]陈卉.移动通信技术[J].电信快报，2009.

作者简介

牛博（1978-），硕士学位。现供职于武警兵团指挥部，主要从事网络和软件研究。

作者单位

武警兵团指挥部 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830063