4G通信技术应用特点及发展趋势解析

2015-07-21董建辉

科学中国人 2015年14期

关键词：网速信道使用者

董建辉

黑龙江电信国脉工程股份有限公司

4G通信技术应用特点及发展趋势解析

董建辉

黑龙江电信国脉工程股份有限公司

手机的发明为人类的通信技术做出了巨大的贡献，到后来的手机上网功能不断受到人类的青睐，上网的人越来越多，使用者对网速的要求也越来越高，在几大通信龙头企业的竞争之下，4G通信技术产生了，不仅满足了人们对高速上网的需求，4G的覆盖率也在慢慢遍布全球，满足使用者随时随地极速上网的需求。

4G；通信技术；发展特点

一、4G通信系统的关键技术

1.正交频分复用技术（OFDM）

OFDM技术属于多载波调制技术中的一种，其机理是对信道进行合理划分，使之形成诸多正交子信道，将高速传播的数据信号转换为低速、并行子数据流，使每个子数据流可在每个子信道上传输。在接收端利用相关技术将正交信号分块，使它们彼此间的干扰显著减小，同时保证子信道上信号带宽不超过信道带宽，保证信道均衡，将符号间产生的干扰予以消除。

2.智能天线技术

智能天线技术是指自适应阵列天线或波束间无切换的多波束。智能天线可对数字波束进行自动跟踪与调节，对信号干扰加以抑制，从而使系统通信质量大幅提高，属于4G系统中的一种关键技术。

3.无线链路增强技术

可以提高容量和覆盖的无线链路增强技术有：分集技术，如通过空间分集、时间分集（信道编码）、频率分集和极化分集等方法获得最好的分集性能；多天线技术，如采用2或4天线实现发射分集，或采用多输入多输出（MIMO）技术实现发射和接收分集。

4.IPv6技术

在4G通信系统中，所用的数据流传输方式是在IP之上建立起来的全分组方式，因此在下一代网络中，IPv6技术将成为核心协议。在对IPv6协议进行选择时，要对其移动性、服务质量、地址空间要求与自动控制等问题进行充分考虑。

5.软件无线电技术

软件无线电技术是利用数字信号处理技术，在可以通过编程进行控制的通用软件平台上，用软件对无线电台中如信号基带处理、前端接收等各部分的功能进行定义与实现。

二、4G通信技术的应用特点

4G通信的优点就在于能够以最快的速度实现信息的接收，4G作为移动通信的第四代信号改革技术的产物，能够通过多个网络分点将信号传送到一个信号点，这就是为什么我们能够在同一时间接收到不同的人的信息的原因。而且，4G网络能够准确的辨认信号的移动，不会造成网络在移动过程中中断的问题。

1.更大传输频宽

对大范围高速移动的使用者（最高250km∕h）频宽需求为2Mbps，中速移动的使用者（60km∕h）频宽需求为20Mbps，低速移动或室内静止的使用者频宽需求为100Mbps。

2.更高储存容量

由于传输频宽增大，因此资料储存容量至少需求为3G系统的10倍以上。

3.更高相容性

4G通信技术具备向下相容、开放介面、全球漫游、与网路互联、多元终端应用等，并能从3G通信技术平稳过渡至4G。

4.不同系统的无缝连接

行动使用者在移动中，特别是高速移动，也都能顺利使用通信系统，并在不同系统间进行无缝转换（Seam lessTransitions），传送高速多媒体资料等。

5.整合性的便利服务。

4G系统将个人通信、资讯传输、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。

三、4G通信技术的未来发展趋势

1.4 G通信技术在手机上得到广泛应用

4G通信技术从被研发以来就被广泛应用到了手机上，尤其是现在的移动通讯公司，可以将顾客之前的2G或者3G卡免费换成4G的卡，除了对4G进行充分的宣传外，还希望顾客能够体验到更加快速稳定的网络。

2.4 G通信技术社区无线接入更强大

4G网络在试用阶段就受到了广泛的好评，之后的接连工作就是移动通讯公司尽可能地将4G移动信号覆盖到全国各地，4G的网络信号强，就算是在偏僻的山区也可以收到信号，为广大群众解决了一直面临的通讯不便的烦恼，争取让世界的各个角落都可以接受4G网络的强大信号，为百姓做出更大的贡献。

3.多种高科技技术将得到突破进展

4G移动通讯充分利用了卫星信号，对众多的使用者的位置以及网络地址自行作出识别。即使是在网络使用过程中出现连接错误或者网络交叉等的错误，4G网络具有自动修复的功能。第四代的移动通讯技术更接近于无线网络，因此相比之前的网络，实现了节约能源，保护自然环境的生态平衡的作用。

4.4 G通信技术能够随时随地地实现通信功能

4G通讯的成功从真正意义上实现了网络的无限使用，现在走在大街上，无时无刻都能看见商店里，饭店里甚至角落里都覆盖有无线网络，有了4G网络的诞生，我们才开始使用WLAN，以快于第三代网络几倍甚至几十倍的下载速度完成对数据传输速度的支持，不仅满足了对使用者随时随地无线上网的使用要求，而且实现了对无线网的快速切入。

5.高速的传输速度

4G的传输速度在3G上的速度基础上做了一定的提高，但传输速度快了几十倍，最明显的就是使用者在对影视，音乐或者图片等的上传和下载速度。通常在使用第三代网络进行下载时，即使是一张图片也要等上一会，现在的4G网络不需要下载，点击图片立刻就可以观看，点击保存就立刻保存到了手机当中，；另外，过去的网速若是用来下载一个电影，估计半天也下载不下来全部的影片，现在的网速，一分钟一个电影是完全不成问题的。

6.高度的智能化网络

4G网络的发展是根据对3G智能的研究得出来的结果，4G网络对多接入点的网络具有更精准、快速的判断能力，即使是在同一时间同一台机器向四面八方传输文件，有了4G网络，就不会出现传输混淆或者传输错误的情况了。

7.超强的兼容性能

经常出差或者经常在两省之间走动的人都会对3G的网络漫游印象非常的深刻，4G从根本上改变了网络使用的漫游，因为4G的兼容性是在3G的基础上做的改进，不仅具有全球覆盖的面积，而且上网速度完全不会受到影响。