对于4G移动通信技术的现状分析

邢峥



对于4G移动通信技术的现状分析

邢峥

朔黄铁路发展有限责任公司肃宁分公司，河北 肃宁 062350

对4G移动通信技术的发展现状进行了分析研究，阐述了4G通信技术发展的不足，分析了4G信号的覆盖范围问题、4G建设的成本投入与流量问题、流量与语音融合发展下的流量转型问题，设备的更新与容量问题，进而了解4G通信中的关键技术，其中有正交频复用方法（OFDM）、智能天线技术等，最终分析了4G通信技术在以后的道路中的发展方向，目的是能对其未来改进有一定的参考价值。

4G移动通信技术；信号覆盖；SDR技术；RAN技术

随着移动互联网的发展日新月异，4G移动通信也在国际范围内突飞猛进地发展。在这样的时代背景之下，通信行业也应加深对4G移动通信技术的了解，了解该技术的结构与技术关键。此外，还要做一系列性能方面的预测和评估，尽快做出充分的技术准备，做好行业前景展望，抓住4G移动通信技术的推广、普及和商用时机，为企业的战略布局添翼，从而进一步推动移动通信技术的发展

1 当下4G移动通信技术发展现状

虽然4G移动通信技术取得了重大的发展与进步，但我国4G技术的发展尚处于中期，虽然拥有庞大的使用群体，但技术依然不够成熟，当前4G的发展存在的主要问题有如下几方面：

1.1 4G信号的覆盖范围有待进一步拓展

以中国移动为例，作为拿到TD_LTE牌照的国内首家移动运营商，于2013年12月拿到4G牌照后，以惊人的速度发展自己的4G通信，4G基站的数量从最初的20万个到如今超过100万个，4G基本实现了对大多数城、乡、镇的连续覆盖，使4G技术不断在广度和深度方面得到提升。当然，其对于4G基站的建设不会停止，2016年，各大运营商还将继续对4G基站的建设加大投入，尤其对山区、楼区等易容障碍物影响的地区加大投入，基本实现解决信号覆盖的问题。

1.2 网络基础设施的更新速度无法得到切实保证

到目前为止，全球范围内都已经面向3G移动通信系统建立了无线基础设施，虽然4G通信系统和3G通信之间的兼容问题已经得到了初步解决，但是仍然会受到现有网络设施更新速度慢的限制。因此只有切实保证网络设施的更新速度，才能够实现4G移动通信系统的全面应用。

1.3 流量与语音融合发展下的流量转型问题

现阶段看来，4G主要指的就是流量，我们常用的语音和短信却依然建立在3G和2.5G上，如今传统的语音通话已经快速步入了衰退期，新型的经营理念与经营模式正在推动着传统通信时代的改革，技术创新已成必然，因此传统通信转变发展模式迫在眉睫。2016年是移动通信发展的关键时期，顺应4G的发展趋势，主动寻求创新，把流量与语音融合一体成为主流的经营模式，是各大运营商迫在眉睫的任务。

1.4 4G移动通信系统的容量问题

4G通信系统最为显著的特点就是具有超高的传输速度，不过由于通信系统容量过小，其高速传输在现阶段也只是理想状态下能够实现。而在未来的发展中，只有不断地增加通信系统具有的容量，才能够真正地实现4G移动通信系统的高速传输。

2 常见的4G移动通信技术

2.1 正交频分复用技术（OFDM）

OFDM为一项多载波调制，包含大量的创新优点：可以把信号波形里面的干扰杜绝甚至变弱，增加了频谱的重复利用率；适用于高速度传送资料，有比较强力的抵抗衰落技能、比较强力的抗码间干扰技能。

2.2 智能天线技术

智能天线具备了阻碍信号干扰、自动跟踪和数字波束调整的智能功能，被认定是此后移动通信的重要技术。智能天线利用波束能够于空间内阻碍交互影响，增强特殊区域里希望得到的信号。此技术既能够增强信号水平，又能够增强传输容量。它的基本原理是对无线基站端运用天线以及无限收发信机来完成射频信号的接收与传输[1]。并且，透过基带数字信号处理器，对所有天线链路上所接收的信号通过相应的算法进行合并。如今智能天线的控制手段基本上包含两种：全自适应手段以及来自预多波束的波束相互替换手段。

2.3 多输入多输出技术

虽然早在20世纪初就提出了MIMO技术，但是直到20世纪90年代才真正意义上地推动了无线移动通信系统MIMO技术的发展与应用[2]。MIMO系统通过在发射端和接收端采用多天线以及多通道的方式，能够让信号在经过多重切割以后，最终实现信号的同步传送。接收端可以在多重天线的基础上同时接收各种信号，并且采用DSP重新计算的方法，按照测得的时间差，重新把各个相互分开的信号进行组合，及时准确地将信号进行了还原。

2.4 SDR技术

SDR技术即为软件无线电技术，是把标准化、模块化的硬件功能单元通过通用硬件平台，运用软件加载的方法实现不同无线电通信系统的一个开放式构造的技术。而中心思想是让宽带模数转换器以及数模转换器等较为先进的模块尽量贴近射频天线的标准，尽量更多地通过软件来规定无线功能。这个程序包括了多个无线网信号的规则和修复程序、变换程序、搜索信号、内部计算程序、报警预报等多个不同的程序。软体无线电技术很多可以在现场进行逻辑门阵列和数字信号处理等。

2.5 源于IP的核心网技术

4G移动通信系统的核心网是一个源于IP的网络，能够完成各自网络之间的无缝互联。核心网独立于各类具体的无线接入方案，可以供应端到端的IP业务，可以和已经具备的核心网以及PSTN进行兼容。核心网拥有了不封闭的构造，能够使不同的接口连接其中，能够把任务传导及核心操控各个区分开来。用完IP以后，这里面的无线连接方式和所遵循的协议及链路全部是各自运行的。在4G通信系统里会取缔IPv4协议，主要运用全分组形式IPv6技术。

3 4G移动通信技术未来发展展望

3.1 4G通信技术的RAN技术

4G移动通信技术取缔3G移动通信技术的原因是4G具备了高速、大容量的良好性能，而且造价投资非常经济。4G通信技术的RAN技术会向着电路互换以及设备分集方向前进，可以在RAN技术的提供下让3G、4G、固网之间实现漫游交叉，并且可以作用到下一代互联网技术中，形成更好的性能。

3.2 交互性干扰有效控制技术确保移动通信信号的稳定

交互干扰有效控制技术属于4G移动通信技术的基本技术，透过交互的形式，降低并减少通信设备相互间的影响，在不存在其他信息影响下真正确保了移动通信信号的稳定性，提升了移动通信信号的传输质量。

3.3 透过多用户识别技术提高总基站的系统容量

对移动通信来说，很多客户共同使用是一个巨大的问题，多用户会存在各种各样的干扰信号，这对原始通信信号形成干扰，最终导致通话质量不佳。目前，新型多用户自由识别技术被投入运用，在这项技术的处理下，总基站的系统容量提高了，这也使得原来信息的覆盖面积扩大。通过这样的处理，能使得通信网络基础设施的各项工作简化，提升效率。在多用户识别技术影响之下，通信技术水平也大大提升了。

3.4 利用智能化处理节点保持通信的稳定性

利用智能化处理技术可以提高解决问题的效率，有效处理运行中出现的故障和超载问题。同时，还引进了问答装备。这种采用了特殊问答形式的装置有其独特的作用，它能分析并处理智能处理器在运行中出现的错误，并自动排除网络故障、断裂等非正常因素，从而使通信更趋于稳定通畅。

3.5 引进无线电自动接收技术降低技术损耗

现今移动通信技术如何取得更好地发展，合理节省设备支出尤为重要，引进并改善无线电自动接收的效果，而整体接收采取了嵌入式形式，在一定程度上减少了技术损耗。能耗的降低达到了绿色环保、节能减排的目的。

4 结语

现今移动通信技术作为通信技术最为重要的技术之一，也在逐步发展更新。随着现代化技术的不断发展，现代社会已经成为一个信息网络化的时代，人们对于信息网络技术的要求也越来越高，随之产生了移动通信的更新换代。随着3G网络的覆盖，4G网络技术不断发展，成为新一代的网络新星。只有对移动通信4G技术的结构、性能等4G关键技术不断进行研究总结，加强我国的通信事业的建设和改革，才能不断将4G网络在人们的日常生活中进行普及，为人们的生活带来更多的便利。

[1]王祝，李小勇.4G移动通信技术的要点和发展探讨[J].移动信息，2015（7）：68-69.

[2]徐庆龙，张明.4G移动通信技术应用及发展研究[J].引文版：工程技术，2015（17）：291.

TN929.5

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1009-6434（2016）05-0009-02