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4G无线通信中的接入网技术研究

2017-03-10

环球市场 2017年29期
关键词:接入网蜂窝基站

王 健

南京盛汇人力资源有限公司

4G无线通信中的接入网技术研究

王 健

南京盛汇人力资源有限公司

随着经济发展和技术革新带来无线网络的快速发展,使人们的生活、沟通、信息共享发生了巨大变化。我国的移动用户数目迅猛增长,在未来的市场环境中,移动通信将成为最具发展情景与研发价值的产业之一。4G移动通信技术是基于全IP化的适应移动数据、移动计算和移动多媒体运作的相关技术,将引领通信网络全面进入超高速、个性化、多样化的新时代。现在4G技术已经在多领域开始广泛应用,4G无线接入网新结构的开发具有重要现实意义。

4G技术;无线通信;接入网技术

现代科学技术的不断发展及更新为各行业的发展都带来新的机遇,同时也为相关工作人员提出了新的工作要求。先进技术的应用使得我国的通信网络建设更加完善,使得我国居民的信息传播速度加快,人们可以通过移动设备实现沟通交流,随着移动通信设备的使用范围逐渐扩大,移动通信网络的发展前途也愈见广阔。4G无线通信技术在移动网络建设中的应用使得我国的移动通信能力得到很大程度的提升,而接入网技术在城市4G无线通信网络中的应用能够进一步推动我国通信技术水平的提高,推动我国通信行业的发展。

1 城市4G无线通信的应用特点

城市4G无线通信能满足数据通信和多媒体业务快速发展的需求,可以适应移动计算、移动数据和移动多媒体的运作。不过从投资来看,随着FTTH的部署,投资之后,LTE的压力更大。从兼容性的角度看,4G通信系统能与多种通信网络系统进行互联,能融合更多的参与方、技术、行业和应用,具有终端多样化和接口开放等特点。从通信灵活性和智能性的角度看,人们可以随时随地进行通信,同时终端设备的设计和操作表现出了更高的智能性,表明4G通信系统具有全球漫游的特点。从运营商的角度看,4G通信系统不仅要与现有的通信网络系统兼容,还应具备鉴权能力和安全性能、更高的数据吞吐量、更少建设和运行维护成本、更低的时延,同时要能支持多种QoS等级。从用户对服务的需求角度看,4G通信系统能满足用户更多的需求,如4G透过宽频的信道传送出去的大量无线多媒体通信服务,且能实现一些无线通信增值服务,包括语音、数据、影像、无线区域环路、数字音讯广播等。

2 无线通信应用中的现状

无线接入有多种方式,当要支持庞大的用户群时通常用蜂窝方式,但是传统的蜂窝模式以无法满足设计要求和应用需求:①无线接入无法完全支撑宽带业务。3G语音交换架构的电路模式中,不是纯IP,网络不能支持2Mbps以上的交换,因此电路交换网络不能支撑宽带图象业务,加剧了因特网发展速度、需求与接入手段匮乏之间的矛盾。②无线接入速率有限,3G数据传输无法真正高速化。③3G传统蜂窝系统采用频率复用技术,小区间容易出现干扰,且加之缺乏全球统一标准,地址码间互相关性不够,产生自干扰性,制约系统容量,为涵盖更多客户群,就必须加大基站密度,导致网络系统更加复杂也扩大了运营成本。

3 接入网技术在 4G通信中的应用

3.1 同频双全工技术解析

这种技术主要功能是减少环境因素对4G移动通信技术的影响,从而提高用户使用的效果,这种技术实际上是通过接收同频信号的方式,消除发射机信号的干扰,最终的目的在于提高频谱效率,这种技术的应用还不是很成熟,但是已经开始在移动通信行业中崭露头角,在不远的未来,同频双全工技术能够适应4G移动通信的发展要求,成倍的提升频谱的利用率,从而适应复杂多样的4G移动通信的相关业务。无线接入的速率有限,因此4G网络能够实现传统构架中不能实现的业务,这都得益于无线接入的宽带业务支撑,也一定程度上扩大了通信公司的运营成本。

3.2 蜂窝接入多跳天线(MRAC)

MRAC概念的提出,是为了避免宽带扩频与精确发送功率控制减轻引起的传输差错。在MRAC概念中,用户与信号发送基站间增加了无线中继器和无线分组路由器的跳站(专用跳站和临时跳站),形成移动台—跳站—基站的“双跳”。移动台有“单跳”和“双跳”两种路径模式:①由移动台直接访问基站,称为“单跳”路径。②当移动台通过另一个移动台中继线号到基站,称为“双跳”路径。“双跳”模式,可减小区间干扰,通过中继传输,扩大通信覆盖率,减少通信盲区。“双跳”模式的关键是选择传播条件最佳用户终端充当跳站,降低跳站额外无线资源进行中继传输产生的干扰。MRAC结构中将“双跳”区域放在小区边界处,减小移动台的发送功率,部署灵活,降低成本。

3.3 多天线传输技术

多天线传输技术如今只有一个雏形,但也是4G移动通信技术的主要发展方向,这种传输技术主要利用有源天线的列阵, 提升通信网络频谱的利用率,不但节省了移动通信的成本,还大大提高了人们对移动通信技术使用的速度,这种技术的使用主要为了提高移动通信网络的覆盖性,从而在根本上提高4G移动通信技术的利用率,促进4G移动通信能够更好的融入人们日常生活。

3.4 簇-蜂窝结构

即无线接入蜂窝结构采用簇型结构,基站聚合成簇,其范围内的基站由局域网相互连接,且拥有一个核心“簇头”基站,作为控制端,再将无线网络控制器的功能分配到每个基站,形成分布式基站控制,簇-蜂窝结构改变了传统3G蜂窝结构的“单跳”模式,采用多跳无线连接,形成基站间的多跳连接,降低系统总发送功率,节约系统成本,增大通路链路容量。

综上所述,要让4G系统能充分发挥其优势,就要求与之匹配的无线接入网能满足高速率、兼容性强、大容量的要求,为扩大其普及范围,要求运营成本低、实用性强,操作灵活。传统蜂窝系统无法全部达到这些要求。因此,研发创新适用性强、功能强大的4G无线接入网结构即使抢占市场先机的要求,也是便捷人们日常沟通交流、实地办公的需要。从笔者对以上几种接入技术特性的对比分析来看,分布式控制和多跳技术的无线接入网拥有较大的功能提升空间,可能更能支撑4G通信广泛运行的要求。

[1] 王昊.4G无线通信中的接入网技术研究[J].通讯世界,2016,(19):78.

[2] 杨文武.接入网技术在城市4G无线通信中的应用探究[J].科技展望,2015,25(15):13.

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