4G网络关键技术及应用前景分析

梁全锦

【摘要】 随着多媒体业务和数据通信业务的快速发展，4G移动通信技术应运而生。4G技术主要应用通信技术，实现多媒体语音、信息数据高效传输以及智能化，有效解决我国用户数量增多问题。本文重点研究4G网络关键技术，并对应用前景展望。

【关键词】 4G网络 关键技术 应用前景

第四代移动通信（简称为4G网络技术）是以信道的方式，实现多媒体数据、语音以及图像等相关信息的传输。4G网络相比3G网络在功能与业务方面有着明显提高，其非数据传输能力更强，涵盖无线局域网与移动宽带系统等。而随着技术的创新，未来4G网络技术必然会应用在多个领域。

一、4G网络关键技术分析

1、OFDM技术。OFDM作为4G网络系统中核心技术，是多载波并行系统。与均衡器相比而言，OFDM技术结构更加简单，成本低，且实践应用效果好。OFDM技术把信道分成许多正交子信道，实现高速数据信号的低速与并行子数据流有效转换，而各个子数据流通过相应的信道传输，加快数据的传输效率。另外，OFDM技术应用频谱效果好，显著提高原频率效率，大约达到两倍。实现OFDM技术、信道编码技术以及交织技术的有效结合，能加强抗码间的干扰，提高信息数据传统过程中的可靠性与安全性。

2、无线定位技术。4G网络无线定位主要指通过无线信号测定某终端位置，并展开精确定位。4G网络系统是应用通信网络实现无线定位，且移动终端可完成无缝通信连接[1]。目前，通信、连接模式分为网络定位与网络的混合定位。①网络定位，在多个不同位置设置接收机，共同完成移动台传输信号的检测，并通过网络内部的定位计算，然后把结果传输至移动台。4G网络定位技术具备的优势为网络设备与基站明显完善，实现移动终端的兼容；②网络的混合定位，将网络定位和移动台定位相结合，其中移动台工作内容是测量和执行，然后把测量结果传输至网络内部并计算，但是此种技术无法支持现有的移动台。

3、MIMO技术。多入多出技术简称为MIMO技术。4G网络应用MIMO技术是为4G系统创造空间复用与分集。而空间分集可避免衰落效应，目前分集技术有时间分集与频率分集及空间分集多种[2]。其中空间分集具备的功能为实现分集信息数据的接收、传输、收发。通常接收端要设置许多天线完成信息接收，且线路的两端要选择多元天线阵列。另外，空间复用技术通过同一频段，并应用许多自信号完成信号发射，基本原理是空间传播中分径分量，构建一定数量的天线来观测容量线性相信增长情况，如果天线数量多，观测的容量线性变化趋势就更加明显。

4、软件无线电技术。4G网络软件无线电技术主要通过数字信号处理方式，并应用硬件系统中的编程实现多项功能，具备的功能为信号接收与处理。各种业务功能的实现需要应用软件编程来完成硬件相应功能，与硬件相比而言其具备灵敏性、灵活性，操作简单。同时软件技术要比硬件电路成本低，应用软件技术可减小成本，还可有效现实复杂功能[3]。随着技术的发展，软件无线电技术的各种环境适应能力明显增强，且不会发生线路破损与老化问题。另外，应用软件系统降低了维护难度，通常只要实现系统的升级，就可完成设备更新，用户不需要高昂的费用就能维护软件系统。4G网络下，软件应用十分复杂，而应用软件无线电技术可把各种通信技术相结合，降低了难度。

二、4G网络技术应用前景

2013年，“谷歌光纤概念”的兴起，并向非洲、东南亚等地区推广，加速全球4G网络的构建。2013年8月，国务院总理李克强在国务院常务会议中，正式提出全面提高3G网络覆盖以及服务质量，同时推动2013年底发放4G牌照。而2013年12月4日我国向中国移动、中国电信以及中国联通发布4G牌照。目前，我国TD-LTE已日益成熟，4G网络也走进人们日常生活与生产，使人们的生活与生产更加便利。 通过4G网络用户可实现视频、购物以及即时通讯等，而且4G网络具备的兼容性，使人们更愿意应用4G网络[4]。随着4G网络的发展，用户能应用4G网络即时查询相关信息，如通过4G网络查询周边交通情况，应用高清视频展现路况，加强交通便利性；如教育教学方面，教师与学生能应用4G网络开展学习活动，且校园监控视频更加高清；如医疗方面，通过4G网络能实现远程医疗，且移动救护车能够及时出现，有效满足人们医疗需求；如职场方面，工作人员可通过4G网络参与视频会议；如休闲、旅游方面，用户可应用4G网络观赏高清视频与赛事直播，同时观赏时可降低直播缓冲等。4G网络的普及与推广，拓展无线网络的覆盖面积，未来4G网络将会应用在更多领域。

总结：4G网络的推广，提高网络通讯的便利性。目前，视频会议与物联网以及移动互联网等被用户所熟知。用户除了通过4G网络观看高清视频、购物，还可应用应用4G网络开展学习活动、远程治疗以及娱乐活动等。

参 考 文 献

[1]杨江涛.4G网络技术及其在国内通信行业发展趋势分析[J].中国新通信，2014，（18）：17-18.

[2]杨敏.基于4G通信技术的网络安全问题及对策研究[J].激光杂志，2015，（10）：148-152.

[3]李一帆.无线安全网络技术在4G通信中的应用[J].電子技术与软件工程，2016，（15）：217.

[4]李卓.新一代移动通信技术的发展与展望[J].中国新通信，2016，（15）：39-40.