浅析移动通信工程4G—LTE技术工程

倪梦飞

摘要：通信技术4G的发展提高了国家移动通信能力，其自从被研发之后在短时间内被广泛应用到世界各国，成为国家通信行业发展的全新方向，通信手段的改革已经不断到来，4G通信技术的全新指标也在不断创新，比如LTE技术。LTE技术根据自身的优势及其他技术的支持，目前已经成为4G时代不断发展的桥梁，证明移动通信技术的也在不断发展。基于此，本文就对移动通信工程4G-LTE技术工程进行了研究，对4G-LTE技术网络结构进行了研究，并且分析了其在现代通信工程中的应用，希望能够为今后移动工程的发展提供基础。

关键词：移动通信；4G-LTE；通信技术

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）18-0037-02

4G-LTE技术的目标速率较快，并且具有较宽的信道频谱，能够实现多网络传输，并且还能够与其他网络相互连接，有效地节约了移动通信系统的升级成本。自4G-LTE技术被商用网络之后，得到了迅速的发展，使用量及普及速度比3G大，并且得到了社会的认可，在现代通信工程中发挥着重要的作用。因此可以看出，对移动通信工程4G-LTE技术工程进行深入的研-究具有重要的作用。

1 4G-LTE通信网络架构浅析

1.14G网络

4G移动系统网络结构主要包括物理网络层、应用网络层及中间环境层三种，其并没有完全脱离之前的通信技术，是以传统通信技术为基础，并且在此基础上使用全新的通信技术，从而提高无线通信网络功能及效率。物理网络层具有路由选择及接人功能，其主要通过核心网及无线两者相结合实现。中间环境层主要包括完全管理、地址变换、QOS映射等功能。物理网络层及中间环境两者的接口开放，其能够便于应用及服务的发展，并且还具有无缝高数据率的服务，并且适应于多频带运行中，此服务具有多模终端及多无线标准能力，能够跨越多服务及运营商进行服务。第四代移动通信系统的技术核心主要为正交频分复用，其主要特点就是具有扩展性的网络结构、抗噪音能力及抗多信道感染能力，并且具有较高的速率及较小的时延，能够为4G无线网提供良好的方案，目前其被广泛应用到不同行业中，比如数字音讯广播、无线区域环路等。第四代移动通信的关键技术主要包括具有较强抗干扰性的高速接入技术、信道传输技术、具有高性能低成本的自适应阵列智能天线、系统管理资源、网络结构协议、软件无线电等。目前，移动通信的发展方向为高速化、高频段、宽带化，其移动网的未来主流業务主要包括移动数据及IP。

1.2 4G-LTE

4G-LTE网络主要包括两大部分，分别为EPC及E-UTRAN，前者主要包括MME、PGW、PCRF及SGW，后者具有多种演进型接口，如x2、en odeb，通过4G-LTE技术创建通信网络过程中要将s1接口作为4G-LTE的连接通道。

和3G网络相比，4G-LET网络中EPC能够作为分组域，其具有分组的功能，核心网中的无电路CS和传输业务载体使IMS系统。4G-LTE中的SGSN功能的实现是通过MME及SGW进行的，GGSN功能的实现是通过PGW进行的，在通信网络进行信息传输过程中，核心网的EPC能够对控制面及用户面进行分离，从而避免了两部分的用户控制面相互干扰，并且还能够提高3G网及4G-LTE通信网两者的相互融合。

E-UTRAN中的核心网、enodeb实体及sgw实体和3G-RNC网元相同，但是enodeb使用的是mesh工作方式，使用x2接口，能够将enodeb的不同实体相互连接，从而避免分组出现丢失等问题。Sgw为4G-LTE通信网络边界接点及接入网管具有无线接入管理、移动接入调度等功能。

4G-LTE通信系统中的HSS主要包括核心网、umts及ims，以此实现数据的服务支持，ims及hss的连接通过cx接口实现，使用diameter通信协议。3G及HSS的连接使用C/D接口实现，使用map通信协议；EPC及HSS的连接使用s6a接口实现，使用diam通信协议。4G-LTE的通信网络结构为3G-LTE，其能够降低延迟，从而实现管理的分散化，比起3G网络架构，这是一种全新的通信技术改革。

4G-LTE技术的主要特点包括：其一，使通信速率得到了进一步提高，上下行峰值速度分别为50mbps、1000mbps；其二，具有较高的金融性，支持3G系统；其三，使边界比特速率进一步提高，以基站分布位置不变的基础上，提高边界比特速率；其四，主要目的为分组域任务，系统能够实现架构的分组交换；其五，降低无线网络延时。

24G-LTE相关技术

2.1智能天线及检测技术

智能天线具有多种功能，包括时空处理、信号自动追踪、抑制噪音等，所以它是移动通信未来发展的关键技术。使用智能天线技术能够提高移动信号的对抗率，移动通信中具有多径传播，降低接收信号及系统性能。智能天线通过多径信号的抑制及数量的降低，能够有效提高系统多径性能抵抗能力。下行链路对信号在其他路径中传播进行了限制，降低了移动台接受信号的多径衰落及扩展时延；上行链路能够在某路径成为高增义波束，但是在其他路径中成为波束零点，能够很好地多径信号进行抑制，有效提高了系统信噪比，对移动通信的质量也有了进一步的改善。智能天线与空分多址相结合，限制了基站天线收发方向及范围，其主要实质实现通信系统空间区域的分配，降低空间资源交叠及干扰，从而能够实现无线资源的合理使用。

2.2 MIMO通信系统联合OFDM技术

MIMO通信系统指的就是在接受及发射端使用多个阵列天线的通信系统，OFDM指的是多载波调制技术，其主要是将信道分别作为多个正交子信号，将高速数据流转变为并行低速子数据流，使他们能够在子信道中传输。正交信号通过相关技术将接收端分开，从而避免了子信道之间的互相干扰。每个子信道中的信号宽带都比信道宽带小，所以也能够将子信道作为平坦衰落抵抗频率的选择衰落，从而避免了符号干扰。另外，因为子信道宽带知识原信道宽带中的一部分，所以信道均衡较为简单。endprint

OFDM系统能够将频率选择衰落全面克服，为MIMO系统的使用提供基础。两者相互结合具有较大的性能增益，在OFDM系统中使用阵列天线，能够实现空间的分集，提高信号质量。通过分集技术能够有效提高空间资源的使用效率，既能够提高系统的传输效率，又能提高频谱的使用效率，并且还能够提高分集的可靠性，扩大了无线系统对干扰及噪音的容纳，以此成为4G核心技术。

2.3软件无线电

软件无线电指的是将硬件作为无线通信的平台，通过无线通信功能软件实现。以此，无线系统的灵活性及通用性就能够进一步的加强，便于系统升级及互联，所以软件无线电能够解决不同系统的工作问题，使用软件无线电，通过一个移动终端就能够实现不同平台及系统的通信及使用。

3移动通信工程中4G-LTE技术的使用

3.1通信工程结构

本节通过电力系统移动通信中的移动通信网络为例，对移动通信工程中4G-LTE技术的使用情况进行简单说明。移动通信专网的主要功能是对电网中电能供应质量进行监测，为电网业务的智能管理提供基础。为了能够有效满足数据信息传递的准确性及快速性，并且实现电网监测的深度及满足智能化电网管理需求，在对网络拓扑结构进行设计过程中结合网络及树型结构，保证在节点增加过程中不需要复杂计算就能够实现远程接收及发送数据的功能。检测系统主要包括监控中心、信息采集终端及通信网络三部分，采集终端主要包括在线监测及便携终端，采集终端通过PT及CT信号进行信息的传输，使信息系统及移动收发端通过串行接口相互连接，根据实际需求对4G-LTE路由器进行设置。通信网络4G-LTE能够支持FDD-LTE及TD-LTE两种格式，点对点的传输通过PPTP协议实现，将VPN作为加密传输协议，通过网络服务器能够实现通信、数据库及web服务的需求。

3.2 4G-LTE技术的覆盖形式

4G-LTE技术中具有大宽带及MIMO多天线技术，能够满足连续覆盖的需求，在室内使用PRRU覆盖计划，其组网方式较为灵活，如果业务量较少，能够通过多个PRRU实现组网，从而降低切换及干扰；如果业务量较多，能够通过PRRU创建分裂及热点区域，从而提高传输桥梁。为了能够有效满足传输需求，可以通过4G-LTE网络实现数据的传输，在设计覆盖方案过程中使用降采样及IQ压缩技术。

3.3使用效果

对移动通信覆盖的能力进行测试，传输速率中，移动通信4G-LTE技术工程使用載波聚合技术，聚合离散通道之后对载波进行统一的划分，从而能够提高宽带传输的速率，并且根据实际业务需求对宽带的聚合进行调整，从而能够充分利用宽带频谱资源，通过通信工程频谱效率测试，其能够达到2.7bps/Hz，上下峰值分别为19mbps、8mbps。

使用4G-LTE移动通信专网能够对节点数量过多或者过少及分散的问题进行解决，从而充分发挥无线及光纤设备在信息采集及网络监控中的作用，有效提高配电网智能化的管理需求。另外，其能够对信息采集终端接人进行优化，扩大了信息传输量及覆盖面，并且降低了与运行成本及传输时间。

4结束语

总而言之，4G-LTE技术促进了通信工程的不断发展，将4G-LTE技术中使用移动通信工程，能够优化传输效率，提高信号传输质量，有效降低运行成本，所以在目前通信管理中具有一定的应用价值。就我国实际情况来说，4G-LTE技术的市场需求较大，现有技术并不能够有效满足社会需求，所以要对4G-LTE技术进行深入的研究，从而促进社会生产活动及经济效益，以此提高科技发展的步伐。endprint