浅析4G移动通信技术

浅析4G移动通信技术

王景标

广东海格怡创科技有限公司

摘要：从80年代起，移动通信发生了重大的变化并取得迅速的发展。80年代初，引入了模拟传输方式实现话音业务的第一代移动通信系统。80年代末，引入了利用数字传输方式的第二代移动通信系统。它们提供更高的频谱利用率、更好的数据业务以及比第一代更先进的漫游。第二代系统将进一步向第三代系统演变，提供更先进的业务。第三代移动通信系统将会在2002年在全球展开应用。然而人们对通信的要求没有止境，人们要求更高的通信速度及更多的业务种类。通过对4G技术的不断探讨，为4G技术的完善献计献策，为我国通信事业的发展尽一份微薄力量。

关键词：4G移动通信技术

引言：4G技术也就是一种超高速无线网络，可以不依靠电缆从而直接建立起来的信息高速公路。随着人们对于信息化的要求的增强，这种技术可以充分的满足人们快速获取信息的需求，能够更好的为人们提供数据的安全性和上网的快速性。在移动通信市场竞争日益激烈的背景之下，掌握了最新的技术就获得了先机，从而不断的提高移动通信的市场占有率，进而获取更大的利润空间，同时也为用户提供更多、更好的服务，从而加速社会发展的步伐。

一、移动通信4G技术面临的性能与结构

1.移动通信4G技术的性能。随着4G移动技术的发展，它逐步的实现了三维图像的高端传输，尤其在速度方面相比3G网络得到了很大的提高。无论是在信息传输的级数还是使用的频率都要比以前的移动通信要高很多，并且具有很强的抗干扰能力，能够在短时间内将信号进行传输。从而不断的在各地建立起信息化的高速公路。除此之外它的性能还体现在具有很高的安全性，通过4G移动系统中的高速移动无线信息的存取系统、移动平台技术以及安全密码技术等等，从而不断的保证移动通信4G技术的安全性能。当然4G终端还能够做到对于信息位置进行准确定位和告警的作用，对人进行准确的追踪。而且在使用过程中能够保证移动电话的音质和图像的清晰度。另外4G技术能够在任何地址的宽带接入互联网，可以完整的实现数据的采集以及远程控制等综合性的功能。同时在各个无线用户之间能够进行三维虚拟的现实性通信，能够能动的将其中的资源进行有效的分配，具有很强的组织性和灵活信性。从而为用户提供更加方便和快捷的使用技术。

2.移动通信4G技术的结构。4G移动通信技术的网络结构分为物理网络层、中间环境层以及应用网络层三个方面。其中物理网络层主要承担的是接入和路由选择的两项功能，而中间环境层则包含了QoS映射、地址变换以及完全性管理三个方面的功能。并且4G移动系统的网络结构的三层之间的接口都是开放的，这样能够使得为4G技术提供新的应用和服务时候变得更加的方便和容易，从而不断的为通信网络提供无缝高数据率的无线服务，这样就可以在不同的频带都可以使用。总的来说4G移动通信技术能够跨越不同的区域为人们提供大范围的服务。

二、移动通信4G关键技术的探究

1.移动通信4G技术中的正交频分复用技术（OFDM），这种技术可以说是整个4G系统的核心。它通过将信道分成好几个正交子信道，将其中的高速数据信号进行调制以便可以在子信道上进行传输。并且这种正交信号可以在它的接收端口进行分散，各个子信道之间的信号之间互不干扰，对信号有很好的保护作用。正交频分复技术之所以能够广泛的应用，还取决于它的特性和优点。首先体现在的当然是它的抗衰落能力比较强，还有的就是它在高速数据的传输过程中体现出的优势比较的强烈。正交频分复用技术采用的加载算法，可以使系统将更多的数据能够集中的放在信道条件比较好的上面进行传送。同时它的抗码间干扰能力比较强，对于通信技术而言很大障碍就是噪声干扰，由于这种技术采用了循环前缀，所有能够有效针对抗码间的干扰力。

2.移动通信4G技术中的MIMO系统即利用多个通信系统来发射和接受信号。它可以正确的利用随机的衰落和找到可能存在的各种传播途径进而提高传输速率。次系统的技术核心为空时信号处理，即为在综合空间中存在的多个时间域和空间域结合起来进行信号处理。所以MIMO系统被外界称之为智能无线的扩展。

三、移动通信4G技术存在的问题

虽然4G技术已经取得了很好的发展成果，但是想要真正的运用到实际的生活中还是面临着许多的问题和挑战，首先所面临的就是需要解决在无线系统中对于移动性的管理。对于移动通信而言移动性的管理是4G技术中的关键因素。它涉及到了很多在不同网段间进行漫游的用户需求。并且就目前的4G移动通信技术而言，在实时位置的管理和快速无缝切换机制方面还是存在着一定的缺陷。这些问题必须根据实际的情况采用新的网络结构和管理模式从而不断的将技术方案进行优化。同时，对于4G技术的开发也要不断的进行利用，对频谱资源进行新的开发，寻找适合频谱利用率的传输技术，例如应用比较多的多载波传输方式，如何提高4G移动通信技术的抗干扰能力和频率选择性衰等问题。

四、移动通信4G技术的解决方案探讨

1.从网络化的角度进行解决。由于移动通信4G技术的移动性和安全性管理的统一性要求不同的网络能够相互对等出各自的实体，不断的对网络进行优化从而解决可能在漫游的时候出现的间断性，或者是信号的不完整性等问题。随着科学技术的发展，运营商在经营和推广过程中要逐步的实现优质的服务，才能达到对跨网的安全性进行良好的扩展的目的。从而不断的将网络进行延伸，扩大网络的覆盖面积和加强网络的信号强度，不断的实现4G网络的流动性服务。

2.从终端的角度进行解决。移动通信4G技术要求终端能够支持多种形式的通信模式，从而不断的根据外部环境的改变进行重新配置，终端的一大优点就在于能够根据自身的重配置从而将网络的接入方式进行改变。并且软件无线电架构以及标准化的环境使得终端的的重配置成为了可能，从而不断的借助软件无线电的功能，改变整个系统的灵活性和环境适应性，使得终端能够适应不同的网络。从而不断的提高4G网络的适用广度。

3.从用户的角度进行解决。用户是最终的决定者，是好是坏最终还是取决于用户的需求，在移动通信4G技术中需要对用户的信息进行管理，需要对用户的参数选择从而对最终的网络来进行选择。同时需要将自身的配置参数进行广播，从而让更多的用户可以接入到一致的无线广播信道，进行信号的接入。另外就是确定合适的单识别机制，给每一个用户配备一个独立的终端和接入网以及移动的IP地址，这样就可以将用户的通信管理进行良好的优化，不断的为用户提供便利。

五、4G移动通信的特点

4G移动通信以其优于前三代的技术优势得到人们的普遍认可和青睐而被迅速发展应用。目前4G通信具有以下特征：（1）网络频谱更宽。相比第三代移动通信技术来说，第四代移动通信技术在开发研制过程中使用和引入许多功能强大的突破性技术，使无线频率的使用比第二代和第三代系统有效得多。（2）通信速度更快。人们研究4G通信的最初目的是为了提高蜂窝电话和其他移动终端访问Internet的速率，因此，4G通信最显着的特征就是它有更快的无线传输速率。根据研究，第四代移动通信系统的传输速率可以达到10M-20Mbps，最高可达100Mbps；（3）通信更加灵活。从严格意义上说，4G手机的功能已不能简单划归“电话机”的范畴，因为语音数据的传输只是4G移动电话的功能之一而已，因此未来4G手机更应该算得上是一只小型电脑了，而且4G手机从外观和式样上会有更惊人的突破，眼镜、手表等任何一件能看到的物品都有可能成为4G终端。

虽然4G移动通信技术有上述诸多优点，但目前仍存在标准多、技术难、容量受限及设施更新慢等多种缺陷。所以仍需不断进行研究来突破现有的技术局限，使其更好地服务于人类社会发展需求。

总结语

4G是人类有史以来最复杂的技术系统。要顺利全面地实施4G通信，还将遇到一些困难，其发展将面临极大的市场压力。目前世界发达国家正积极进行4G技术规格的研究制定，研究包括网络结构、用户切换和漫游等移动环境下的系统实施方案，从而实现用户的大范围移动。

参考文献

[1]毕研珍.4G移动通信技术浅谈.兰州交通大学:高校园地,2012.8

[2]刘建华.4G移动通信特点和技术发展综述.电脑知识与技术,2012.9

[3]胡国华,袁树杰,谭敏.4G移动通信技术与安全缺陷分析.通信技术,2012.7

[4]刘伟.4G通信系统关键技术浅析，中国无线电，2010.3