4G移动通信关键技术探析

摘要：随着通信技术的发展，4G通信技术开始得到广泛推广与应用，已经成为移动通信的主导技术，完全满足了用户的需求，具有安全性高、技术性强等特点。本文主要对4G移动通信关键技术进行分析。

关键词：4G;通信;关键技术;核心分析

4G通信技术是在3G基础上进行的突破性发展，汇集了3G通信的各种优势，同时提高了信息传输速度，给用户提供了较广的工作平台，而且还具有较强的安全性和保密性，已经逐渐在通信行业得到推广应用，具有较广的应用意义。

一、概述

4G是第四代移动通信的简称，该技术将3G和WLAN结合在一起，其特点体现在传输的速度更快，传输质量也较3G技术有较大提升。理论上4G系统下载峰值可以达到100Mbps，上传速度保持在20Mbps，从4G通信传播特点分析，首先可以在任何地点和任何时间以无障碍方式接入到通信网络；其次4G移动通信具有业务、网络和选择自由；再次，4G移动通信是电子商务的综合性业务；最后4G移动通信技术可满足其他体系、系统与网络需求，满足了物联网业务。

二、4G通信关键技术

（一）正交频分复用（OFDM）技术4G技术的核心是OFDM技术，也可以视为OFDM载波调制的一种，目前该技术已经得到发展，主要是具有以下优势：第一，能够实现较高的频谱利用率，与串行系统相比，其利用效率能够高出一倍

。OFDM信号相邻子载波互相重叠，频谱可接近Nyquist极限。第二，可满足高速传输要求。OFDM自适应调制机制在调制方式上依据信道与噪声的使用情况开展相应的操作。信道较好的情况下，可使用效率高的方式调制；信道条件差时可使用抗干扰力较强的方式操作。捅通常OFDM的加载算法可以将较多数据放在条件较好的高速率上传送，满足高速数据传输需求。第三，抗衰落能力较强。OFDM用户主要利用多载波传输，传输子载波的时间长，进而提高了OFDM对信道快衰落与脉冲噪声的抵抗力。第四，抗码间干扰（ISI）力强。码间干扰是数字通信系统中抗击的主要感染，属于乘性干扰，实际分析发现，码间干扰产生的原因较多，受传输频带影响，就会产生码间干扰。OFDM借助循环前缀等提高了码间干扰能力。

（二）Ipv6技术

根据3G网络出现的编制不合理、空间资源浪费等情况，4G个中引入了Ipv6编址技术，主要具有以下几种优点：第一，编制空间较大。技术人员利用Ipv6编址技术给4G通信提供了较大空间，减少了资源浪费。第二，安全可靠。在Ipv6报头中设置了字段长度为20位，进行IP传输时可以将地址流交给各节点完成，保证了4G协议的安全可靠。第三，自动控制技术。自动控制技术是Ipv6的主要特性，利用此种技术可以进行无状态和有状态地址配置，通常情况下，前者可根据地质节点发挥邻居机制，进而得到唯一的地址。第四，在安全性与移动性方面表面突出。可移动性作为4G技术主要的特点，并且在移动过程中既要保证IP地址安全，同时也要确保信号灵活性。为确保每位用户都有固定Ip地址，Ipv6在实现方式上主要是一对一，然后利用转换地址了解通信节点，进而提高了设备安全。

（三）智能天线

首先，了解天线作业原理。作为4G通信的一个主要特点，结合到信号传输方向将SDMA技术应于其中，实现同一时间、频率及统一码道信号的区分，改变了信号覆盖区域，而且可结合用户情况监测周围环境，限制了其他信号，保证了用户上下链路信号的质量，可以让用户安全的使用，提高了用户工作和生活质量。其次，了解其工作方式。目前智能天线工作方式主要有两种，全自适应与干预多波束切换。前一种方式的特点体现在计算量与数据量大、能够快速收敛，信道在传输时，信道时速在变化的同时能够与之相应变化。在所有的特点中其不足的一方面是会受到多方面因素干扰，不能实现移动信号的跟踪与检测，但从智能天线上分析，此种方式是理想的工作方式。后者基于多波束切换方式在实际工作中可管理好各空间波束，而且各个波束对应的方向也不同，在信号接受时，可以将其中的任意一个主瓣作为工作模式，实用性较强，并且在4G智能天线发展方面已经成为了主要方向。

（四）MIMO技术

MIMO技术使用的是分立式多天线从而实现多发射与多接受。作为一种空间分结技术，通信链路可以被分为很多并行子信道，从而达到提升容量的目的。信息论表明，当接受与发射天线不相同且不相关时，MIMO技术可以实现系统噪声与抗衰落性能的有效提升，从而实现较大容量的目的。而且该技术具有数据传输速率块、系统容量大及传输质量高等特点，在4G通信中具有发展前景。

（五）多用户检测

该项技术是基于4G终端与基站而产生的，其目的在于提升系统容量，利用该技术可以召集信道内所有用户，之后然后借助于信号处理方式处理用户接受的信道，进而将用户信号维持在最佳状态。同时用户检测技术的抗远近与抗干扰能力较强，系统容量能够得到保障，频谱资源的利用效率也能够提升。通过对实际应用工作的分析，目前该项技术应用的范围与对象主要是功率控制或者是二维信号检测处理。

（六）SDR技术

SDR技术引入到4G技术中的时间较短，其目的在于构建硬件通信平台，并实现标准化，开放化，模块化，其本身是一种软件无线电技术，利用该平台可以实现通信协议达成、加密与数据处理等，最终实现为4G系统创建理想通讯模式的目标。通信专家所构想的SDR其组成部包括了信道纠错编码，信源编码、调制解调算法。其特点体现在硅芯容量能够有效减少，可满足不同产品要求，保障多方运行正常。

随着技术的快速发展，并且在速相关技术的推动下，4G技术发展的速度非常快，并且在生活中应用的范围也十广。能够有效的满足不同用户的需求。作为新一代通信技术，其市场前景十分的广阔。

作者:常秀颖 金会赏 王晓兰 单位:沧州职业技术学院

参考文献：

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[2]姚志刚.4G移动通信关键技术的应用及发展前景[J].中国新通信,2015,(08)

[3]胡伟健;钟细福.4G移动通信关键技术与面临的问题[J].中国新通信,2014,(02).

[4]郭芙蓉.4G移动通信的特点、关键技术与应用[J].科技创新与应用,2014(26).