4G通信技术的关键技术和实现

【摘要】 随着信息化时代的到来，3G通信技术的发展显然已经满足不了人们的需求，4G 移动通信系统逐步得到了应用，并已经成为了今后研究的主流。本文结合4G通信技术的关键技术，对4G通信技术的特点及其关键技术进行了阐述，并且较为清晰地分析了4G通信技术的实现应克服的问题，以期为今后4G通信技术的发展提供一定的借鉴和参考。

【关键词】 4G通信技术 关键技术 技术实现

一、4G通信技术的定义

目前为止，通信行业内对4G通信技术并无确切的定义，其主要的界定标准主要依据通信技术的功能性。第一，作为4G通信技术的入门标准，其必须具备的条件就是保证用户能在任何时间地点以自由的方式顺利接入通信网络；第二，4G用户能自由地选择业务、自由地应用以及自由使用网络；第三，作为4G通信技术，必须能保证完成移动电子商务的综合性业务；第四，对4G通信技术的要求即为能适应其他的网络体系，并适合开展物联网业务。

二、 4G 通信技术的特征

1、通信速度较快。作为比3G通信技术更进一步的研发产品，4G通信技术具有更快的无线通信速度，其数据传输速率比3G数据传输速率快8Mbps 至 12Mbps，是3G数据传输速率的3—7倍，甚至可以高达50倍。对于海量数据的传输，4G通信使用户免于长时间的等待，无疑更受用户青睐。

2、具有灵活的通信方式及兼容性。如今的4G通信不仅仅局限于随时随地通信，还可以实现双向的资料、图像、影像的下载传递，支持多种如高清图像业务、电视会议等移动业务，将个人通信和广播电视、游戏娱乐结合起来，为用户呈现出更加丰富多样的应用项目。4G通信使得高速数据和高分辨率服务成为可能，大量的音频、视频等均可被宽频信道传输出去，是名副其实的多媒体通信。另外4G通信还支持现金的提取，为用户的购物提供了方便。相比于3G通信，4G通信技术的兼容性更好，在实现全球漫游和接口开放的前提下，还能够兼容各网络，真正实现网络互联。

3、提供各种增值服务，并能实现多类型用户共存。与3G通信技术的CDMA核心技术相比，4G通信技术主要以OFDM技术为支撑，为人们提供各种无线通信增值服务，比如无线区域环路、数字音讯广播等。另外，4G系统依靠其超强的自我适应及处理能力，能快速应对各种动态网络的变化，使得多用户的共存和沟通不成问题。

三、、4G通信技术的关键技术

1、OFDM（正交频分复用）技术。分解指定信道成多个正交的子信道，并用子载波在每个子信道上分别进行调制，并行传输，由此实现对波间干扰的减弱，这就是OFDM技术。各个子信道相互正交的载波频谱互相重叠，干扰大幅度减少，频谱利用率被极大地提高。但是，功率效率较低也是OFDM技术的主要缺点。

2、智能天线技术。智能天线技术利用其抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束调节等功能，通过波束交互干扰的抑制，增强了有效信号，对能够有效地实现对信号质量的改善，并且能够大幅度提高传输容量。

3、MIMO（多入多出）天线技术。早在100多年前，马克尼提出了MIMO 技 术 ，多天线使信道不至衰落，天线的数量越多，信道的容量越大。这项技术的提出也使得频谱利用率被大大提高。此外，MIMO信道利用其空间复用增益和分集增益的优势能够有效地提高信道的准确性，大大减少误码率。最难能可贵的一点是，该技术与 OFDM 技术的结合能有效提高4G系统的传输速率和抗多径干扰能力。

4、软件无线电技术。软件无线电的核心理念是将无线功能用软件来定义。4G 通信系统中的软件无线电技术是非常复杂的，是沟通3G和4G的桥梁，在两者的演化之中起到了至关重要的作用，软件无线电技术构建的无线通信平台，能保证多方、多层次和多形式的无线通信，直接保证了用户使用一个终端便可在不同系统和平台中无障碍沟通的需求。

四、4G 通信的技术实现

虽然4G通信有着明显优于3G通信的特点，但是由于是一种新引进的技术，不可避免地面临着多种技术难题，能否顺利通过考验，解决问题，是4G技术实现首先要面临的问题。第一，要解决标准不易统一的问题。虽然3G用户在理论上在全球范围都能通信，但是在尚不统一的标准之下，各个通信系统不能实现兼容。因此，4G通信要想实现全球化必须先解决需要全球统一的标准化问题。第二，要攻破系统容量的限制。4G 系统优于3G系统的最大特点就是其传输速度的提升，高达 100Mbit/s 的宽带速度是3G通信望尘莫及的，但是由于通信系统的容量会限制无线通信的速度，用户数量越多，传输速度越慢，因此系统容量的限制是4G通信必须要考虑的问题。第三，要实现基础设施的更换。由于之前人们使用的大部分是3G通信，因此大多数的无线设施都是在3G系统上建立起来的。4G通信的普及要求有与之配套的基础设施，而这些基础设施显然要经过3G系统的翻新和改造，这就必然会影响4G技术走向市场的进程。

参 考 文 献

[1]李向明. 4G通信网络结构及关键技术分析[J]. 科学之友，2013，04：159-160.

[2]刘婷婷，方华丽. 浅谈4G移动通信系统的关键技术与发展[J]. 科技信息，2013，09：298.

[3]胡玉琴，胡金泉. 4G通信的关键技术及其发展建议[J]. 电信快报，2013，07：11-13.

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