4G移动通信关键技术及其展望探究

景龙刚

【摘要】伴随着我国通信行业的迅猛发展，4G移动通信技术在各行各业当中得到了广泛的应用和推广。4G移动通信技术是在前三代移动通信技术的基础上不断发展而来，具有更加高速、兼容以及抗干扰等优势，能够充分满足用户的需求，并成为移动通信行业的主导技术，更是我国的通信行业未来发展的必然趋势。基于此，本文将全面介绍4G移动通信的关键技术，并在此基础上总结出其未来发展方向，为通信人员提供理论依据。

【关键词】4G移动通信技术;关键技术;网络结构

一、前言

伴随着3G移动网络在我国的广泛应用，用户在使用过程中出现了手机电视信号不稳、视频通话效果不好等问题，人们更希望能出现一个新的移动通信技术来改变这种现状。

在这样的背景下，4G移动通信技术应运而生，为用户提供了更高的数据速率以及更大的容量和带宽。4G移动通信技术是对之前的3G技术的一次全新的革命，为用户的多媒体业务提供了工作的平台，因此在通信行业得到了更加广泛的应用。

二、4G移动通信技术的概述

就当前的形势来看，通信行业并没有对4G移动通信技术下一个统一的定义，而是按照其功能性的描述来作为4G移动通信技术的界定。4G移动通信技术大体归纳为以下优势：

首先，其具有在任何时间和空间条件下，以可能的方式无障碍地接入到通信网络当中[1]。

其次，4G移动通信的用户具有选择业务、应用以及网络的自由。第三，4G移动通信技术能够实现移动电子商务的综合性业务。

最后，4G移动通信还能够适应其他的网络、体系和系统，以及开展物联网的业务。

4G移动通信网络的出现，可以使用户更加自由自在地进行信息的沟通，也在潜移默化当中改变着人们的生活方式。从特点上来看，4G移动通信技术具有通信速度较快、更宽的网络频谱、更具有灵活性的通信方式和兼容性、实现高质量的多媒体通信以及能向用户提供各种增值服务的功能特点。

三、4G移动通信系统的关键技术

（一）正交频分复用技术

正交频分复用技术是多载波调制的一种类型，其主要的思想是将通信的主信道平均分成若干个正交子信道，并将高速数据信号转换成为并行的低速子数据流，使其调制到每一个子信道中进行传输。

正交信号可以通过在接收端口中采用相关的技术来分开，这种做法能有效减少子信道之间的相互干扰。在每个子信道上的信号带宽应小于信道的相关带宽，因此每一个子信道上的都能够看成是平坦性衰落，从而消除符号间的相互干扰[2]。与此同时，由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，因此使信道达到均衡状态就十分容易。正交频分复用技术是4G移动通信中最关键的一部分，可以结合分集、时空编码、干扰以及智能天线技术来最大程度提升系统的性能。

（二）软件无线电技术

软件无线电技术是在一个相对开放的公共硬件平台上利用不同可编程的软件方法来实现所需要的无线电系统。人们理想当中的软件无线电应该是一种所有软件都能够进行编程的系统，同时无线电平台应该具有最大的灵活性。所有软件的全部可编程是指可编程射频波段、信道接入方式以及信道的调制。软件无线电强调了系统结构要具有开放性和全面的可编程性，通过软件更新的方式改变硬件的配置结构，进而实现新的功能。软件无线电要采用高标准、高性能的开放式总线结构，以便于硬件模块的不断升级和扩展。

（三）智能天线作用

智能天线是一种安装在基站现场当中的双向天线，利用一组带有可编程电子相位关系的固定天线单元来实现方向性的获取。同时此天线单元还可以获取基站和移动台之间的各个链路的方向特性。智能天线在应用中的原理是将无线电的信号导入到具体的方向中，以此来产生空间定向波束，使天线的主波束对准用户信号的到达方向。与此同时，天线单元的旁瓣或者零陷部分要对准干扰信号的到达方向，最终达到充分、高效地利用移动用户信号，并删除或抑制干扰信号的目的。

从功能的角度上来看，智能天线具有一直信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等功能，因此被人们认为是未来移动通信系统中的关键技术。在实际工作中，智能天线会应用数字信号的处理技术，最终能够实现消除干扰信号的目的。同时智能天线还会利用每一个移动用户之间信号空间特征上的差异，并根据阵列天线的技术，在同一个信道上接收和发射多个移动用户的信号，且不发生干扰，进而使无线电频谱方面的利用和信号的传输能更加有效。在不增加系统复杂的的情况下，应用智能天线的技术能够满足用户服务质量和网络扩容的需要。

（四）多输入多输出技术

多输入多输出技术是指利用多发射和多接收的天线来进行空间分集的技术，其在应用中主要采用分立式多天线，能有效将信道链路分解成许多并行的子信道，从而在很大程度上提高了系统的容量[3]。多输入多输出技术能够将多径无线信道和发射、接收当成是一个整体来进行优化，从而实现高的通信容量和频谱利用率。这项技术也是一种近于最优的空间、时间联合的分集和干扰对消处理。

（五）基于IP的核心网络技术

4G移动通信网络系统选择了基于IP的全分组方式来进行数据流的传送，由此来看，IPv6技术将会成为下一代网络的核心协议。IPv6具有非常明显的优势，比如说其拥有巨大的地址空间、支持无状态和有状态两种地址自动配置的方式、能为用户提供不同水平的服务质量，以及更加具有移动性。

四、4G移动通信技术的展望

根据调查研究表明，全世界的手机用户已经超过45亿。目前，移动通信已经基本上实现了人与人的互联，人与互联网的互联也正在逐步实现。在之前的发展中，3G移动通信技术已经使得应用智能手机上网的用户数量发生了翻天覆地的变化，伴随着智能手机价格的不断下调以及通信资费的不断下降，移动手机取代互联网的趋势基本上显现[4]。4G移动通信技术抓住了有利时期，不断加强自身的机构优化，用高速、安全和智能化的技术，不断推进移动通信技术的应用和普及。

五、结论

綜上所述，移动通信技术是目前通信技术中重要的组成部分，其存在和发展必然会成为影响人们生活方式的重大变革，并会对社会的发展产生重大的影响。因此，作为通信技术的研究人员，更加应该在这样的大背景下抓住机遇，迎接挑战，努力在4G移动通信领域当中掌握先机，不断开发4G通信业务，为用户提供更便捷的服务，同时为其今后的发展做出更加深远的贡献。

参考文献

[1]黄静，朱欣远.4G移动通信关键技术及其展望探究[J].中国新通信，2014，5（03）：119-120.

[2]孔丽南，刘云松.4G概念移动通信关键技术浅析[J].黑龙江科技信息，2011，11（19）：87.

[3]田飞.4G移动通信关键技术[J].中国新通信，2012， 11（23）：17-18.

[4]张玉龙，李志峰，赵勋.对4G移动通信技术应用与发展的展望[J].信息通信，2013，11（01）：226.