4GLTE的关键技术及应用分析

于立华 张宏宇 高东健

摘 要：21世纪以来，我国通信技术水平不断提高，2013年我国就正式进入到了4G网络通信的时代，4G通信技术的发展有利于满足市场对无线数字服务越来越大的需要，以及人们对高速率的网络结构的期待，目前4G通信技术在我国的发展还并不是十分成熟，仍然存在一些局限，对4G关键技术的研究和探讨已经成了移动通信领域的热点问题，该文主要对4GLTE的关键技术进行了探讨。

关键词：通信系统 4G 关键技术

中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（a）-0068-01

1 4GLTE的研究介绍

TD-LTE和FDD-LTE等等LTE网络制式统称为4GLTE，由于中国网络发展正处于一个特殊时期，在我国4GLTE一般特指TD-LTE。所谓4G即是第四代通讯技术的简称，几乎能满足所有用户对于无线网络服务的要求，原先的第三代移动通信系统是在2MHz的宽带工作，理论上速率可达到2Mbps，而在实际提供中仅有384kbps，尽管3G不断发展增强型技术，但还是难以满足用户对网络速率的需求，也不能提供动态范围多速率业务等，3G系统的局限目前都是4G发展研究的热点。3G通信系统时代，有许多的标准给用户造成了一定的不便，4G的ITU-R制定标准减少，网络的互操作性增强，在各方面体现出了4G的优越性，如联网和通话时间，网间数据传输速率，通信数据丢失问题，蜂窝数据覆盖问题等。大体上说，4G时代显著的特点是拥有较大的传输宽带和较大的数据容量，足够满足高清流媒体的在线即时传送。4G高度智能的系统能为用户提供更加丰富的应用，和更加快捷方便的服务，同时系统无缝连接的相容高度，大大提高了不同通信系统之间的通话质量。4G通信系统是3G与WLAN的一体化的技术产品，能够传输高质量的视频图像，第三代的移动通讯技术虽然也已经达到流媒体在线流畅播放，进行在线视频通话，但4G传输的图像的质量更高，甚至可以与高清晰度的电视图像相提并论。4G通信系统比当下拔号上网快2000倍，下载速度高达100Mbps，具有超过2Mbit/s的非对称数据传输能力，包括宽带无线区域网，宽带无线固定接入，交互式广播网络和移动宽带系统。而且用户使用时的计费方式也更加便捷灵活，可以通过用户自身的需要来制定服务，在价格方面也与固定宽带网络相近，用户接受度较高。随着4G通信技术的发展，它所需的费用也越来越便宜，通信速度也更快，智能化程度更高，网络的覆盖的范围也更加广泛，而且4G还可以在有线电视调制解调器和DSL没有覆盖的地方部署，进而在整个地区内进行覆盖，比3G更接近个人通信，属于多功能的集成宽带移动通信系统，利用宽带接入IP系统，4G使用者可以随时随地通过各种移动端，不受限制地连接到网络中去，方便用户根据自身的需要选择应用，业务和网络，并使用户享受到移动电子商务的高端服务。

2 4GLTE的关键技术

2.1 智能天线

智能天线即是通信领域广发使用所说的可变天线阵列，自适应天线阵列，或多天线，是在波束之间没有切换的多波束。并在自适应天线的基础上发展而来。在自适应天线阵列中，加权合成多个天线的接受信号使信噪比达到最大，而多波束则是使用多个固定波束在一个扇形区内，与固定天线相比，天线阵列不仅能够提供较高的天线增益，而且还提供相应倍数的分集增益。智能天线还是一种可以根据自身收集到的信息进行空域滤波的天线阵列，如判定信号的空间信息，跟踪，定位信号源的智能算法等。智能天线采用的是SDMA空分复用的方式，并和其他复用技术相结合，尽可能地高效大限度的利用频谱资源，通过信号在传播路径方向上的不同差异，降低时延扩延，多径，瑞利衰落，信号干扰的影响，区别同频率，同时隙的信号。同时智能天线安装在基站现场是一种双向天线的模式，不仅可以通过固定的天线单元即带有可编程电子相位关系技术来获取方向性，而且还可以同时取得移动台和基站之间各个链路的方向特性。

智能天线利用产生空间定向波束的应用数字处理技术，通过信号来波的方向自适应调整方向图，对信号进行跟踪，充分利用移动用户信号，以达到尽量抑制减少或抵消来自各方面的信号干扰的目的，这也是智能天线工作的基本原理。而智能自动跟踪调节数字波束，抑制信号干扰，是移动IP网络和数据中心的要求。

2.2 正交频分复用

Orthogonal Frequency Division Multiplexing，缩写为OFDM，即通信系统领域所说的正交频分复用，实际上OFDM是多载波调制的一种，现在正交频分复用技术的应用主要有，ETSI标准的数字音频广播DAB，高清晰度电视HDTV，无线局域网WLAN，以及非对称的数字用户环路 ADSL等等，已经在民用通信系统领域，广播式的视频音频里领域里被广泛应用。正交频分复用技术是在一种无线环境的高速传输的技术。

它可以将通信道分成几个子信道，这样每个子信道的带宽就仅仅变成了原信道带宽的一部分，把高速数据信号转换成并行的低速子数据流，在每个子信道上都调制到等频间隔的一组子载波上进行传输，相对容易地使信道变得均衡，不再需要其他复杂的信道均衡技术，也可以将其看成是每个子信道的平坦性衰落，在接收端对信号进行可靠地调节，减少子信道之间互相干扰ICI。

2.3 软件无线电技术

用现代化高科技软件来操纵、控制传统的“纯硬件电路”的无线通讯技术即是软件无线电技术，软件无线电技术是通信领域的第三次革命，在从模拟通信到数字通信，固定通信到移动通信之后，软件无线电技术的发展打破了以往设备单单依赖硬件的发展来实现通信功能的格局，仅仅把传统的无线电通信的硬件设备作为无线通信的平台。软件无线电技术是软件为核心，数字信号处理技术为基础了无线通信体系结构，数字信号处理技术同时也发展软件无线电技术的关键性制约因素。软件无线电技术的核心思想是，在接近天线的地方模拟数字信号化的过程，使用A/D和D/A变换器，高效利用软件达到信号处理等无线功能。取代了昂贵复杂的硬件系统功能，减少设备开支，便于系统升级。

3 結语

随着现代通信科技水平的高速发展，人们对通信服务的要求也越来越高，原有的通信系统已经无法满足人们在实际生活中的应用需求，相对于第三代通信系统的众多缺陷及不足，4GLTE的发展应用势在必行，第四代通信系统的崛起是在原有的通信系统技术的基础之上，弥补了先前的不足，并形成了自身独特的优越性，在对4LTE关键性技术的探讨研究中也以取得了一定的进步，提高了通信质量的同时，也便利了人们的生活，具有重要的现实意义。

参考文献

[1] 满宪金.浅议技术革新视角下的4G移动通讯技术[J].信息通讯，2014（1）：247-248.

[2] 杨艳玲，程杨.4G通信的网络结构与关键技术解析[J].无线互联科技，2014（1）：50.