关于4G通信系统关键技术探析

李红艳

摘要：随着信息化技术不断发展，通信技术也随之不断地进步，但人们对通信水平的要求也越来越高，到如今仅依靠2G、3G通信技术已经无法满足客户的要求。基于这种情况下，4G通信系统被研发出来，并立刻占据市场的主导地位，继而广泛地应用到人们的日常生活当中，为人们提供更优质的服务。本文将详细探讨4G通信系统的特点和关键技术。

关键词：4G通信系统 关键技术 探析

中图分类号：TN929.53 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）08-0044-01

通信系统是信息化时代发展的产物，曾出现有1G、2G、3G通信系统，为人们带来了许多便利。然而随着信息化技术不断进步，人们的生活水平有了明显的提高，对通信技术的要求也不断增加，旧有的通信系统已难以满足用户的要求。基于这种背景下，4G通信系统应运而生，它比传统的通信系统具有更快的传输速度、更强的兼容性、更高的智能化水平，以更优质服务满足了用户的需求，并迅速占据了市场的主导地位。

1 4G通信系统的特点

1.1 更快的传输速度

4G通信系统未开发前，手机或其它移动设备存在无线访问信号传输速度较低的问题，而正是为了解决这一问题，才开始了4G通信系统的研究。因此，4G通信系统首要目的就是为了提升用户的通信速度。其主要表现在中、高速移动时，手机或其它移动设备的无线访问传输率可以在20Mb/s，而在低速移动时，无线访问信号传输速率可达到的100Mb/s，大约是3G通信系统上网速率的50倍[1]。

1.2 更强的兼容性

目前4G通信系统已近乎实现了全球覆盖，4G通信技术可完全兼容传统的无线技术、3G网络、固态网络等，全球的4G用户都能享受共同的通信服务，实现全球范围通信，并向全球用户提供了安全的技术保障。随着4G通信普及范围扩大，实现全球漫游不再是空想，通信行业将迎来全新的变革。

1.3 更高的智能化水准

4G通信技术的应用实现更高的智能化水准，可以根据人们的要求自由切换不同的速率，并可以有效地将各种业务进行合理地分配和整理，提高了分配性能的适应性，完美实现了分配效果。另外还实现了移动办公的多样化处理能力[2]。因此，4G通信技术不仅体现在终端设备的智能化更加明显，还体现在其各项技术操作上的智能化水准。

1.4 覆盖面积更广

4G通信技术突破3G通信技术的缺陷，其信号覆盖面积要远高于3G的信号，就算在偏远地区，如山区、高原等，4G通信技术的信号也能覆盖到，而且随着4G通信技术进一步开发，信号也能向更偏僻的区域覆盖发展，解决手机在这些偏远地区信号无法接收或接收不良的问题，从而真正意义上实现全球信息化的目标。

2 4G通信系统的关键技术

目前4G通信存在4种标准规范，但其优势却并没有受到多大的影响。4G通信系统是现今3G通信系统速率的几十倍，其比3G的通信方式更具备灵活性、多变性，且4G通信的应用，使手机用户体验更加人性化、智能化，更能满足各种不同需求和审美的用户。此外，4G通信系统的兼容性更加强大，因此，其网络组织形式多样化。虽然存在不同的标准，但4G通信依然具有4种相似的核心技术。

2.1 正交频分复用技术

正交频分复用技术，英文全称“Orthogonal Frequency Division Multiplexing”，简称OFDM技术，属于一种多载波调制技术，且速率非常高。正交频分复用技术是通过将传统通信信道分割成复数不相干的正交子信道，然后将高速率的串行数据流化为低速率的并行数据流，并加载到正交子频道中实现同时进行传输的目的[3]。目前这项技术已经过多次验证，确定了其优点。正交频分复用技术具有非常强的抗干扰性，对信号间的码间干扰有非常强抵抗能力，避免通信性能受频率选择性衰落的影响，促进了系统频谱的利用，进而提高了系统的速率。

2.2 智能天线技术

一般来说，智能天线主要由天线阵列、波束形成网络、波束形成算法等三个部分组成，从本质上而言，智能天线其实就是一个天线阵列。智能天线技术的运行原理是通过采用合适的算法，以此跟踪数字波以及调节波束能，进而完成智能天线阵列的分析。该技术联合现代数字信号处理对提高系统的抗干扰能力以及降低干扰次数、强度都有着明显的效果。同时由于智能天线技术具有发射定向波束的能力，对提高信号传输距离有一定程度的作用，并且在提升传输质量的同时，其覆盖范围也能得到明显地提高，从而降低通信行业的成本消耗。

2.3 多用户输入输出技术

多用户输入输出技术，英文简称MIMO技术，即“Multiple-Input Multiple-Output”。该技术在3G通信时代时，就已被广泛地应用，就算到了4G通信时代，该技术依然属于关键的核心技术，其应用水平没有受到任何影响。多用户输入输出技术本质上是一种利用多天线进行传输的无线通信技术。不论发送端还是接收端，都是同时使用多个天线完成信号的发送或接收任务，从而实现4G通信系统空间的分集。多用户输入输出技术主要包括预编码、波束成型以及空分复用、分集等四个方面。该技术主要是通过降低无线信道的衰落，进而大幅度提高4G通信系统的容量。

3 结语

随着4G通信系统的开发，通信市场的竞争愈发激烈。4G通信系统早期研究目的是为了解决手机或其它移动设备无线访问速率较低的问题。因此，4G通信系统速率更快，且4G技术是以3G技术为基础，极大地弥补了3G技术的不足，所以4G通信除了速率比3G通信快，还具有更强的兼容性、更高的智能水平，使4G通信更加灵活多变。在业务服务上，4G技术更能满足用户的需求。而且随着4G通信广泛应用，更加快了全球信息化的进程。

参考文献

[1]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.

[2]姚雪，陆宁，马晓明.关于4G移动通信系统主要特点和关键技术的探讨[J].信息通信，2015，09：270-271.

[3]李学奎，刘兴坤.关于4G移动通信系统的关键技术探讨[J].通讯世界，2016，07：38.