4G移动通信系统中的核心技术分析

李亚仲



4G移动通信系统中的核心技术分析

李亚仲

广东海格怡创科技有限公司，广东 广州 510000

从1G到4G，我国移动通信技术在近些年得到了飞跃式的发展，4G技术无论是信号的覆盖面积还是服务能力都得到了明显的提高，已被各领域广泛应用。4G技术中包含的关键技术有很多种，技术特点以及优势都各不相同，对其进行讨论能够为其应用水平的提高提供保障。

4G；移动通信系统；核心技术

1 移动通信技术的发展

1.1 1G移动通信系统

1G系统又称第一代移动通信系统，这一系统在FDMA（Frequency Division Multiple Access，频分多址）技术的基础上发展起来，并通过对这一技术的优化，实现模拟通信的目的。1G移动通信系统以西方发达国家的系统为主，除了能够实现模拟通信这一优势之外，也存在极大的缺陷，主要体现在无法对通信过程进行保密等方面[1]。

1.2 2G移动通信系统

鉴于第一代移动通信系统的缺陷，通过大量的研究以及对实践经验的不断总结，第二代移动通信系统，即2G系统正式问世。相对于1G系统而言，2G移动通信系统实现了数字化，这是其主要优势之一。但随着时代的不断进步，通信领域需要处理的业务量也在逐渐增多，2G移动通信系统的缺陷开始暴露出来。

1.3 3G移动通信系统

3G移动通信系统在2G移动通信系统的基础上发展起来。在吸收了2G系统数字化优势的基础上，有效地解决了业务量的问题。

与1G以及2G系统相比，我国3G移动通信系统的明显优势在于实现了技术的自主研发，这对于我国移动通信领域的发展具有重要意义。

3G系统的缺陷在于传输速度无法得到保证，基于这一移动通信系统的数据传输速度仅仅为2 Mb/s，通信效果的改善十分不理想。为解决这一问题，4G移动通信技术正式出现。

2 4G移动通信系统优势

4G移动通信系统的优势主要体现在网络高度智能化、信号覆盖面积广、业务能力强以及能够实现无缝漫游4个方面。

2.1 网络高度智能化

4G移动通信系统属于高度智能化的系统。在这一系统下，通信过程中各种信号的处理以及发送与接收的过程均能够在智能化的前提下实现。除此之外，根据不同的通信环境，系统还能够通过调节达到与环境相适应的标准，这对于通信质量的提高具有重要意义[2]。

2.2 覆盖面积广

移动通信系统的覆盖性能与其成本有关。4G移动通信系统覆盖性能较好。相对于3G移动通信系统而言，其信号的覆盖面积得到了扩大，改善了人们的通信体验，同时也为移动通信领域成本的降低以及经济效益的提高提供了保证。

2.3 业务能力强

以1G移动通信系统为例，其业务仅仅局限于保证模拟通信过程的实现。通过不断发展，4G移动通信系统的业务能力得到了极大的增强。在保证通信的基础上，4G移动通信系统通过与其他系统联系，还能实现其他功能。同时，通过与手机以及平板电脑等移动终端的配合，观看视频和收听音频也成为了可能。

2.4 能够实现无缝漫游

在4G移动通信系统下，全球范围内均能够实现漫游。无论在任何地方，都能够使用4G系统中包含的功能。这是4G系统的主要优势所在，对于全球化的进一步实现具有重要的意义。

2.5 兼容性更大

4G移动通信系统出现后，很多消费者担心4G的兼容性，认为如果使用了4G就不能再使用3G甚至2G，而且还要换号。这样的担心是多余的，因为他们只需换卡。这表明4G移动通信系统与传统的无线技术、固态网络以及3G网络等实现了自由转换。而3G网络技术在这一点上无法实现，因为3G网络的技术标准受运营商、地理位置等各种因素的影响，因此始终不能给用户带来良好的体验。

3 4G移动通信系统的关键技术

4G移动通信系统的关键技术主要包括OFDM技术、智能天线技术、MIMO技术以及软件无线电技术。不同技术实现通信的原理不同，同时也存在着各自的优势和缺陷[3]。

3.1 OFDM技术

OFDM技术又称正交频分复用技术，从其本质上看，属于多载波调制技术中的一种。这一技术的优势主要体现在通信效率方面。相对于传统技术而言，利用这一技术能够十分快速地实现通信。OFDM技术的实现需要通过将原有的系统分为多个不同信道，这样的分配方式能够提高通信速度。在通信过程中，信道衰落是极容易出现的一大问题。一旦出现，通信速度和质量都会受到严重影响。OFDM技术的应用能够有效避免上述影响，改善通信效果[4]。

3.2 智能天线技术

智能天线技术通信功能的实现需要应用智能天线来完成。从其本质上看，智能天线属于天线阵列的一种，其组成部分较为复杂。在通信过程中，受种种因素的影响，信号的传输过程会受到干扰，导致通信质量降低。智能天线技术在解决干扰问题方面具有较大的优势，通过各天线单元信号的共同作用，干扰问题将不复存在。

3.3 MIMO技术

MIMO（Multiple Input Multiple Output，多输入多输出）技术是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线进行传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发、多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍地提高系统信道容量。

3.4软件无线电技术

软件无线电技术是用现代化软件来操纵、控制传统的“纯硬件电路”的无线通信。软件无线电技术的重要价值在于打破了有史以来设备的通信功能的实现仅仅依赖于硬件发展的格局。软件无线电技术的出现是通信领域从固定通信到移动通信，模拟通信到数字通信之后的第三次革命。

4 结论

4G移动通信系统是当前最为先进的通信系统，这一通信系统解决了传统系统中存在的问题，不仅提高了通信质量，同时也扩大了业务量。4G移动通信系统的存在为各行各业的发展带来了极大的帮助。4G移动通信系统的各关键技术具有不同的优势，在对其进行应用的过程中，需要根据实际情况进行综合考虑。

[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（9）：298.

[2]杨伟超，武林俊，扈晓利，黄杰.4G移动通信系统最新发展及关键技术[J].福建电脑，2007（4）：31.

[3]林晓阳，陈晓畅，邱维超.4G移动通信系统的研究进展与关键技术[J].通信世界，2015（17）：92.

[4]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（9）：270-271.

Analysis of Core Technology in 4G Mobile Communication System

Li Yazhong

Guangdong Hai Ge Yi Chuang Technology Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510000

From 1G to 4G, China’s mobile communication technology has been leaps and bounds in recent years. 4G technology has been significantly improved both in terms of signal coverage and service capability, and has been widely used in various fields. 4G technology contains a variety of key technologies, technical characteristics and advantages are different, to discuss the level of its application to provide a guarantee to help.

4G; mobile communication system; core technology

TN929.5

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1009-6434（2017）02-0015-02