庞金龙

（黑龙江职业学院，黑龙江哈尔滨，150111）

4G移动通信的特点及关键技术分析

庞金龙

（黑龙江职业学院，黑龙江哈尔滨，150111）

近年来我国网络通信技术取得了较快的发展，特别是人们对网络通信速度要求不断提升的新形势下，2G和3G通信技术越来越无法满足人们对高水平通信技术的要求，在这种情况下，4G通信技术应运而生。4G通信技术不仅传输效率较为稳定上，而且传播速度非常快捷，具有人性化和智能化的结构，能够更好的为人们提供高水平的通信服务。4G移动通信技术有效的满足了人们对技术更新和功能体验的要求，成为当前移动通信的主流技术。

4G移动通信系统；特点；关键技术

随着科学技术的快速发展，现代信息技术取得了较快的发展，这有效的推动了移动通信技术的发展进程。目前移动通信技术已人最初的第一代移动通信系统发展到现在的4G移动通信系统。4G移动通信技术的应用，不仅有效的确保了多媒体业务和数据处理业务质量的提升，而且达到了非常快捷的通讯速度，给用户带来了更多多元化的体验，视频传输速度有效的满足了现代通信数据传输的要求，给用户带来了高质量和高平的移动通信服务。

1 4G的概述

4G作为第四代移动通信技术，其不仅集3G与WLAN于一体，而且视频图像和图像传输质量、清晰度等都得到了较大程度的提升，4G通信技术对设备的装置更加完善，给人们事定数了更多的便利性和价值性。在技术和应用上有了质的飞跃，由于4G移动通信技术对于所有的移动通信用户都具有较好的适用性，确保了商业无线网络、局域网、蓝牙、广播和电视卫星通信的无缝衔接和兼容，而且4G移动通信可以在小区、交通和互联网等多个方面上进行广泛的应用。4G 移动通信系统的网络体系结构如图 1 所示。

图1 4G移动通信系统的网络体系结构

2 4G移动通信系统的特点

4G通信技术的应用，不仅其安全性更强，而且传输速度得以大幅度的提升，传输效率更具稳定性，可以为用户提供更优质的智能服务，业务质量及灵活性都有了较大程度的提升，频谱利用率更加充分，具有3G技术所无法比拟的优势。

2.1 灵活性

4G移动通信系统其是以强大的智能技术作为主要的技术支撑，能够更好的确保信息资源分配的完成，在发送和接送信号过程中可以根据智能信号处理技术完成，而且不论信道条件有何不同，或是环境多么复杂信息都能够正常的进行发送和接受，对于通信过程中需要变换的业务能够有效的进行处理，确保其与通信标准相符合，其适应性、智能性和灵活性是其他技术所无法比拟的。

2.2 数字宽带技术

利用4G移动通信系统进行信号传输过程中，其所采用的传输波段多以毫米波为主，这样其产生的蜂窝小区则较小，对于用户容量的提升具有极其重要的意义。

2.3 多业务融合

4G移动通信系统可以支持各种多样化的移动业力，用户在任何位置都能够享受到高质量的移动通信信息服务，而且可以通过综合广播、信息系统、个人通信及娱乐等多种行业来为用户提供更方便、安全及广泛的应用及服务。

3 4G移动通信系统的主要技术

3.1 以IP为基础的核心网

在当前4G移动通信系统中，其核心网络则是一个基于全IP的网络，这样不仅能够更好的确保各端点之间IP业务传输能够得以较好的完成，而且可以与存在的PSTN和核心网共存，具有非常好的兼容性。不仅各接口能够实现与核心网进行连接，而且核心网可以将业务、控制和传输等分开，而且所采用的无线接入方式和协调与核心网络协议、链路层属于分离独立的状态，主要采用全分组方式IPV6技术，网络具有集成的特点，成本较低，而且不同网络之间能够实现无缝连接。

3.2 软件无线电技术

软件无线电技术属于一种开放式结构的技术，其是利用通用硬件平台，将标准化和模块化的硬件功能单元在经过这个平台，在软件加载方式的帮助下，从而完成各类无线电通信任务。其是利用模块化集居结构，利用适当的方法来进行编程，各先进模块能够与射频天线的要求无限的接近，在软件无线电技术庆用中，其具有非常好的适应性和灵活性，其主要涉及到DSPH、FPGA、DSP等，可以对多种接口方式的基站和多模式手机的连接起到较好的支持作用，可以对多种系统和标准进行顺利融合，在4G移动通信系统中应用范围非常广泛，特别是以软件无线电技术作为技术基础的基站，可以实现多个网络间的同时服务。

3.3 多址方案和无线接入方式

4G移动通信系统在CDMA、FDMA、OFDM、TDMA等多址方式中最有可能选择OFDM的多址类型，其主要优势包括：相邻小区和用户间不会发生干扰；不同信号间无干扰；可以完成较低成本的单波段接收机；不受多普勒频移和多径衰落问题影响等。较低的功率效率是OFDM的主要缺陷。近年来日本首次采用了VSFOFCDM的无线接入方式，其属于多载波CDMA类型，具有对多径干扰不敏感和高频谱利用率等优点。

3.4 无线接入网（RAN ）技术

近年来4G移动通信技术发展的速度较快，而且容量不断增加，成本得以进一步降低。目前在4G移动通信无线接入网技术发展过程中，电路交换开始向基于IP分组交换的方向发展，设备分集也开始不断向网络分集方向发展。在这种网络架构形式下，有效的确保了3G、4G、WLAN 与固定网间漫游的实现，对下一代因物网的建设起到了积极的意义。无线接入网（RAN）技术网络架构如图2所示。

图2 网络系统架构

3.5 高性能接受机

4G移动通信系统对接受机的要求较高。Shannon定理为我们指出了在带宽固定的信道中要完成容量为C的可靠性传输所需的最小的SNR数值，因此，在4G移动通信系统中，要在同等带宽上完成20Mbps的数据传输速度，则SNR值至少为12dB，由此可以看出，4G移动通信系统需要更高性能的接收机。

3.6 无线电增强技术

为了能够更好的增强无线电覆盖的范围，确保无线电容量的提高，则可以通过得合同多天线技术来实现无线电增强技术。通过多输入多输出技术来确保接收和发射分集的实现，也可以利用2个或是4个天线来完成发射分集工作。为了能够确保获取更好的分级性能，可以通过利用频率分集、极化分集、时间做好计划做和空间分集等多项分集技术来实现。

3.7 MIMO和智能天线技术

4G移动通信系统利用MIMO天线系统进行空间分集，由于其可以同时采用四个天线来完成接收和发射分集，所以对于降低多址的干扰影响具有非常好的效果。同时智能天线又能够有效的对信号干扰进行抑制，具有自动跟踪和数字波束调节等多项功能，利用智能天线成形波束，可以有效的增强特殊范围内的信号，有利于信号质量的先导产业在，增强信号传输的质量。利用智能天线来可以实现上行波束赋形。另外智能天线中的机站可以在不同用户之间构成一个定向波束，这不仅有得盱基站发射功率标准的减北，面明对降低小区内其他用户的多址影响具有非常重要的作用。

4 结束语

目前我国通信行业加大了对4G通信技术的研发力度，这不仅能够更好的满足人们对生活和工作高标准的要求，而且是当前我国通信技术发展的必然选择。目前我国一部分人已开始应用4G通信技术，而且应用的趋势也在不断的扩大，在应用过程中4G移动通信技术的优势和特色得到了较好的发挥。目前随着通信技术研究人员的不断努力，4G通信系统的一些关键技术已取得了较大的突破，部分用户一些更高的需求和体验得以满足，使其在服务人们工作和生活中发挥着非常重要的意义。

[1] 谢景贤.4G通信技术的创新与发展[J].信息通信，2012（35）：57-58.

[2] 孙威.4G移动通信关键技术浅析[J].科技致富向导，2011（10）：61-62.

[3] 郭鑫.第四代移动通信（4G）关键技术[J].中国新技术新产品，2011（14）：74-75.

The characteristics and key technologies of 4G mobile communica tion

Pang Jinlong
（Heilongjiang Career Academy，Heilongjiang Harbin，150111)

In recent years,the network communication technology of our country has made rapid development, especially the people of network communication speed requirements continue to increase under the new situation,2G and 3G communication technology and increasingly unable to meet the people's requirement of high level communication technology,in this case,4G communication technology arises at the historic moment.4G communication technology not only transmission efficiency is relatively stable,but also the speed of communication is very fast,with the structure of human and intelligent,can better provide high level communication service for people.4G mobile communication technology effectively meet the people's requirements for technical updates and functional experience,and become the mainstream of mobile communications technology.

4G mobile communication system;feature;key technology