广西南宁 530000
摘要：自2013年12月4日，三大运营商由工信部正式颁发TD-LTE牌照后，中国4G的发展在2014年可谓进入大跃进模式。1月份，中国移动发布国内第一个4G资费方案；2月份，中国电信正式开始对4G进行商用；时隔一月，联通也陆续开启了4G商用；而后，中国移动略微下调了4G资费；工信部在6月份准许中国联通和电信在全国多个城市开展TD-LTE/LTE FDD的混合网络组合实验。这些不可改变的历史都提醒着人们，属于新型高速网络4G的信息时代已经正式来临了。
关键词：通信工程；技术；应用
一、4G 通信的基本概念
4G移动通信技术，即第四代移动通信技术，主要指建立在无线通信网络上，能够体现更高速数据传输、更高抗干扰机能、更强兼容速率的移动信息通信技术。4G移动通信技术的商化运营有着现实的推广意义，不仅会给通信行业吹来改革之风，也将优化用户的通信体验。毫无疑问，4G通信定会是一个比3G通信更为完美的新无线世界，它将来创造出的应用都将会是消费者难以想象的。4G移动通信技术的商业化运作，不及你会给通信行业带来改革，也将优化用户的通信体验，具有实际的推广意义。
二、4G通信的性能与特点
4G可分为广带接入与分布网络，有着超过2MB/s的数据传输能力，数据率远超UMTS，成为支持高速数据率连接的理想模式，上网速率最高可以达到100MB/s，并且有着在各种速率间的自行切换能力。4G集成了多种功能，可在不同的无线平台和跨越不同频带的网络运行中提供无线服务，可提供超过3G技术50倍以上的上网速度，还可实现三维图像的高质量传输。
目前我国的4G主要有以下几大优势：通信速度快、通信灵活、网络频谱宽、智能性能高、频率效率高、兼容性良好、提供增值服务、提供高质量通信和费用便宜等。这些优势在我们任何人使用4G网络时都有所体现。虽然4G手机用户在全国范围内都可以进行移动通信是理论上讲得通的，但是由于缺少比较统一的国家标准，各种移动通信系统彼此排斥，对此情况手机用户也感到有诸多不便之处。因而，世界各大通信厂商会一直在争论不休的问题也就是4G网络标准多、技术难、容量受限、市场难以消化、设施更新慢、无线通信网络变得越发复杂等缺陷所在
三、4G移动通信系统中的关键技术
1.正交频分复用（OFDM）技术
OFDM技术属于多载波调制技术，利用多载波进行信号的传输及接收，是4G局域网中的一个关键技术。此技术拥有较高的抗干扰能力，可以使信道多径效应下频率选择性衰弱及编码间容易串扰的问题有效解决，从而使整个局域网性能得到有效提高。OFDM技术在应用过程中需要相应配套技术（比如良好的放大器）作为基础，因为OFDM在应用中所释放出的子信号会经常出现叠加，信号瞬功率大，因此发射机中放大器必须拥有良好线性，才能满足需求。可以说OFDM技术在无线局域网中的设计思路主要为：固定频段中，系统对所设置的信道进行细致划分，分成多个正交子通道，并利用窄带调制这一技术，使高速串行数据的传输速率得到降低，并转化为低速子数据流，并将转化后信号利用子载波进行进一步调制转换，最终让他们实现正交关系，得以传输。
2.智能天线技术
我们所说的智能天线属于一种安装在基地现场的双向天线，在固定天线单元设置有能够编程的电子相位关系，可以在此基础上获得基地及各个移动塔台间链路的方向。4G局域网中，无线电信号向用户发出空间的定向波束，在天线阵元信号加权相位下，利用幅度变化使阵列方向波形改变，并将这种天线的阵列方向图的主瓣同用户信号接收方向对准，抵抗侧向多径凋零，抑制干扰信号，是信号信噪比有效提高，能够将不同射方向下的反射波及直射波都能识别出来，是整个局域网通信性能获得整体改善提升。
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3.多出多入（MIMO）技术
MIMO技术是在基站设置多个天线，为整个局域网系统提供空间上的复用及分集。能够在多个不同子信道上发射信号，天线的数量越多，空间传播多径分量越大，容量线性也就越强。同时在分集发射及接收下，空时码可以讲编码及分集增益实现，使无线信道容量增加，范围扩大，性能获得了有效提升
4．定位技术
定位是指移动终端位置的测量方法和计算方法。它主要分为基于移动终端定位、基于移动网络定位或者混合定位三种方式。在4G移动通信系统中，移动终端可能在不同系统（平台）间进行移动通信。因此，对移动终端的定位和跟踪，是实现移动终端在不同系统（平台）间无缝连接和系统中高速率和高质量的移动通信的前提和保障。
5．切换技术
切换技术适用于移动终端在不同移动小区之间、不同频率之间通信或者信号降低信道选择等情况。切换技术是未来移动终端在众多通信系统、移动小区之间建立可靠移动通信的基础和重要技术。它主要有软切换和硬切换。在4G通信系统中，切换技术的适用范围更为广泛，并朝着软切换和硬切换相结合的方向发展。
6．新的调制和信号传输技术
在高频段进行高速移动通信，将面临严重的选频衰落。为提高信号性能，研究和发展智能调制和解调技术，来有效抑制这种衰落。例如正交频分复用技术（OFDM）、自适应均衡器等。另一方面，采用TPC、Rake扩频接收、跳频、FEC（如AQR和Turbo编码）等技术，来获取更好的信号能量噪声比。
四、4G技术的应用
在当前移动通信中，可以应用4G 移动通信技术，实现文字、图像、视频、声音的高速传输，满足不同种类、类型业务的技术需求，同时，在多点通信方面，4G移动通信技术也实现了对手机、计算机以及互联网之间的相互通信，并具备自由通信、多点控制通信的功能。我国目前在4G移动通信技术的应用方面，与发达国家相比还存在一定的差距，仅仅是将4G推广到手机业务中，并不能实现4G移动通信技术的良性循环发展，在智能化与人性化方面还存在欠缺，只有不断深入研究4G移动通信技术开发工作，实现4G移动通信技术向良性循环方向发展。利用智能天线技术，整合各种通信网络整合，并可以通过全兼容移动通信方式，确保互联网、局域网、电话网络的多网合一，实现“云通信”、“云共享”服务。
4.1 高智能终端
4G手机已不再是单纯地用来打电话或发短信了，未来4G手机应该算得上是一台掌上电脑。4G通信将使人们不仅可以随时随地通信、通话，还可以快速地下载或者传递各种富含信息量的电子图片、文字、视频，素昧平生的一群人在网上联机打游戏也是常见之事。4G更高的智能性使得4G通信的终端设备也就是智能机的设计和操作具有智能化和简便化，大大降低了操作难度。更令人叹服的是，4G手机可以完成人们往常想都不敢想的事情。例如4G手机可以利用方便快捷的网络力量直接把资料下载到手机里面，然后把目前的票价、座位情况或者销售量显示得一清二楚，大家可以根据这些有用的信息来选择在线购买自己满意的电影票、旅游门票、KTV票甚至是餐票、火车票、飞机票。
4.2 高质量的多媒体通讯
未来的4G通信将能满足在覆盖范围、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务等多种让人们心满意足的需要。4G提供的无线多媒体通信服务将包含语音、数据、影像等大量信息透过宽频的信息通道传输出去，无论你身处何方，不管利用何种屏幕，都能够获得同样高质量的体验和服务。这种高质量的多媒体通信在经过一系列严格的测试和审核以后，最终还被决定应用在未来的军事之中。4G技术的高带宽、高传输速率、全IP结构和支持多种新业务等特点可成为完善战役战术通信网系的重要依据。4G为指挥人员、后勤支援以及战斗勤务提供语音、数据、短信和视频等服务，满足未来战争复杂的综合应用要求。
五、结语
综上所述，移动通信在发展上继承性强，因此，在建设4G通信网络系统时，通信运营商们将考虑直接在3G通信网络的基础设施之上，采用逐步引入的方法，使移动通信技术从4G逐步代替3G。这种技术应用对全球通信技术来讲意义深远，能使人们生活速度及质量得到有效提升。
论文作者:张云
论文发表刊物:《基层建设》2016年4期
论文发表时间:2016/6/13
标签：技术论文; 通信论文; 移动通信论文; 信号论文; 终端论文; 天线论文; 移动通信技术论文; 《基层建设》2016年4期论文;