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摘要：
文章分析了4G-LTE通信網絡架構，并以電力移動通信專網為例，探討了4G-LTE技術在移動通信工程中的應用情況，包括通信系統結構、4G-LTE覆蓋方式及應用效果。
關鍵詞：
4G-LTE；移動通信；應用；工程
4G-LTE技術具有信道頻譜寬、目標速率快、多網絡傳輸及接口開放等特點，能夠與2G、3G網絡實現平穩對接，有助于節省通信系統升級成本。4G-LTE被引進商用網絡后便獲得了迅猛發展，普及速度遠超3G[1]。本文解析了4G-LTE技術在移動通信工程中的應用情況，旨在提高通信工程運行質量。
14G-LTE通信網絡架構
4G-LTE網絡包括EPC、E-UTRAN兩部分，EPC的構成部分包括PCRF、PGW、SGW及MME，E-UTRAN中有多個演進型eNodeB，X2接口可連接各個演進型eNodeB，利用4G-LTE技術組建通信網絡時通常將S1接口作為E-UTRAN部分及EPC部分的連接通道。與3G網絡相比，4G-LTE網絡中的EPC部分為分組域，具有分組功能，核心網中無電路域CS，傳輸VoIP業務的載體為IMS系統。4G-LTE通信網中的SGSN功能由SGW及MME共同實現，GGSN功能則由PGW實現，在通信網絡傳輸信息時，核心網中的EPC可以實時分離用戶面、控制面，避免SGW部分的用戶面與MME部分的控制面互相干擾，同時有利于3G通信網與4G-LTE通信網實現融合[2]。E-UTRAN部分的SGW實體、核心網MME及eNodeB實體具有的功能與3G通信網的RNC網元相似，但eNodeB的工作方式為Mesh，接口為X2，采用X2接口連接各個eNodeB實體可預防出現分組丟失問題，SGW作為4G-LTE通信網絡中的接入網關及邊界接點，還具有管理無線接入、調度移動接入等功能。4G-LTE通信系統中的HSS部分可為IMS、UMTS及核心網提供數據支持服務，采用Cx接口連接IMS、HSS，通信協議為Diameter；采用Gr/Gc、C/D接口連接3G核心網、HSS，通信協議為MAP；采用S6a接口連接EPC、HSS，通信協議為Diameter。4G-LTE通信網絡架構以3G-LTE為基礎，但4G-LTE網絡結構可以減小延遲，能夠實現分散管理，相對于3G網絡架構而言，是一項重大的技術性突破。
24G-LTE技術在移動通信工程中的應用
2.1通信系統結構
本文以電力系統所使用的移動通信專網為例，說明4G-LTE技術在移動通信領域中的應用情況及應用效果。移動通信專網的主要作用為監測電網中的電能供應質量，為智能化管理電網業務提供通信保障。為了滿足快速、準確傳遞監測數據的要求及保證電能監測深度、廣度符合電網業務的智能化管理要求，在設計通信網絡拓撲結構時結合了樹型結構、網型結構，確保在增加節點時無需進行復雜計算便可以遠程發送或接收相應的監測數據[3]。監測系統分為三部分，即監控中心、通信網絡及信息采集終端，采集終端包括便攜式終端及在線監測終端，采集終端通過CT信號與PT信號向通信網傳輸信息，連接移動收發點與通信系統兩端的串行接口為RJ45、RS232，根據現場情況設置4G-LTE路由器。通信網絡中的4G-LTE可同時支持FDD-LTE格式及TD-LTE格式，以PPTP協議完成點對點傳輸，加密傳輸協議為VPN，通信網絡中的服務器可提供數據庫、通信及WEB服務，數據傳輸格式為PQDIF，傳輸協議為IEC61850。
2.24G-LTE覆蓋方式
4G-LTE網絡引入了MIMO多天線及大寬帶技術，為實現連續覆蓋，在室內應用了PRRU覆蓋方案，PRRU覆蓋的組網方式較為靈活，在業務量較少時利用多個PRRU進行組網能夠減少切換及干擾，在業務量較多時，可用PRRU建立熱點、分裂小區，進而有效增加傳輸容量。為滿足室內傳輸的載波聚合需要及在4G-LTE網絡中傳輸海量數據，在PRRU室內覆蓋方案中運用了降采樣及IQ壓縮技術[4]。PRRU中的干擾協同分為微微間干擾協同、宏微間干擾協同兩種形式，為避免微小區、宏小區之間的PRRU互相干擾，需要在宏站信號較強的BBU中接入PBridge，如微小區與微小區之間的PPRRU產生互相干擾問題，則在4G-LTE通信網絡中運用CompCS技術錯開時頻域，并合理調度通信資源及提升通信網內部的傳輸容量。在室外覆蓋方面，4G-LTE通信工程中的信號基站包括小基站及宏基站，以保證4G-LTE信號可以實現全面覆蓋。
2.3應用效果
在三種調制方式下測試了移動通信專網的覆蓋能力，測試天線掛高30m，在64QAM調制方式下4G-LTE系統的覆蓋半徑為4.87km，在16QAM調制方式下4G-LTE系統的覆蓋半徑為7.63km，在QPSK調制方式下4G-LTE系統的覆蓋半徑為10.69km。在傳輸速率方面，基于4G-LTE的通信工程應用了載波聚合傳輸技術，聚合離散信道后統一分配載波，由此提高寬帶傳輸速率。同時可以根據配電專網的業務需求及時調整寬帶聚合程度及決定是否進行聚合傳輸，從而充分利用及靈活使用寬帶頻譜資源，經測試通信工程頻譜效率最高可達到2.7bps/Hz，下行峰值為8Mbps，上行峰值為19Mbps。進行64QAM調制時，上行傳輸均值為2.57Mbps；進行16QAM調制時，上行傳輸均值為1.25Mbps；進行QPSK調制時，上行傳輸均值為1.07Mbps。應用4G-LTE移動通信專網能夠有效解決特定節點傳輸的數據量過少、節點數量過多及過于分散等問題，能夠充分發揮光纖設備及無線設備在網絡監控、信息采集中的輔助作用，提升了配電網的智能化管理水平。另一方面，應用4G-LTE移動通信專網后，優化了信息采集終端的接入方式，加大了信息傳輸量，縮短了傳輸時間，同時擴大了通信專網的覆蓋面及降低了通信網絡的運行成本。
3結語
綜上，4G-LTE技術推動著通信工程的迅速發展，在通信工程中應用4G-LTE技術能夠優化調度傳輸功率、頻率等，大幅提高移動通信質量，降低通信成本及擴大通信網絡的覆蓋范圍，因此4G-LTE技術有著廣闊的發展前景。目前4G-LTE技術的市場需求在不斷擴大，要注重優化通信工程領域的4G-LTE技術，使4G-LTE技術能夠滿足更多用戶的需求。此外，要注重整合載波聚合及VoLTE等關鍵技術，在應用4G-LTE技術的過程中實現不斷完善，以有效發揮4G-LTE技術的作用，并在用戶數量增長的情況下保障通信網絡穩定運行及降低通信網絡運維成本。
作者：汪子云 完顏紹澎 單位：南京南瑞集團公司信息通信技術分公司
參考文獻：
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第二篇：4G通信工程技術要點探討
摘要:
目前我國已經進入了信息化時代,人們對通信技術的要求也在不斷的提高,3G通信技術已逐漸無法滿足人們對信息傳遞的需求,因此4G通信技術應運而生。4G通信技術不僅繼承了3G通信技術所有的技術優點,同時由于其是改造了3G通信技術后得到的通信技術,因此4G通信技術在通信效率以及質量等方面都遠遠優于3G通信技術。本文就4G通信技術進行簡單的分析,并以此為切入點對其進行深入的分析和了解,希望能夠為我國4G技術的發展做出一定的貢獻。
關鍵詞:
4G通信工程；通信技術；要點
1簡析4G通信技術
目前我國基本實現了4G通信技術的普及。4G通信技術的一大優點就是通信速度有著質的飛躍,主要體現在以下兩個方面:首先上傳速度是寬帶撥號速度的2000倍,且速度能夠達到20兆位每秒;其次下載速度能夠達到100兆位每秒。這兩個方面速度的提升不僅為網友的提供了更加的上網體驗,同時也能夠滿足用戶的對通信不斷提高的需求。
2探究4G通信工程技術的優點
2.1速度快
對于4G通信技術而言,其最大的特點就是通信速度的增長,不僅大大提高了我國通信技術的通信速度,同時也為用戶上網帶來了更佳的體驗。我國第一代通信技術只有語音系統,而第二代通信技術的傳輸速率極低,只有10kb/s這樣,雖然在第三代通信技術中的傳輸速率提高到了2Mb/s,而4G通信的速度高達10Mb/s,最高可到100Mb/s,在大大提高了人們上網速度的同時,也為促進了經濟的增長。
2.2具有較高的智能性
4G通信技術由于具備較高的智能性,因此受到了我國人們的廣泛歡迎,4G通信技術的智能性最常見的表現就是人們生活常見的4G手機上。當前人們使用的4G手機在具備完善功能的基礎上,還配備了較高的智能性,4G手機能夠根據用戶的操作指令及時準確的做出反應,同時根據實際的操作對用戶的通信環境和情況加以分析,并將結果反饋到手機中。與此同時,4G手機還能根據相關的資料對用戶的操作進行提醒,將用戶操作的正確性反饋給用戶。此外作為移動上網的工具4G手機能夠讓人們減少對菜單和鍵盤的依賴性,并進一步提高了人們上網的自由性。
2.3具有較高的兼容性
通常我們將硬件與軟件之間的配合程度稱之為“兼容性”。傳統的通信技術兼容性差,而目前我國兼容性最佳的通信技術就是4G通信技術,我們甚至可以說,4G通信技術的出現是我國通信技術發展的一個新的里程碑。然而想要進一步推動我國4G通信技術的發展,則必須對傳統的或者新研發的通信產品進行過渡,從而實現4G通信技術兼容性的提高,進而減少新舊產品之間的沖擊力,確保4G通信技術的通信速度。作為3G通信技術的升級,4G通信技術無論是在通信速度上還是在通信效率方面都遠遠高于3G通信技術,同時4G通信技術還能為人們提供更好的上網服務,并在一定程度上減少了用戶上網過程中遇到網卡、速度慢的問題,確保用戶的上網需求。
34G通信工程的技術要點分析
3.1OFDM技術
4G通信技術中的正交頻分復用技術,人們也把其稱之為OFDM技術,該技術能夠將信道劃分為多個正交子信道,并在這些子信道中將傳輸數據信號轉換為并列的低速子數據流進行傳輸,不僅大大增加了數據在傳輸過程中的抗衰弱能力,同時也有效減緩了通信信道的衰落速度。因此人們將OFDM技術作為4G通信技術中最重要的技術看待,其不僅能夠提升通信系統的工作質量和效率,同時也在提高通信系統抗干擾能力方面發揮著重要的作用。
3.2SA技術
除了上述的OFDM技術外,智能天線技術也是4G通信技術中重要的組成部分,人們將智能天線技術成為SA技術。該技術的工作原理主要是在通信的過程中,在空間中通過數字信號處理技術中產生的指向性波束,讓陣列主瓣更加準確快速的到達信息指定的方向,而旁瓣或者零陷則分別對準干擾信號的方向,不僅實現了移動用戶信號空域信號接收的最大化,同時還有效的抑制了干擾信號。從此可以看出,該技術的主要功能有兩個,一是自動跟蹤數字波束二是抑制信號干擾,其也是4G通信技術發展過程中發揮著重要的作用。
3.3SDR技術
4G通信技術中的無線電廣播通信技術也被人們稱為SDR技術,該技術的實現并不依靠硬件的連接,而是在軟件中實現無線通信協議的定義。簡單來說,就是該技術能夠通過軟件下載和更新來有效實現使用過程中頻帶或者空中接口等協議和功能的升級,同時不需要進行硬件更新,不僅提高了4G通信技術的使用效率,同時大大降低了用戶通信的成本。對于4G移動通信技術來說,SDR基礎不僅是其微電子技術的基礎,同時還能通過開放性的平臺為4G移動通信技術的升級帶來更大的便利,并優化相關的配置,為構件通順硬件平臺提供了良好的條件。同時該技術還能實現多方運營的同時介入,提高4G移動通信技術運行的效率。
3.4ipv6技術
ipv6技術地址長度為128位,其最大的地址,數為2128,而傳統的ipv4技術地址長度為32為,最大的地址數為232,因此ipv6技術與ipv4技術相比,其最大的技術優勢在于具備了更大的地址空間,不僅解決了ipv4技術中ip地址小的問題,同時能夠為通信網絡中的所有設備提供一個全球的地址。此外,由于用戶在使用ipv6技術網絡過程中,能夠加密和校驗網絡層中的數據,因此其網絡的安全性和保密性也大大高于ipv4技術的安全性和保密性。與此同時由于ipv6技術中對頭部格式進行了優化,將選項和基本頭部進行了區分,實現了將選項插入到基本選項和上層數據之間的功能,因此有效的簡化了路由選擇的過程,進而提高了用戶使用網絡的便捷性。基于此,我們可以知道ipv6技術的研發不僅大大提升了IP技術的服務級別,同時由于ipv6技術具備可移動性,因此還能保障移動通信設備在移動過程中的通信質量。
4結語
隨著信息時代的發展,我國科技水平的提高,4G通信技術已經逐漸深入人們的生活中,實現了基本的普及。而4G網絡的優勢和功能在滿足人們日益提高的需求的基礎上,還為我國經濟的發展帶來了巨大的動力,相信在不久的將來4G移動通信技術還能取得更大的發展,為人們的生活帶來更多的便利和改變。
作者：鄭振軍 單位：公誠管理咨詢有限公司第四分公司
參考文獻
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第三篇：4G通信工程技術要點及應用
【摘要】
近些年來，我國的通信行業取得了很大的進步，隨著網絡技術的不斷發展，原有的2G、3G等技術已經無法滿足人們的需求，使得通信工程的發展陷入僵局，因此，將原有通信工程各項技術進行完善成為研究人員的重點工作內容，而4G技術也應運而生，這種新的技術在速度及服務質量等方面表現的更加出色，因此具有較大的研究價值。
【關鍵詞】
4G；通信工程；技術；要點；應用
隨著現代科技的進步，我國的通信技術較過去相比產生了巨大的變化，經過長時間的發展，通信技術實現了多次的更新換代，如今，4G的通信工程技術已經逐漸將3G技術取代，成為人們應用的主要通信技術，這種技術的應用使網速得到了大幅度的提升，滿足人們迅速瀏覽信息的需求，同時，也為人們提供了比較穩定的通訊，使人們享受到更優質的通信服務。
14G通信工程技術的概述
通常來講，4G技術是由移動通信與第四代的移動技術向組合而成，與此同時，4G技術主要是在3G通信和無線局部網兩項技術基礎上，將優點進行有效的綜合，確保4G技術具有更多優勢。而通過4G技術相互之間進行視頻的傳輸，在質量方面已經達到高清電視的標準，因此，在視頻傳輸上客戶會優先選擇4G技術?，F階段，我國已經逐漸邁向4G時代，并且在運用4G技術之后，正常下載的速度從原有基礎上提高到100Mbps，上傳速度更是加快到20Mbps，在這些速度方面的提高，使撥號上網已經達到兩千倍，進而方便了客戶更好的使用。
24G技術的特點以及應用發展
（1）速度產生了質的飛躍。在通信行業的市場競爭中，人們最關注的是網速，傳統3G或2G等技術的網速和4G技術完全無法同日而語，各大運營商將4G技術進行應用，解決了傳統通信行業中網速慢等方面的問題，從而更好的適應人們如今的生活節奏。
（2）通信更加智能。人們在通過手機等移動設備進行網絡操作時，4G技術豐富了設備的各種功能，人們可以使用這種技術獲取所需的信息，同時，改善了人機交互界面，使人們可以對所需的信息進行快速的獲取，減少了很多不必要的操作步驟，為人們的使用帶來更多的方便，實現隨時隨地對各類信息資源的快速閱覽。
（3）兼容性較好。在進行通信行業的更新換代操作時，人們可以通過4G技術較好的兼容性減少革新的阻力，例如，更換4G的手機卡時，原有的3G設備也可以對其進行正常使用，通過這種方法，人們在真正需要使用4G網絡時，只需要更換4G設備即可達成目的，讓使用者能夠使用較少的金錢完成3G向4G的過渡。
34G通信工程中的技術分析
3.1OFDM通信工程技術
OFDM技術可以稱之為4G技術的靈魂，對4G技術的整體發展具有很大的影響，這種技術將信道進行劃分，然后將信息的信號通過這些平行的信道進行傳遞，而且，使用這種技術可以提高信息傳遞過程中的抗衰減能力，使信號衰減的速度減緩，同時，此技術可以排除掉信號干擾，使信號的接收方可以在較短的時間內接收到完整、準確的信號，保證通信工程的質量。OFDM又稱之為正交頻分復用技術，在MCM技術中OFDM屬于其中的一種。OFDM工作原理是把無線信道劃分為多個子信道，而在無線信道內，信號數據是以高速串行運動姿態進行具體的傳輸?，F階段，OFDM技術已經被廣泛的應用，主要是由于其具有以下幾個特點：①在頻譜中，OFDM信號具有較高的利用率，它能無限接近極限值，要比傳統串行系統高出一倍多；②在相同的速率下，OFDM信號在時間長度方面，要遠遠超過單載波系統信號，是因為OFDM在信道衰落、脈沖噪聲內所表現出較強的穩定性，所以，OFDM技術可以確保4G通信具有良好傳輸能力；③4G最顯著的優勢在于信息可以快速的傳輸，而OFDM存在一定的自我調節能力，能對4G信號進行相應的自我調制，使系統可以優先在信道好的條件下進行信息傳輸。
3.2SDR通信工程技術
無線電又可以稱之為SDR，而SDR相比較而言，其主要是將軟件作為核心內容，利用軟件技術，使無線電臺的每項功能得到充分的發揮。因為SDR屬于軟件系統，所以，SDR具有其他硬件系統所沒有的特征，一方面，可以通過軟件編程模式，使SDR具備較強靈活性，不僅是拓展業務，還是在環境的分析方面，只要將SDR編程方式進行相應的改變，都可以完成這些工作；另一方面，在硬件技術這一前提下，將SDR進行模塊化，可以改善軟件無線電正常的使用時間，進而延長使用壽命。SDR通信工程技術的閃光點是其以軟件技術為主，在各個模塊進行工作時，軟件技術的應用為其帶來更多的便利，例如，人們只需要下載一些應用程序即可以實現頻帶等功能，然后，人們可以對這些程序進行不斷的更新，對通信方面的功能進行擴展和改進，相反，如果人們將SDR技術的核心設計為硬件技術，在對各方面的功能進行擴展或改變時，更換硬件顯然會提高企業的成本，同時在操作上較軟件相比難度更大。以軟件為主的SDR技術具有兩個主要屬性：①人們可以通過程序的編寫對軟件的各方面功能進行完善，輕松的實現各種擴展功能；②當人們對硬件進行更換時，可以將換件部分獨立分離，對其進行相關的操作，而這種方式對軟件方面的負面影響較小，能夠保證軟件的長久使用。
3.3SA通信工程技術
在通信工程中，人們將SA技術應用到基站中，而SA技術中的智能天線具有兩向性，可以對方向性進行掌握，因此被人們廣泛的應用到4G通信工程中，其原理是通過編寫代碼的方式獲知方向性。此外，這種技術產生的鏈路可以將移動臺與基站現場進行聯系，同時通過這種技術也可以獲知鏈路自身的方向性。SA技術的應用可以修改相位、權數等，從而使陣列的方向圖發生變化，此外，人們可以將具有同一頻率的天線記錄下來，便于人們在日后對其進行重復使用。人們劃分信號時，可以按照實際的空間進行多址劃分，同時，這種技術根據用戶的改變進行移動，使發射功率最小化，并增加天線的發送及接受率，在進行SA通信工程技術的使用過程中，人們可以改變其參數，將信道與通信參數進行統一。
3.4Ipv6通信工程技術
地址空間較大是這種通信工程技術的重要屬性，其具有一百二十八位的地址長度，因此具有二的一百二十八次方個地址，而ipv4通信工程技術中，僅僅有三十二位的地址長度，因此僅有二的三十二次方個地址，從二者之間人們可以清晰的看出，ipv6的通信工程技術更具優勢，其地址數量遠超后者，甚至可以為所有網絡內的設備提供一個地址，使人們可以有足夠的IP地址進行使用。安全性較好是ipv6通信工程技術的第二個屬性，通常情況下，人們會將加密技術與ipv6通信工程技術一起使用，這種方式可以在很大程度上提高網絡信息傳遞的可靠性。在應用ipv6通信工程技術時，人們改變了傳統頭部格式，減少了選擇路由的步驟，較ipv4通信工程技術相比，ipv6技術可以為人們的通信提供更加優質的服務，而且由于ipv6技術中的可移動性這一特點，使人們自身發生移動時，不會對設備的通信語音及通信畫面等方面的質量產生過多的負面影響。
4結束語
隨著研究人員對通信工程中各項技術的深入研究，在網速方面已經有了很大的提高，如今，人們對移動設備的網速及通信質量等方面有了更高的追求，4G技術的應用恰好可以為人們提供這些服務，為人們的日常生活帶來更多的方便，因此，這種技術已經被人們廣泛使用，而且，在不久的將來，4G技術也必將實現技術上的突破，達到更高的水平。
作者：莊倩 單位：廣西通信規劃設計咨詢有限公司
參考文獻
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