4G移動通訊網絡技術研究

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4G移動通訊網絡技術研究

摘要:

隨著網絡技術的發展,人們對于網絡通訊技術的要求越來越高,從之前的2G、3G到現在的4g,我國的移動通訊網絡技術得到快速的發展。4G全稱是第四代移動通訊技術,與2G、3G技術相比,4G技術的運行速度更快,具有超高速的數據傳輸能力,是我國未來移動通訊技術的發展趨勢。筆者首先對移動4G通訊技術的發展現狀和發展特點進行簡要說明,其次對于核心關鍵技術進行分析,最后指出移動4G通訊技術的發展前景。

關鍵詞:

移動4G;通訊技術;網絡

1前言

近年來,隨著科學技術的發展,智能手機、平板等工具的出現使得人們對于網絡技術的要求更高,其中發展最快、受到人們關注度最高的就是移動4G通訊技術。我國調查機構的調查顯示,我國移動4G用戶已超過四億人,與使用3G網絡技術的用戶相比增長了75%,這主要是由于4G通訊技術的數據傳輸速度更快。與3G技術相比,4G通訊技術的下載速度與視頻清晰度更高,更能滿足人們對于網速的需求。但是就目前而言,4G通訊技術雖然彌補了3G技術的部分不足,但其自身在發展過程中仍然存在著一些問題,需要技術人員不斷研發和完善。

24G通訊技術

2.14G通訊技術的發展現狀

4G也就是第四代移動通訊技術,與2G、3G技術相比,第四代移動通訊技術的通訊速度更快,而且擁有較強的靈活性與兼容性以及網絡頻譜極寬的特點,可以隨時隨地接入,方便用戶使用[1]。在移動3G通訊技術的基礎上,我國的移動4G通訊技術已取得一定的成果,與3G技術相比,4G技術的數據傳輸速度更快,用戶不僅可以使用3G的快速發送文字和進行視頻等功能,而且4G技術的下載速度與視頻清晰度更高,還可以進行多點控制,從而實現數據傳輸速度的大幅度提升。就目前的技術環境而言,我國的移動4G通訊技術由于起步比較晚,用戶的使用面積比較廣,很難實現,全面覆蓋,因此我國應加大研發力度,在目前的移動4G通訊技術發展的基礎上,針對不足之處如通訊的標準、網速穩定性以及IP問題進行深入研究,降低問題的出現概率[2]。

2.24G技術的優劣勢

其一,4G通信網絡技術的優勢。隨著我國社會經濟的發展,各行各業對于網絡技術的要求越來越高,如銀行業務等。為了滿足人們對于網速快速提高的需要,4G通信網絡技術應運而生。根據我國最大的網絡供應商的數據反饋可知,4G技術傳輸數據的最高時速可以達到100Mbps以上。除此之外,4G通信網絡技術的兼容度比較高。在3G網絡技術的使用中用戶發現,3G網絡技術的網速遠遠低于國際平均標準、通信質量不佳,并且在一些信號較差的地區,根本無法使用。在此基礎上發展而來的4G通信網絡技術,成本要遠遠低于3G網絡技術,但是其中卻包含了許多尖端技術。4G通信網絡技術的出現解決了3G網絡技術的通信質量不佳等問題,同時采用切換技術、定位技術、軟件無線電技術等多種技術的4G通信技術的通信質量和通信頻率較第二代和第三代有了大幅度的提升,即使在多人同時使用的情況下,依然能保證下載速度和視頻的清晰度[3]。其二,4G通信網絡技術的劣勢。雖然4G網絡技術傳輸速度甚至可以達到100Mbps,但是由于使用用戶過多,網速的總體容量還是比較有限的。一旦當同一時間使用4G網絡的用戶過多,那么用戶的下載速度以及傳輸效率就會下降。從某種程度來說,4G網絡技術的優勢就在與其高速的傳輸速度,一旦這個優勢不再,4G網絡技術也就沒有市場的核心競爭力。同時,從第三代移動通訊技術到第四代移動通訊技術,網絡技術更新速度極快,與此相對的是,使用設備如智能手機、平板等工具更新換代的速度比較慢,這也就使得網絡通信落后于網絡建設。

34G移動通訊網絡技術

3.1核心技術

3.1.1OFDM技術

與其他移動4G通訊技術相比,OFDM技術的使用頻率比較高,也比較常見。OFDM技術實際上就是將高速的數據進行重新分配與變換,將其分配到速度比較低的通道內進行傳輸,從而降低碼的串擾程度,進而減少環境信道頻率衰弱的問題,同時將信號分割成多個子信號進行傳輸。雖然OFDM技術在使用過程中比較方便,但是依舊存在功率不高、運行過程和運行系統比較復雜的情況。

3.1.2智能天線技術

智能天線技術是以天線原理為主要使用原則,采用數字化信號處理方式的新型技術,它可以將天線波束中的傳輸信號與用戶信號進行對接,從而降低由于信號擴充或者信號干擾而導致的信號問題,同時該通訊技術也可以擴大網絡運行系統的容量,改善信號干擾問題、擴大信號的發射范圍,并且降低信號發出時的能量損耗。同時,智能天線技術對于使用環境并沒有限制,即使使用或者傳播環境比較復雜,也能使用智能天線技術,因此在4G網絡通訊技術領域,該技術的使用范圍比較廣。

3.1.3軟件無線電技術

與智能天線技術不同的是,軟件無線電技術主要采用數字信號處理的方式。軟件無線電臺的功能定義過程主要是由編程進行設計定義的,通過采用新型的寬頻帶從而打破傳統窄頻帶的波段以及波區的限制,同時建立標準化的硬件通用平臺,從而實現信息的交互和分享,并且確保通訊過程的穩定與靈活。就目前的技術開發情況而言,軟件無線電技術是4G移動通訊網絡技術未來的發展方向。這主要是由于軟件無線電技術的開發風險比較低,并且該技術使用硅芯片的數量較之其他技術大大減少,因此在價格方面也有很大的發展空間,便于運營商在其中的操作和運營。

3.1.4寬帶無線接入技術

由于4G移動通信技術具有比2G或3G移動通信系統更快的傳輸速度以及更好的服務品質,因此,4G移動通信技術行業已逐漸從通信語音服務行業朝著移動數據、多媒體化應用服務方向發展。這樣的發展趨勢也導致4G移動通信技術更加重視網絡連接方面,新型的產業生態體系與分工逐漸形成。WiMax技術又稱寬帶無線接入技術,是目前新型的網絡接連技術,與IEEE802.16d以及IEEE802.16e相比,其更加強調對于網絡運營商的服務,如WiMax論壇的主要目的就是促進不同廠商的產品進行相互交流,到目前為止,其所服務的對象還包括通訊設備制造商、零件供應商、移動通信服務運營商和系統整合廠商。

3.1.5移動無線寬頻技術

LTE也就是移動無線寬頻技術,是在傳統的WCDMA基礎上研發出來的新一代的移動無線寬頻技術,其目前已成為第四代移動通訊技術中代替WCDM存在的新型無線標準技術,其可以使得網絡通信運營商獲得超越4G無線網絡效能的無線寬頻服務。與第一代相比,LTE技術改進了空中接入技術,采用OFDM和MIMO作為其無線網絡演進的標準。目前在20MHz頻譜頻寬下,基本上能夠提供50~100Mbit/s的運行速率,對于信號比較差的地區而言,能夠改善上網速度比較慢或者上網速度不穩定的問題,提高同一時間的網絡負載量,降低運行系統的閃頻概率。其中4G/LTE是目前世界各國使用的主流技術,已獲得多家運營商的支持。與WiMAax技術相比,LTE的商業化程度進程雖然比較緩慢,但是LTE具有比WiMAax技術更低的成本支出。目前,已有研究所開始致力于將WiMAax技術與LTE進行整合,在保持用戶目前的服務品質的同時,降低轉換成本。

3.2抗干擾技術

3.2.1SON服務器

隨著4G移動通訊技術的快速發展,各個前端基地臺所能檢測出來的信息畢竟有限,很容易導致網絡信號中斷。而SON服務器的主要使用方式是通過將前端無線存取技術所量測到的干擾信息進行收集與利用,從而進行信息的準確定位和資源保留。一旦出現上述信號中斷或者受到干擾的情況,可以在基地臺與移動裝置之間設置額外的驅動移動裝置,同時使用SON服務器可以對各個基地臺的負載量有一個動態的了解,從而能夠依據該變化進行調整,以免出現資源使用效率不高而資源消耗量過大的情況。其中SON服務器對于基地臺的資源保留進行動態調整的方式使用是Hybrid資源保留技術,這里說的資源保留主要是指保留時間維度上的資源,在Hybrid資源保留技術中,主要使用了協調式資源保留技術和非協調式資源保留技術相結合的方式。非協調式資源保留技術主要適用于獲得干擾源信息方面,通過對4G基地臺的掃描,從而獲得鄰近的基地臺的信息,因此,非協調式資源保留技術經常需要結合GPS定位信息來使用。這樣一是為了減少實際的受干擾情況,二是為進行資源保留提供參考依據。協調式資源保留技術主要負責后端服務器,使其能夠負責以及調節4G基地臺的子信息框架,從而進行資源優化配置。

44G移動通信技術的發展前景

目前,全球使用移動通訊網絡技術的用戶已達到45億,中國使用4G網絡技術的用戶就已達到了4億,并且隨著網絡技術的繼續發展,移動網絡技術從某種意義上實現了人與人、人與手機之間的交流互動。4G移動網絡通信技術的出現在智能手機上網用戶中間引起了不小的轟動,就目前的情況來看,4G移動網絡通信技術的推廣和使用情況都取得了一定的效果。同時隨著我國科學技術發展速度逐步加快,智能手機的功能越發強大,并且已出現代替電腦的趨勢。有專家預測,未來人類極有可能處于人與物、物與物之間相互融合的物聯網時代,一旦預想成為現實,4G移動通信所要發揮的功能更加強大。因此,4G網絡運營商必須抓住目前的發展機遇,在3G移動通信打下的良好的基礎上,不斷完善和更新4G移動網絡通信技術,加強對于網絡設施的建設,積極引進各種安全先進的信息技術,在移動手機市場所占份額越來越大的基礎上,促進4G移動通信技術與物聯網進行相互交融,推進我國移動通信行業更好更快發展。

5結語

隨著我國科學技術的發展,4G移動通信網絡技術在人們的日常生活中所占比重越來越大,從某種程度來說,這也促進了我國通訊事業的發展。同時,在當今的時代背景下,只有不斷擴大4G網絡通信技術的容量,才能更好促進我國移動通信行業的發展。

參考文獻

[1]劉羿勛.4G移動通信技術的特點分析及應用探討[J].數字通信世界,2017(2).

[2]林慰觀.微探4G移動通信技術與安全缺陷[J].通訊世界,2017(6).

[3]林琳.基于革新視角下的4G移動通信技術研究[J].電子測試,2017(Z1).

作者:郭碧波 單位:中國電信股份有限公司德宏分公司

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