关于4G技术在通信工程中的应用探讨

韩培

摘 要：随着我国科技的进一步发展，移动通信技术也逐渐发展到了第四代，每一次的更新换代都意味着通信技术更加完善，时至今日，在通信技术经历的发展阶段中，在数据传输方面3G通信技术已经比较快速了，但在科技发展迅速的今日，3G通信技术最终会被4G通信技术所代替。随着4G通信技术的诞生，在技术上它的优势更加凸显，在通讯科技上，对比之前的通信技术更具多样化，并且更加稳定与完善。4G技术可以在多方面使用户的需求得到满足，便于用户得到更加快捷的服务。

关键词：4G技术 通信工程 应用

1、4G通信技术的相关理念

顾名思义，4G通信就是第四代移动通信系统，它是在3G技术基础上逐步发展起来的，更侧重WLAN技术、3G技术二者的结合，由此相比3G技术而言，首要的就是实现图像高速传输的任务，另外还要确保图像质量与清晰度的能达到相应电脑水平。此外，4G通信技术的进步实现了用户高达100M的下载运行速度，比过去的3G网络技术下载速率大了数倍，能实现无线用户实际的需求。4G通信技术建立所要努力的方向就是通讯顺畅性的保障，这一技术也在一定程度上有助于提升网络信息传输的速率，特别是在实时信息传输时，4G通信技术的传输速率可以达到1000bps以上，这是现下2G、3G都无法企及的状况。4G通信在传输速率和光纤传输有共通之处，而在信息爆炸的时代，人们会越来越倾向于4G通信技术的使用。

2、4G通信关键技术要点

2.1 多天线技术

多天线技术就是信息的传递都是通过多个天线来实现。以前通信工程都是单天线，而4G技术中多天线的一大优点在于其多样性。多天线技术能够实现容量相乘，能够支持更多用户，降低频谱使用频率。引入多天线技术可将智能天线技术体现出来。这种技术可以划分空间获取更多地址，在地址码和时间间隙相同的情况下频带一样，而给定空间与信号传输路径则是独立和不同的用户，因此，在资源频率有限的情况下，依旧可以通过高频信号进行传输。在同一时间间隙中，可多路信号进行传输，而传输依旧能够实现高效率。

2.2 正交频分复用技术

正交频分复用技术作为4G通信技术的核心，在4G通信技术发展过程中发挥着十分重要的作用，由于正交频分复用技术能够将信道分割成多个正交子信道，将传递的对应数据信号转为并列低速子数据流，然后再分流给子信道，最终完成信号传递。正交频分复用技术的传递优势为在整个信号传递的过程中拥有较强的抗衰能力，并且还可以降低通信铣刀衰落速度。总体上来说，正交频分复用技术的应用提升了通信抗干扰能力，保障了通信系统的工作质量以及信号传输效率。

2.3 软件无线电技术

软件无线电技术的特殊在于技术核心就是软件，而非硬件。应用软件无线电技术可以充分发挥无线电台各部分功能，譬如频带或者空中接口等功能都可以利用软件来下载，经过更新实现升级，而并不是不断更换硬件设备。较之硬件设备，软件具备很多优越性，这都是硬件设备难以比拟的。软件的特点在于：一方面，软件可通过编程不断增强发展模式的灵活性，无论是拓展业务还是分析环境能力，只要对程序加以改编就可实现上述目标；另一方面，在以硬件为基础技术上，换件技术能够模块化，将单个物理电气接口模块加以更换，从而延长软件无线电使用寿命。

2.4 智能天线技术

智能天线技术是通过在基站现场安装双向智能天线，其主要作用在于获取方向性，该技术的实現途径是利用编程形成一组电子相位关系的固定天线单元，利用其捕获方向性。除此之外，基站与移动台之间形成多个不同链路，该种链路方向性也是由此来获得。智能天线能够对阵子信号、权数以及相位加以调节，借此改变阵列方向图形状。智能天线拥有多光束频率复用，即对不同方位同样频率天线加以标记，由此达到频率复用，这种不同空间路径划分方法也被称作空分多址。智能天线技术是以天线技术为基础，根据要求天线要分给每个用户一个点的波束，因此，只要按照用户空间位置，就可将每个用户的无限信号加以划分。

2.5 ipv6技术

ipv6技术的最突出特点在于拥有广阔的地址空间，在ipv4技术当中的地址长度为32位，这意味着最大地址数量为232个，而在ipv6技术当中的地址长度为128位，最大的地址数量为2128个，这种地址空间的倍增完全不是一个数量级别的，凡在通信网络当中的所有设备都会匹配一个独一无二的地址。ipv6技术的应用突破了ipv4技术的瓶颈，那就是ip地址少的情况。另外，ipv6技术也是目前最安全的。因为当用户应用网络时，对网络层数据能够进行加密和校验，这就可以提升网络的保密程度，提升安全性。

3、4G技术在通信工程中的具体应用

从软件无线电技术、智能天线技术、OFDM三个角度出发，对4G技术在通信工程中的具体应用情况进行了研究与探讨：

3.1 软件无线电技术

软件无线电技术用于通信工程中，要求采用宽频带的无线接收机实现对数据以及信息的接收。在软件无线电技术未应用前，接收机均以窄带为主，与天线不够靠近。宽频带的应用，有效解决了上述问题，使得系统结构的灵活程度得到了增强，且由于宽频带可采用软件编程来实现，因此，同样提高了系统的抗干扰能力，将其应用到通信工程中，对于通信灵活性的提升，以及通信质量的提高，具有重要价值。

3.2 智能天线技术

智能天线技术在通信工程中的应用，要求以空分多址技术作为依靠，实现数据的传输。数据信号在传输过程中，其方向通常存在差别，智能天线技术可利用上述差别，实现对同频率的信号的区分，能够有效改变信号的覆盖区域，增强通信过程中的抗干扰能力，是提高通信质量的关键。另外，智能天线技术还具有覆盖范围大的特点，可充分满足更多用户对于通信的要求。

3.3 OFDM技术

OFDM技术又称正交频分复用技术，是当前通信工程应用的主要技术之一。该技术下，通信功能需要以串行数据流的分解以及合成的过程的实现来达成。最初需要传输的数据，以串行数据流的形式存在，为达到通信目的，数据流会被立即分解成为不同的子数据流，与原有串行数据流相比，各子数据流在传输速率方面相对较慢，可以以相互正交的子载波为凭借实现传输，在需要输出时，重新组建与合成，最终使数据传输过程完成。在该数据传输过程中，由于各子数据流传输所依赖的子载波呈相互正交的状态，因此其在频谱方面，往往存在重叠的部分，传输过程无需利用过多的频谱，便能够有效完成。另外，由于串行数据流被分解成为了子数据流，在码元周期方面有所减小，因此干扰问题也会得到解决，可有效提高数据的传输效率与质量。

4、结语

我国移动通信技术发展至今，经过了多种技术变革，在之前的3G通信技术里，虽然有着较快的数据传输速度，但是在快速发展的科学技术里，4G技术逐渐展露头角，我国的科技水平不断的推陈出新，人们的日常生活与4G网络有着密切的联系。4G网络有着其独特的功能，在很大程度上推动国家网络科技的快速发展，并且其发展空间十分广阔，这就给4G通信带来了良好的发展前景。

参考文献

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