浅析4G通信技术应用特点及发展趋势

浅析4G通信技术应用特点及发展趋势摘要：随着智能终端和移动互联网应用的发展，人们对手机高速上网的需求越来越大。4G通信技术成为满足人们不断增长的通信需求的必然途径。文章对第四代通信系统的关键技术及其应用特点进行分析，并展望其未来发展趋势。关键词：4G移动通信OFDMMIMOIPv6随着智能终端和移动互联网应用的发展，人们对手机高速上网的需求越来越大。4G集前三代移动通信系统的诸多优点集中于一体，满足人们不断增长的通信需要。一、4G的概念第四代移动通信技术（4G）可称为光带接入与分布网络，可实现非对称的、高于2Mb/s的数据传输，可以为全速移动的用户提供高质量的、150Mb/s的影像服务，可创造性地实现对三维图像的高质量传输。4G通信系统包括移动广带系统、广带无线固定接入、互操作的广播网络和广带无线局域网。这一技术不仅可以在跨越不同频带的网络、不同的无线及固定平台中实现无线服务的提供，而且用户可以在任何一个地方用宽带连接到互联网中，从而提供远程控制、定位定时与数据采集等各种综合服务。二、4G通信系统的关键技术1.正交频分复用技术（OFDM）。OFDM技术属于多载波调制技术中的一种，其机理是对信道进行合理划分，使之形成诸多正交子信道，将高速传播的数据信号转换为低速、并行子数据流，使每个子数据流可在每个子信道上传输。在接收端利用相关技术将正交信号分块，使它们彼此间的干扰显著减小，同时保证子信道上信号带宽不超过信道带宽，保证信道均衡，将符号间产生的干扰予以消除。2.智能天线技术。智能天线技术是指自适应阵列天线或波束间无切换的多波束。智能天线可对数字波束进行自动跟踪与调节，对信号干扰加以抑制，从而使系统通信质量大幅提高，属于4G系统中的一种关键技术。3.无线链路增强技术。可以提高容量和覆盖的无线链路增强技术有：分集技术，如通过空间分集、时间分集（信道编码）、频率分集和极化分集等方法获得最好的分集性能；多天线技术，如采用2或4天线实现发射分集，或采用多输入多输出（MIMO）技术实现发射和接收分集。MIMO技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术，它采用的是分立式多天线，能够有效地将通信链路分解成为许多并行的子信道，大大提高容量。在功率带宽受限的无线信道中，MIMO技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。4.IPv6技术。在4G通信系统中，所用的数据流传输方式是在IP之上建立起来的全分组方式，因此在下一代网络中，IPv6技术将成为核心协议。在对IPv6协议进行选择时，要对其移动性、服务质量、地址空间要求与自动控制等问题进行充分考虑。5.软件无线电技术。软件无线电技术是利用数字信号处理技术，在可以通过编程进行控制的通用软件平台上，用软件对无线电台中如信号基带处理、前端接收等各部分的功能进行定义与实现。也就是说，软件无线电是在数字信号处理之上制作的芯片，是将软件作为核心构建的新型无线通信体系结构。三、4G通信技术的应用特点4G通信技术的根本目的主要是能够在各终端产品间发送、接收来自另一端的信号，并在多个不同的网路系统、平台与无线通讯介面之间找到最快速与最有效率的通信路径，以完成最即时的传输、接收与定位等动作。1.更大传输频宽。对大范围高速移动的使用者（最高250km/h）频宽需求为2Mbps，中速移动的使用者（60km/h）频宽需求为20Mbps，低速移动或室内静止的使用者频宽需求为100Mbps。2.更高储存容量。由于传输频宽增大，因此资料储存容量至少需求为3G系统的10倍以上。3.更高相容性。4G通信技术具备向下相容、开放介面、全球漫游、与网路互联、多元终端应用等，并能从3G通信技术平稳过渡至4G。4.不同系统的无缝连接。行动使用者在移动中，特别是高速移动，也都能顺利使用通信系统，并在不同系统间进行无缝转换（SeamlessTransitions），传送高速多媒体资料等。5.整合性的便利服务。4G系统将个人通信、资讯传输、广播服务与多媒体娱乐等各项应用整合，提供更为广泛、便利、安全与个性化的服务。四、4G通信技术的未来发展趋势1.4G通信技术在手机上得到广泛应用。4G移动通信技术具备信息高速度的传输优势，尽快实现将4G移动通信技术应用于手机上，促进手机智能化的突破发展，实现手机用户身份鉴定。2.4G通信技术社区无线接入更强大。以OFDM为基础的4G移动通信技术，信号强大、覆盖范围广，无线接入能力十分强大。即便是在偏远的社区也能实现无线接入，打破有线的限制和各种障碍。3.多种高科技技术将得到突破进展。与4G移动通信技术传输速度相关的交互干扰技术将得到进一步的进展，促使信号传递更为有效。4G移动通信技术可以实现网络纠错，使网络自愈，从而促进无线接入技术的发展。可以实现对多用户的迅速识别，并且能够降低能耗，实现节能环保。4.4G通信技术能够随时随地地实现通信功能。4G将无线局域网WLAN与3G移动通信技术合二为一，使高清保真图像传输毫无障碍，下载和上网速度之快能够远远满足无线用户的需求，并且用户可以通过4G移动通信技术随意进行业务选择。4G移动通信技术通过其惊人的数据传输速度可以实现物联网业务等综合性较强的业务的接入。5.高速的传输速度。4G移动通信技术最突出的特点就是，传输速度明显高于3G移动通信技术，以20Mbbit/s的速度上传，以100Mbbit/s的速度下载，能够及时、迅速地传输海量信息，相比于3G移动通信技术每秒2Mbbit的速度有了明显提升。6.高度的智能化网络。设备的智能化优化设计，能够使信息适应不同的传输需求，即便是在复杂的多信道传输条件下仍能够准确、及时地发送信息和接收信号。7.超强的兼容性能。4G移动通信技术兼容性能超强。在全球范围内都能够实现紧密连接，无缝化服务，如：漫游无缝化、接口全开放等功能。8.全面的覆盖性能。4G移动通信技术的覆盖性能之强是其他通信技术不能匹敌的。它能够在DSL都无法覆盖的区域实现信号的全面覆盖。即便是信号不强的野外区域也能够实现信息的高速传输。9.优质的多媒体通信。4G移动通信技术以OFDM为核心，可以在杂波干扰的情况下仍旧正常传输信息，这样就方便了语音、影像的传播，数据、图画等也能有效传递。IP网络上的语音通话功能、手机高分辨率的观影感受等都可以通过4G移动通信技术得以实现。4G通信技术研究的深入，新技术的引用，以及效能的提高，将为4G带来更广阔的应用领域和市场。