1、4G通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)

研究4G通信網(wǎng)絡(luò)，就必須加強(qiáng)對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)的研究，這是決定4G網(wǎng)絡(luò)通信與3G網(wǎng)絡(luò)通信不同的關(guān)鍵因素，其主要包括正交頻分復(fù)用技術(shù)、軟件無(wú)線電技術(shù)、智能天線技術(shù)、多輸入多輸出技術(shù)、IP核心網(wǎng)技術(shù)和多用戶檢測(cè)技術(shù)等。

1.1 正交頻分復(fù)用技術(shù)

所謂的正交頻分復(fù)用技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)OFDM技術(shù)，是4G通信網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，主要是將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制到在每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸。OFDM技術(shù)不同于一般性的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它可以通過(guò)相關(guān)技術(shù)將信號(hào)分開(kāi)，有效的避免各子信道之間的信號(hào)干擾而導(dǎo)致的頻選擇性衰落情況，從而提升信道傳輸?shù)挠行?。此外，原信道的帶寬分?jǐn)傊粮髯有诺郎?，使得子信道之間的帶寬互不干擾。OFDM技術(shù)具有其自身的優(yōu)點(diǎn)：首先，其頻譜利用率高，頻譜效率比串行系統(tǒng)將近高一倍；其次，其抗衰落能力和抗碼間干擾能力強(qiáng)，由于其有效的實(shí)現(xiàn)了各子信道間的信號(hào)隔離，所以在實(shí)際應(yīng)用可以規(guī)避各子信道之間的信號(hào)干擾，具有較高的抗衰弱能力。碼間干擾是數(shù)字通信系統(tǒng)中除噪聲干擾之外的最主要的干擾，它作為一種乘性干擾不同于一般性的加性造成干擾，但是WFDM技術(shù)中采用了循環(huán)前綴，所以其抗碼間干擾能力也較強(qiáng)；最后，其適合高速數(shù)據(jù)的傳輸，OFDM技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中根據(jù)不同的情況采用不同的調(diào)制方式，當(dāng)信道間信號(hào)較弱時(shí)，采用抗干擾能力較強(qiáng)的調(diào)制方式，當(dāng)信道間信號(hào)較佳時(shí)，則采用效率較高的調(diào)制方式。利用OFDM技術(shù)加載算法時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)制將海量的數(shù)據(jù)信息集中置于信號(hào)較佳的信道上并以高速率進(jìn)行傳送，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的傳輸。正因?yàn)樵摷夹g(shù)具有這些其他技術(shù)所不具備的優(yōu)點(diǎn)，目前正受到越來(lái)越多人的關(guān)注和青睞。

1.2 軟件無(wú)線電技術(shù)

軟件無(wú)線電技術(shù)，是把各種無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行軟件編程之后，支持其正常運(yùn)行的一種技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)SDR技術(shù)。SDR技術(shù)的出現(xiàn)及應(yīng)用是為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，正因?yàn)榻^大多數(shù)用戶渴望實(shí)現(xiàn)在任何時(shí)間任何地點(diǎn)以任何形式都能接入網(wǎng)絡(luò)，專(zhuān)家提出了軟件無(wú)線電技術(shù)。它可以通過(guò)一種適合各種類(lèi)型的空中接口作為移動(dòng)終端，使得用戶的各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)該終端接受并傳輸信號(hào)且無(wú)需漫游，這是一種新型的通信技術(shù)，是電子信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，以現(xiàn)代通信理論為基礎(chǔ)、以熟悉信號(hào)處理為核心、以微電子技術(shù)為支持。由于SDR技術(shù)的所有程序都是通過(guò)軟件編程來(lái)完成的，所以具有較強(qiáng)的靈活性、集中性和模塊性。軟件無(wú)線電技術(shù)憑借其自身的優(yōu)勢(shì)成為4G通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)中的重要組成部分，是通向未來(lái)4G通信的橋梁和紐帶。軟件無(wú)線電技術(shù)的大力推廣和應(yīng)用不僅能減少開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，更有利于加快開(kāi)發(fā)系列型產(chǎn)品。此外，由于它減少了硅芯片的容量，也在一定程度上降低了運(yùn)算器件的價(jià)格，減少了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的成本。

2、智能天線技術(shù)

智能天線技術(shù)是設(shè)置在基站現(xiàn)場(chǎng)雙向天線上的波束間沒(méi)有切換的多波束或自適應(yīng)陣列天線，簡(jiǎn)稱(chēng)SA技術(shù)，是4G通信網(wǎng)絡(luò)未來(lái)的關(guān)鍵技術(shù)。在4G通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際應(yīng)用中，SA技術(shù)會(huì)通過(guò)智能天線釋放出空間定向波速，用戶可以實(shí)時(shí)接收信號(hào)，還可以避免來(lái)自其他設(shè)備信號(hào)的干擾，從而保證用戶信號(hào)的干凈和清晰。可見(jiàn)，智能天線技術(shù)具有抗干擾性、實(shí)時(shí)跟蹤和數(shù)字波速調(diào)節(jié)等特點(diǎn)。

3、多輸入輸出技術(shù)

多輸入輸出技術(shù)是指在基站和移動(dòng)終端設(shè)置多個(gè)天線，通過(guò)這些天線來(lái)接受網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)MIMO技術(shù)。該技術(shù)可以為整個(gè)4G網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)提供相應(yīng)的空間復(fù)用和空間分集，空間復(fù)用是在信號(hào)的接收端和發(fā)射端安裝多副天線，將信號(hào)分散至各個(gè)空間，增加其容量；空間分集主要分為發(fā)射分集和接收分集兩類(lèi)，通過(guò)分集技術(shù)來(lái)提升無(wú)線信道的性能，增加其容量和擴(kuò)大其覆蓋范圍。MIMO技術(shù)相比于其他通信技術(shù)，具有高頻譜利用率和無(wú)線容量、覆蓋范圍廣的特點(diǎn)。

4、IPV6技術(shù)

IPV6技術(shù)是一種先進(jìn)的編址技術(shù)，在IPV4技術(shù)的基礎(chǔ)之上不斷發(fā)展，擁有IPV4技術(shù)所沒(méi)有的優(yōu)勢(shì)。目前IPV4技術(shù)在我國(guó)得到廣泛應(yīng)用，但是其編址并不合理，造成地址空間資源的浪費(fèi)情況，不利于通信技術(shù)的發(fā)展。而IPV6技術(shù)完全避免了此種弊端，以IPV4技術(shù)的地址空間為基礎(chǔ)相應(yīng)的擴(kuò)大了自身的地址空間，增強(qiáng)了通信技術(shù)，提升了服務(wù)質(zhì)量，最重要的是安全性能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于IPV4技術(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)了空間資源的有效利用，還在一定程度上提高了系統(tǒng)的使用效率和質(zhì)量。所以，IPV6技術(shù)作為4G通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一，其出現(xiàn)和發(fā)展是通信技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中也必將會(huì)完全取代IPV4技術(shù)。

5、多用戶檢測(cè)技術(shù)

多用戶檢測(cè)技術(shù)作為4G通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一，與其他技術(shù)相輔相成，推動(dòng)4G通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。所謂的多用戶檢測(cè)技術(shù)，就是通過(guò)各種信息及信號(hào)處理手段對(duì)所有用戶信道的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)處理，避免所有用戶間出現(xiàn)彼此干擾情況及容量約束現(xiàn)象的出現(xiàn)的技術(shù)。該技術(shù)與其他技術(shù)不同，具有良好的抗干擾和抗遠(yuǎn)近效應(yīng)性能，目前在4G系統(tǒng)的終端和基站中鋼釩應(yīng)用，可以有效提高系統(tǒng)內(nèi)部的容量。

6、結(jié)束語(yǔ)

綜合上文，4G通信技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展是是科學(xué)技術(shù)發(fā)展到一定程度的必然趨勢(shì)，是適應(yīng)人們生活需要、提高人們生活質(zhì)量的必然結(jié)果，對(duì)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信市場(chǎng)乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都具有重要意義和作用。雖然目前我國(guó)在4G通信技術(shù)的研究上已取得了一定的成果，但是在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)，這就需要國(guó)家在充分掌握4G通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)之上不斷加大研究力度，促進(jìn)我國(guó)4G通信的進(jìn)一步發(fā)展。相信在所有相關(guān)工作者的共同努力下，4G通信技術(shù)將會(huì)迎來(lái)一個(gè)新的發(fā)展趨勢(shì)，廣泛應(yīng)用于生活中的方方面面，真正實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的統(tǒng)一。

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