小议4G移动通信技术的特点和发展

摘要： 在科学技术飞速发展的今天，一项技术从开始研究到投入使用的时间越来越短，尤其是移动通信这一更新换代极快的领域。3G通信技术方兴未艾的今天，4G技术的研究开放已经备受关注。本文对4G移动通信技术的特点和发展进行粗略分析。

关键词：移动通信 3G 4G 技术

随着移动通讯技术的不断发展，移动计算机技术也会逐渐随着改变。移动计算机的发展趋势是高性能、低功耗、小型化和无线互联。从我国的科技发展前景来看，新一代的移动通信系统已经在向我们招手。

一、移动通信技术的现状分析

从现在的移动通信技术使用情况来看，人们普遍使用的是第二代的数字移动通信系统，GSM、CDMAIS-95是第二代数字移动通信系统的典型代表。在此之后，3G又出现在人们的视野当中，当3G的发展不尽繁荣之时，4G就已经出现，以3G系统为对比对象，4G系统有着许多优越之处，例如，它具有融合度更高与组织性更强的混合异构网络系统，容量更大、通信质量水准高、传输速率高，其传输速度超过2Mb/s，上网速度大幅提升，并且具有不同数据率间的自由切换功能，首次实现三维图像的高质量传输。正是这些优势，使得4G系统可以为不同要求的移动用户提供语音服务、数据传输服务以及其它多媒体业务，世界范围内的全面漫游也在4G系统的使用过程中得以实现。

二、4G移动通信的特点

（1）传输速率高：4G移动通信的数据传输速率要比3G移动技术高上很多，要超过UMTS，对于高速移动用户（速度达到250km/h），数据传输速率为2Mbit/s，对于中速移动用户（速度在60km/h左右），数据传输速率为20Mbit/s，对于在室内或步行的低速移动用户，传输速率达到100Mbit/s。

（2）对各种通信标准实现兼容：目前全球的移动通信标准受ITu承认的主要有三大分支，即GSM、CDMA、TDMA，每一家分支都有自己的移动通信标准，抢占全球市场。要想通过取消或吞并其中两家来实现全球移动通信标准的统一是绝无可能，第四代移动通信通过制定统一的通信标准解决了兼容问题。

（3）多种业务完美融合：4G移动通信技术支持更多的移动业务，充分满足人们对多媒体通信的需求。将个人通信、信息系统、广播娱乐等结合成为一个整体，开发了会议电视、虚拟现实业务等众多新型业务。系统更加安全、方便，更多地考虑客户的个性化需求和人性化管理，实现了宽带和业务的综合。

（4）网络高度智能化：4G移动通信技术采用了智能技术，拥有一个高度自治、自适应的网络。它所采用的智能信号处理技术能够对信道条件不同的复杂环境进行正常的接收与发送，动态管理、改变自己的结构，具有很强的适应性与灵活性。

（5）实现真正的无缝连接：4G移动通信系统采用了无线接入技术，可以让客户在任何时间、任何地点接入系统中，随时使用广播、语音、娱乐、高速信息服务等多种多媒体业务，实现真正意义上的无缝连接。

（6）各种类型的用户实现共存：4G移动通信技术对根据变化的信道条件和网络情况进行自适应处理，使得各种各样的用户设备能够并存与互通，实现高速用户与低速用户的共存。

三、4G移动通信的技术发展

为了可以使4G技术的使用范围更加宽阔，解决体制兼容、时延扩展与远近效应等多方面的难题，世界范围内的通信工程领域的研究者们对现代移动通信技术做了更为深入的研究，许多关键性的通信技术被开发出来，并投入到了通信市场当中。下面对移动通信的技术做出分析：

（1）多址技术：扩频码的选择对于4G系统来说十分重要，因为4G系统采用的是CDMA码分多址技术。64位的Walsh函数是CDMA IS一95移动通信系统所选择的扩频码，这样就使得系统的前向信道的有关性能得到了保障，但是，反向信道的运行性能却很差。通信领域的研究者们对OVSF（正交可变扩频因子）进行了深层次的探究，将其在可用数目、重复利用与生成方法方面存在的问题进行了解决，使多址技术可以服务于4G系统，促进了4G系统的广泛应用。

（2）IPV6技术：为了避免3G技术中出现的编址不合理、空间资源浪费的状况，4G移动通信技术引进了IPV6技术，它拥有着巨大的编址空间，同时具有自动控制技术、安全性能好、移动安全性高等优点。根据技术专家的预想，在未来能够使得IPV6为整个4G移动通信系统提供编址空间，节省大量的空间资源。该技术也可以自动配置有状态和无状态这两个地址。在无状态时，在没有人为干预的情况下，系统可以根据这个地址的节点利用邻居机制，为其获得唯一的地址。在传输信息时，为了保证4G信息的安全可靠，IP地址流会交给各个节点来处理。了解移动设备的通信节点也是通过交换IP地址的方式进行，这样每个移动设备配备唯一的IP地址的方式很好地保证了移动设备使用的安全性。

（3）OFDM技术：OFDM即正交频分复用技术，是多载波调制的一种，是4G移动通信中使用的核心技术。将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输，提高了抗衰落能力。可以在接收端采用相关技术将正交信号分开，减少子信道之间的互相干扰。每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分更容易保证信道的均衡。相邻的子载波之间相互重叠的关系使得频谱的运行效率较高。当信道较好时，子载波会自动调节成效率较高的模式，信号较差时，自动调节成抗干扰较强的方式，智能技术的使用使得OFDM更加有利于高速传输数据。

（4）智能天线技术：智能天线主要是指自适应天线阵列，是利用移动用户和基站间各个传输链路空间特征的差异，在基站端运用信号处理技术和软件技术，通过多天线阵元结构，产生特定方向特性天线波束，在同一信道上减少多个移动用户接收和发送信号的干扰，提高频谱利用率的一种分集技术，其本质是利用相位关系抑制多址干扰和多径干扰。智能天线技术的发展主要是考虑智能天线和移动通信环境的特性，如电波的传播特性、干扰和信号带宽的有效性等，通过链路级和系统级的仿真与实际验证，综合利用计算机处理技术优化天线阵列参数和设计数据业务的最优传输模式。智能天线除了在提高频谱利用率 抑制干扰等方面的优点外，还可以通过基站对移动用户发射信号的空间特征矩阵的分析，实现对用户空间位置的较精确定位。

四、结语

移动计算机是当前IT领域内发展速度最快的产业之一，其发展趋势是高性能、低功耗、小型化和无线互联。随着信息化时代的到来，人们对于信息的需求越来越大，从而使得社会对于现代宽带移动通信系统的需求量急剧上涨。4G移动通信技术和3G技术相比更先进、更完善、更智能、更加人性化，通过发展、推行4G技术能够方便人们的生活，实现移动的全球漫游。

参考文献：

[1]吕玲玲.移动通信技术现状分析[J].中图电子商务.2013（15）.

[2]陈泉新.4G移动通信特点及技术发展探析[J].中国电子商务.2013（15）.

[3]郝钰.4G移动通信关机技术探讨[J].中国高新技术企业.2013（08）.