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【摘 要】如今，科学技术日新月异。随着互联网技术的飞速发展，人们对网络通信速度的要求也越来越高，然而当前大多数人还在使用的2G、3G通信技术已经很难满足人们对更高水平的通信技术的追求。因此，为了满足人们的需要，也为了紧跟科学技术发展的步伐，研究新一代的通信技术——4G通信技术，迫在眉睫。本文着重对4G通信技术的网络结构和几种关键技术进行介绍。
【关键词】4G通信技术；网络结构；关键技术
在今天的中国，4G通信技术已经有少数人在使用，可见，该技术可能在某些方面还不够成熟，抑或是其开发的成本比较高，因此它便不能为大多数人所享受。然而，我们需要的是大多数人甚至是全体人都够享受到它为人们所带来的简单、高速。要研究4G网络通信技术，它的通信网络结构及几种关键技术是其中的重点课题。
一、4G通信技术的网络结构
从图1中我们可以看出，未来的4G通信技术将是以“全IP核心网”为中心的复杂的通信系统网络结构，以“全IP核心网”为核心，它能连接固定无线网、WLAN、3G和2G通信系统、蓝牙技术系统、卫星通信系统、数字音频/视频广播系统以及其他新的接入系统，我们能看出新一代通信系统结构的复杂性，同时也可以清楚地了解到它新增的一些功能，但是，这些新增的功能也给技术和资金等方面带来了相应的挑战，需要人们努力克服。
二、4G通信技术的特点
（一）速率高、容量大。
与前三代通信技术（1G、2G、3G）的传输速度相比，4G网络通信技术最显著的一个特点就是速率的提高和容量的增大。第四代通信系统速率基本上在10Mbps至20Mbps，无线信息的传输速率甚至可以达到100Mbps。其次，第四代通信系统的容量也有显著的提高。速率和容量大幅度提高是通信技术进步的一大突破，可以给人们的生活带来了前所未有的方便与快捷。
（二）强大的兼容性、灵活性。
4G网络通信技术的又一突出特点是较强的兼容性和灵活性，为了完成该多个用户的融合，它能够实现不同网络系统之间的互联、多部手机之间的兼容。在需要适应资源分配、自我管理结构等困难的通信过程中，4G网络通信技术具有强大的灵活性、兼容性和智能性。
（三）多种业务的融合。
现在，人们已经不局限于仅有的短信、语音等“过时”的通信技术，追求的是更方便、更快捷、更人性化的可视电话、虚拟业务、电话会议等等。其实，4G网络通信技术已经在一些地区和一些特定的领域完成了上述几项技术的服务，满足了一些人的多种需求。这种飞速及时的通信技术让影视传媒、广播、企业、娱乐等行业融合为一个方便、安全的整体。
（四）多类型用户共存。
4G网络通信技术最后一个特点及时多类型用户的共存。所谓多类型用户共存就是4G网络通信技术为了实现两个或多个业务的对接，它能够根据不同的网络信道和状况选择不同的运营商和不同速率。
三、4G通信系统的几种关键技术分析
与3G/2G通信系统相比，4G通信系统具有更优良的性能，所以，它也是比3G/2G通信系统复杂得多通信系统。4G将要采用的关键技术主要有：
（一）正交频分复用（OFDM）技术
4G通信系统的核心技术是正交频分复用（OFDM）技术。OFDM技术有以下四个优点：（1）能够减少或消除码间干扰；（2）频谱的利用率很高；（3）在频谱利用率和误码率之间，采用自适应调制方案取得最佳平衡；（4）应用跳频的方法选用正交子载波，具有很强的抗窄带干扰的功能。但是，OFDM技术并不是十全十美的，它的缺陷就是系统变得更加复杂和功率效率相对较低。OFDN技术的基本原理就是把需要传输的串行数据流分解为无数个传输速率较低的并行数据流，然后把它们分别调制到相互正交的子载波上，最后整合输出，最后实现的结果是分解过后并行数据流的输出速率跟分解前的串行数据流要达到的输出速率一致。
（二）软件无线电技术
软件无线电技术是利用数字信号处理软件实现传统上的由硬件电路来完成的无线功能技术，通过加载不同的软件，可实现不同的硬件功能。这种技术的灵活性、集中性以及模块化水平都很好，在使用的时候，能够对通信环境进行很好的优化，保证信号的调制和介入更加方便灵活，而且该技术还可以在相同射频前端保证不同信道的共存，通过变化器就可以获取每个信道，在管理信号系统的时候能够更加集中，安全性方面也会大大增强。
（三）基于IP的核心网络技术
从4G通信技术的网络结构我们知道4G通信技术的核心网络是一个基于全IP的网络。目前，把IPV6技术作为第四代网络的核心协议，采用全IP是一种集成目前网络的方法，降低了成本，采用全IP网络还可以实现不同网络间的无缝互连。核心网络独立于多项具体的无线接入方案，可以和已有的核心网络和PSTN兼容，还能提供端到端的IP业务；核心网络允许各种空中接口接入核心网，具有开放的结构，同时，核心网络还可以将业务、传输和控制等分开。采用IP后，所使用的无线接入方式和协议与链路层与核心网络（CN）协议是相互分离的。IP与多种无线接入协议相兼容，不用考虑无线接入究竟采用哪一种协议和方式，在设计核心网络时具有很强的灵活性。
（四）调制和编码技术
编码和调制技术是第四代通信系统中将会采用的关键技术之一，该技术可以在不影响系统的传输速率的前提条件下实施准确的编码和调制。4G移动通信系统采用多种调制和多种编码技术，根据其原理，充分发挥调制编码有效性、可靠性和安全性的特点，有效利用调制和编码技术各自的优点，实现在条件不好的情况下也能保证其系统完好的性能。
（五）多用户检测技术
利用均衡技术是多用户检测技术的核心思想。所谓多用户检测技术就是把来自其他用户的ISI也当作MAI一起消除。多用户检测技术对单个用户的信号进行检测，充分利用了造成多址干扰的所有用户信号信息，有效解决了远近效应的问题，实现了系统对功率控制精度的降低，因而具有强大的抗干扰性能，因此如若要提高系统容量，就可以使用有效利用链路频谱资源这一策略。
（六）智能天线技术
智能天线技术的本质也就是双向天线，主要利用的是固定的天线单元，安装在基地现场，用来获取方向。智能天线可以避免出现多径衰弱的情况，更好的避免干扰信号的干扰，出现越区情况的时候还可以进行快速切换，不但扩大了实际的覆盖范围，还真正的体现出其优势和良好的性能，其应用能够加快核心网络的实际速度和质量。这种技术既可以扩大传输容量又可以提高信号质量，是一种基于自适应天线原理的新型的通信技术。
四、结束语
综上所述，4G通信的研发是具有巨大潜力的，也是为了满足人们对生活、工作的高标准的，当然，也更是符合通信技术发展必要的。现在，它已经走入了一小部分人的工作和生活，我相信，在不远的将来，它会随着科学的发展，在通信技术研究人员们的努力下服务于更多人甚至于全人类的工作和生活。对新一代通信技术的网络结构及其关键技术的研究有助于它的全面开发。当然，目前我们首当其冲要解决的问题就是克服技术上的难关，要使开发出来的新一代通信技术有它的市场，大多数人能够承担得起这一笔开支，否则，这一项通信技术的开发就是完全没有意义的。
参考文献：
[1]俞筱楠.4G通信的网络结构与关键技术解析[J].价值工程，2012（23）.
[2]伍建辉.4G移动通信系统中的多天线技术[J].科技咨询导报，2007（15）9-10.
[3]杨超，梅康，陈金鹰，朱军.4G通信技术及其应用前景[J].通信与信息技术，2011年03期.
【关键词】4G通信技术；网络结构；关键技术
在今天的中国，4G通信技术已经有少数人在使用，可见，该技术可能在某些方面还不够成熟，抑或是其开发的成本比较高，因此它便不能为大多数人所享受。然而，我们需要的是大多数人甚至是全体人都够享受到它为人们所带来的简单、高速。要研究4G网络通信技术，它的通信网络结构及几种关键技术是其中的重点课题。
一、4G通信技术的网络结构
从图1中我们可以看出，未来的4G通信技术将是以“全IP核心网”为中心的复杂的通信系统网络结构，以“全IP核心网”为核心，它能连接固定无线网、WLAN、3G和2G通信系统、蓝牙技术系统、卫星通信系统、数字音频/视频广播系统以及其他新的接入系统，我们能看出新一代通信系统结构的复杂性，同时也可以清楚地了解到它新增的一些功能，但是，这些新增的功能也给技术和资金等方面带来了相应的挑战，需要人们努力克服。
二、4G通信技术的特点
（一）速率高、容量大。
与前三代通信技术（1G、2G、3G）的传输速度相比，4G网络通信技术最显著的一个特点就是速率的提高和容量的增大。第四代通信系统速率基本上在10Mbps至20Mbps，无线信息的传输速率甚至可以达到100Mbps。其次，第四代通信系统的容量也有显著的提高。速率和容量大幅度提高是通信技术进步的一大突破，可以给人们的生活带来了前所未有的方便与快捷。
（二）强大的兼容性、灵活性。
4G网络通信技术的又一突出特点是较强的兼容性和灵活性，为了完成该多个用户的融合，它能够实现不同网络系统之间的互联、多部手机之间的兼容。在需要适应资源分配、自我管理结构等困难的通信过程中，4G网络通信技术具有强大的灵活性、兼容性和智能性。
（三）多种业务的融合。
现在，人们已经不局限于仅有的短信、语音等“过时”的通信技术，追求的是更方便、更快捷、更人性化的可视电话、虚拟业务、电话会议等等。其实，4G网络通信技术已经在一些地区和一些特定的领域完成了上述几项技术的服务，满足了一些人的多种需求。这种飞速及时的通信技术让影视传媒、广播、企业、娱乐等行业融合为一个方便、安全的整体。
（四）多类型用户共存。
4G网络通信技术最后一个特点及时多类型用户的共存。所谓多类型用户共存就是4G网络通信技术为了实现两个或多个业务的对接，它能够根据不同的网络信道和状况选择不同的运营商和不同速率。
三、4G通信系统的几种关键技术分析
与3G/2G通信系统相比，4G通信系统具有更优良的性能，所以，它也是比3G/2G通信系统复杂得多通信系统。4G将要采用的关键技术主要有：
（一）正交频分复用（OFDM）技术
4G通信系统的核心技术是正交频分复用（OFDM）技术。OFDM技术有以下四个优点：（1）能够减少或消除码间干扰；（2）频谱的利用率很高；（3）在频谱利用率和误码率之间，采用自适应调制方案取得最佳平衡；（4）应用跳频的方法选用正交子载波，具有很强的抗窄带干扰的功能。但是，OFDM技术并不是十全十美的，它的缺陷就是系统变得更加复杂和功率效率相对较低。OFDN技术的基本原理就是把需要传输的串行数据流分解为无数个传输速率较低的并行数据流，然后把它们分别调制到相互正交的子载波上，最后整合输出，最后实现的结果是分解过后并行数据流的输出速率跟分解前的串行数据流要达到的输出速率一致。
（二）软件无线电技术
软件无线电技术是利用数字信号处理软件实现传统上的由硬件电路来完成的无线功能技术，通过加载不同的软件，可实现不同的硬件功能。这种技术的灵活性、集中性以及模块化水平都很好，在使用的时候，能够对通信环境进行很好的优化，保证信号的调制和介入更加方便灵活，而且该技术还可以在相同射频前端保证不同信道的共存，通过变化器就可以获取每个信道，在管理信号系统的时候能够更加集中，安全性方面也会大大增强。
（三）基于IP的核心网络技术
从4G通信技术的网络结构我们知道4G通信技术的核心网络是一个基于全IP的网络。目前，把IPV6技术作为第四代网络的核心协议，采用全IP是一种集成目前网络的方法，降低了成本，采用全IP网络还可以实现不同网络间的无缝互连。核心网络独立于多项具体的无线接入方案，可以和已有的核心网络和PSTN兼容，还能提供端到端的IP业务；核心网络允许各种空中接口接入核心网，具有开放的结构，同时，核心网络还可以将业务、传输和控制等分开。采用IP后，所使用的无线接入方式和协议与链路层与核心网络（CN）协议是相互分离的。IP与多种无线接入协议相兼容，不用考虑无线接入究竟采用哪一种协议和方式，在设计核心网络时具有很强的灵活性。
（四）调制和编码技术
编码和调制技术是第四代通信系统中将会采用的关键技术之一，该技术可以在不影响系统的传输速率的前提条件下实施准确的编码和调制。4G移动通信系统采用多种调制和多种编码技术，根据其原理，充分发挥调制编码有效性、可靠性和安全性的特点，有效利用调制和编码技术各自的优点，实现在条件不好的情况下也能保证其系统完好的性能。
（五）多用户检测技术
利用均衡技术是多用户检测技术的核心思想。所谓多用户检测技术就是把来自其他用户的ISI也当作MAI一起消除。多用户检测技术对单个用户的信号进行检测，充分利用了造成多址干扰的所有用户信号信息，有效解决了远近效应的问题，实现了系统对功率控制精度的降低，因而具有强大的抗干扰性能，因此如若要提高系统容量，就可以使用有效利用链路频谱资源这一策略。
（六）智能天线技术
智能天线技术的本质也就是双向天线，主要利用的是固定的天线单元，安装在基地现场，用来获取方向。智能天线可以避免出现多径衰弱的情况，更好的避免干扰信号的干扰，出现越区情况的时候还可以进行快速切换，不但扩大了实际的覆盖范围，还真正的体现出其优势和良好的性能，其应用能够加快核心网络的实际速度和质量。这种技术既可以扩大传输容量又可以提高信号质量，是一种基于自适应天线原理的新型的通信技术。
四、结束语
综上所述，4G通信的研发是具有巨大潜力的，也是为了满足人们对生活、工作的高标准的，当然，也更是符合通信技术发展必要的。现在，它已经走入了一小部分人的工作和生活，我相信，在不远的将来，它会随着科学的发展，在通信技术研究人员们的努力下服务于更多人甚至于全人类的工作和生活。对新一代通信技术的网络结构及其关键技术的研究有助于它的全面开发。当然，目前我们首当其冲要解决的问题就是克服技术上的难关，要使开发出来的新一代通信技术有它的市场，大多数人能够承担得起这一笔开支，否则，这一项通信技术的开发就是完全没有意义的。
参考文献：
[1]俞筱楠.4G通信的网络结构与关键技术解析[J].价值工程，2012（23）.
[2]伍建辉.4G移动通信系统中的多天线技术[J].科技咨询导报，2007（15）9-10.
[3]杨超，梅康，陈金鹰，朱军.4G通信技术及其应用前景[J].通信与信息技术，2011年03期.