4G通信技术及其应用前景

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoyao2000
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  摘要:21世纪是信息技术的时代,随着网络技术的发展和不断普及,传统的3G技术在发展过程中已经不能充分满足人们的使用需求,所以,代表新的通信技术的4G技术应运而生。4G技术现已开始应用,它的市场潜力和应用前景无可估量。因此,不断地努力创新,促使4G通信技术不断地发展。基于此,本文通过对4G技术进行阐释,并对其应用前景进行展望。
  关键词:4G通信技术;作用;前景
  中图分类号: E271 文献标识码: A
  引言
   移动通信给社会带来的变化是革命性的,使人们的信息生活发生历史性的转变。在经济社会全面发展的今天,人们对信息交流的要求越来越高,4G技术满足人们之间的交流跨越空间、时间的局限性,提高信息交流的效率,改进信息交流的方式,很大程度上提高了人们的生活品质。相较于之前的3G移动通信技术,4G技术的出现给人们带来了意想不到的体验,但是由于其自身存在的一些技术缺陷并不能确保信息的快速交流和传播,因此在此基础上我们进行了4G移动通信系统的研究和开发,以期可以更好地弥补3G技术存在的不足,尽可能地满足人们越来越多的通信需求。
  一、4G技术
   (一)4G简介
  4G,全称为4rdGeneration,中文含义是第四代数字通信。第四代数字通信具有非对称的大于2Mbps的数据传输能力,数据率超过UMTS,是支持高速数据率(2~20Mbps)连接的理想模式,上网速度可从2Mbps提高到100Mbps,相当于第三代数字通信技术的50倍,可传输高质量的三维图像。4G通信技术的信息传输级数要比3G高一个等级,并具有不同速率间的自动切换能力。4G的信号抗衰减性能较3G更好,其频率使用效率也比3G要高很多。在容量方面,由于引入了空分多址(SDMA)技术,容量可达到3G的10倍左右。4G技术是在3G通信技术基础之上,采用了一些新技术,对3G无线通信网络的效率和功能进行了提高和完善。
  (二)现状
  在国内,4G在技术标准、频率分配、终端准备、网络设备准备等方面已基本成熟。2013年12月4日工信部向3家运营商发放TD-LTE牌照,有消息称工信部将向有意向建设FDD-LTE网络的运营商发放FDD-LTE牌照。中国移动为推进4G建设,已经开始在13个主要城市展开扩大规模试验。随着全球4G网络部署推进,运营商的资本支出规模正在高速增长。随着4G网络技术的发展,我国已经申请了100多项发明专利,而且在试验网络中还采用了一些原创技术,例如分布式无线网络技术等。但是目前仍有一些问题亟待解决,比如相关通信网络技术还不够先进、完善和市场体制下4G通信网络的压力等,要想顺应时代发展,就必须从根本上缓解这些压力。
  二、4G通信网络的基本特点
   (一)通信速度更快,网络频谱更宽
  4G通信的特征是它的通信速度要比3G通信快很多。因为第一代运用的是模拟通信技术,它只提供语音服务;第二代数字通信的传输速率为9.6Kbps~32Kbps;第三代数字通信的传输速率虽然可达到2Mbps,但4G更高,预计可达到100Mbps~150Mbps甚至更高。为使4G通信达到更高的传输速率,需要在现有3G通信网的基础上,进行升级改造,以便使4G通信网络的带宽能达到它的技术要求。根据目前的4G研究技术,预计每个4G信道将占有100MHz的频谱,相当于W-CDMA3G网路的20倍左右。
  (二)通信更加灵活,智能性更高
  4G可以在任何时间和任何地点接入互联网,可为用户能提供150Mbps速率的通信服务,它可提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。其应用也将更加广泛,如视频会议、无线因特网等。用户还可将各种电子设备接入到4G系统中,实现4G网络服务的多样化,形成多行业、多部门、多系统进行沟通的桥梁。4G通信将使我们不仅可以随时随地进行通信,更可以双向传输数据、声音、图像等资料,进行网上实时通信。未来的4G手机在外观和式样上,也会有重大突破,我们拭目以待。4G通信的智能性更高,这不仅是由于4G终端设备的设计和操作具有智能化,更重要的是4G手机可以实现许多人们想象不到的功能。例如,手提电视,工作提醒,生活秘书,“手机电子货币”、电子商务等。
  (三)具备较强的兼容性和灵活性
  一是可以通过对各个接口的开放,可以有效的完成不同系统之间的连通,实现各个环节的无缝对接,提高了系统的兼容性和灵活性,保证了各类数据的高速传输。二是在网络的通信过程中,可以通过更改业务流的大小来实现对相关资源的优化配置,提高了通信系统自身结构的管理能力,尽可能满足不同用户对信息质量的需求。
  (四)多种业务之间的相互融合
  为了尽最大可能的满足人类对可视通信电话,虚拟现实业务,电话会议等的需求,4G通信网络为广大用户提供了更加丰富的移动通信业务,满足不同用户的需求。这样的通信网络不仅提高了通信的质量,而且还将个人通信,娱乐,广播等融合成为一个安全,可靠,便捷的统一整体,有效的推动了我国通信网络技术的发展。
  三、4G通信网络的关键技术
   (一)OFDM技术
  OFDM技术则是一种多载波传输技术,其中多载波之间能够互相实现正交,充分利用的频率资源,把总带宽有效地分隔成多个窄带子载波,进一步提高了频率选择性衰减的抵抗力度。OFDM系统能与其它多种多址方式相结合使用,其中包括调频OFDM以及OFDM-TDMA,MIMO-OFDM、多载波码分多址MC-CDMA等,多个用户能够同时采用OFDM技术实现信息传输,使通信质量得以提高。该技术具备很高的频谱利用率,能够有效地对抗频率选择性衰落,对抗多径效应,消除符号间干扰。在移動通信系统中OFDM技术发挥着至关重要的作用,日后,该技术必定会成为4G移动通信系统的核心技术之一。
   (二)软件无线电技术
  软件无线电技术(SoftwareRadioTechnology)是一种通过利用软件架构起来的一种通信协议的无线电广播通信技术,该技术采用软件编程的方式建立起一个无线电通信平台,替换掉原先的硬件功能,在此平台上可以同时运用多个软件系统,以更好地实现多种终端通信的无线通信。软件无线电技术进一步解决了兼容性的问题,为多种通信方式的兼容和传输的实现奠定了良好的基础。
  (三)智能天线技术
  通信网络中的智能天线技术,属于双向天线,是借助一组可以进行编程的固定天线来获取相应的方向性,获取移动台,基站之间的方向,其不仅可以有效的抵抗多径衰落,减少远近效应,还能够抑制干扰,最主要的是能提高信号的覆盖范围,实现信号的越区切换。
  四、4G通信技术的应用前景
   (一)4G通信技术的应用范围
  由于4G系统将个人通信、信息传输以及多媒体娱乐等相结合,这就促使其能够实现资料、图像等的双向传递,因此在语音环境下,可以进行其他事务的处理;4G手机通过网络系统可实现多种定位查询和服务,例如了解电影票房、购置电影票等,这就实现足不出门、随时随地的个性化服务。4G技术拥有高频谱宽带,这就满足了射频量精度高、速度快的要求,这对于实现射频测量技术的发展,起到了推动作用。由于4G通信技术的信息传输速度快,具有一定的定位查找功能,这对于实现远程监控具有一定作用,这就有效实现了对地震的检测和定位,进而起到防御地震危害的作用。
  (二)4G通信技术的效能性
  4G信道的频谱量约为100MHz,这是3G网络的20倍,而大范围高速移动的使用者所需频宽为2Mbps,中速为20Mbps,低速移动或者静止的则为100Mbps,这一数据性的高差异,则正说明了4G信道具有高速的传输能力,有利于实现通信的高速率服务。强大的存储容量。高容量是现代通信技术的最大优点,在4G通信技术中,其优点更为突出,在传输频宽增加的情况下,其存储量必然增加,而且存储量将高于3G系统10倍以上。2.24G通信技术的应用范围。
  结束语
  随着4G通信技术的日益成熟,4G将逐渐应用到人们的生活的各个方面。其技术容量不断扩大,信息传输速度不断加快,整体的信息服务质量强化。它的应用范围和应用空间逐步拓展,并发挥重要的作用,促使社会信息化发展步伐向前迈进一大步。
  参考文献:
  [1]孙钢.浅析移动4G通信关键技术及应用[J].电子制作,2014.
  [2]彭志勇.4G通信技术的发展及应用探析[J].数字技术与应用,2014.
  [3]黄锐彬.浅析4G通信技术及其应用前景[J].中国新通信,2014.
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