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摘要：本文从4G通信的基本概述出发，分析了4G移动网络通信技术的优势，针对4G移动通信关键技术进行详细探究，并阐述了4G移动通信的应用，以及4G移动通信技术的未来展望。
关键词：4G移动通信；技术分析；未来展望
中图分类号：TN929文献标识码： A
引言
这是一个信息技术高速发展的时代，在这样的时代背景下通信技术在迅速发展。移动通信时代始于20世纪后期的美国，并迅速在全球范围内蔓延发展。4G时代不仅仅是种过渡产品，它将会引领移动互联网技术进入一个全新的时代。现阶段，在全球范围内有超过285个运营商通过使用FOD-LTE的模式下在93个国家推行4G移动通信技术。
一、4G通信的基本概述
1、4G通信的基本概念
4G移动通信技术是3G移动通信技术的升级，4G拥有更高的传输速度、更安全的技术保障以及更人性化的智能结构，它真正的实现了移动通信之间的互联互通。4G移动通信技术可以实现在任何时间任何地点以可能的方式无障碍的接入到通信网络，它给用户提供了可以选择业务、应用和网络的可能，同时还实现了移动电子商务的综合性业务，最后一项就是4G移动通信技术可以适应其他任何的网络、体系和系统。
2、4G移动通信技术的特点
前面已经提到了4G移动通信技术拥有了更高的数据传输速度，根据有关的数据显示：4G移动通信技术的传输速度是3G移动通信传输速度的50倍以上。这在美国的科学实验室中已经得到了证实；4G移动通信技术具有高度智能化的网络，可以实现许多传統通信技术难以想象的功能；4G移动通信技术拥有更好的兼容性，它不但具有全球漫游、接口开放的功能，还可以向下兼容各个网络，实现网络之间的互联；4G移动通信技术具有更好的信号覆盖性，室内外、森林、野外都具有良好的信号；4G移动通信技术还可以实现更高质量的多媒体通信，可以通过高速数据传输将语言、数据以及影像等大量信息进行有效的传输，实现了多媒体通信[1]。
3、4G移动通信的网络结构
4G移动通信网络可以分为三层，分别是物理网络层、中间环境层、应用网络层。其中物理网络层提供接入和路由的功能，它是无线和核心网的结合；中间环境层的功能主要是QOS映射、地址变换和完全性管理等。物理网络层与中间环境层以及应用环境之间的接口是开放的，它使发展和提供新的应用及其服务变得更加容易，它可以提供无缝高数据率的无线服务，并运行于多个频带。
二、4G移动网络通信技术的优势
4G移动网络通信技术相比于3G具有很强的优越性，首先4G通信技术速度更加的快，第二代移动通信系统最高的传输速率是32kbps,第三代组高速率为2mbps，经专家科学预测第四代移动通讯技术最高可达100mbps速度。其次，4G移动网络通信技术将实现高质量多媒体通信，第四代移动网络通信技术比第三代覆盖范围更广，质量更高，更能满足人们对高分辨率的多媒体需要。最后，能够为客户提供多样化的增值服务，4G是利用正教多任务分频技术来实现数字音频广播等多样化的增值服务，能够更好地满足使用者的多样化的需要。
三、4G移动通信关键技术探究
1、OFDM（正交频分复用）技术
OFDM技术是将信道分为多个正交子信道，将高速数据信号转换成并列的低速子数据流，然后将低速子数据流调制在每个子信道上进行传输；OFDM技术具有很强的抗衰弱能力，它可以通过多子载波传输，从而提高对脉冲噪声的抵抗并且还可以降低通信信道快速衰落的可能；OFDM技术适用于高速数据传输的情况，采用自适应调制机制改变调制方式、信道和加载算法，提高信息传送的速率；OFDM技术具有非常强大的抗码间干扰能力，它是采用循环前缀的方式来对抗码间的干扰的[2]。
2、SA（智能天线）技术
SA技术具有抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束调节等功能，是4G移动通信技术的关键技术。所谓的“智能天线”就是利用数字信号处理技术，在空间上产生指向性波束，使阵列主瓣对准用户信号到达的方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达的方向，从而可以高效地利用移动用户信号的空域信息最大化接受期望信号并且删除或者抑制干扰信号的目的。
3、SDR（软件无线电）技术
SDR是一种无线电广播通信技术，它基于软件定义的无线通信协议而非通过硬连线实现。也就是说频带、空中接口协议和功能可通过软件下载和更新来升级，而不用完全更换硬件。软件无线电是4G移动通信技术的微电子技术基础，以开放性的平台，方便的升级和重配置构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，可以允许多方运营的介入。
4、IPv6技术
IPv6具有更大的地址空间，在IPv4中规定IP地址长度为32位，也就是说IPv4的最大地址个数为2^32；而IPv6中IP地址的长度为128位，也就是说IPv6最大地址个数为2^128。与32位地址空间相比，其地址空间已经大大的增加了，它可以为通信网络的所有设备提供一个全球惟一的地址。目前IPv6的技术优势在于在一定程度上解决了IPv4互联网存在IP地址不够的问题，这是IPv4向IPv6演进的重要动力之一。
IPv6使用更小的路由表，IPv6的地址在分配的一开始就遵循聚类的分配原则，这样就会使路由器能在路由表中用一条记录来表示一片子网，由此一来就大大的减小了路由器中路由表的长度，从而提高了路由器转发数据包的速度。IPv6加入了对自动配置（AutoConfiguration）的支持功能，这是对DHCP协议的改进和扩展，使得网络（尤其是局域网）的管理变得更加方便和快捷。
IPv6具有更高的安全性，因为用户在使用IPv6网络中可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验，在IPV6中的加密与鉴别选项提供了分组的保密性与完整性，使得网络的保密性得到了显著的增强。
IPV6使用新的头部格式，其选项与基本头部分开，在需要的时候，可将选项插入到基本头部与上层数据之间，这就简化和加速了路由选择的过程。IPv6的服务质量高于传统的IPv4，它便于形成基于服务级别的系统；IPv6具有可移动性，移动通信设备应用的IPv6技术可以实现位置变化时而通信质量不会发生改变。
四、4G移动通信的应用
4G移动通信技术尚属于新兴事物，目前并没有得到较为广泛的普及，需要在实践中不断地完善和改进，通过试运营等方式，确保其优势的充分发挥。从试运营的情况看，4G移动通信的应用主要表现在以下几个方面：
1、移动领域：包括网上购物、网上银行、转账支付、电子购票、移动股票交易、无线局域网、数据下载等，可以为人们提供更加快捷的数据服务。
2、移动电视：利用4G网络，可以通过一台终端，随时随地连接服务器，对电视节目进行接受和观看。
3、移动可视电话：在4G移动通信环境中，通话双方只需要各自拥有一台带有摄像头的终端，如手机、PC、PDA等，就可以实现实时音频视频的传输。
4、数据传输：只要持有有效的无线终端，在任何时间、任何地点，都可以接入无线网络，实现数据的高速下载，同时也可以在网外实现P2P数据传输，为人们提供更加方便快捷的数据传输服务。
需要注意的是，在对4G移动通信技术进行应用的过程中，还存在着有些问题，在一定程度上制约了4G通信的发展和普及，这些问题包括网络IP问题、网络通信标准协议问题以及3G网络的改造问题等，都是需要相关技术人员重点研究的问题。
根据统计，目前全球的移动通信用户终端数量达到了45亿，占据着全球总人口的四分之三。利用移动通信技术，可以实现人与人之间的相互联系和沟通交流，推动社会的发展和进步。4G移动通信技术的应用，将会改变人们现有的上网习惯，而且使得移动通信中可视化、多媒体化的趋势日趋显著，带领人们真正步入无线互联时代[3]。
关键词：4G移动通信；技术分析；未来展望
中图分类号：TN929文献标识码： A
引言
这是一个信息技术高速发展的时代，在这样的时代背景下通信技术在迅速发展。移动通信时代始于20世纪后期的美国，并迅速在全球范围内蔓延发展。4G时代不仅仅是种过渡产品，它将会引领移动互联网技术进入一个全新的时代。现阶段，在全球范围内有超过285个运营商通过使用FOD-LTE的模式下在93个国家推行4G移动通信技术。
一、4G通信的基本概述
1、4G通信的基本概念
4G移动通信技术是3G移动通信技术的升级，4G拥有更高的传输速度、更安全的技术保障以及更人性化的智能结构，它真正的实现了移动通信之间的互联互通。4G移动通信技术可以实现在任何时间任何地点以可能的方式无障碍的接入到通信网络，它给用户提供了可以选择业务、应用和网络的可能，同时还实现了移动电子商务的综合性业务，最后一项就是4G移动通信技术可以适应其他任何的网络、体系和系统。
2、4G移动通信技术的特点
前面已经提到了4G移动通信技术拥有了更高的数据传输速度，根据有关的数据显示：4G移动通信技术的传输速度是3G移动通信传输速度的50倍以上。这在美国的科学实验室中已经得到了证实；4G移动通信技术具有高度智能化的网络，可以实现许多传統通信技术难以想象的功能；4G移动通信技术拥有更好的兼容性，它不但具有全球漫游、接口开放的功能，还可以向下兼容各个网络，实现网络之间的互联；4G移动通信技术具有更好的信号覆盖性，室内外、森林、野外都具有良好的信号；4G移动通信技术还可以实现更高质量的多媒体通信，可以通过高速数据传输将语言、数据以及影像等大量信息进行有效的传输，实现了多媒体通信[1]。
3、4G移动通信的网络结构
4G移动通信网络可以分为三层，分别是物理网络层、中间环境层、应用网络层。其中物理网络层提供接入和路由的功能，它是无线和核心网的结合；中间环境层的功能主要是QOS映射、地址变换和完全性管理等。物理网络层与中间环境层以及应用环境之间的接口是开放的，它使发展和提供新的应用及其服务变得更加容易，它可以提供无缝高数据率的无线服务，并运行于多个频带。
二、4G移动网络通信技术的优势
4G移动网络通信技术相比于3G具有很强的优越性，首先4G通信技术速度更加的快，第二代移动通信系统最高的传输速率是32kbps,第三代组高速率为2mbps，经专家科学预测第四代移动通讯技术最高可达100mbps速度。其次，4G移动网络通信技术将实现高质量多媒体通信，第四代移动网络通信技术比第三代覆盖范围更广，质量更高，更能满足人们对高分辨率的多媒体需要。最后，能够为客户提供多样化的增值服务，4G是利用正教多任务分频技术来实现数字音频广播等多样化的增值服务，能够更好地满足使用者的多样化的需要。
三、4G移动通信关键技术探究
1、OFDM（正交频分复用）技术
OFDM技术是将信道分为多个正交子信道，将高速数据信号转换成并列的低速子数据流，然后将低速子数据流调制在每个子信道上进行传输；OFDM技术具有很强的抗衰弱能力，它可以通过多子载波传输，从而提高对脉冲噪声的抵抗并且还可以降低通信信道快速衰落的可能；OFDM技术适用于高速数据传输的情况，采用自适应调制机制改变调制方式、信道和加载算法，提高信息传送的速率；OFDM技术具有非常强大的抗码间干扰能力，它是采用循环前缀的方式来对抗码间的干扰的[2]。
2、SA（智能天线）技术
SA技术具有抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束调节等功能，是4G移动通信技术的关键技术。所谓的“智能天线”就是利用数字信号处理技术，在空间上产生指向性波束，使阵列主瓣对准用户信号到达的方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达的方向，从而可以高效地利用移动用户信号的空域信息最大化接受期望信号并且删除或者抑制干扰信号的目的。
3、SDR（软件无线电）技术
SDR是一种无线电广播通信技术，它基于软件定义的无线通信协议而非通过硬连线实现。也就是说频带、空中接口协议和功能可通过软件下载和更新来升级，而不用完全更换硬件。软件无线电是4G移动通信技术的微电子技术基础，以开放性的平台，方便的升级和重配置构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，可以允许多方运营的介入。
4、IPv6技术
IPv6具有更大的地址空间，在IPv4中规定IP地址长度为32位，也就是说IPv4的最大地址个数为2^32；而IPv6中IP地址的长度为128位，也就是说IPv6最大地址个数为2^128。与32位地址空间相比，其地址空间已经大大的增加了，它可以为通信网络的所有设备提供一个全球惟一的地址。目前IPv6的技术优势在于在一定程度上解决了IPv4互联网存在IP地址不够的问题，这是IPv4向IPv6演进的重要动力之一。
IPv6使用更小的路由表，IPv6的地址在分配的一开始就遵循聚类的分配原则，这样就会使路由器能在路由表中用一条记录来表示一片子网，由此一来就大大的减小了路由器中路由表的长度，从而提高了路由器转发数据包的速度。IPv6加入了对自动配置（AutoConfiguration）的支持功能，这是对DHCP协议的改进和扩展，使得网络（尤其是局域网）的管理变得更加方便和快捷。
IPv6具有更高的安全性，因为用户在使用IPv6网络中可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验，在IPV6中的加密与鉴别选项提供了分组的保密性与完整性，使得网络的保密性得到了显著的增强。
IPV6使用新的头部格式，其选项与基本头部分开，在需要的时候，可将选项插入到基本头部与上层数据之间，这就简化和加速了路由选择的过程。IPv6的服务质量高于传统的IPv4，它便于形成基于服务级别的系统；IPv6具有可移动性，移动通信设备应用的IPv6技术可以实现位置变化时而通信质量不会发生改变。
四、4G移动通信的应用
4G移动通信技术尚属于新兴事物，目前并没有得到较为广泛的普及，需要在实践中不断地完善和改进，通过试运营等方式，确保其优势的充分发挥。从试运营的情况看，4G移动通信的应用主要表现在以下几个方面：
1、移动领域：包括网上购物、网上银行、转账支付、电子购票、移动股票交易、无线局域网、数据下载等，可以为人们提供更加快捷的数据服务。
2、移动电视：利用4G网络，可以通过一台终端，随时随地连接服务器，对电视节目进行接受和观看。
3、移动可视电话：在4G移动通信环境中，通话双方只需要各自拥有一台带有摄像头的终端，如手机、PC、PDA等，就可以实现实时音频视频的传输。
4、数据传输：只要持有有效的无线终端，在任何时间、任何地点，都可以接入无线网络，实现数据的高速下载，同时也可以在网外实现P2P数据传输，为人们提供更加方便快捷的数据传输服务。
需要注意的是，在对4G移动通信技术进行应用的过程中，还存在着有些问题，在一定程度上制约了4G通信的发展和普及，这些问题包括网络IP问题、网络通信标准协议问题以及3G网络的改造问题等，都是需要相关技术人员重点研究的问题。
根据统计，目前全球的移动通信用户终端数量达到了45亿，占据着全球总人口的四分之三。利用移动通信技术，可以实现人与人之间的相互联系和沟通交流，推动社会的发展和进步。4G移动通信技术的应用，将会改变人们现有的上网习惯，而且使得移动通信中可视化、多媒体化的趋势日趋显著，带领人们真正步入无线互联时代[3]。