第四代移動通信技術及其應用淺析
高新技術產業發展
作者：畢俊輝
摘 要 第四代移動通信技術俗稱4G，是第三代移動通信技術3G技術的升級。第四代移動通信技術有更高的傳輸速度，可提供更安全的技術保障，具備更智能的、人性化的結構從而實現移動通信的互聯互通。文章簡述第四代移動通信技術的關鍵技術，分析第四代移動通信技術的特點，在此基礎上為第四代移動通信技術的發展前景進行展望。
關鍵詞 第四代移動通信；4G；發展趨勢
中圖分類號：F493 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0001-01
移動通信技術的出現使用戶可以在信號覆蓋區域內任意位置並且運動的情況下進行通信，這較有線通信已給人們生活和社會發展帶來了深刻的影響。但隨著人們通信需求的增大，移動通信技術自身也在發生著變革，到目前已經發展到了第四代。第一代基於模擬技術實現，僅能提供語音通信；第二代采用數字技術實現，在改善語音通信質量的同時可附帶低速率的數據傳輸服務；第三代沿用了第二代的核心技術，提高了數據傳輸的速度，實現了可視業務和多媒體業務。第四代將會有怎樣的進步是當下關注的熱點，本文將做進一步的分析。
1 第四代移動通信的概念與關鍵技術
至今還沒有一個準確的科學的含義來定義第四代移動通信技術，我們隻能從功能和所使用的技術來界定它。4G技術集3G和WLAN於一身，在提供高質量語音通信的同時實現了高速度的數據、多媒體傳輸，其速度比目前家用寬帶速度快20倍，可以滿足所有用戶的無線網絡服務需求；4G技術基於IP核心網具有網絡融合性，可以兼容其他網絡、係統實現不同網絡間的無縫鏈接。第四代移動通信技術主要采用了以下技術。
1）正交頻分複用技術（OFMD）。OFMD（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）是第四代通信的核心技術，作為多載波調製技術（MCM）中的一類，其運行機製大體為：信道被劃分成多個正交子信道，高速數據信號被轉換成並行的低速數據流後調製在所有子信道上傳輸。該技術的優點為：頻譜的效率高於串行係統，具有更強的抗衰力，消除了信號間的幹擾適合高速數據傳輸。
2）智能天線技術。智能天線（Smart Antenna，SA），也被稱為自適應陣列天線。SA大致由三部分構成，天線陣、波束形成算法和波束形成網絡。SA通過滿足一定標準的算法來調整每個元件信號的相位和加權振幅，以調整天線陣列的形狀從而抑製幹擾信號同時加強主體信號強度。SA還具有數字波束調節和自動追蹤等智能化功能，能夠有效的解決匱乏的頻率資源、提高數據傳輸速率、擴展係統容量、保證通信質量。
3）基於全IP的核心網絡。第四代移動通信技術具有一個基於全IP的核心網絡，從而使不同網絡之間可以做到無縫的互聯互通。它的核心網絡可以提供端對端的IP服務、獨立於任何具體的無限接入方案從而兼容其他已有的PSTN和核心網。開放式的結構使得其核心網能夠無礙的被各種空中接口接入。基於全IP後的核心網能夠實現核心網絡協議、鏈路層與無線接入方式和協議的分離。IP能夠與多種無限接入協議相兼容從而提升了設計核心網絡的靈活性，不再受限於選定哪種無限接入方式與協議。第四代移動通信技術采用了IPV6協議，地址長度為128位，較IPV4的地址空間增大了296倍，不會再為沒有足夠的地址而困擾。IPV6還支持自動控製，具有有狀態和無狀態兩種地址自動配置方式。有狀態配置機製，需要額外的服務器為DHCP協議的改進和擴展，提升了網絡管理的方便性。無狀態地址自動配置時需要進行地址節點配置，通過鄰居發現機製獲得局部連接地址，局部連接地址獲得後通過即插即用機製不需要任何幹預即可獲得一個唯一的路由地址。IPV6還能提供高質量的服務、具有更好的安全性和移動性能。