4G通信的網(wǎng)絡(luò )結構與技術(shù)分析

研究4G通信網(wǎng)絡(luò )，就必須加強對其關(guān)鍵技術(shù)的研究，這是決定4G網(wǎng)絡(luò )通信與3G網(wǎng)絡(luò )通信不同的關(guān)鍵因素，其主要包括正交頻分復用技術(shù)、軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)、智能天線(xiàn)技術(shù)、多輸入多輸出技術(shù)、IP核心網(wǎng)技術(shù)和多用戶(hù)檢測技術(shù)等。

所謂的正交頻分復用技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)OFDM技術(shù)，是4G通信網(wǎng)絡(luò )的核心技術(shù)，主要是將信道分成若干正交子信道，將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流，調制到在每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸。OFDM技術(shù)不同于一般性的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，它可以通過(guò)相關(guān)技術(shù)將信號分開(kāi)，有效的避免各子信道之間的信號干擾而導致的頻選擇性衰落情況，從而提升信道傳輸的有效性。此外，原信道的帶寬分攤至各子信道上，使得子信道之間的帶寬互不干擾。OFDM技術(shù)具有其自身的優(yōu)點(diǎn)：首先，其頻譜利用率高，頻譜效率比串行系統將近高一倍；其次，其抗衰落能力和抗碼間干擾能力強，由于其有效的實(shí)現了各子信道間的信號隔離，所以在實(shí)際應用可以規避各子信道之間的信號干擾，具有較高的抗衰弱能力。碼間干擾是數字通信系統中除噪聲干擾之外的最主要的干擾，它作為一種乘性干擾不同于一般性的加性造成干擾，但是WFDM技術(shù)中采用了循環(huán)前綴，所以其抗碼間干擾能力也較強；最后，其適合高速數據的傳輸，OFDM技術(shù)在應用過(guò)程中根據不同的情況采用不同的調制方式，當信道間信號較弱時(shí)，采用抗干擾能力較強的調制方式，當信道間信號較佳時(shí)，則采用效率較高的調制方式。利用OFDM技術(shù)加載算法時(shí)，系統會(huì )自動(dòng)調制將海量的數據信息集中置于信號較佳的信道上并以高速率進(jìn)行傳送，從而實(shí)現數據信息的傳輸。正因為該技術(shù)具有這些其他技術(shù)所不具備的優(yōu)點(diǎn)，目前正受到越來(lái)越多人的關(guān)注和青睞。

軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，是把各種無(wú)線(xiàn)電信號進(jìn)行軟件編程之后，支持其正常運行的一種技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)SDR技術(shù)。SDR技術(shù)的出現及應用是為了適應市場(chǎng)的需求，正因為絕大多數用戶(hù)渴望實(shí)現在任何時(shí)間任何地點(diǎn)以任何形式都能接入網(wǎng)絡(luò )，專(zhuān)家提出了軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)。它可以通過(guò)一種適合各種類(lèi)型的空中接口作為移動(dòng)終端，使得用戶(hù)的各類(lèi)網(wǎng)絡(luò )通過(guò)該終端接受并傳輸信號且無(wú)需漫游，這是一種新型的通信技術(shù)，是電子信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，以現代通信理論為基礎、以熟悉信號處理為核心、以微電子技術(shù)為支持。由于SDR技術(shù)的所有程序都是通過(guò)軟件編程來(lái)完成的，所以具有較強的靈活性、集中性和模塊性。軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)憑借其自身的優(yōu)勢成為4G通信網(wǎng)絡(luò )關(guān)鍵技術(shù)中的重要組成部分，是通向未來(lái)4G通信的橋梁和紐帶。軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的大力推廣和應用不僅能減少開(kāi)發(fā)風(fēng)險，更有利于加快開(kāi)發(fā)系列型產(chǎn)品。此外，由于它減少了硅芯片的容量，也在一定程度上降低了運算器件的價(jià)格，減少了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的成本。

智能天線(xiàn)技術(shù)是設置在基站現場(chǎng)雙向天線(xiàn)上的波束間沒(méi)有切換的多波束或自適應陣列天線(xiàn)，簡(jiǎn)稱(chēng)SA技術(shù)，是4G通信網(wǎng)絡(luò )未來(lái)的關(guān)鍵技術(shù)。在4G通信網(wǎng)絡(luò )的實(shí)際應用中，SA技術(shù)會(huì )通過(guò)智能天線(xiàn)釋放出空間定向波速，用戶(hù)可以實(shí)時(shí)接收信號，還可以避免來(lái)自其他設備信號的干擾，從而保證用戶(hù)信號的干凈和清晰�？梢�(jiàn)，智能天線(xiàn)技術(shù)具有抗干擾性、實(shí)時(shí)跟蹤和數字波速調節等特點(diǎn)。

多輸入輸出技術(shù)是指在基站和移動(dòng)終端設置多個(gè)天線(xiàn)，通過(guò)這些天線(xiàn)來(lái)接受網(wǎng)絡(luò )信號的技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)MIMO技術(shù)。該技術(shù)可以為整個(gè)4G網(wǎng)絡(luò )通信系統提供相應的空間復用和空間分集，空間復用是在信號的接收端和發(fā)射端安裝多副天線(xiàn)，將信號分散至各個(gè)空間，增加其容量；空間分集主要分為發(fā)射分集和接收分集兩類(lèi)，通過(guò)分集技術(shù)來(lái)提升無(wú)線(xiàn)信道的性能，增加其容量和擴大其覆蓋范圍。MIMO技術(shù)相比于其他通信技術(shù)，具有高頻譜利用率和無(wú)線(xiàn)容量、覆蓋范圍廣的特點(diǎn)。

IPV6技術(shù)是一種先進(jìn)的編址技術(shù)，在IPV4技術(shù)的基礎之上不斷發(fā)展，擁有IPV4技術(shù)所沒(méi)有的優(yōu)勢。目前IPV4技術(shù)在我國得到廣泛應用，但是其編址并不合理，造成地址空間資源的浪費情況，不利于通信技術(shù)的發(fā)展。而IPV6技術(shù)完全避免了此種弊端，以IPV4技術(shù)的地址空間為基礎相應的擴大了自身的地址空間，增強了通信技術(shù)，提升了服務(wù)質(zhì)量，最重要的是安全性能也遠遠高于IPV4技術(shù)，不僅實(shí)現了空間資源的有效利用，還在一定程度上提高了系統的使用效率和質(zhì)量。所以，IPV6技術(shù)作為4G通信網(wǎng)絡(luò )的關(guān)鍵技術(shù)之一，其出現和發(fā)展是通信技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中也必將會(huì )完全取代IPV4技術(shù)。

多用戶(hù)檢測技術(shù)作為4G通信網(wǎng)絡(luò )的關(guān)鍵技術(shù)之一，與其他技術(shù)相輔相成，推動(dòng)4G通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。所謂的多用戶(hù)檢測技術(shù)，就是通過(guò)各種信息及信號處理手段對所有用戶(hù)信道的信號進(jìn)行檢測處理，避免所有用戶(hù)間出現彼此干擾情況及容量約束現象的出現的技術(shù)。該技術(shù)與其他技術(shù)不同，具有良好的抗干擾和抗遠近效應性能，目前在4G系統的終端和基站中鋼釩應用，可以有效提高系統內部的容量�！　　�

綜合上文，4G通信技術(shù)的出現與發(fā)展是是科學(xué)技術(shù)發(fā)展到一定程度的必然趨勢，是適應人們生活需要、提高人們生活質(zhì)量的必然結果，對于整個(gè)網(wǎng)絡(luò )通信市場(chǎng)乃至國民經(jīng)濟的發(fā)展都具有重要意義和作用。雖然目前我國在4G通信技術(shù)的研究上已取得了一定的成果，但是在激烈的市場(chǎng)競爭中仍然面臨著(zhù)巨大的挑戰，這就需要國家在充分掌握4G通信的網(wǎng)絡(luò )結構和關(guān)鍵技術(shù)的基礎之上不斷加大研究力度，促進(jìn)我國4G通信的進(jìn)一步發(fā)展。相信在所有相關(guān)工作者的共同努力下，4G通信技術(shù)將會(huì )迎來(lái)一個(gè)新的發(fā)展趨勢，廣泛應用于生活中的方方面面，真正實(shí)現其經(jīng)濟效益與社會(huì )效益的統一。