浅谈4G移动通信技术的应用

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【摘 要】随着3G移动通信技术的发展，智能手机和平板电脑的产生，这些智能化终端设备基本已经满足了用户的网络需求，4g移动通信技术的应用将彻底改变人们现有的上网模式，集可视化、多媒体化和数字化于一体，通过高速的数据传输效率转变人与人之间、人与网络之间的联通关系，将真正步入高速无线互联网时代。本文主要对4G移动通信关键技术的应用及发展前景进行了分析研究。

【关键词】4G；移动通信；技术应用；发展前景

1、4G移动通信特点

1.1数据传输速度快

4G技术最大的特点在于数据快，这是在当前较为认可的4G定义中就能体现出来的重要特点。其可以支持100Mbps～150Mbps的下行网络宽带，也就是可以达到12.5MB/s～18.75MB/s的下行速度。这是我国主流3G移动网络数据传输速度的几十倍。4G技术的高速数据传输，可以影像、动画等大量的信息进行有效传递，可以使得生活中的多媒体通信的质量更高。

1.2通信更加灵活

4G移动通信的灵活性体现在两个方面：搭载平台和通信资源分配。4G手机在数据通信传输方面，已经足以和一台小型电脑相媲美，而且从外形上看4G手机体积小、轻便简洁，这是电脑所不能达到的，身边的众多物体如手机、钱包、手表都可以搭载4G网络，这就体现了其搭载平台的灵活性。其通信资源分配的灵活性在于4G系统能够根据环境情况，自适应地进行通信资源分配，有很高的智能性，能自主适应复杂环境。

1.3更加智能

4G移动网络的智能性在搭载平台和通信资源分配上已经有了反映，另外，4G网络的应用，可以使人们对于终端设备的设计以及操作都更加方便、智能、更具人性化。4G中的智能系统能够自主适应当前网络的环境，并进行相应的调整，可以使低速、高速等具有其他性能要求的用户并存。4G移动网络是一个高度智能的网络，能够实现完全自治自主适应，能够支持高度清晰图像业务、视频会议等，而且将个人与网络信息系统、各类行业有机结合在一起，以提供更加人性化的智能服务。

1.4兼容性更强

3G网络已经形成了三足鼎立的局面，在全球都具有很大的应用以及拥有很大的市场规模的TDMA、CDMA、GSM不能互相兼容，也不可能被某一个移动通信标准兼并。要实现全球具有唯一标准的通信网络梦想，只能寄希望与4G移动网络。在移动通信的兼容性方面，4G移动通信技术不但能够全球漫游、开放接口，还能向下兼容，能够实现网络互连。4G技术能够实现让全球的标准统一化，实现一部手机能在全球范围内的任意一个地方进行通信的梦想。

2、4G移动通信关键技术应用

2.1 OFDM技术

OFDM技术日益受到通信领域专家学者的关注，主要是因为OFDM技术拥有以下优势：第一，具有较高的频谱利用率。4G移动通信系统的频谱效率高出其他串行系统1倍，由于OFDM信号的相邻子载波形成重叠，由此，频谱利用率几乎可以达到极限。第二，具有较强的抗衰落能力。利用OFDM技术可以将用户信息置于不同子载波进行网络传输，使子载波信号与相同速率的单载波信号时间长，因此，OFDM技术有良好的抗噪声和抗衰落能力。第三，具有较高的传输速率。OFDM技术的自适应调制机制可以使多路子载波根据自己所在信道的实际情况选择不同的调制方式。

2.2智能天线技术

智能天线基于先进的数字信号处理技术，能够在空间内产生空间定向波束，使天线的主波对准用户信号的方向，不但能增强并充分利用用户信号，还能有效抑制干扰信号。这项技术在保证信号质量的前提下，大幅度增加了传输容量。

2.3MIMO技术

MIMO技术采用分立式多天线技术，以此实现空间分集，将一个网络通信链路分解成为多个并行的通信子信道，从而提高网络带宽的数据容量。信息理论已经证明，当不同的接收天线和发射天线之间没有关联关系时，MIMO技术可以提高移动通信系统的抗干扰、抗噪声和抗衰落能力，以此获得巨大的数据传输容量。

2.4软件无线电技术

软件无线电是利用加载的软件，在标准化、模块化的硬件平台上实现无线电通信系统。软件无线电系统的关键在于在尽可能在靠近天线处使用A/D和D/A转换器，尽量用软件实现尽可能多的功能和信号处理，用软件定义无线功能。软件无线电技术的关键组成部分在于软件系统，包括规则处理软件、信号变换软件、编码软件、纠错软件，以及自适应的调节算法和解调算法软件。软件无线电增大了系统的灵活性，是解决移动终端适应不同硬件系统的核心技术。

2.5多用户检测技术

多用户检测技术是CDMA通信系统中的核心技术，在抵抗并抑制通信干扰方面发挥着不可替代的作用。在实际的通信系统中，各个用户之间存在的相关性会导致干扰，而且随着用户基数的增大或者是功率的增加，这种干扰会成为通信系统中的主要干扰。多用户检测技术通过应用高效智能的算法，充分利用所有的用户信号，对单个用户信号进行检测，能有效抑制干扰。多用户检测技术的应用，在解决信号干扰问题的同时，还增大了网络系统的利用率，提高网络系统的容量。

3、 4G技术的发展应用前景

3.1 4G技术在远程教育上的应用

4G 技术主要的特点就是数据的传输速度相比之前的有了质的提升，数据吞吐量也有了较大程度的提升，在这样的网络基础上才能够真正的实现远程教育，能够让在线学习成为一种不受限制的学习活动。在这样的一个信息时代中，人们对知识的要求也是越来越高，同时利用信息技术获取知识的手段也不再是原来单一的形式，以前的教学中教师和教科书是学生获取知识的唯一途径，这样单一的形式限制了学生知识学习的范围，同时单一的接受形式也让学生对学习产生了厌倦的情绪，随着现代高科技智能产品的出现，获取知识的途径变的更加广泛，通过手机或者是平板电脑来获取知识的途径逐渐取代了从书本上获取知识的单一途径，计算机更是成为教学中重要的教学辅助工具，4G 网络的出现，其数据传输速度迅速的特点更是推进了远程教育的在线学习的实现。目前网络视频教学的形式是一种较为流行的教学形式，学生通过移动在线学习的方式能够随时随地的进行学习，学习不再受到时间地点的限制，并且更具有灵活性，大量公开视频教学的形式能够让学生有选择性的进行学习。

3.2 4G技术在智能手机当中的应用

目前手机可以说是现代人生活中不可缺少的一种通讯工具，随着手机的推广运用，手机的功能而成为了人们越来越关注的话题。在现在3G 网络的基础上，手机只能实现单一的功能，并不能实现多种功能共同使用，而4G网络的发展能够有效的解决目前存在的问题，比如在使用智能机的时候4G 网络环境下用户能够实现在语音通话的情况下，实现其他的手机功能，并且能够实现功能之间的双向传递。4G 手机智能化的特点能够为手机用户提供更加便利的服务，根据手机所处的环境、时间以及背景等相关的因素能够提醒用户一些相应的事情，提供一定的信息，让用户通过分析和判断来实现抉择。

3.3 4G技术在农业生产中的应用

随着4G 技术的到来，在农业领域中也逐渐有了一定的应用。信息技术的发展逐渐渗透到农业生产过程中来，为了能够实现农业现代化发展的目标，促进农业信息的高速度、高精度的发展，应该结合当地的农业发展情况，采用因地制宜的形式，利用信息技术解决农业生产中面临的一些问题，利用4G 技术能够对农业生产中出现的问题进行信息查询，通过大量的信息收集和诊断能够得出有效的解决方案，利用先进的知识和信息技术及时的解决生产中存在的问题，促进农业的发展。