谈4G通信技术的发展与面临的问题
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摘要：早在3G通信技术研发及应用与市场的前期，4g通信技术便已萌芽，人们开始对4G通信技术进行实验室开发，根据研究结果表明，4G通信技术的最大数据传输速度达100Mbit/s，超出3G通信技术的50倍之多，其尚未问世，便产生了巨大轰动，再加上4G通信技术的高智能化水平，势必会成为未来通信技术发展的领导者，值得我们深入研究。
关键词：4G通信技术；发展；问题
中图分类号： F626 文献标识码： A
引言
4G通信技术是未来通信技术的发展趋势，我国必须高度重视4G通信技术的研究与开发，制定相关的应用防范和技术标准，大力发展自主知识产权，才能提高国际通信领域的竞争力，形成具有中国特色的4G通信技术。
1、4G通信简介
第四代通信技术的概念可称为宽带接入和分布网络，具有非对称的超过2Mbit/s的数据传输能力。它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和交互式广播网络。第四代通信系统是集成多功能的宽带通信系统，是宽带接入IP系统。4G通信技术不仅通信速度更快、网络覆盖范围更广、智能性能也更高、兼容性也更强、增强多媒体通讯效果、通信费用也越来越便宜。
2、4G通信技术的特征
2.1、通信速度较快
4G通信给人印象最深刻的特征应该是它具有比3G快得多的无线通信速度。3G数据传输速率可达到2Mbps，而4G数据传输速率可以达到10Mbps至20Mbps，甚至最高可以达到每秒高达100Mbps速度传输无线信息。在需要传送海量数据时，4G通信可以迅速完成，不需要用户长时间等待。
2.2、更宽的网络频谱
为了取得更快的数据传输速度，通信营运商必须在3G通信网络的基础上，进行大幅度的改进通信网络的带宽。未来的每个4G信道将占有100MHz的频谱，比3G的带宽增加20倍。
2.3、具有灵活的通信方式及兼容性
目前，4G通信将使我们不仅可以随时随地通信，双向下载传递资料、图画、影像，还可以像信用卡一样用于购物和提取现金。另外，4G通信技术的兼容性更好，不但具备全球漫游、接口开放的功能，还具有向下兼容各网络实现互联的特点。
2.4、提供各种增值服务
3G通信系统主要是以CDMA为核心技术，而4G通信系统技术则以OFDM技术为基础和核心，利用OFDM人们可以实现例如无线区域环路（WLL）、数字音讯广播（DAB）等方面的无线通信增值服务。
3、4G网络中的关键技术
3.1、OFDM
OFDM即正交频分复用技术，实际上OFDM是MCMMulti-CarrierModulation，多载波调制的一种。OFDM技术有很多优点:可以消除或减小信号波形间的干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高了频谱利用率；适合高速数据传输；抗衰落能力强；抗码间干扰(ISI)能力强。
3.2、智能天线(SA)与多入多出天线(MIMO)技术
智能天线具有数字波束调节、自动跟踪以及抑制信号干扰等智能功能，其被认为是未来通信的关键技术。智能天线成形波束可以在空间域之内来有效地将交互干扰抑制，进而就可以极大的增强特殊范围内想要的信号，这种技术不仅仅可以有效地改善信号的质量，而且还可以加大传输的容量。其基本原理是在相干无线基站端无线收发信机与使用天线阵来充分的实现射频信号的发射与接收。与此同时还得通过基带水文数字信号处理器，对于各个天线链路之上所接收到的信号按照一定的算法来进行相应的合并，在最大限度上来实现上行波束赋形。在通信环境之中的多径传播对通信的可靠性与有效性造成了十分严重的影响。
3.3、软件无线电技术(SDR)
软件无线电(SDR)是将模块化、标准化的硬件功能单元经过通用的硬件平台，利用软件加载的方式来充分的实现各类无线电通信系统的一种开放式结构的技术。其中心思想是使得数模转换器(D/A) 及宽带模数转换器(A/D)等先进的模块尽可能地靠近射频天线的各项要求。在最大限度上来多地用软件来定义无线功能。其软件系统包括了各类处理软件与无线信令规则、信道纠错编码软件、信号流变换软件、信源编码软件、调制解调算法软件等。软件无线电技术主要涉及到数字信号处理(DSP)、现场可编程器件(FPGA)以及数字信号处理硬件(DSPH)等。
3.4、基于IP的核心网
4G通信系统的核心网就是一个基于全IP的网络，可以充分的实现不同网络之间的无缝互联。核心网独立在各种具体的无线接人方案，可以有效地提供端到端的IP业务，可以同已有的PSTN和核心网兼容。核心网具有开放的结构，可以允许各种窄中接口接入的核心网；与此同时，核心网可以把传输、控制和业务等分开。在采用IP之后，所采用的无线接入方式和协议与核心网络(CN)协议、链路层是独立分离的。在4G通信系统之中就会取代IPv4协议，主要采用的是全分组方式IPv6技术。
4.1、完善第四代通信系统中的关键技术难度大、时间长
由于第四代通信系统中涉及的关键技术较多，如上文所述，各关键技术是否相互兼容对第四代通信系统的完善具有至关重要的影响作用，而完善各关键技术是十分有难度的。因此，要真正实现所有关键技术的融合及完善过程是极为漫长的，显而易见，要完善第四代通信系统并不是当前短期能实现的目标。
4.2、在应用过程中实现第四代通信系统理论速度的难度大
虽然第四代通信系统的理论速度较以往3G通信技术来说是十分快捷的，但终归是理论速度。在第四代通信系统的应用与推广过程中，能否真正实现4G通信技术的理论速度仍然难以确定。要知道，在实现第四代通信系统的过程中，其实际速度受终端限制，即终端媒介的容量等条件的限制。因此，要实现第四代通信系统的理论速度是具有极大难度的。
4.3、第四代通信系统的研发与应用易受市场限制
市场是促使科技进步的催产素，当市场对第四代通信系统建立不热心或处于观望态度的同时，对该技术的研发和推广必然受到一定的限制。同时，该系统的建立和实施还随时面临被更高效技术取代的威胁。
4.4、第四代通信系统发展的一系列配套设施完善难度大
在第四代通信系统的发展与实际应用中，首先除了解决其中所涉及的相应关键技术之外，还必须完善4G通信系统的一系列配套设施，确保在4G通信技术真正投入使用时，其相关的领域跟踪与配合都较为完善，这就涉及了一系列的技术、资金、观念问题，包括基础设施的更新改造、旧有设备的兼容等。
5、4G通信技术的展望
据相关统计，充分的表明全球的通信用户终端数量已经达到了45亿，占到了地球上总人口的四分之三，通信技术真正的实现了人与人之间的互联，未来的4G通信技术将实现人和互联网通信和互联网的互联3G通信技术，在很大程度上来有效地推进了掌上电脑与智能手机的可持续发展，应用在手机与PDA等终端设备之上网已经成为用户的基本需求，然而未来的4G通信技术将改变现状用计算机上网的习惯，在4G网络的高速数据传输效率的基础之上，未来的通信之中可视化多媒体化将成为必然的趋势，更丰富的4G通信应用将会改变未来人与网络、人与物、人与人之间的联通关系，人类将真正进入无线互联时代。
结束语
4G通信技术是对3G通信技术的一次改革和发展，融合了3G技术的优点，为用户提供更高速的数据通信速度，为用户实现可视化通信和多媒体业务提供可能。4G通信技术更具保密性和安全性，其应用更多元化。
参考文献
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[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]张育文.浅谈4G通信技术的发展与面临的问题[J].科技创业家,2013.