研究4G通信網(wǎng)絡，就必須加強對其關鍵技術的研究，這是決定4G網(wǎng)絡通信與3G網(wǎng)絡通信不同的關鍵因素，其主要包括正交頻分復用技術、軟件無線電技術、智能天線技術、多輸入多輸出技術、IP核心網(wǎng)技術和多用戶檢測技術等。
所謂的正交頻分復用技術，簡稱OFDM技術，是4G通信網(wǎng)絡的核心技術，主要是將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調制到在每個子信道上進行傳輸。OFDM技術不同于一般性的網(wǎng)絡技術，它可以通過相關技術將信號分開，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?shù)挠行?。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技術具有其自身的優(yōu)點：首先，其頻譜利用率高，頻譜效率比串行系統(tǒng)將近高一倍；其次，其抗衰落能力和抗碼間干擾能力強，由于其有效的實現(xiàn)了各子信道間的信號隔離，所以在實際應用可以規(guī)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(shù)字通信系統(tǒng)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(shù)據(jù)的傳輸，OFDM技術在應用過程中根據(jù)不同的情況采用不同的調制方式，當信道間信號較弱時，采用抗干擾能力較強的調制方式，當信道間信號較佳時，則采用效率較高的調制方式。利用OFDM技術加載算法時，系統(tǒng)會自動調制將海量的數(shù)據(jù)信息集中置于信號較佳的信道上并以高速率進行傳送，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的傳輸。正因為該技術具有這些其他技術所不具備的優(yōu)點，目前正受到越來越多人的關注和青睞。
軟件無線電技術，是把各種無線電信號進行軟件編程之后，支持其正常運行的一種技術，簡稱SDR技術。SDR技術的出現(xiàn)及應用是為了適應市場的需求，正因為絕大多數(shù)用戶渴望實現(xiàn)在任何時間任何地點以任何形式都能接入網(wǎng)絡，專家提出了軟件無線電技術。它可以通過一種適合各種類型的空中接口作為移動終端，使得用戶的各類網(wǎng)絡通過該終端接受并傳輸信號且無需漫游，這是一種新型的通信技術，是電子信息技術發(fā)展的產物，以現(xiàn)代通信理論為基礎、以熟悉信號處理為核心、以微電子技術為支持。由于SDR技術的所有程序都是通過軟件編程來完成的，所以具有較強的靈活性、集中性和模塊性。軟件無線電技術憑借其自身的優(yōu)勢成為4G通信網(wǎng)絡關鍵技術中的重要組成部分，是通向未來4G通信的橋梁和紐帶。軟件無線電技術的大力推廣和應用不僅能減少開發(fā)風險，更有利于加快開發(fā)系列型產品。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格，減少了產品開發(fā)的成本。
智能天線技術是設置在基站現(xiàn)場雙向天線上的波束間沒有切換的多波束或自適應陣列天線，簡稱SA技術，是4G通信網(wǎng)絡未來的關鍵技術。在4G通信網(wǎng)絡的實際應用中，SA技術會通過智能天線釋放出空間定向波速，用戶可以實時接收信號，還可以避免來自其他設備信號的干擾，從而保證用戶信號的干凈和清晰。可見，智能天線技術具有抗干擾性、實時跟蹤和數(shù)字波速調節(jié)等特點。
多輸入輸出技術是指在基站和移動終端設置多個天線，通過這些天線來接受網(wǎng)絡信號的技術，簡稱MIMO技術。該技術可以為整個4G網(wǎng)絡通信系統(tǒng)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，將信號分散至各個空間，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，通過分集技術來提升無線信道的性能，增加其容量和擴大其覆蓋范圍。MIMO技術相比于其他通信技術，具有高頻譜利用率和無線容量、覆蓋范圍廣的特點。
IPV6技術是一種先進的編址技術，在IPV4技術的基礎之上不斷發(fā)展，擁有IPV4技術所沒有的優(yōu)勢。目前IPV4技術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，不利于通信技術的發(fā)展。而IPV6技術完全避免了此種弊端，以IPV4技術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，提升了服務質量，最重要的是安全性能也遠遠高于IPV4技術，不僅實現(xiàn)了空間資源的有效利用，還在一定程度上提高了系統(tǒng)的使用效率和質量。所以，IPV6技術作為4G通信網(wǎng)絡的關鍵技術之一，其出現(xiàn)和發(fā)展是通信技術發(fā)展的必然趨勢，在未來的發(fā)展過程中也必將會完全取代IPV4技術。
多用戶檢測技術作為4G通信網(wǎng)絡的關鍵技術之一，與其他技術相輔相成，推動4G通信技術的進一步發(fā)展。所謂的多用戶檢測技術，就是通過各種信息及信號處理手段對所有用戶信道的信號進行檢測處理，避免所有用戶間出現(xiàn)彼此干擾情況及容量約束現(xiàn)象的出現(xiàn)的技術。該技術與其他技術不同，具有良好的抗干擾和抗遠近效應性能，目前在4G系統(tǒng)的終端和基站中鋼釩應用，可以有效提高系統(tǒng)內部的容量?！ ?/span>
綜合上文，4G通信技術的出現(xiàn)與發(fā)展是是科學技術發(fā)展到一定程度的必然趨勢，是適應人們生活需要、提高人們生活質量的必然結果，對于整個網(wǎng)絡通信市場乃至國民經(jīng)濟的發(fā)展都具有重要意義和作用。雖然目前我國在4G通信技術的研究上已取得了一定的成果，但是在激烈的市場競爭中仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)，這就需要國家在充分掌握4G通信的網(wǎng)絡結構和關鍵技術的基礎之上不斷加大研究力度，促進我國4G通信的進一步發(fā)展。相信在所有相關工作者的共同努力下，4G通信技術將會迎來一個新的發(fā)展趨勢，廣泛應用于生活中的方方面面，真正實現(xiàn)其經(jīng)濟效益與社會效益的統(tǒng)一。
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