4G移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
時間:2022-06-01 08:12:00
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摘要:近年來,我國移動通信行業(yè)進入了高速發(fā)展期,順利從3G時代過渡至4g時代。4G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,移動通信業(yè)務(wù)呈現(xiàn)了多元化發(fā)展趨勢,且服務(wù)質(zhì)量得到了大幅度提升。在5G技術(shù)還未普及之前,4G網(wǎng)絡(luò)依然是移動通信的主干?;诖?,本文對4G移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀進行了綜合性闡述,并對其發(fā)展趨勢進行了展望,以供參考。
關(guān)鍵詞:4G;移動通信;移動互聯(lián)
一、4G網(wǎng)絡(luò)概述
4G即第四代移動電話行動通信標(biāo)準(zhǔn),其主流技術(shù)包括TD-LTE及FDD-LTE,其中TD-LTE是具備自主知識產(chǎn)權(quán)的4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù),在我國移動通信行業(yè)中占據(jù)了主導(dǎo)地位。與3G網(wǎng)絡(luò)比較,4G移動網(wǎng)絡(luò)無疑具備明顯優(yōu)勢,其下行最高速率超過100Mb,在正常網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,可滿足各類用戶及無線服務(wù)的需求。與3G網(wǎng)絡(luò)比較,4G移動通信系統(tǒng)主要由寬帶、無線寬帶局域網(wǎng)、分布網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與移動寬帶系統(tǒng)構(gòu)成[1]。4G移動通信網(wǎng)路無線服務(wù)并不會受到時間或平臺的限制,用戶完全可根據(jù)自身需求定制個性化業(yè)務(wù)。同時,4G移動網(wǎng)絡(luò)除了基本的網(wǎng)絡(luò)通信功能外,還承載了數(shù)據(jù)采集、定位、遠程控制等多項功能,為多元化業(yè)務(wù)開展提供了基礎(chǔ)。另外,4G移動通信系統(tǒng)可與傳統(tǒng)IP系統(tǒng)相連,進一步擴充了系統(tǒng)的功能性。
二、4G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及技術(shù)分析
2.14G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
從結(jié)構(gòu)上來看,4G網(wǎng)絡(luò)與3G蜂窩網(wǎng)絡(luò)存在較大差異。4G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為蜂窩核心網(wǎng),并容納了數(shù)字化IP技術(shù)。核心網(wǎng)具備了多種連接方式,如WCDMA、藍牙、IEEE802等。具體應(yīng)用過程中,用戶會獲取一個特異性的識別號碼,通過分層結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)目標(biāo)。正是基于上述特點,可讓IP核心網(wǎng)與多項業(yè)務(wù)相連,也就實現(xiàn)了多元化業(yè)務(wù)。4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要分為三層,包括物理層、環(huán)境層及應(yīng)用層。其中,物理層承載了路由篩選及網(wǎng)絡(luò)接入功能;環(huán)境層主要負責(zé)QoS映射、地址變換及完全性管理;應(yīng)用層承載了各種應(yīng)用軟件,是基礎(chǔ)業(yè)務(wù)及擴展業(yè)務(wù)實現(xiàn)的基礎(chǔ)[2]。由于物理層與環(huán)境層的接口具備開放性特征,所以在應(yīng)用更新及服務(wù)變更方面較為便捷。另外,系統(tǒng)可提供無縫高數(shù)據(jù)率無線服務(wù),并可在多個頻帶下運行,這使得系統(tǒng)應(yīng)用范圍得到了極大的擴充。
2.24G網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)
4G網(wǎng)絡(luò)之所以具備如此強大的性能,少不了相關(guān)技術(shù)的支持。具體如下:
(1)OFDM(即正交頻分復(fù)用)技術(shù)。該技術(shù)是4G網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)之一,是由MCM(多載波調(diào)制)技術(shù)演變而來的,并通過IFFT及FFT來實現(xiàn)調(diào)制及解調(diào),是目前應(yīng)用范圍最廣的多載波傳輸方案。OFDM實際應(yīng)用過程中,會將信道換分為若干個子信道(正交)[3],并將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)變?yōu)樽訑?shù)據(jù)流,即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)分流,子數(shù)據(jù)流再通過子信道進行傳輸。數(shù)據(jù)接收端可將正交信號相互分離,有效控制信道之間的干擾。由于子信道在原信道帶寬中占用部分較少,所以信道可保持相對均衡,讓信號傳輸過程更加穩(wěn)定。
(2)MIMO(多輸入多輸出)技術(shù)。該技術(shù)在信號發(fā)射端及接收端采用了多個天線,可讓信號通過多個天線進行傳輸,讓通信質(zhì)量得到大幅度提升。同時,MIMO技術(shù)可利用有限的空間資源實現(xiàn)信號多發(fā)多收,即便不添加頻譜資源或增大發(fā)射功率,依然可提升信道容量,保證信號傳輸質(zhì)量與穩(wěn)定性。另外,MIMO信道可提供空間分集增益及空間復(fù)用增益,通過多個天線來控制信道衰弱,以降低誤碼率。
(3)智能天線技術(shù)。通過智能天線技術(shù)可將時隙或碼道相同的信號相互分離,即可讓信號變化區(qū)域發(fā)生改變。利用該技術(shù)可對用戶動態(tài)狀況及環(huán)境狀況進行實時監(jiān)控,有助于用戶把握正確的信號方向,避免受到干擾因素影響。在智能天線技術(shù)作用下,可擴充系統(tǒng)覆蓋范圍,并擴大系統(tǒng)容量。同時,該技術(shù)可提升頻譜利用效率,還可降低基站發(fā)射功率,有利于降低系統(tǒng)能耗。
三、4G網(wǎng)絡(luò)展望
4G移動網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展去掉刺激了移動終端設(shè)備的發(fā)展,讓智能手機得到了普及。同時,智能手機用戶的不斷增多,又為4G移動網(wǎng)絡(luò)帶來了新的發(fā)展空間,兩者呈現(xiàn)了互利關(guān)系。目前,智能手機已經(jīng)對傳統(tǒng)PC業(yè)務(wù)帶來了極大的沖擊,傳統(tǒng)寬帶業(yè)務(wù)也將逐漸被移動互聯(lián)網(wǎng)取代。在此背景下,4G移動網(wǎng)絡(luò)還需要進一步完善網(wǎng)絡(luò)體系,并加強信息安全建設(shè),以提升整體服務(wù)水平,為用戶帶來更為優(yōu)質(zhì)的個性化服務(wù)。通過4G移動網(wǎng)絡(luò),可促進物資流動與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)雙向平衡發(fā)展,以達成多方共贏的局面。
作者:戴渭 單位:四川大學(xué)
參考文獻:
[1]韓蘇丹.4G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析[J].電信快報,2014(02):39-41+48.
[2]劉雅婷.4G移動網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀及前景展望[J].電腦知識與技術(shù),2014(20):4682-4683.
[3]桂霖.移動通信發(fā)展現(xiàn)狀及4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢[J].電信網(wǎng)技術(shù),2015(08):37-39.