4G通信工程技術要點及應用范文

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摘要：在信息時代背景下，通信技術的發展日新月異。現代社會快節奏的生活，人們對網絡技術各方面的需求日益凸顯。在3G技術日漸成熟的基礎上，通信行業就以開拓創新的意識以及洞悉市場的目光對3G通信進一步開展研究，力求功能進一步優化升級，滿足客戶個性化多樣化的服務和需求。隨著科技攻關的不斷深入，在一次次改進突破中，4g通信技術成為科技發展的新產物，也為4G通信客戶提供了更為完善的服務和專業技術的保障。從技術領域來說，4G通信技術頻譜更高；通訊方式更加多樣化；智能化程度更高。針對4G通信工程的多天線技術、智能天線技術、ipv6技術等重要技術及其現實應用進行探討。

關鍵詞：4G；通信工程；技術要點；現實應用

隨著科學技術的創新和發展，如今4G通信早已替代原有的3G通信，通信技術的每次升級換代都對社會經濟發展帶來深刻變革，也推動了人們生產生活方式的轉變。3G移動通信在數據傳輸速度上曾讓人耳目一新，社會經濟發展日新月異，人們對通信技術的依賴日益凸顯，迫切要求更快捷的數據傳輸速度和更流暢的觀感體驗，4G通信應運而生。和3G相比，4G通信很快就得到了廣大消費者的認可，并迅速占領市場，其原因主要是4G通信網速更快、技術更成熟、安全性更好、設計更人性化。4G通信技術所具有的科技含量的大幅提升，為用戶在信息的甄別、傳輸、使用、存儲上提供了一系列完整可靠地保障，網絡技術更加穩定，數據傳輸速度更加迅速便捷，功能也更趨多樣化，同時更注重用戶體驗，追求個性化服務。

14G通信工程技術

1.14G通信工程技術的概念

4G通信工程技術作為科技發展進步催生出來的一項新技術，從第一代到第四代，從有線到無線，技術不斷改進升級，功能不斷優化，服務也不斷完善。4G通信是3G蜂窩系統的延續改進和發展。4G通信是無線網絡和3G通信相結合的產物，在圖像高速傳輸的同時，確保了傳輸圖像的高清晰度和高質量。4G通信網絡下載速度為100Mbps，能夠實現無線連接，并能提供多元化的服務，如網絡互聯、全球通訊、終端應用等，3G通信向4G通信過渡中實現了無縫銜接，4G通信在成本之內滿足了用戶多樣化通信需求。相對于3G通信而言，4G通信技術兼容性強、傳輸速率高、不同用戶共存、不同業務融合、智能化、靈活度高等特點。

1.24G通信工程技術的特點

1.2.1存儲量大，傳輸速率高與3G相比，4G技術增大了傳輸頻寬，存儲量也相應提高十倍以上，在實現圖像高速傳輸上確保圖像質量與清晰度與電腦水平相當。此外，4G通信技術對于時間和空間的限制性很低，4G通信技術下載運行速度高達100M/s，用戶可以在高速移動（如上高速、乘坐高鐵）時正常的接打電話、傳輸數據資料等。1.2.2操作簡便靈活，自由度高4G通信技術全面考慮到用戶的感受，可以不受時間空間限制，為用戶實現無障礙入網。同時用戶在選擇業務和使用網絡上自由度高，能夠按照自己的實際需求進行相應的業務操作；4G網絡系統有良好的彈性機制，能夠依照用戶使用狀況自行作出調整，充分滿足用戶需求和環境要求。1.2.3簡便安全，個性化服務強4G通信整合以往個人通信和數據傳輸上的不同應用，保留了同樣的無線線譜，使功能更加完善，業務范圍更廣，網速提升更明顯，滿足用戶個性化的服務需求。1.2.4應用廣泛，費用更低4G通信技術具有較強的開放性和兼容性，幾乎任何網絡它都可以很好使用。操作流程靈活簡便，用戶能夠更加自由的使用各項業務，技術改進進一步降低了運營成本，使用費用低。

24G通信工程的技術要點

2.1正交頻分復用（OFDM）技術

正交頻分復用（OFDM）技術是4G通信工程技術的核心，它是通過子信道的分流來實現信號的傳遞。也就是把信道分成幾個正交子信道，再用低速子數據流替代原有的高速數據信號通過子信道傳輸。在頻率的利用上，OFDM技術實現了頻率的充分利用，在很大程度上起到抗干擾能力，減少了數據在傳遞中的損耗，降低了通信信號衰弱的速度，有效的提升了4G通信系統工作的質量。另外，OFDM技術循環前綴方式的應用使得其在碼問的抗干擾方面作用明顯，同時OFDM技術自適應的調制機制也使得數據傳輸速度極大地提高。

2.2多天線技術

多天線技術是通過若干個天線來進行信息的傳遞。以往通信工程均為單天線，而4G通信工程利用分集技術原理，采用了多天線技術，它能夠實現容量相乘，從而支持更多用戶，同時降低了頻譜使用頻率。分集技術在實際應用中所有參數都取決于接收機，4G通信中的多天線的技術，體現出了智能天線技術創新。智能天線技術能夠通過劃分空間從而獲取更多地址，在地址碼和時間間隙相同的情況下，頻帶也一樣，而給定空間與信號傳輸路徑則是獨立和不同的用戶，即便是在頻譜有限的情況下，通過快速增加通信容量，也能支持較多的用戶，從而大幅提升了頻譜的使用效率。在有效擴充用戶信號容量的同時，也改善了服務質量。另外，在相同的頻率段內使用多天線技術，在頻率資源受到限制時，依舊可以通過高頻信號進行傳輸，在同一時間間隙中，可多路信號進行傳輸，從而保證用戶高效率的獲得傳輸信號。

2.3智能天線（SA）技術

智能天線技術，即SA技術。它通過調節陣子信號、權數及相位來改變陣列方向圖的形狀，通過標記不同方位同樣頻率的天線來進行頻率復用實現多光束頻率復用。這種通過不同空間路徑劃分的方法又被稱為空分多址，它是依據完備的要求天線需要給每個用戶分一個點波束，在這種情況下，只要按照用戶的空間位置對每個用戶的無限信號進行劃分，也就實現了多址劃分。這項技術使得波束始終追溯著目標所在的方向實現與用戶的同步移動，這就大幅度降低了發射功率，使得天線的效益得到很大的提高。

2.4軟件無線電（SDR）技術

軟件無線電技術，即SDR技術。它是將標準化、模塊化的硬件功能單元經過通用硬件平臺，以軟件加載方式對各類無線電通信系統實現開放式結構的技術。該技術使無線電臺的各個部分都發揮著各自作用，其軟件系統包括信號流變換軟件、調制解調算法軟件、信源編碼軟件、信道糾錯編碼等。其優點是無需更換硬件，通過下載更新即可實現軟件升級，還可根據實際需要對軟件進行編程。在4G通信技術中，軟件無線電技術為4G通信技術搭建了可以實現多方運營參與的開放式、標準化硬件平臺，通過提供開放式平臺，提供快捷方便的升級服務。

2.5IPV6的技術

4G通信系統利用IP全分組的方法進行數據運輸，通信網絡設備能夠分給唯一的可實現自動配置的路由地址，這樣就最大程度保證了各種網絡之間的鏈接，形成高級別服務系統。IPv6技術具有很強的移動性，不易受外界環境干擾，即使通信設備位移不斷發生變化，通信質量也可保證不受影響，從而極大地提高了移動通信的質量。IPV6技術實現了空間的拓展，所有使用通信網絡的任何設備，都擁有全世界唯一的IP地址。用戶在使用網絡時，網絡數據已完成了加密和效驗，從而極大提高了網絡的保密性和安全性。在4G移動通信技術中的IPv6技術與普通的此類技術相比具有極大的優越性。

34G通信工程技術的現實應用

基于4G通信工程技術高效率、大容量的數據傳輸等特點，被廣泛應用于智能手機、公共醫療衛生和智慧城市、智慧農業等領域。信息獲取的方便快捷，推動了智能手機APP、網絡游戲、自媒體、軟件開發、遠程醫療會診、智慧城市等新興應用的誕生和發展。

3.1在智能手機上的應用

如今，4G網絡已是“舊時王謝堂前燕，飛入尋常百姓家”，4G網絡技術的運用深刻改變了人們的生產和生活。自2013年以來，全球移動數據用戶總流量占比重中，中國移動數據用戶流量從35%上升至2019年的50%以上，中國逐步躍升成為全球最大的4G市場，移動用戶擁有量超過7億人口。4G大幅提升網速后，視頻類業務成為4G主要應用。使用4G網絡可以實現影像資料的高清下載和網絡上傳，高清電影和視頻在線觀看，帶來更為流暢、清晰地觀影體驗。由4G網絡所延伸出的新興應用，把傳統行業帶入了新的智能時代。4G網絡的應用，以智能手機為載體，與人們日常衣食住行娛樂相結合，催生出一系列智能手機APP應用。如今，上淘寶、天貓買衣服，到美團、餓了么點外賣，去攜程買機票訂酒店，到百度地圖、高德地圖查出行路線，用支付寶、微信掃碼收付款，無聊時刷刷微博，看看抖音，玩玩快手打發時間，這一切便捷高效的智能手機APP操作，讓生活變得有滋有味、豐富多彩。

3.2在公共醫療衛生服務上的應用

公共醫療衛生作為健康中國建設的重要內容，4G通信工程與醫療衛生服務相結合，為醫院診斷治療及服務提供了全新的技術手段和方法。衛生移動醫護通就是以4G通信技術為手段，以服務醫療為目標，面向各大中型醫院，為醫院診療提供一套完整的信息化管理方案。作為一種移動醫療服務模式，它主要是通過在醫院內部鋪設無線網絡通信，接入互聯網，搭建數據集成平臺，用于醫療數據的接收和分析處理，再將處理好的信息發送到手機、iPad等移動終端設備。醫生和護理人員通過手持移動終端就能夠及時的發現和處理問題，完成日常的診療活動。通過使用衛生移動醫護通，運用信息技術輔助醫護人員的工作，能夠有效減少工作中的失誤，降低風險。此外通過隨時隨地實現共享診療信息，提高了信息共享的有效性和及時性，在提高醫護人員工作效率的同時也優化了服務質量。此外，4G通信技術的應用也直接推動了遠程醫療的發展，醫護人員可以不受時間空間限制，對疑難重癥病患，組織不同地區不同領域的權威專家進行遠程會診，從而極大地提高了診斷治療效率，減少病亡。

3.3在智慧城市建設上的應用

當今社會，隨著城市化進程的不斷深入，城鎮化率提高，“大城市病”成為制約城市化發展的一大瓶頸。實現可持續發展是解決“大城市病”的一劑良，通過建設智慧城市，提高城市的智能化水平，提高城市空間、功能、公共資源等的利用率，從而實現可持續發展的目的。智慧城市通過遙感檢測手段，利用現代通信技術對包括公共服務、醫療衛生、生產生活、商業活動、環境保護在內的各種信息進行監測，分析整合城市運行中的各項關鍵信息，通過科學評判做出智能響應。它是運用大數據、云計算等平臺，對涉及人們衣食住行等各方面的海量數據進行分析整合，提出智能化的解決方案，服務大眾生活，是現代信息技術服務人們生產生活的最好體現。在這一過程中，4G通信以其高效率、大容量的數據傳輸的特點，在高清影視、視頻通話、3D在線游戲、VR實景導航、云存儲等方面廣泛應用，不斷滿足人們在衣食住行以及娛樂等多樣化個性化的需求。在4G通信的快速發展下，催生大數據、物聯網等新興產業，已經在電子商貿、物流運輸、醫療衛生、供電排水、購物消費等方面廣泛應用，為建設智慧城市起到了技術支撐的重要作用。

3.4在智慧農業上的應用

我國疆域面積幅員遼闊，從東南到西北地形地勢氣候環境差異明顯，這就使得我國的農業生產種植存在很大差異。隨著農業科技的進步，原本粗放型的種植模式逐步向集約化發展，在農業轉型中發展智慧農業成為必然趨勢。4G通信技術以其高效的信息化服務，精確的信息內容，科學合理信息處理方式，成為智慧農業發展強有力的技術支撐。智慧農業利用智能通信技術嵌入農業知識，通過智能的演算推理為農業生產提供相應的科學方案來服務農業生產管理。其提供的方案包含全面廣泛的科學信息，為農業科技工作者及農民合理安排農業生產提供決策依據，同時在精準灌溉、施肥、病蟲害防治等方面，也發揮了良好的作用。

3.5在智能家居上的應用

通過使用4G網絡的“智能家居”開始出現在了人們的日常生活當中，改變了人們的生活方式。智能家居系統又稱智能住宅，它是按照人體工程學得原理，利用4G網絡、計算機、綜合布線等技術、結合客服個性化的服務需求，將與家居生活中的各個子系統如家用電器、燈光音響、衛生洗浴、煤氣地暖、窗簾開關、廚房廚具、安保防控等結合，通過4G通信及計算機智能管控，為人的生活服務，提升用戶體驗的目的。智能家居作為4G通信深入發展的產物，其全面發展離不開4G移動網絡，更需要全產業鏈的智能化改造。2010年首款智能家居產品“宜居通”研發成功，通過在家中物品上安裝監控感應裝置，實時采集物品狀態信息，發送至手機終端，實現對物品的監控。用戶也可以使用手機發送指令，遙控監控物件狀態。當時運營商設想了智能家居研發“三步走”的方案，首先是實現對家庭環境安全的監測，即安全監控；其次是利用手機對家電進行遠程操控，如開關空調、調節熱水器等；最后是實現全智能家居，對家中各類家電用品等實現遠程操控。如今，智能家居已走過十年，技術更加成熟，產品日益豐富，功能日趨完善，類型也變得多樣。

3.6在日常生活上的應用

當今社會，人們對信息的需求程度大大提高，在日常工作、學習和娛樂中，需要保存大量的信息資源，而大容量正好是現代通信技術的一個優點。4G通信所具有的大容量，使得信息的中轉時間進一步縮短，信息存儲也變得更加便利。隨著手機等終端設備的技術提升，4G網絡在下載和存儲技術以及復雜信息的處理上，變得十分簡單。同時，4G系統能夠通過一個簡單的終端設備將個人通信和公眾信息結合在一起，在圖像傳輸、多媒體娛樂、購物消費，影院電影票購買等多個方面實現對信息的自動處理，使人們的業余生活更加豐富多彩。此外，4G通信技術不僅限于手機和電腦應用，還擴展到國防軍事、雷達監測、遠洋航海、遠程監控、航空航天、地震預警等各方各面，為推動人類社會發展進步起到了重要作用。

4結論

隨著移動通信技術的不斷發展，4G通信作為21世紀高新科技發展的產物，被廣大群眾認為是有史以來最復雜的技術系統。4G通信技術以其高速的數據傳輸，被稱為機器之間的“高速對話”，在我國廣泛應用和普及，為人們的工作和生活帶來極大的便利。雖然4G通信給移動通信業務帶來了新機遇，但是要順利且全面地實施4G通信，在發展上還是會面臨極大的市場挑戰。放眼未來，智能化將成為網絡發展的重要趨勢，4G通信工程技術需要從配套設施，核心技術和終端設備等方面加大科研科研投入力度，不斷提升網絡速度、優化服務內容，最終才能更快更好的實現智能化發展。

作者：杜鵬程 單位：蘭州市科技情報研究所