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摘要：在信息時代背景下，通信技術(shù)的發(fā)展日新月異。現(xiàn)代社會快節(jié)奏的生活，人們對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)各方面的需求日益凸顯。在3G技術(shù)日漸成熟的基礎(chǔ)上，通信行業(yè)就以開拓創(chuàng)新的意識以及洞悉市場的目光對3G通信進(jìn)一步開展研究，力求功能進(jìn)一步優(yōu)化升級，滿足客戶個性化多樣化的服務(wù)和需求。隨著科技攻關(guān)的不斷深入，在一次次改進(jìn)突破中，4g通信技術(shù)成為科技發(fā)展的新產(chǎn)物，也為4G通信客戶提供了更為完善的服務(wù)和專業(yè)技術(shù)的保障。從技術(shù)領(lǐng)域來說，4G通信技術(shù)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(shù)、智能天線技術(shù)、ipv6技術(shù)等重要技術(shù)及其現(xiàn)實應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：4G；通信工程；技術(shù)要點；現(xiàn)實應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，如今4G通信早已替代原有的3G通信，通信技術(shù)的每次升級換代都對社會經(jīng)濟發(fā)展帶來深刻變革，也推動了人們生產(chǎn)生活方式的轉(zhuǎn)變。3G移動通信在數(shù)據(jù)傳輸速度上曾讓人耳目一新，社會經(jīng)濟發(fā)展日新月異，人們對通信技術(shù)的依賴日益凸顯，迫切要求更快捷的數(shù)據(jù)傳輸速度和更流暢的觀感體驗，4G通信應(yīng)運而生。和3G相比，4G通信很快就得到了廣大消費者的認(rèn)可，并迅速占領(lǐng)市場，其原因主要是4G通信網(wǎng)速更快、技術(shù)更成熟、安全性更好、設(shè)計更人性化。4G通信技術(shù)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(wǎng)絡(luò)技術(shù)更加穩(wěn)定，數(shù)據(jù)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(wù)。

14G通信工程技術(shù)

1.14G通信工程技術(shù)的概念

4G通信工程技術(shù)作為科技發(fā)展進(jìn)步催生出來的一項新技術(shù)，從第一代到第四代，從有線到無線，技術(shù)不斷改進(jìn)升級，功能不斷優(yōu)化，服務(wù)也不斷完善。4G通信是3G蜂窩系統(tǒng)的延續(xù)改進(jìn)和發(fā)展。4G通信是無線網(wǎng)絡(luò)和3G通信相結(jié)合的產(chǎn)物，在圖像高速傳輸?shù)耐瑫r，確保了傳輸圖像的高清晰度和高質(zhì)量。4G通信網(wǎng)絡(luò)下載速度為100Mbps，能夠?qū)崿F(xiàn)無線連接，并能提供多元化的服務(wù)，如網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、全球通訊、終端應(yīng)用等，3G通信向4G通信過渡中實現(xiàn)了無縫銜接，4G通信在成本之內(nèi)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(shù)兼容性強、傳輸速率高、不同用戶共存、不同業(yè)務(wù)融合、智能化、靈活度高等特點。

1.24G通信工程技術(shù)的特點

1.2.1存儲量大，傳輸速率高與3G相比，4G技術(shù)增大了傳輸頻寬，存儲量也相應(yīng)提高十倍以上，在實現(xiàn)圖像高速傳輸上確保圖像質(zhì)量與清晰度與電腦水平相當(dāng)。此外，4G通信技術(shù)對于時間和空間的限制性很低，4G通信技術(shù)下載運行速度高達(dá)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(shù)據(jù)資料等。1.2.2操作簡便靈活，自由度高4G通信技術(shù)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(xiàn)無障礙入網(wǎng)。同時用戶在選擇業(yè)務(wù)和使用網(wǎng)絡(luò)上自由度高，能夠按照自己的實際需求進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)操作；4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有良好的彈性機制，能夠依照用戶使用狀況自行作出調(diào)整，充分滿足用戶需求和環(huán)境要求。1.2.3簡便安全，個性化服務(wù)強4G通信整合以往個人通信和數(shù)據(jù)傳輸上的不同應(yīng)用，保留了同樣的無線線譜，使功能更加完善，業(yè)務(wù)范圍更廣，網(wǎng)速提升更明顯，滿足用戶個性化的服務(wù)需求。1.2.4應(yīng)用廣泛，費用更低4G通信技術(shù)具有較強的開放性和兼容性，幾乎任何網(wǎng)絡(luò)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(yè)務(wù)，技術(shù)改進(jìn)進(jìn)一步降低了運營成本，使用費用低。

24G通信工程的技術(shù)要點

2.1正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)

正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)是4G通信工程技術(shù)的核心，它是通過子信道的分流來實現(xiàn)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(shù)據(jù)流替代原有的高速數(shù)據(jù)信號通過子信道傳輸。在頻率的利用上，OFDM技術(shù)實現(xiàn)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(shù)據(jù)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(tǒng)工作的質(zhì)量。另外，OFDM技術(shù)循環(huán)前綴方式的應(yīng)用使得其在碼問的抗干擾方面作用明顯，同時OFDM技術(shù)自適應(yīng)的調(diào)制機制也使得數(shù)據(jù)傳輸速度極大地提高。

2.2多天線技術(shù)

多天線技術(shù)是通過若干個天線來進(jìn)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(shù)原理，采用了多天線技術(shù)，它能夠?qū)崿F(xiàn)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(shù)在實際應(yīng)用中所有參數(shù)都取決于接收機，4G通信中的多天線的技術(shù)，體現(xiàn)出了智能天線技術(shù)創(chuàng)新。智能天線技術(shù)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(wù)質(zhì)量。另外，在相同的頻率段內(nèi)使用多天線技術(shù)，在頻率資源受到限制時，依舊可以通過高頻信號進(jìn)行傳輸，在同一時間間隙中，可多路信號進(jìn)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(shù)

智能天線技術(shù)，即SA技術(shù)。它通過調(diào)節(jié)陣子信號、權(quán)數(shù)及相位來改變陣列方向圖的形狀，通過標(biāo)記不同方位同樣頻率的天線來進(jìn)行頻率復(fù)用實現(xiàn)多光束頻率復(fù)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(jù)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(jìn)行劃分，也就實現(xiàn)了多址劃分。這項技術(shù)使得波束始終追溯著目標(biāo)所在的方向?qū)崿F(xiàn)與用戶的同步移動，這就大幅度降低了發(fā)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(shù)

軟件無線電技術(shù)，即SDR技術(shù)。它是將標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件功能單元經(jīng)過通用硬件平臺，以軟件加載方式對各類無線電通信系統(tǒng)實現(xiàn)開放式結(jié)構(gòu)的技術(shù)。該技術(shù)使無線電臺的各個部分都發(fā)揮著各自作用，其軟件系統(tǒng)包括信號流變換軟件、調(diào)制解調(diào)算法軟件、信源編碼軟件、信道糾錯編碼等。其優(yōu)點是無需更換硬件，通過下載更新即可實現(xiàn)軟件升級，還可根據(jù)實際需要對軟件進(jìn)行編程。在4G通信技術(shù)中，軟件無線電技術(shù)為4G通信技術(shù)搭建了可以實現(xiàn)多方運營參與的開放式、標(biāo)準(zhǔn)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(wù)。

2.5IPV6的技術(shù)

4G通信系統(tǒng)利用IP全分組的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)運輸，通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠分給唯一的可實現(xiàn)自動配置的路由地址，這樣就最大程度保證了各種網(wǎng)絡(luò)之間的鏈接，形成高級別服務(wù)系統(tǒng)。IPv6技術(shù)具有很強的移動性，不易受外界環(huán)境干擾，即使通信設(shè)備位移不斷發(fā)生變化，通信質(zhì)量也可保證不受影響，從而極大地提高了移動通信的質(zhì)量。IPV6技術(shù)實現(xiàn)了空間的拓展，所有使用通信網(wǎng)絡(luò)的任何設(shè)備，都擁有全世界唯一的IP地址。用戶在使用網(wǎng)絡(luò)時，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)已完成了加密和效驗，從而極大提高了網(wǎng)絡(luò)的保密性和安全性。在4G移動通信技術(shù)中的IPv6技術(shù)與普通的此類技術(shù)相比具有極大的優(yōu)越性。

34G通信工程技術(shù)的現(xiàn)實應(yīng)用

基于4G通信工程技術(shù)高效率、大容量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)忍攸c，被廣泛應(yīng)用于智能手機、公共醫(yī)療衛(wèi)生和智慧城市、智慧農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。信息獲取的方便快捷，推動了智能手機APP、網(wǎng)絡(luò)游戲、自媒體、軟件開發(fā)、遠(yuǎn)程醫(yī)療會診、智慧城市等新興應(yīng)用的誕生和發(fā)展。

3.1在智能手機上的應(yīng)用

如今，4G網(wǎng)絡(luò)已是“舊時王謝堂前燕，飛入尋常百姓家”，4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運用深刻改變了人們的生產(chǎn)和生活。自2013年以來，全球移動數(shù)據(jù)用戶總流量占比重中，中國移動數(shù)據(jù)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(wǎng)速后，視頻類業(yè)務(wù)成為4G主要應(yīng)用。使用4G網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)影像資料的高清下載和網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)所延伸出的新興應(yīng)用，把傳統(tǒng)行業(yè)帶入了新的智能時代。4G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，以智能手機為載體，與人們?nèi)粘Ｒ率匙⌒袏蕵废嘟Y(jié)合，催生出一系列智能手機APP應(yīng)用。如今，上淘寶、天貓買衣服，到美團(tuán)、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(fā)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(yī)療衛(wèi)生服務(wù)上的應(yīng)用

公共醫(yī)療衛(wèi)生作為健康中國建設(shè)的重要內(nèi)容，4G通信工程與醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)相結(jié)合，為醫(yī)院診斷治療及服務(wù)提供了全新的技術(shù)手段和方法。衛(wèi)生移動醫(yī)護(hù)通就是以4G通信技術(shù)為手段，以服務(wù)醫(yī)療為目標(biāo)，面向各大中型醫(yī)院，為醫(yī)院診療提供一套完整的信息化管理方案。作為一種移動醫(yī)療服務(wù)模式，它主要是通過在醫(yī)院內(nèi)部鋪設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)通信，接入互聯(lián)網(wǎng)，搭建數(shù)據(jù)集成平臺，用于醫(yī)療數(shù)據(jù)的接收和分析處理，再將處理好的信息發(fā)送到手機、iPad等移動終端設(shè)備。醫(yī)生和護(hù)理人員通過手持移動終端就能夠及時的發(fā)現(xiàn)和處理問題，完成日常的診療活動。通過使用衛(wèi)生移動醫(yī)護(hù)通，運用信息技術(shù)輔助醫(yī)護(hù)人員的工作，能夠有效減少工作中的失誤，降低風(fēng)險。此外通過隨時隨地實現(xiàn)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(yī)護(hù)人員工作效率的同時也優(yōu)化了服務(wù)質(zhì)量。此外，4G通信技術(shù)的應(yīng)用也直接推動了遠(yuǎn)程醫(yī)療的發(fā)展，醫(yī)護(hù)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(qū)不同領(lǐng)域的權(quán)威專家進(jìn)行遠(yuǎn)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(shè)上的應(yīng)用

當(dāng)今社會，隨著城市化進(jìn)程的不斷深入，城鎮(zhèn)化率提高，“大城市病”成為制約城市化發(fā)展的一大瓶頸。實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是解決“大城市病”的一劑良，通過建設(shè)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(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目的。智慧城市通過遙感檢測手段，利用現(xiàn)代通信技術(shù)對包括公共服務(wù)、醫(yī)療衛(wèi)生、生產(chǎn)生活、商業(yè)活動、環(huán)境保護(hù)在內(nèi)的各種信息進(jìn)行監(jiān)測，分析整合城市運行中的各項關(guān)鍵信息，通過科學(xué)評判做出智能響應(yīng)。它是運用大數(shù)據(jù)、云計算等平臺，對涉及人們衣食住行等各方面的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整合，提出智能化的解決方案，服務(wù)大眾生活，是現(xiàn)代信息技術(shù)服務(wù)人們生產(chǎn)生活的最好體現(xiàn)。在這一過程中，4G通信以其高效率、大容量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c，在高清影視、視頻通話、3D在線游戲、VR實景導(dǎo)航、云存儲等方面廣泛應(yīng)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(fā)展下，催生大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)在電子商貿(mào)、物流運輸、醫(yī)療衛(wèi)生、供電排水、購物消費等方面廣泛應(yīng)用，為建設(shè)智慧城市起到了技術(shù)支撐的重要作用。

3.4在智慧農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

我國疆域面積幅員遼闊，從東南到西北地形地勢氣候環(huán)境差異明顯，這就使得我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植存在很大差異。隨著農(nóng)業(yè)科技的進(jìn)步，原本粗放型的種植模式逐步向集約化發(fā)展，在農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型中發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)成為必然趨勢。4G通信技術(shù)以其高效的信息化服務(wù)，精確的信息內(nèi)容，科學(xué)合理信息處理方式，成為智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展強有力的技術(shù)支撐。智慧農(nóng)業(yè)利用智能通信技術(shù)嵌入農(nóng)業(yè)知識，通過智能的演算推理為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供相應(yīng)的科學(xué)方案來服務(wù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理。其提供的方案包含全面廣泛的科學(xué)信息，為農(nóng)業(yè)科技工作者及農(nóng)民合理安排農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供決策依據(jù)，同時在精準(zhǔn)灌溉、施肥、病蟲害防治等方面，也發(fā)揮了良好的作用。

3.5在智能家居上的應(yīng)用

通過使用4G網(wǎng)絡(luò)的“智能家居”開始出現(xiàn)在了人們的日常生活當(dāng)中，改變了人們的生活方式。智能家居系統(tǒng)又稱智能住宅，它是按照人體工程學(xué)得原理，利用4G網(wǎng)絡(luò)、計算機、綜合布線等技術(shù)、結(jié)合客服個性化的服務(wù)需求，將與家居生活中的各個子系統(tǒng)如家用電器、燈光音響、衛(wèi)生洗浴、煤氣地暖、窗簾開關(guān)、廚房廚具、安保防控等結(jié)合，通過4G通信及計算機智能管控，為人的生活服務(wù)，提升用戶體驗的目的。智能家居作為4G通信深入發(fā)展的產(chǎn)物，其全面發(fā)展離不開4G移動網(wǎng)絡(luò)，更需要全產(chǎn)業(yè)鏈的智能化改造。2010年首款智能家居產(chǎn)品“宜居通”研發(fā)成功，通過在家中物品上安裝監(jiān)控感應(yīng)裝置，實時采集物品狀態(tài)信息，發(fā)送至手機終端，實現(xiàn)對物品的監(jiān)控。用戶也可以使用手機發(fā)送指令，遙控監(jiān)控物件狀態(tài)。當(dāng)時運營商設(shè)想了智能家居研發(fā)“三步走”的方案，首先是實現(xiàn)對家庭環(huán)境安全的監(jiān)測，即安全監(jiān)控；其次是利用手機對家電進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，如開關(guān)空調(diào)、調(diào)節(jié)熱水器等；最后是實現(xiàn)全智能家居，對家中各類家電用品等實現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。如今，智能家居已走過十年，技術(shù)更加成熟，產(chǎn)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(yīng)用

當(dāng)今社會，人們對信息的需求程度大大提高，在日常工作、學(xué)習(xí)和娛樂中，需要保存大量的信息資源，而大容量正好是現(xiàn)代通信技術(shù)的一個優(yōu)點。4G通信所具有的大容量，使得信息的中轉(zhuǎn)時間進(jìn)一步縮短，信息存儲也變得更加便利。隨著手機等終端設(shè)備的技術(shù)提升，4G網(wǎng)絡(luò)在下載和存儲技術(shù)以及復(fù)雜信息的處理上，變得十分簡單。同時，4G系統(tǒng)能夠通過一個簡單的終端設(shè)備將個人通信和公眾信息結(jié)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(xiàn)對信息的自動處理，使人們的業(yè)余生活更加豐富多彩。此外，4G通信技術(shù)不僅限于手機和電腦應(yīng)用，還擴展到國防軍事、雷達(dá)監(jiān)測、遠(yuǎn)洋航海、遠(yuǎn)程監(jiān)控、航空航天、地震預(yù)警等各方各面，為推動人類社會發(fā)展進(jìn)步起到了重要作用。

4結(jié)論

隨著移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展，4G通信作為21世紀(jì)高新科技發(fā)展的產(chǎn)物，被廣大群眾認(rèn)為是有史以來最復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)。4G通信技術(shù)以其高速的數(shù)據(jù)傳輸，被稱為機器之間的“高速對話”，在我國廣泛應(yīng)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(yè)務(wù)帶來了新機遇，但是要順利且全面地實施4G通信，在發(fā)展上還是會面臨極大的市場挑戰(zhàn)。放眼未來，智能化將成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要趨勢，4G通信工程技術(shù)需要從配套設(shè)施，核心技術(shù)和終端設(shè)備等方面加大科研科研投入力度，不斷提升網(wǎng)絡(luò)速度、優(yōu)化服務(wù)內(nèi)容，最終才能更快更好的實現(xiàn)智能化發(fā)展。

作者：杜鵬程 單位：蘭州市科技情報研究所