第一篇：4G技术移动通信工程应用
摘要：
文章分析了4G-LTE通信网络架构，并以电力移动通信专网为例，探讨了4G-LTE技术在移动通信工程中的应用情况，包括通信系统结构、4G-LTE覆盖方式及应用效果。
关键词：
4G-LTE；移动通信；应用；工程
4G-LTE技术具有信道频谱宽、目标速率快、多网络传输及接口开放等特点，能够与2G、3G网络实现平稳对接，有助于节省通信系统升级成本。4G-LTE被引进商用网络后便获得了迅猛发展，普及速度远超3G[1]。本文解析了4G-LTE技术在移动通信工程中的应用情况，旨在提高通信工程运行质量。
14G-LTE通信网络架构
4G-LTE网络包括EPC、E-UTRAN两部分，EPC的构成部分包括PCRF、PGW、SGW及MME，E-UTRAN中有多个演进型eNodeB，X2接口可连接各个演进型eNodeB，利用4G-LTE技术组建通信网络时通常将S1接口作为E-UTRAN部分及EPC部分的连接通道。与3G网络相比，4G-LTE网络中的EPC部分为分组域，具有分组功能，核心网中无电路域CS，传输VoIP业务的载体为IMS系统。4G-LTE通信网中的SGSN功能由SGW及MME共同实现，GGSN功能则由PGW实现，在通信网络传输信息时，核心网中的EPC可以实时分离用户面、控制面，避免SGW部分的用户面与MME部分的控制面互相干扰，同时有利于3G通信网与4G-LTE通信网实现融合[2]。E-UTRAN部分的SGW实体、核心网MME及eNodeB实体具有的功能与3G通信网的RNC网元相似，但eNodeB的工作方式为Mesh，接口为X2，采用X2接口连接各个eNodeB实体可预防出现分组丢失问题，SGW作为4G-LTE通信网络中的接入网关及边界接点，还具有管理无线接入、调度移动接入等功能。4G-LTE通信系统中的HSS部分可为IMS、UMTS及核心网提供数据支持服务，采用Cx接口连接IMS、HSS，通信协议为Diameter；采用Gr/Gc、C/D接口连接3G核心网、HSS，通信协议为MAP；采用S6a接口连接EPC、HSS，通信协议为Diameter。4G-LTE通信网络架构以3G-LTE为基础，但4G-LTE网络结构可以减小延迟，能够实现分散管理，相对于3G网络架构而言，是一项重大的技术性突破。
24G-LTE技术在移动通信工程中的应用
2.1通信系统结构
本文以电力系统所使用的移动通信专网为例，说明4G-LTE技术在移动通信领域中的应用情况及应用效果。移动通信专网的主要作用为监测电网中的电能供应质量，为智能化管理电网业务提供通信保障。为了满足快速、准确传递监测数据的要求及保证电能监测深度、广度符合电网业务的智能化管理要求，在设计通信网络拓扑结构时结合了树型结构、网型结构，确保在增加节点时无需进行复杂计算便可以远程发送或接收相应的监测数据[3]。监测系统分为三部分，即监控中心、通信网络及信息采集终端，采集终端包括便携式终端及在线监测终端，采集终端通过CT信号与PT信号向通信网传输信息，连接移动收发点与通信系统两端的串行接口为RJ45、RS232，根据现场情况设置4G-LTE路由器。通信网络中的4G-LTE可同时支持FDD-LTE格式及TD-LTE格式，以PPTP协议完成点对点传输，加密传输协议为VPN，通信网络中的服务器可提供数据库、通信及WEB服务，数据传输格式为PQDIF，传输协议为IEC61850。
2.24G-LTE覆盖方式
4G-LTE网络引入了MIMO多天线及大宽带技术，为实现连续覆盖，在室内应用了PRRU覆盖方案，PRRU覆盖的组网方式较为灵活，在业务量较少时利用多个PRRU进行组网能够减少切换及干扰，在业务量较多时，可用PRRU建立热点、分裂小区，进而有效增加传输容量。为满足室内传输的载波聚合需要及在4G-LTE网络中传输海量数据，在PRRU室内覆盖方案中运用了降采样及IQ压缩技术[4]。PRRU中的干扰协同分为微微间干扰协同、宏微间干扰协同两种形式，为避免微小区、宏小区之间的PRRU互相干扰，需要在宏站信号较强的BBU中接入PBridge，如微小区与微小区之间的PPRRU产生互相干扰问题，则在4G-LTE通信网络中运用CompCS技术错开时频域，并合理调度通信资源及提升通信网内部的传输容量。在室外覆盖方面，4G-LTE通信工程中的信号基站包括小基站及宏基站，以保证4G-LTE信号可以实现全面覆盖。
2.3应用效果
在三种调制方式下测试了移动通信专网的覆盖能力，测试天线挂高30m，在64QAM调制方式下4G-LTE系统的覆盖半径为4.87km，在16QAM调制方式下4G-LTE系统的覆盖半径为7.63km，在QPSK调制方式下4G-LTE系统的覆盖半径为10.69km。在传输速率方面，基于4G-LTE的通信工程应用了载波聚合传输技术，聚合离散信道后统一分配载波，由此提高宽带传输速率。同时可以根据配电专网的业务需求及时调整宽带聚合程度及决定是否进行聚合传输，从而充分利用及灵活使用宽带频谱资源，经测试通信工程频谱效率最高可达到2.7bps/Hz，下行峰值为8Mbps，上行峰值为19Mbps。进行64QAM调制时，上行传输均值为2.57Mbps；进行16QAM调制时，上行传输均值为1.25Mbps；进行QPSK调制时，上行传输均值为1.07Mbps。应用4G-LTE移动通信专网能够有效解决特定节点传输的数据量过少、节点数量过多及过于分散等问题，能够充分发挥光纤设备及无线设备在网络监控、信息采集中的辅助作用，提升了配电网的智能化管理水平。另一方面，应用4G-LTE移动通信专网后，优化了信息采集终端的接入方式，加大了信息传输量，缩短了传输时间，同时扩大了通信专网的覆盖面及降低了通信网络的运行成本。
3结语
综上，4G-LTE技术推动着通信工程的迅速发展，在通信工程中应用4G-LTE技术能够优化调度传输功率、频率等，大幅提高移动通信质量，降低通信成本及扩大通信网络的覆盖范围，因此4G-LTE技术有着广阔的发展前景。目前4G-LTE技术的市场需求在不断扩大，要注重优化通信工程领域的4G-LTE技术，使4G-LTE技术能够满足更多用户的需求。此外，要注重整合载波聚合及VoLTE等关键技术，在应用4G-LTE技术的过程中实现不断完善，以有效发挥4G-LTE技术的作用，并在用户数量增长的情况下保障通信网络稳定运行及降低通信网络运维成本。
作者：汪子云 完颜绍澎 单位：南京南瑞集团公司信息通信技术分公司
参考文献：
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第二篇：4G通信工程技术要点探讨
摘要:
目前我国已经进入了信息化时代,人们对通信技术的要求也在不断的提高,3G通信技术已逐渐无法满足人们对信息传递的需求,因此4G通信技术应运而生。4G通信技术不仅继承了3G通信技术所有的技术优点,同时由于其是改造了3G通信技术后得到的通信技术,因此4G通信技术在通信效率以及质量等方面都远远优于3G通信技术。本文就4G通信技术进行简单的分析,并以此为切入点对其进行深入的分析和了解,希望能够为我国4G技术的发展做出一定的贡献。
关键词:
4G通信工程；通信技术；要点
1简析4G通信技术
目前我国基本实现了4G通信技术的普及。4G通信技术的一大优点就是通信速度有着质的飞跃,主要体现在以下两个方面:首先上传速度是宽带拨号速度的2000倍,且速度能够达到20兆位每秒;其次下载速度能够达到100兆位每秒。这两个方面速度的提升不仅为网友的提供了更加的上网体验,同时也能够满足用户的对通信不断提高的需求。
2探究4G通信工程技术的优点
2.1速度快
对于4G通信技术而言,其最大的特点就是通信速度的增长,不仅大大提高了我国通信技术的通信速度,同时也为用户上网带来了更佳的体验。我国第一代通信技术只有语音系统,而第二代通信技术的传输速率极低,只有10kb/s这样,虽然在第三代通信技术中的传输速率提高到了2Mb/s,而4G通信的速度高达10Mb/s,最高可到100Mb/s,在大大提高了人们上网速度的同时,也为促进了经济的增长。
2.2具有较高的智能性
4G通信技术由于具备较高的智能性,因此受到了我国人们的广泛欢迎,4G通信技术的智能性最常见的表现就是人们生活常见的4G手机上。当前人们使用的4G手机在具备完善功能的基础上,还配备了较高的智能性,4G手机能够根据用户的操作指令及时准确的做出反应,同时根据实际的操作对用户的通信环境和情况加以分析,并将结果反馈到手机中。与此同时,4G手机还能根据相关的资料对用户的操作进行提醒,将用户操作的正确性反馈给用户。此外作为移动上网的工具4G手机能够让人们减少对菜单和键盘的依赖性,并进一步提高了人们上网的自由性。
2.3具有较高的兼容性
通常我们将硬件与软件之间的配合程度称之为“兼容性”。传统的通信技术兼容性差,而目前我国兼容性最佳的通信技术就是4G通信技术,我们甚至可以说,4G通信技术的出现是我国通信技术发展的一个新的里程碑。然而想要进一步推动我国4G通信技术的发展,则必须对传统的或者新研发的通信产品进行过渡,从而实现4G通信技术兼容性的提高,进而减少新旧产品之间的冲击力,确保4G通信技术的通信速度。作为3G通信技术的升级,4G通信技术无论是在通信速度上还是在通信效率方面都远远高于3G通信技术,同时4G通信技术还能为人们提供更好的上网服务,并在一定程度上减少了用户上网过程中遇到网卡、速度慢的问题,确保用户的上网需求。
34G通信工程的技术要点分析
3.1OFDM技术
4G通信技术中的正交频分复用技术,人们也把其称之为OFDM技术,该技术能够将信道划分为多个正交子信道,并在这些子信道中将传输数据信号转换为并列的低速子数据流进行传输,不仅大大增加了数据在传输过程中的抗衰弱能力,同时也有效减缓了通信信道的衰落速度。因此人们将OFDM技术作为4G通信技术中最重要的技术看待,其不仅能够提升通信系统的工作质量和效率,同时也在提高通信系统抗干扰能力方面发挥着重要的作用。
3.2SA技术
除了上述的OFDM技术外,智能天线技术也是4G通信技术中重要的组成部分,人们将智能天线技术成为SA技术。该技术的工作原理主要是在通信的过程中,在空间中通过数字信号处理技术中产生的指向性波束,让阵列主瓣更加准确快速的到达信息指定的方向,而旁瓣或者零陷则分别对准干扰信号的方向,不仅实现了移动用户信号空域信号接收的最大化,同时还有效的抑制了干扰信号。从此可以看出,该技术的主要功能有两个,一是自动跟踪数字波束二是抑制信号干扰,其也是4G通信技术发展过程中发挥着重要的作用。
3.3SDR技术
4G通信技术中的无线电广播通信技术也被人们称为SDR技术,该技术的实现并不依靠硬件的连接,而是在软件中实现无线通信协议的定义。简单来说,就是该技术能够通过软件下载和更新来有效实现使用过程中频带或者空中接口等协议和功能的升级,同时不需要进行硬件更新,不仅提高了4G通信技术的使用效率,同时大大降低了用户通信的成本。对于4G移动通信技术来说,SDR基础不仅是其微电子技术的基础,同时还能通过开放性的平台为4G移动通信技术的升级带来更大的便利,并优化相关的配置,为构件通顺硬件平台提供了良好的条件。同时该技术还能实现多方运营的同时介入,提高4G移动通信技术运行的效率。
3.4ipv6技术
ipv6技术地址长度为128位,其最大的地址,数为2128,而传统的ipv4技术地址长度为32为,最大的地址数为232,因此ipv6技术与ipv4技术相比,其最大的技术优势在于具备了更大的地址空间,不仅解决了ipv4技术中ip地址小的问题,同时能够为通信网络中的所有设备提供一个全球的地址。此外,由于用户在使用ipv6技术网络过程中,能够加密和校验网络层中的数据,因此其网络的安全性和保密性也大大高于ipv4技术的安全性和保密性。与此同时由于ipv6技术中对头部格式进行了优化,将选项和基本头部进行了区分,实现了将选项插入到基本选项和上层数据之间的功能,因此有效的简化了路由选择的过程,进而提高了用户使用网络的便捷性。基于此,我们可以知道ipv6技术的研发不仅大大提升了IP技术的服务级别,同时由于ipv6技术具备可移动性,因此还能保障移动通信设备在移动过程中的通信质量。
4结语
随着信息时代的发展,我国科技水平的提高,4G通信技术已经逐渐深入人们的生活中,实现了基本的普及。而4G网络的优势和功能在满足人们日益提高的需求的基础上,还为我国经济的发展带来了巨大的动力,相信在不久的将来4G移动通信技术还能取得更大的发展,为人们的生活带来更多的便利和改变。
作者：郑振军 单位：公诚管理咨询有限公司第四分公司
参考文献
[1]向丽.4G通信工程技术要点分析[J].电子世界,2014(6):165.
[2]岳新强.探讨4G通信工程技术[J].电子技术与软件工程.2015(9):33.
[3]陈燕树.4G通信工程技术的要点探讨[J].通讯世界,2015(9):66-67.
第三篇：4G通信工程技术要点及应用
【摘要】
近些年来，我国的通信行业取得了很大的进步，随着网络技术的不断发展，原有的2G、3G等技术已经无法满足人们的需求，使得通信工程的发展陷入僵局，因此，将原有通信工程各项技术进行完善成为研究人员的重点工作内容，而4G技术也应运而生，这种新的技术在速度及服务质量等方面表现的更加出色，因此具有较大的研究价值。
【关键词】
4G；通信工程；技术；要点；应用
随着现代科技的进步，我国的通信技术较过去相比产生了巨大的变化，经过长时间的发展，通信技术实现了多次的更新换代，如今，4G的通信工程技术已经逐渐将3G技术取代，成为人们应用的主要通信技术，这种技术的应用使网速得到了大幅度的提升，满足人们迅速浏览信息的需求，同时，也为人们提供了比较稳定的通讯，使人们享受到更优质的通信服务。
14G通信工程技术的概述
通常来讲，4G技术是由移动通信与第四代的移动技术向组合而成，与此同时，4G技术主要是在3G通信和无线局部网两项技术基础上，将优点进行有效的综合，确保4G技术具有更多优势。而通过4G技术相互之间进行视频的传输，在质量方面已经达到高清电视的标准，因此，在视频传输上客户会优先选择4G技术。现阶段，我国已经逐渐迈向4G时代，并且在运用4G技术之后，正常下载的速度从原有基础上提高到100Mbps，上传速度更是加快到20Mbps，在这些速度方面的提高，使拨号上网已经达到两千倍，进而方便了客户更好的使用。
24G技术的特点以及应用发展
（1）速度产生了质的飞跃。在通信行业的市场竞争中，人们最关注的是网速，传统3G或2G等技术的网速和4G技术完全无法同日而语，各大运营商将4G技术进行应用，解决了传统通信行业中网速慢等方面的问题，从而更好的适应人们如今的生活节奏。
（2）通信更加智能。人们在通过手机等移动设备进行网络操作时，4G技术丰富了设备的各种功能，人们可以使用这种技术获取所需的信息，同时，改善了人机交互界面，使人们可以对所需的信息进行快速的获取，减少了很多不必要的操作步骤，为人们的使用带来更多的方便，实现随时随地对各类信息资源的快速阅览。
（3）兼容性较好。在进行通信行业的更新换代操作时，人们可以通过4G技术较好的兼容性减少革新的阻力，例如，更换4G的手机卡时，原有的3G设备也可以对其进行正常使用，通过这种方法，人们在真正需要使用4G网络时，只需要更换4G设备即可达成目的，让使用者能够使用较少的金钱完成3G向4G的过渡。
34G通信工程中的技术分析
3.1OFDM通信工程技术
OFDM技术可以称之为4G技术的灵魂，对4G技术的整体发展具有很大的影响，这种技术将信道进行划分，然后将信息的信号通过这些平行的信道进行传递，而且，使用这种技术可以提高信息传递过程中的抗衰减能力，使信号衰减的速度减缓，同时，此技术可以排除掉信号干扰，使信号的接收方可以在较短的时间内接收到完整、准确的信号，保证通信工程的质量。OFDM又称之为正交频分复用技术，在MCM技术中OFDM属于其中的一种。OFDM工作原理是把无线信道划分为多个子信道，而在无线信道内，信号数据是以高速串行运动姿态进行具体的传输。现阶段，OFDM技术已经被广泛的应用，主要是由于其具有以下几个特点：①在频谱中，OFDM信号具有较高的利用率，它能无限接近极限值，要比传统串行系统高出一倍多；②在相同的速率下，OFDM信号在时间长度方面，要远远超过单载波系统信号，是因为OFDM在信道衰落、脉冲噪声内所表现出较强的稳定性，所以，OFDM技术可以确保4G通信具有良好传输能力；③4G最显著的优势在于信息可以快速的传输，而OFDM存在一定的自我调节能力，能对4G信号进行相应的自我调制，使系统可以优先在信道好的条件下进行信息传输。
3.2SDR通信工程技术
无线电又可以称之为SDR，而SDR相比较而言，其主要是将软件作为核心内容，利用软件技术，使无线电台的每项功能得到充分的发挥。因为SDR属于软件系统，所以，SDR具有其他硬件系统所没有的特征，一方面，可以通过软件编程模式，使SDR具备较强灵活性，不仅是拓展业务，还是在环境的分析方面，只要将SDR编程方式进行相应的改变，都可以完成这些工作；另一方面，在硬件技术这一前提下，将SDR进行模块化，可以改善软件无线电正常的使用时间，进而延长使用寿命。SDR通信工程技术的闪光点是其以软件技术为主，在各个模块进行工作时，软件技术的应用为其带来更多的便利，例如，人们只需要下载一些应用程序即可以实现频带等功能，然后，人们可以对这些程序进行不断的更新，对通信方面的功能进行扩展和改进，相反，如果人们将SDR技术的核心设计为硬件技术，在对各方面的功能进行扩展或改变时，更换硬件显然会提高企业的成本，同时在操作上较软件相比难度更大。以软件为主的SDR技术具有两个主要属性：①人们可以通过程序的编写对软件的各方面功能进行完善，轻松的实现各种扩展功能；②当人们对硬件进行更换时，可以将换件部分独立分离，对其进行相关的操作，而这种方式对软件方面的负面影响较小，能够保证软件的长久使用。
3.3SA通信工程技术
在通信工程中，人们将SA技术应用到基站中，而SA技术中的智能天线具有两向性，可以对方向性进行掌握，因此被人们广泛的应用到4G通信工程中，其原理是通过编写代码的方式获知方向性。此外，这种技术产生的链路可以将移动台与基站现场进行联系，同时通过这种技术也可以获知链路自身的方向性。SA技术的应用可以修改相位、权数等，从而使阵列的方向图发生变化，此外，人们可以将具有同一频率的天线记录下来，便于人们在日后对其进行重复使用。人们划分信号时，可以按照实际的空间进行多址划分，同时，这种技术根据用户的改变进行移动，使发射功率最小化，并增加天线的发送及接受率，在进行SA通信工程技术的使用过程中，人们可以改变其参数，将信道与通信参数进行统一。
3.4Ipv6通信工程技术
地址空间较大是这种通信工程技术的重要属性，其具有一百二十八位的地址长度，因此具有二的一百二十八次方个地址，而ipv4通信工程技术中，仅仅有三十二位的地址长度，因此仅有二的三十二次方个地址，从二者之间人们可以清晰的看出，ipv6的通信工程技术更具优势，其地址数量远超后者，甚至可以为所有网络内的设备提供一个地址，使人们可以有足够的IP地址进行使用。安全性较好是ipv6通信工程技术的第二个属性，通常情况下，人们会将加密技术与ipv6通信工程技术一起使用，这种方式可以在很大程度上提高网络信息传递的可靠性。在应用ipv6通信工程技术时，人们改变了传统头部格式，减少了选择路由的步骤，较ipv4通信工程技术相比，ipv6技术可以为人们的通信提供更加优质的服务，而且由于ipv6技术中的可移动性这一特点，使人们自身发生移动时，不会对设备的通信语音及通信画面等方面的质量产生过多的负面影响。
4结束语
随着研究人员对通信工程中各项技术的深入研究，在网速方面已经有了很大的提高，如今，人们对移动设备的网速及通信质量等方面有了更高的追求，4G技术的应用恰好可以为人们提供这些服务，为人们的日常生活带来更多的方便，因此，这种技术已经被人们广泛使用，而且，在不久的将来，4G技术也必将实现技术上的突破，达到更高的水平。
作者：庄倩 单位：广西通信规划设计咨询有限公司
参考文献
[1]鞠瞻君，宋学健.4G通信工程技术的要点探讨[J].中国新通信，2015（8）：61.
[2]陈燕树.4G通信工程技术的要点探讨[J].通讯世界，2015（17）：66~67.
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