接入網技術的城市4G無線通信應用
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摘要:網絡技術的發(fā)展、智能設備的普及促使人們對無線通信的速度、穩(wěn)定性提出了更高的標準，也推動了技術人員對無線通信的研究力度。文章就將對接入網技術在4G無線通信中的具體應用進行深入的研究，以此提高我國城市無線通信的技術水平，推動我國通信事業(yè)的發(fā)展。
關鍵詞:接入網技術；城市；4G；無線通信
城市4G無線通信作為第四代移動通信技術，其主要是基于全IP化的移動數據技術、移動計算技術和移動多媒體技術而形成的網絡通信技術。由于4G無線通信具有高速、個性以及滿足人們多元化需求的優(yōu)勢，促使其在市場中得到了廣泛的運用，且拉高了我國移動用戶的數量，推動了我國通信行業(yè)的發(fā)展。但是，在城市4G無線通信技術應用過程中，仍存在一些問題需要解決，促使城市4G無線通信的優(yōu)勢無法真正發(fā)揮出來。
1城市4G無線通信的技術優(yōu)勢
城市4G無線通信能夠以100Mbps以上的速度來進行網絡下載，比家用的ADSL（4兆）寬帶快了近25倍，且滿足了所有用戶對無線服務的使用要求。同時，4G無線通信可以在DSL和有線電視調制解調器無法覆蓋的地方進行網絡部署，且擴展到整個地區(qū)，進而方便人們的使用?？梢哉f，城市4G無線通信技術具有非常強的優(yōu)勢性。第一，通信速度非?？欤?G通信速度已經被高速化，最快的下行速度達到了12.5MB/s-18.75MB/s，大大縮短了人們的數據下載時間，為人們提供了更為便捷和高速無線通信服務。同時，因為其通信高速化，人們的視頻通信順暢性得到保障，實現了及時通信。第二，通信的方式具有多樣化的優(yōu)勢，4G技術作為一種集成了3G技術和WLAN技術的無線通信技術，及具有不同的模式，可以讓用戶進行自由接入到互聯(lián)網和系統(tǒng)平臺當中。同時，用戶還可以通過接入網技術，將4G無線通信接入到各種移動終端之上，從而實現無線通信的多樣化，為各個行業(yè)，部分以及公司系統(tǒng)提供良好的溝通渠道。第三，4G無線通信的效率非常高，由于4G交換層技術可以使用不同類型的通信接口，且在路由技術的支撐下，形成一個無線頻率的使用效率更高的網絡架構。在此架構當中，用戶的信息傳輸和下載速度都會有明顯的提升。第四，4G無線通信具有非常高的兼容性。由于4G技術是融合了各種通信方式優(yōu)勢的技術，其實現了通信方式與通信終端的同平臺交匯，能保證用戶通話和信息傳遞的質量。第五，4G無線通信具有更廣的服務領域，由于4G通信的中的OFDM可以和CDMA技術進行整合與擴充，可以讓運營商的服務領域更為寬廣，讓通信技術的覆蓋范圍更大。
2接入網技術在我國4G通信技術中的運用
2.1運用現狀
隨著我國通信技術的不斷發(fā)展，接入網技術在智能設備以及網絡中的運用范圍越來越大，促使技術人員智能通過接入網技術來實現4G通信技術的使用。當前我國的無線接入存在多種方式。但是，傳統(tǒng)的蜂窩接入模式無法滿足4G通信技術的設計要求和用戶的全部需求。例如，接入無法完全支撐起所有的寬帶業(yè)務。這主要是因為4G使用的3G語音交換架構的電路模式中不是純IP，不能支撐2Mbps以上的交換。所以，電路交換網絡無法實現寬帶的圖像業(yè)務，限制了因特網的速度發(fā)展，也激化了需求和接入手段匱乏之間的矛盾需求。因此，通信公司為了滿足廣大群眾的需求，涵蓋更多的客戶群體，就必須加大自己的基站密度。在此情況下，通信公司的網絡系統(tǒng)變得更為復雜，運營成本也有所提高。
2.2運用的優(yōu)化
為了保障人們通信水平更加高速化，為用戶提供更為優(yōu)質的通信服務，通信公司應不斷優(yōu)化接入網技術在4G無線通信中的運動應用，以此發(fā)揮出4G無線通信的優(yōu)勢。首先，可以使用光纖無線電技術來實現接入。光纖作為一種低損耗、高速率的傳輸媒介，其傳輸質量更高、速度更快，可以將傳統(tǒng)基站中的天線集成結構呈現出分布式的排列方式，從而減小上行發(fā)送的功率。然后，再將光纖連接天線和基站，從而擴大天線的延伸范圍，進而減少無線通信的盲區(qū)。同時，光纖鏈路可以直接通過模擬射頻信號來簡化網路系統(tǒng)的復雜性。其次，使用分布式接受的站結構，由多個接收站對應一個發(fā)射站。接收站負責接受上行線號，然后再中繼到發(fā)送站，再由發(fā)送站作為控制單發(fā)送到下行線號。這樣就可以有效縮短接收站到移動臺之間的距離，簡化整個蜂窩結構，降低小區(qū)間干擾現象的發(fā)生概率。可以通過蜂窩接入多跳天線，也就是MRAC的方式來避免寬帶擴頻和精確發(fā)送功率控制中的傳輸差錯。通過在用戶和信號發(fā)送基站中增加無線中繼器和無線分組路由器的方式來形成移動臺——跳臺——基站的雙跳通信結構，可以有效降低小區(qū)間內的干擾，擴大通信的覆蓋率，減少通信盲區(qū)的存在范圍。雙跳接入模式的關鍵點在于：應選擇最佳的用戶終端作為傳播條件，從而降低額外無線資源的干擾。最后，可以通過簇——蜂窩結構來改變傳統(tǒng)3G蜂窩結構中單跳模式的限制。通過在無線蜂窩結構中融入簇型結構，促使基站聚合成簇。然后，在基站的范圍內接入局域網，從而形成一個包括核心“簇頭”的基站作為控制端。接著，再將無線網絡控制器的功能分配到各個基站中區(qū)，從而形成一個分布式的基站控制鏈。這樣，可以有效降低通信系統(tǒng)的總發(fā)送功率，且增到了通路鏈的路容量。
3.1建立起常見的安全機制
在應用接入網技術時，為了保障用戶的效益，可以通過臨時身份或者加密的永久身份信息方式來實現用戶信息的隱藏。且通過數字簽名技術來強化信息的防抵賴性；使用數字管理、加密和消息摘要等技術來保證數據的完整性。通過認證機制來實現用戶的通信參與和數據交換的身份鑒定。這樣，就能構建起一個常見的安全機制。
3.2實施科學的系統(tǒng)總體設計
城市4G無線通信的接入，還需要強大的軟件運算能力、大容量的存儲空間和高速的數據傳輸能力。在器件選型的時候，應盡量選擇較為先進也性能較優(yōu)、集成度高、低耗能的器件，從而滿足設備運轉的正常需求。比如，某4G無線通信系統(tǒng)就是運用CortexA8內核和一顆C674X系列的DSP設備來接入4G通信，先進的技術和高性能設備網整個通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和傳輸速度得到了明顯的提升。在外部，該通信系統(tǒng)設計配置電路為FPGA的程序，為用戶下載提供了一套超速公路，且減少了程序員的開發(fā)時間。接入網系統(tǒng)作為芯片之間及芯片與外設信息甲流的交換點，其接入方式能直接影響到交流速度及芯片信息交換效率。因此，技術人員應進行對此實施科學的系統(tǒng)總體設計。
3.3接入網系統(tǒng)的設計
接入網的設計優(yōu)劣能直接影響整個通信系統(tǒng)的傳輸質量和效率。當前，我國傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中常用接入方式為：UART、I2C、SPI等方式。但是這些都是速度較低的接口協(xié)議。因此，在新媒體技術發(fā)展的同時，不少高速接入網接口也層出不窮。比如USB2.0、USB3.0、SATA、PCIE、SRI/O等。當前，我國城市4G技術已經實現了試點應用流程，且加快了在全國范圍內的推廣速度。由于4G無線通信系統(tǒng)是3G無線通信速度的10倍，用戶可以通過各類終端設備來享受更為優(yōu)質的通信服務。因此，運營商會在4G網絡基礎上對覆蓋點對網絡進行延伸，以此達到增加4G網絡路與監(jiān)控平臺之間的緊密聯(lián)系，且通過寬帶網絡來實現高速化的信息傳輸。技術人員在進行接入網系統(tǒng)設計中，如果是在4G網絡未覆蓋到的區(qū)域，可以運用3G網絡進行補償承載，且據此調整信號方式和容量。
4結論
總而言之，4G無線通信主要指的是第四代移動通信技術，其集合了3G技術與WLAN技術為一體，為人們提供更為高速的數據傳輸功能。但4G無線通信其仍處于探索、研究的階段，需要技術人員對此予以更為深入全面的探究。而接入網技術作為4G無線通信得以正常使用的前提，其在4G無線通信中的應用仍存在一定的問題，技術人員應加強對接入網技術在城市4G無線通信的應用研究，以此提高我國4G無線通信的通信質量，擴大4G無線通信的覆蓋范圍，以此為人們提供一個更為優(yōu)質的無線通信系統(tǒng)，優(yōu)化4G無線通信服務質量。
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作者:王濤 田向東 單位:中國電信焦作分公司