4G網(wǎng)絡知多少

4G是第四代移動通信及其技術的簡稱，是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質量視頻圖像以及圖像傳輸質量與高清晰度電視不相上下的技術產(chǎn)品。 4G系統(tǒng)能夠以100Mbps的速度下載，比撥號上網(wǎng)快2000倍，上傳的速度也能達到20Mbps，并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求。而在用戶最為關注的價格方面，4G與固定寬帶網(wǎng)絡在價格方面不相上下，而且計費方式更加靈活機動，用戶完全可以根據(jù)自身的需求確定所需的服務。此外，4G可以在DSL和有線電視調制解調器沒有覆蓋的地方部署，然后再擴展到整個地區(qū)。 很明顯，4G有著不可比擬的優(yōu)越性。

概念介紹

就在3G通信技術正處于醞釀之中時，更高的技術應用已經(jīng)在實驗室進行研發(fā)。因此在人們期待第三代移動通信系統(tǒng)所帶來的優(yōu)質服務的同時，第四代移動通信系統(tǒng)的最新技術也在實驗室悄然進行當中。那么到底什么是4G通信呢?

到2009年為止人們還無法對4G通信進行精確地定義，有人說4G通信的概念來自其他無線服務的技術，從無線應用協(xié)定、全球袖珍型無線服務到3G;有人說4G通信是一個超越2010年以外的研究主題，4G通信是系統(tǒng)中的系統(tǒng)，可利用各種不同的無線技術;但不管人們對4G通信怎樣進行定義，有一點人們能夠肯定的是4G通信可能是一個比3G通信更完美的新無線世界，它可創(chuàng)造出許多消費者難以想象的應用。4G最大的數(shù)據(jù)傳輸速率超過100Mbit/s，這個速率是移動電話數(shù)據(jù)傳輸速率的1萬倍，也是3G移動電話速率的50倍。4G手機可以提供高性能的匯流媒體內容，并通過ID應用程序成為個人身份鑒定設備。它也可以接受高分辨率的電影和電視節(jié)目，從而成為合并廣播和通信的新基礎設施中的一個紐帶。此外，4G的無線即時連接等某些服務費用會比3G便宜。還有，4G有望集成不同模式的無線通信——從無線局域網(wǎng)和藍牙等室內網(wǎng)絡、蜂窩信號、廣播電視到衛(wèi)星通信，移動用戶可以自由地從一個標準漫游到另一個標準。

4G通信技術并沒有脫離以前的通信技術，而是以傳統(tǒng)通信技術為基礎，并利用了一些新的通信技術，來不斷提高無線通信的網(wǎng)絡效率和功能的。如果說3G能為人們提供一個高速傳輸?shù)臒o線通信環(huán)境的話，那么4G通信會是一種超高速無線網(wǎng)絡，一種不需要電纜的信息超級高速公路，這種新網(wǎng)絡可使電話用戶以無線及三維空間虛擬實境連線。

與傳統(tǒng)的通信技術相比，4G通信技術最明顯的優(yōu)勢在于通話質量及數(shù)據(jù)通信速度。然而，在通話品質方面，移動電話消費者還是能接受的。隨著技術的發(fā)展與應用，現(xiàn)有移動電話網(wǎng)中手機的通話質量還在進一步提高。數(shù)據(jù)通信速度的高速化的確是一個很大優(yōu)點，它的最大數(shù)據(jù)傳輸速率達到100Mbit/s，簡直是不可思議的事情。另外由于技術的先進性確保了成本投資的大大減少，未來的4G通信費用也要比2009年通信費用低。

4G通信技術是繼第三代以后的又一次無線通信技術演進，其開發(fā)更加具有明確的目標性：提高移動裝置無線訪問互聯(lián)網(wǎng)的速度--據(jù)3G市場分三個階段走的的發(fā)展計劃，3G的多媒體服務在10年后進入第三個發(fā)展階段，此時覆蓋全球的3G網(wǎng)絡已經(jīng)基本建成，全球25%以上人口使用第三代移動通信系統(tǒng)。在發(fā)達國家，3G服務的普及率更超過60%，那么這時就需要有更新一代的系統(tǒng)來進一步提升服務質量。

為了充分利用4G通信給人們帶來的先進服務，人們還必須借助各種各樣的4G終端才能實現(xiàn)，而不少通信營運商正是看到了未來通信的巨大市場潛力，他們已經(jīng)開始把眼光瞄準到生產(chǎn)4G通信終端產(chǎn)品上，例如生產(chǎn)具有高速分組通信功能的小型終端、生產(chǎn)對應配備攝像機的可視電話以及電影電視的影像發(fā)送服務的終端，或者是生產(chǎn)與計算機相匹配的卡式數(shù)據(jù)通信專用終端。有了這些通信終端后，人們手機用戶就可以隨心所欲的漫游了，隨時隨地的享受高質量的通信了。

4G系統(tǒng)網(wǎng)絡結構及其關鍵技術

4G移動系統(tǒng)網(wǎng)絡結構可分為三層：物理網(wǎng)絡層、中間環(huán)境層、應用網(wǎng)絡層。物理網(wǎng)絡層提供接入和路由選擇功能，它們由無線和核心網(wǎng)的結合格式完成。中間環(huán)境層的功能有QoS映射、地址變換和完全性管理等。物理網(wǎng)絡層與中間環(huán)境層及其應用環(huán)境之間的接口是開放的，它使發(fā)展和提供新的應用及服務變得更為容易，提供無縫高數(shù)據(jù)率的無線服務，并運行于多個頻帶。這一服務能自適應多個無線標準及多模終端能力，跨越多個運營者和服務，提供大范圍服務。第四代移動通信系統(tǒng)的關鍵技術包括信道傳輸;抗干擾性強的高速接入技術、調制和信息傳輸技術;高性能、小型化和低成本的自適應陣列智能天線;大容量、低成本的無線接口和光接口;系統(tǒng)管理資源;軟件無線電、網(wǎng)絡結構協(xié)議等。第四代移動通信系統(tǒng)主要是以正交頻分復用(OFDM)為技術核心。OFDM技術的特點是網(wǎng)絡結構高度可擴展，具有良好的抗噪聲性能和抗多信道干擾能力，可以提供無線數(shù)據(jù)技術質量更高(速率高、時延小)的服務和更好的性能價格比，能為4G無線網(wǎng)提供更好的方案。例如無線區(qū)域環(huán)路(WLL)、數(shù)字音訊廣播(DAB)等，預計都采用OFDM技術。4G移動通信對加速增長的廣帶無線連接的要求提供技術上的回應，對跨越公眾的和專用的、室內和室外的多種無線系統(tǒng)和網(wǎng)絡保證提供無縫的服務。通過對最適合的可用網(wǎng)絡提供用戶所需求的最佳服務，能應付基于因特網(wǎng)通信所期望的增長，增添新的頻段，使頻譜資源大擴展，提供不同類型的通信接口，運用路由技術為主的網(wǎng)絡架構，以傅利葉變換來發(fā)展硬件架構實現(xiàn)第四代網(wǎng)絡架構。移動通信會向數(shù)據(jù)化，高速化、寬帶化、頻段更高化方向發(fā)展，移動數(shù)據(jù)、移動IP預計會成為未來移動網(wǎng)的主流業(yè)務。

發(fā)展背景

通信技術日新月異，給人們帶來不少享受。隨著數(shù)據(jù)通信與多媒體業(yè)務需求的發(fā)展，適應移動數(shù)據(jù)、移動計算及移動多媒體運作需要的第四代移動通信開始興起，因此有理由期待這種第四代移動通信技術給人們帶來更加美好的未來。

所有技術的發(fā)展都不可能在一夜之間實現(xiàn)，從GSM、GPRS到第4代，需要不斷演進，而且這些技術可以同時存在。人們都知道最早的移動通信電話用的模擬蜂窩通信技術，這種技術只能提供區(qū)域性語音業(yè)務，而且通話效果差、保密性能也不好，用戶的接聽范圍也是很有限。隨著移動電話迅猛發(fā)展，用戶增長迅速，傳統(tǒng)的通信模式已經(jīng)不能滿足人們通信的需求，在這種情況下就出現(xiàn)了GSM通信技術，該技術用的是窄帶TDMA，允許在一個射頻(即‘蜂窩’)同時進行8組通話。它是根據(jù)歐洲標準而確定的頻率范圍在900～1800MHz之間的數(shù)字移動電話系統(tǒng)，頻率為1800MHz的系統(tǒng)也被美國采納。GSM是1991年開始投入使用的。到1997年底，已經(jīng)在100多個國家運營，成為歐洲和亞洲實際上的標準。GSM數(shù)字網(wǎng)也具有較強的保密性和抗干擾性，音質清晰，通話穩(wěn)定，并具備容量大，頻率資源利用率高，接口開放，功能強大等優(yōu)點。不過它能提供的數(shù)據(jù)傳輸率僅為9.6kbit/s，和五、六年前用固定電話撥號上網(wǎng)的速度相當，而當時的internet幾乎只提供純文本的信息。而時下正流行的數(shù)字移動通信手機是第二代(2G)，一般采用GSM或CDMA技術。第二代手機除了可提供所謂“全球通”話音業(yè)務外，已經(jīng)可以提供低速的數(shù)據(jù)業(yè)務了，也就是收發(fā)短消息之類。雖然從理論上講，2G手機用戶在全球范圍都可以進行移動通信，但是由于沒有統(tǒng)一的國際標準，各種移動通信系統(tǒng)彼此互不兼容，給手機用戶帶來諸多不便。

針對GSM通信出現(xiàn)的缺陷，人們在2000年又推出了一種新的通信技術GPRS，該技術是在GSM的基礎上的一種過渡技術。GPRS的推出標志著人們在GSM的發(fā)展史上邁出了意義最重大的一步，GPRS在移動用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡之間提供一種連接，給移動用戶提供高速無線IP和X.25分組數(shù)據(jù)接入服務。

在這之后，通信運營商們又要推出EDGE技術，這種通信技術是一種介于現(xiàn)有的第二代移動網(wǎng)絡與第三代移動網(wǎng)絡之間的過渡技術，因此也有人稱它為“二代半”技術，它有效提高了GPRS信道編碼效率的高速移動數(shù)據(jù)標準，它允許高達384KbPs的數(shù)據(jù)傳輸速率，可以充分滿足未來無線多媒體應用的帶寬需求。EDGE提供了一個從GPRS到第三代移動通信的過渡性方案，從而使現(xiàn)有的網(wǎng)絡運營商可以最大限度地利用現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡設備，在第三代移動網(wǎng)絡商業(yè)化之前提前為用戶提供個人多媒體通信業(yè)務。

在新興通信技術的不斷推動之下，象征著3G通信的標志技術WCDMA也可能成為未來通信技術的主流。該技術能為用戶帶來了最高2Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，在這樣的條件下，計算機中應用的任何媒體都能通過無線網(wǎng)絡輕松的傳遞。WCDMA通過有效的利用寬頻帶，不僅能順暢的處理聲音、圖像數(shù)據(jù)、與互聯(lián)網(wǎng)快速連接;此外WCDMA和MPEG-4技術結合起來還可以處理真實的動態(tài)圖像。人們之間溝通的瓶頸會由網(wǎng)絡傳輸速率轉變?yōu)楦鞣N新型應用的提供：如何讓無線網(wǎng)絡更好的為人們服務而不是給人們帶來騷擾，如何讓每個人都能從信息的海洋中快速的得到自己需要的信息，如何能夠方便的攜帶、使用各種終端設備，各種終端設備之間如何更好的自動協(xié)同工作等等。在上述通信技術的基礎之上，無線通信技術最終可能邁向4G通信技術時代。

從無線通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程來看，第一代移動通信系統(tǒng)的任務已經(jīng)達成，而現(xiàn)階段是第二代移動通信系統(tǒng)的時代，今后十年會是3G移動通信系統(tǒng)正興的時期，或許到了十年以后會是第四代移動通信的天下。但人們不難發(fā)現(xiàn)每一個不同的移動通信系統(tǒng)均會有重復性的時間點，大約每十年就有一項技術更新，不過隨著通信科技的日新月異，或許轉變會更快、時間也會更短。對于移動通信服務業(yè)者、系統(tǒng)設備供貨商或其他相關產(chǎn)業(yè)來說，必須隨時注意移動通信技術的變化，以適應市場需求。

[!--empirenews.page--]

4G及其性能

① 4G通信系統(tǒng)可稱為廣帶(Broadband)接入和分布網(wǎng)絡，具有非對稱的超過2Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸能力，數(shù)據(jù)率超過UMTS，是支持高速數(shù)據(jù)率(2～20Mb/s)連接的理想模式，上網(wǎng)速度從2Mb/s提高到100Mb/s，具有不同速率間的自動切換能力。

② 4G通信系統(tǒng)是多功能集成的寬帶移動通信系統(tǒng)，在業(yè)務上、功能上、頻帶上都與第三代系統(tǒng)不同，會在不同的固定和無線平臺及跨越不同頻帶的網(wǎng)絡運行中提供無線服務，比第三代移動通信更接近于個人通信。

③4G移動通信技術可把上網(wǎng)速度提高到超過第三代移動技術50倍，可實現(xiàn)三維圖像高質量傳輸。4G移動通信技術的信息傳輸級數(shù)要比3G移動通信技術的信息傳輸級數(shù)高一個等級。

④對無線頻率的使用效率比第二代和第三代系統(tǒng)都高得多，且抗信號衰落性能更好，其最大的傳輸速度會是 “i-mode”服務的10000倍。

⑤除了高速信息傳輸技術外，它還包括高速移動無線信息存取系統(tǒng)、移動平臺的拉技術、安全密碼技術以及終端間通信技術等，具有極高的安全性，4G終端還可用作諸如定位、告警等。

⑥ 4G手機系統(tǒng)下行鏈路速度為100mbps，上行鏈路速度為30mbps。其基站天線可以發(fā)送更窄的無線電波波束，在用戶行動時也可進行跟蹤，可處理數(shù)量更多的通話。4G移動電話不僅音質清晰，而且能進行高清晰度的圖像傳輸，用途會十分廣泛。

⑦在容量方面，可在FDMA、TDMA、CDMA的基礎上引入空分多址(SDMA)，容量達到3G的5～10倍。

⑧另外，可以在任何地址寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)，包含衛(wèi)星通信，能提供信息通信之外的定位定時、數(shù)據(jù)采集、遠程控制等綜合功能。它包括廣帶無線固定接入、廣帶無線局域網(wǎng)、移動廣帶系統(tǒng)和互操作的廣播網(wǎng)絡(基于地面和衛(wèi)星系統(tǒng))。其廣帶無線局域網(wǎng)(WLAN)能與B-ISDN和ATM兼容，實現(xiàn)廣帶多媒體通信，形成綜合廣帶通信網(wǎng)(IBCN)，通過IP進行通話。

⑨ 能為移動用戶提供150Mb/s的高質量的影像服務，實現(xiàn)三維圖像的高質量傳輸，無線用戶之間可以進行三維虛擬現(xiàn)實通信。

⑩ 能自適應資源分配，處理變化的業(yè)務流、信道條件不同的環(huán)境，有很強的自組織性和靈活性。

⑪能根據(jù)網(wǎng)絡的動態(tài)和自動變化的信道條件，使低碼率與高碼率的用戶能夠共存，綜合固定移動廣播網(wǎng)絡或其他的一些規(guī)則，實現(xiàn)對這些功能體積分布的控制。支持交互式多媒體業(yè)務，如視頻會議、無線因特網(wǎng)等，提供更廣泛的服務和應用。

⑫4G系統(tǒng)可以自動管理、動態(tài)改變自己的結構以滿足系統(tǒng)變化和發(fā)展的要求。用戶可能使用各種各樣的移動設備接入到4G系統(tǒng)中，各種不同的接入系統(tǒng)結合成一個公共的平臺，它們互相補充、互相協(xié)作以滿足不同的業(yè)務的要求，移動網(wǎng)絡服務趨于多樣化，最終會演變?yōu)樯鐣隙嘈袠I(yè)、多部門、多系統(tǒng)與人們溝通的橋梁。

主要優(yōu)勢

構思中的4G通信具有下面的特征：

1、通信速度更快

由于人們研究4G通信的最初目的就是提高蜂窩電話和其他移動裝置無線訪問Internet的速率，因此4G通信給人印象最深刻的特征莫過于它具有更快的無線通信速度。從移動通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率作比較，第一代模擬式僅提供語音服務;第二代數(shù)位式移動通信系統(tǒng)傳輸速率也只有9.6Kbps，最高可達32Kbps，如PHS;而第三代移動通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率可達到2Mbps;專家則預估，第四代移動通信系統(tǒng)可以達到10Mbps至20Mbps，甚至最高可以達到每秒高達100Mbps速度傳輸無線信息，這種速度會相當于2009年最新手機的傳輸速度的1萬倍左右。

2、網(wǎng)絡頻譜更寬

要想使4G通信達到100Mbps的傳輸，通信營運商必須在3G通信網(wǎng)絡的基礎上，進行大幅度的改造和研究，以便使4G網(wǎng)絡在通信帶寬上比3G網(wǎng)絡的蜂窩系統(tǒng)的帶寬高出許多。據(jù)研究4G通信的AT&T的執(zhí)行官們說，估計每個4G信道會占有100MHz的頻譜，相當于W-CDMA3G網(wǎng)絡的20倍。

3、通信更加靈活

從嚴格意義上說，4G手機的功能，已不能簡單劃歸“電話機”的范疇，畢竟語音資料的傳輸只是4G移動電話的功能之一而已，因此未來4G手機更應該算得上是一只小型電腦了，而且4G手機從外觀和式樣上，會有更驚人的突破，人們可以想象的是，眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋，以方便和個性為前提，任何一件能看到的物品都有可能成為4G終端，只是人們還不知應該怎么稱呼它。未來的4G通信使人們不僅可以隨時隨地通信，更可以雙向下載傳遞資料、圖畫、影像，當然更可以和從未謀面的陌生人網(wǎng)上聯(lián)線對打游戲。也許有被網(wǎng)上定位系統(tǒng)永遠鎖定無處遁形的苦惱，但是與它據(jù)此提供的地圖帶來的便利和安全相比，這簡直可以忽略不計。

4、智能性能更高

第四代移動通信的智能性更高，不僅表現(xiàn)于4G通信的終端設備的設計和操作具有智能化，例如對菜單和滾動操作的依賴程度會大大降低，更重要的4G手機可以實現(xiàn)許多難以想象的功能。例如4G手機能根據(jù)環(huán)境、時間以及其他設定的因素來適時地提醒手機的主人此時該做什么事，或者不該做什么事，4G手機可以把電影院票房資料，直接下載到PDA之上，這些資料能夠把售票情況、座位情況顯示得清清楚楚，大家可以根據(jù)這些信息來進行在線購買自己滿意的電影票;4G手機可以被看作是一臺手提電視，用來看體育比賽之類的各種現(xiàn)場直播。

5、兼容性能更平滑

要使4G通信盡快地被人們接受，不但考慮的它的功能強大外，還應該考慮到現(xiàn)有通信的基礎，以便讓更多的現(xiàn)有通信用戶在投資最少的情況下就能很輕易地過渡到4G通信。因此，從這個角度來看，未來的第四代移動通信系統(tǒng)應當具備全球漫游，接口開放，能跟多種網(wǎng)絡互聯(lián)，終端多樣化以及能從第二代平穩(wěn)過渡等特點。

6、提供各種增值服務

4G通信并不是從3G通信的基礎上經(jīng)過簡單的升級而演變過來的，它們的核心建設技術根本就是不同的，3G移動通信系統(tǒng)主要是以CDMA為核心技術，而4G移動通信系統(tǒng)技術則以正交多任務分頻技術(OFDM)最受矚目，利用這種技術人們可以實現(xiàn)例如無線區(qū)域環(huán)路(WLL)、數(shù)字音訊廣播(DAB)等方面的無線通信增殖服務;不過考慮到與3G通信的過渡性，第四代移動通信系統(tǒng)不會在未來僅僅只采用OFDM一種技術，CDMA技術會在第四代移動通信系統(tǒng)中，與OFDM技術相互配合以便發(fā)揮出更大的作用，甚至未來的第四代移動通信系統(tǒng)也會有新的整合技術如OFDM/CDMA產(chǎn)生，前文所提到的數(shù)字音訊廣播，其實它真正運用的技術是OFDM/FDMA的整合技術，同樣是利用兩種技術的結合。因此未來以OFDM為核心技術的第四代移動通信系統(tǒng)，也會結合兩項技術的優(yōu)點，一部分會是以CDMA的延伸技術。

7、實現(xiàn)高質量通信

盡管第三代移動通信系統(tǒng)也能實現(xiàn)各種多媒體通信，但未來的4G通信能滿足第三代移動通信尚不能達到的在覆蓋范圍、通信質量、造價上支持的高速數(shù)據(jù)和高分辨率多媒體服務的需要，第四代移動通信系統(tǒng)提供的無線多媒體通信服務包括語音、數(shù)據(jù)、影像等大量信息透過寬頻的信道傳送出去，為此未來的第四代移動通信系統(tǒng)也稱為“多媒體移動通信”。第四代移動通信不僅僅是為了因應用戶數(shù)的增加，更重要的是，必須要因應多媒體的傳輸需求，當然還包括通信品質的要求?？偨Y來說，首先必須可以容納市場龐大的用戶數(shù)、改善現(xiàn)有通信品質不良，以及達到高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/p>

8、頻率使用效率更高

相比第三代移動通信技術來說，第四代移動通信技術在開發(fā)研制過程中使用和引入許多功能強大的突破性技術，例如一些光纖通信產(chǎn)品公司為了進一步提高無線因特網(wǎng)的主干帶寬寬度，引入了交換層級技術，這種技術能同時涵蓋不同類型的通信接口，也就是說第四代主要是運用路由技術(Routing)為主的網(wǎng)絡架構。由于利用了幾項不同的技術，所以無線頻率的使用比第二代和第三代系統(tǒng)有效得多。按照最樂觀的情況估計，這種有效性可以讓更多的人使用與以前相同數(shù)量的無線頻譜做更多的事情，而且做這些事情的時候速度相當快。研究人員說，下載速率有可能達到5Mbps到10Mbps。

9、通信費用更加便宜

由于4G通信不僅解決了與3G通信的兼容性問題，讓更多的現(xiàn)有通信用戶能輕易地升級到4G通信，而且4G通信引入了許多尖端的通信技術，這些技術保證了4G通信能提供一種靈活性非常高的系統(tǒng)操作方式，因此相對其他技術來說，4G通信部署起來就容易迅速得多;同時在建設4G通信網(wǎng)絡系統(tǒng)時，通信營運商們會考慮直接在3G通信網(wǎng)絡的基礎設施之上，采用逐步引入的方法，這樣就能夠有效地降低運行者和用戶的費用。據(jù)研究人員宣稱，4G通信的無線即時連接等某些服務費用會比3G通信更加便宜。

[!--empirenews.page--]

技術標準解讀

2012.1.20 ITU正式審議通過的的4G(IMT-Advanced )標準[1]：LTE-Advanced：LTE(Long Term Evolution,長期演進)的后續(xù)研究標準;WirelessMAN-Advanced(802.16m)：WiMAX的后續(xù)研究標準.而TD-LTE作為LTE-Advanced標準分支之一入選;這是由我國主要提出的。

1. LTE

LTE(Long Term Evolution,長期演進)項目是3G的演進，它改進并增強了3G的空中接入技術，采用OFDM和MIMO作為其無線網(wǎng)絡演進的唯一標準。主要特點是 在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率，相對于3G網(wǎng)絡大大的提高了小區(qū)的容量，同時將網(wǎng)絡延遲大大降低：內部單向傳輸時延低于5ms，控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時間低于50ms，從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時間小于100ms。并且這一標準也是3GPP長期演進(LTE)項目，是近兩年來3GPP啟動的最大的新技術研發(fā)項目，其演進的歷史如下：

GSM-->GPRS-->EDGE-->WCDMA-->HSDPA/HSUPA-->HSDPA+/HSUPA+-->FDD-LTE長期演進

GSM：9K -->GPRS:42K--> EDGE:172K -->WCDMA：364k -->HSDPA/HSUPA:14.4M -->HSDPA+/HSUPA+:42M -->FDD-LTE:300M

由于目前的WCDMA網(wǎng)絡的升級版HSPA和HSPA+均能夠演化到FDD-LTE這一狀態(tài)，包括中國自主的TD-SCDMA網(wǎng)絡也將繞過HSPA直接向TD-LTE演進，所以這一4G標準獲得了最大的支持，也將是未來4G標準的主流。該網(wǎng)絡提供媲美固定寬帶的網(wǎng)速和移動網(wǎng)絡的切換速度，網(wǎng)絡瀏覽速度大大提升。

LTE終端設備當前有耗電太大和價格昂貴的缺點，按照摩爾定律測算，估計至少還要6年后，才能達到當前3G終端的量產(chǎn)成本。

2.　LTE-Advanced

LTE-Advanced：從字面上看，LTE-Advanced就是LTE技術的升級版，那么為何兩種標準都能夠成為4G標準呢?LTE-Advanced的正式名稱為 Further Advancements for E-UTRA，它滿足 ITU-R的IMT-Advanced技術征集的需求，是3GPP形成歐洲IMT-Advanced技術提案的一個重要來源。LTE-Advanced是 一個后向兼容的技術，完全兼容LTE，是演進而不是革命，相當于HSPA和WCDMA這樣的關系。LTE-Advanced的相關特性如下：

帶寬：100MHz

峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps

峰值頻譜效率：下行30bps/Hz，上行15bps/Hz

針對室內環(huán)境進行優(yōu)化

有效支持新頻段和大帶寬應用

峰值速率大幅提高，頻譜效率有限的改進

如果嚴格的講，LTE作為3.9G移動互聯(lián)網(wǎng)技術，那么LTE-Advanced作為4G標準更加確切一些。LTE-Advanced的入圍，包含 TDD和FDD兩種制式，其中TD-SCDMA將能夠進化到TDD制式，而WCDMA網(wǎng)絡能夠進化到FDD制式。移動主導的TD-SCDMA網(wǎng)絡期望能夠 直接繞過HSPA+網(wǎng)絡而直接進入到LTE。

3. WiMax

WiMax：WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，即全球微波互聯(lián)接入，WiMAX的另一個名字是IEEE 802.16。WiMAX的技術起點較高，WiMax所能提供的最高接入速度是70M，這個速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍。對無線網(wǎng)絡來說，這的確是一個驚人的進步。WiMAX逐步實現(xiàn)寬帶業(yè)務的移動化，而3G則實現(xiàn)移動業(yè)務的寬帶化，兩種網(wǎng)絡的融合程度會越來越高，這也是未來移動世界和固定網(wǎng)絡的融合趨勢。

802.16工作的頻段采用的是無需授權頻段，范圍在2GHz至66GHz之間，而802.16a則是一種采用2G至11GHz無需授權頻段的寬帶無線接入系統(tǒng)，其頻道帶寬可根據(jù)需求在1.5M至20MHz范圍進行調整，目前具有更好高速移動下無縫切換的IEEE 802.16m的技術正在研發(fā)。因此，802.16所使用的頻譜可能比其它任何無線技術更豐富，WiMax具有以下優(yōu)點：

(1)對于已知的干擾，窄的信道帶寬有利于避開干擾，而且有利于節(jié)省頻譜資源。

(2)靈活的帶寬調整能力，有利于運營商或用戶協(xié)調頻譜資源。

(3)WiMax所能實現(xiàn)的50公里的無線信號傳輸距離是無線局域網(wǎng)所不能比擬的，網(wǎng)絡覆蓋面積是3G發(fā)射塔的10倍，只要少數(shù)基站建設就能實現(xiàn)全城覆蓋，能夠使無線網(wǎng)絡的覆蓋面積大大提升。

不過WiMax網(wǎng)絡在網(wǎng)絡覆蓋面積和網(wǎng)絡的帶寬上優(yōu)勢巨大，但是其移動性卻有著先天的缺陷，無法滿足高速(≧50km/h)下的網(wǎng)絡的無縫鏈接，從這個意義上講，WiMax還無法達到3G網(wǎng)絡的水平，嚴格地說并不能算作移動通信技術，而僅僅是無線局域網(wǎng)的技術。但是WiMax的希望在于IEEE 802.11m技術上，將能夠有效的解決這些問題，也正是因為有中國移動、因特爾、Sprint各大廠商的積極參與，WiMax成為呼聲僅次于LTE的4G網(wǎng)絡手機。關于IEEE 802.16m這一技術，我們將留在最后作詳細的闡述。

Wimax當前全球使用用戶大約800萬，其中60%在美國。Wimax其實是最早的4G通信標準，大約出現(xiàn)于2000年。

4. Wireless MAN

WirelessMAN-Advanced：WirelessMAN- Advanced事實上就是WiMax的升級版，即IEEE 802.16m標準，802.16系列標準在IEEE正式稱為WirelessMAN ，而WirelessMAN-Advanced極為IEEE 802.16m。其中，802.16m最高可以提供1Gbps無線傳輸速率，還將兼容未來的4G無線網(wǎng)絡。802.16m可在“漫游”模式或高效率/強信號模式下提供1Gbps的下行速率。該標準還支持“高移動”模式，能夠提供1Gbps速率。其優(yōu)勢如下：

1.提高網(wǎng)絡覆蓋，改建鏈路預算;

2.提高頻譜效率;

3.提高數(shù)據(jù)和VOIP容量;

4.低時延&QoS增強;

5.功耗節(jié)省;

目前的WirelessMAN-Advanced有5種網(wǎng)絡數(shù)據(jù)規(guī)格，其中極低速率為16kbps，低數(shù)率數(shù)據(jù)及低速多媒體為144kbps，中速多媒 體為2Mbps，高速多媒體為30Mbps超高速多媒體則達到了30Mbps--1Gbps。但是該標準可能會被率先被軍方所采用，IEEE方面表示軍方 的介入將能夠促使WirelessMAN-Advanced更快的成熟和完善，而且軍方的今天就是民用的明天。不論怎樣，WirelessMAN- Advanced得到ITU的認可并成為4G標準的可能性極大。

[!--empirenews.page--]

存在缺陷

對于人們來說，未來的4G通信的確顯得很神秘，不少人都認為第四代無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)是人類有史以來發(fā)明的最復雜的技術系統(tǒng)，的確第四代無線通信網(wǎng)絡在具體實施的過程中出現(xiàn)大量令人頭痛的技術問題，大概一點也不會使人們感到意外和奇怪，第四代無線通信網(wǎng)絡存在的技術問題多和互聯(lián)網(wǎng)有關，并且需要花費好幾年的時間才能解決?？偟膩碚f，要順利、全面地實施4G通信，可能遇到下面的一些困難：

1、標準難以統(tǒng)一

雖然從理論上講，3G手機用戶在全球范圍都可以進行移動通信，但是由于沒有統(tǒng)一的國際標準，各種移動通信系統(tǒng)彼此互不兼容，給手機用戶帶來諸多不便。因此，開發(fā)第四代移動通信系統(tǒng)必須首先解決通信制式等需要全球統(tǒng)一的標準化問題，而世界各大通信廠商會對此一直在爭論不休。

2、技術難以實現(xiàn)

盡管未來的4G通信能夠給人帶來美好的明天，現(xiàn)已研究出來，但并未普及。據(jù)研究這項技術的開發(fā)人員而言，要實現(xiàn)4G通信的下載速度還面臨著一系列技術問題。例如，如何保證樓區(qū)、山區(qū)，及其它有障礙物等易受影響地區(qū)的信號強度等問題。日本DoCoMo公司表示，為了解決這一問題，公司會對不同編碼技術和傳輸技術進行測試。另外在移交方面存在的技術問題，使手機很容易在從一個基站的覆蓋區(qū)域進入另一個基站的覆蓋區(qū)域時和網(wǎng)絡失去聯(lián)系。由于第四代無線通信網(wǎng)絡的架構相當復雜，這一問題顯得格外突出。不過，行業(yè)專家們表示，他們相信這一問題可以得到解決，但需要一定的時間。

3、容量受到限制

人們對未來的4G通信的印象最深的莫過于它的通信傳輸速度會得到極大提升，從理論上說其所謂的每秒100MB的寬帶速度，比2009年最新手機信息傳輸速度每秒10KB要快1萬多倍，但手機的速度會受到通信系統(tǒng)容量的限制，如系統(tǒng)容量有限，手機用戶越多，速度就越慢。據(jù)有關行家分析，4G手機會很難達到其理論速度。如果速度上不去，4G手機就要大打折扣。

4、市場難以消化

有專家預測在10年以后，第三代移動通信的多媒體服務會進入第三個發(fā)展階段，此時覆蓋全球的3G網(wǎng)絡已經(jīng)基本建成，全球25%以上人口使用第三代移動通信系統(tǒng)，第三代技術仍然在緩慢地進入市場，到那時整個行業(yè)正在消化吸收第三代技術，對于第四代移動通信系統(tǒng)的接受還需要一個逐步過渡的過程。另外，在過渡過程中，如果4G通信因為系統(tǒng)或終端的短缺而導致延遲的話，那么號稱5G的技術隨時都有可能威脅到4G的贏利計劃，此時4G漫長的投資回收和贏利計劃會變得異常的脆弱。

5、設施難以更新

在部署4G通信網(wǎng)絡系統(tǒng)之前，覆蓋全球的大部分無線基礎設施都是基于第三代移動通信系統(tǒng)建立的，如果要向第四代通信技術轉移的話，那么全球的許多無線基礎設施都需要經(jīng)歷著大量的變化和更新，這種變化和更新勢必減緩4G通信技術全面進入市場、占領市場的速度。而且到那時，還必須要求3G通信終端升級到能進行更高速數(shù)據(jù)傳輸及支持4G通信各項數(shù)據(jù)業(yè)務的4G終端，也就是說4G通信終端要能在4G通信網(wǎng)絡建成后及時提供，不能讓通信終端的生產(chǎn)滯后于網(wǎng)絡建設。但根據(jù)某些事實來看，在4G通信技術全面進入商用之日算起的二三年后，消費者才有望用上性能穩(wěn)定的4G通信手機。

6、其他相關困難

因為手機的功能越來越強大，而無線通信網(wǎng)絡也變得越來越復雜，同樣4G通信在功能日益增多的同時，它的建設和開發(fā)也會遇到比以前系統(tǒng)建設更多的困難和麻煩。例如每一種新的設備和技術推出時，其后的軟件設計和開發(fā)必須及時能跟上步伐，才能使新的設備和技術得到很快推廣和應用，但遺憾的是4G通信還只處于研究和開發(fā)階段，具體的設備和用到的技術還沒有完全成型，因此對應的軟件開發(fā)也會遇到困難;另外費率和計費方式對于4G通信的移動數(shù)據(jù)市場的發(fā)展尤為重要，例如WAP手機推出后，用戶花了很多的連接時間才能獲得信息，而按時間及信息內容的收費方式使用戶難以承受，因此必須及早慎重研究基于4G通信的收費系統(tǒng)，以利于市場發(fā)展。還有4G通信不僅需要區(qū)分語音流量和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，還需要具備能到數(shù)據(jù)傳輸速度很慢的第三代無線通信網(wǎng)絡上平穩(wěn)使用的性能，這就需要通信營運商們必須能找到一個很好的解決這些問題的方法，而要解決辦法就必須首先在大量不同的設備上精確執(zhí)行4G規(guī)范，要做到這一點，也需要花費好幾年的時間。況且到了4G通信真正開始推行時，熟悉4G通信業(yè)務的經(jīng)驗和專門技術人才還不多，這樣同樣也會延緩4G通信在市場上迅速推廣的速度，因此到時對于設計、安裝、運營、維護4G通信的專門技術人員還須早日進行培訓。