2023年12月11日发(作者：酆秀竹)

4G通信技术介绍

4G通信技术介绍

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4G通信技术介绍

．发展背景

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目 录

1 4G通信技术介绍

2．主要优势

3．现实应用

4．实现方法

5．技术解读

6 ．存在缺陷

4G是第四代通讯技术的简称，G是generation（一代）的简称。

从技术标准的角度看，按照ITU的思路，静态传输速率达到1Gbps，用户在高速移动状态下可以达到100Mbps,比目前的拨号上网快2000倍,上传的速度也能达到20Mbps,并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求，就可以作为4G的技术之一.

从运营商的角度看，除了与现有网络的可兼容性外,4G要有4G通信技术介绍

更高的数据吞吐量、更低时延、更低的建设和运行维护成本、更高的鉴权能力和安全能力、支持多种QoS等级.

从融和的角度看，4G意味着更多的参与方，更多技术、行业、应用的融合，不再局限于电信行业，还可以应用于金融、医疗、教育、交通等行业;通信终端能做更多的事情，例如除语音通信之外的多媒体通信、远端控制等；或许局域网、互联网、电信网、广播网、卫星网等能够融为一体组成一个通播网，无论使用什么终端，都可以享受高品质的信息服务,向宽带无线化和无线宽带化演进，使4G渗透到生活的方方面面。

从用户需求的角度看,4G能为用户提供更快的速度并满足用户更多的需求。移动通信之所以从模拟到数字、从2G到4G以及将来的xG演进，最根本的推动力是用户需求由无线语音服务向无线多媒体服务转变，从而激发运营商为了提高ARPU、开拓新的频段支持用户数量的持续增长、更有效的频谱利用率以及更低的运营成本,不得不进行变革转型。

2013年12月4日下午，国家工业和信息化部向三大电信运营商正式颁发了4G（TD-LTE）牌照，宣告我国通信行业进入4G时代。

一.发展背景

通信技术日新月异，给人们带来不少享受。随着数据通信与多媒体业务需求的发展，适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第四代移动通信开始兴起，因此有理由期待这种第四代移动通信技术给人们带来更加美好的未来。

所有技术的发展都不可能在一夜之间实现,从GSM、GPRS到第4代，需要不断演进,而且这些技术可以同时存在。人们都知道最早的移动通信电话用的模拟蜂窝通信技术，这种技术只能提4G通信技术介绍

供区域性语音业务，而且通话效果差、保密性能也不好，用户的接听范围也是很有限。随着移动电话迅猛发展,用户增长迅速，传统的通信模式已经不能满足人们通信的需求，在这种情况下就出现了GSM通信技术,该技术用的是窄带TDMA，允许在一个射频（即‘蜂窝’)同时进行8组通话.它是根据欧洲标准而确定的频率范围在900~1800MHz之间的数字移动电话系统，频率为1800MHz的系统也被美国采纳.GSM是1991年开始投入使用的。到1997年底，已经在100多个国家运营，成为欧洲和亚洲实际上的标准.GSM数字网也具有较强的保密性和抗干扰性，音质清晰，通话稳定,并具备容量大，频率资源利用率高，接口开放，功能强大等优点。不过它能提供的数据传输率仅为9.6kbit/s,和五、六年前用固定电话拨号上网的速度相当，而当时的internet几乎只提供纯文本的信息。而时下正流行的数字移动通信手机是第二代（2G），一般采用GSM或CDMA技术.第二代手机除了可提供所谓“全球通"话音业务外，已经可以提供低速的数据业务了，也就是收发短消息之类。虽然从理论上讲,2G手机用户在全球范围都可以进行移动通信，但是由于没有统一的国际标准，各种移动通信系统彼此互不兼容，给手机用户带来诸多不便。

针对GSM通信出现的缺陷,人们在2000年又推出了一种新的通信技术GPRS，该技术是在GSM的基础上的一种过渡技术。GPRS的推出标志着人们在GSM的发展史上迈出了意义最重大的一步，GPRS在移动用户和数据网络之间提供一种连接,给移动用户提供高速无线IP和X。25分组数据接入服务.

在这之后，通信运营商们又要推出EDGE技术，这种通信技术是一种介于现有的第二代移动网络与第三代移动网络之间的过渡技术，因此也有人称它为“二代半”技术,它有效提高了GPRS4G通信技术介绍

信道编码效率的高速移动数据标准，它允许高达384KbPs的数据传输速率，可以充分满足未来无线多媒体应用的带宽需求。EDGE提供了一个从GPRS到第三代移动通信的过渡性方案，从而使现有的网络运营商可以最大限度地利用现有的无线网络设备，在第三代移动网络商业化之前提前为用户提供个人多媒体通信业务。

在新兴通信技术的不断推动之下，象征着3G通信的标志技术WCDMA也可能成为未来通信技术的主流。该技术能为用户带来了最高2Mbit/s的数据传输速率，在这样的条件下，计算机中应用的任何媒体都能通过无线网络轻松的传递.WCDMA通过有效的利用宽频带，不仅能顺畅的处理声音、图像数据、与互联网快速连接；此外WCDMA和MPEG—4技术结合起来还可以处理真实的动态图像。人们之间沟通的瓶颈会由网络传输速率转变为各种新型应用的提供：如何让无线网络更好的为人们服务而不是给人们带来骚扰，如何让每个人都能从信息的海洋中快速的得到自己需要的信息,如何能够方便的携带、使用各种终端设备，各种终端设备之间如何更好的自动协同工作等等.在上述通信技术的基础之上，无线通信技术最终可能迈向4G通信技术时代。

从无线通信系统的发展历程来看，第一代移动通信系统的任务已经达成，而现阶段是第二代移动通信系统的时代，今后十年会是3G移动通信系统正兴的时期，或许到了十年以后会是第四代移动通信的天下.但人们不难发现每一个不同的移动通信系统均会有重复性的时间点，大约每十年就有一项技术更新，不过随着通信科技的日新月异，或许转变会更快、时间也会更短。对于移动通信服务业者、系统设备供货商或其他相关产业来说，必须随时注意移动通信技术的变化,以适应市场需求.

二.主要优势 4G通信技术介绍

如果说2G、3G通信对于人类信息化的发展是微不足道的话，那么未来的4G通信却给了人们真正的沟通自由，并彻底改变人们的生活方式甚至社会形态。

1、通信速度更快

由于人们研究4G通信的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问Internet的速率，因此4G通信给人印象最深刻的特征莫过于它具有更快的无线通信速度。从移动通信系统数据传输速率作比较，第一代模拟式仅提供语音服务；第二代数位式移动通信系统传输速率也只有9。6Kbps，最高可达32Kbps，如PHS；而第三代移动通信系统数据传输速率可达到2Mbps；专家则预估，第四代移动通信系统可以达到10Mbps至20Mbps，甚至最高可以达到每秒高达100Mbps速度传输无线信息，这种速度会相当于3G传输速度的5—10倍左右。

2、网络频谱更宽

要想使4G通信达到100Mbps的传输,通信营运商必须在3G通信网络的基础上，进行大幅度的改造和研究，以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的蜂窝系统的带宽高出许多。据研究4G通信的AT＆T的执行官们说，估计每个4G信道会占有100MHz的频谱，相当于W—CDMA3G网络的20倍。

3、通信更加灵活

从严格意义上说,4G手机的功能，已不能简单划归“电话机”的范畴，毕竟语音资料的传输只是4G移动电话的功能之一而已，因此未来4G手机更应该算得上是一只小型电脑了，而且4G手机从外观和式样上，会有更惊人的突破，人们可以想象的是，眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋,以方便和个性为前提，任何一件能看到的物品都有可能成为4G终端,只是人们还不知应该怎么称呼它.4G通信技术介绍

未来的4G通信使人们不仅可以随时随地通信，更可以双向下载传递资料、图画、影像，当然更可以和从未谋面的陌生人网上联线对打游戏.也许有被网上定位系统永远锁定无处遁形的苦恼，但是与它据此提供的地图带来的便利和安全相比,这简直可以忽略不计。

4、智能性能更高

第四代移动通信的智能性更高,不仅表现于4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化，例如对菜单和滚动操作的依赖程度会大大降低，更重要的4G手机可以实现许多难以想象的功能。例如4G手机能根据环境、时间以及其他设定的因素来适时地提醒手机的主人此时该做什么事，或者不该做什么事，4G手机可以把电影院票房资料,直接下载到PDA之上,这些资料能够把售票情况、座位情况显示得清清楚楚，大家可以根据这些信息来进行在线购买自己满意的电影票；4G手机可以被看作是一台手提电视，用来看体育比赛之类的各种现场直播.

5、兼容性能更平滑

要使4G通信尽快地被人们接受，不但考虑的它的功能强大外，还应该考虑到现有通信的基础，以便让更多的现有通信用户在投资最少的情况下就能很轻易地过渡到4G通信。因此，从这个角度来看，未来的第四代移动通信系统应当具备全球漫游，接口开放，能跟多种网络互联，终端多样化以及能从第二代平稳过渡等特点。

6、提供各种增值服务

4G通信并不是从3G通信的基础上经过简单的升级而演变过来的，它们的核心建设技术根本就是不同的，3G移动通信系统主要是以CDMA为核心技术，而4G移动通信系统技术则以正交多任4G通信技术介绍

务分频技术（OFDM）最受瞩目，利用这种技术人们可以实现例如无线区域环路（WLL）、数字音讯广播（DAB）等方面的无线通信增殖服务;不过考虑到与3G通信的过渡性,第四代移动通信系统不会在未来仅仅只采用OFDM一种技术,CDMA技术会在第四代移动通信系统中，与OFDM技术相互配合以便发挥出更大的作用,甚至未来的第四代移动通信系统也会有新的整合技术如OFDM/CDMA产生,前文所提到的数字音讯广播,其实它真正运用的技术是OFDM/FDMA的整合技术,同样是利用两种技术的结合。因此未来以OFDM为核心技术的第四代移动通信系统，也会结合两项技术的优点，一部分会是以CDMA的延伸技术.

7、实现高质量通信

尽管第三代移动通信系统也能实现各种多媒体通信，但未来的4G通信能满足第三代移动通信尚不能达到的在覆盖范围、通信质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要，第四代移动通信系统提供的无线多媒体通信服务包括语音、数据、影像等大量信息透过宽频的信道传送出去，为此未来的第四代移动通信系统也称为“多媒体移动通信”。第四代移动通信不仅仅是为了因应用户数的增加，更重要的是，必须要因应多媒体的传输需求,当然还包括通信品质的要求。总结来说，首先必须可以容纳市场庞大的用户数、改善现有通信品质不良，以及达到高速数据传输的要求。

8、频率使用效率更高

相比第三代移动通信技术来说，第四代移动通信技术在开发研制过程中使用和引入许多功能强大的突破性技术，例如一些光纤通信产品公司为了进一步提高无线因特网的主干带宽宽度，引入了交换层级技术，这种技术能同时涵盖不同类型的通信接口,4G通信技术介绍

也就是说第四代主要是运用路由技术(Routing)为主的网络架构。由于利用了几项不同的技术，所以无线频率的使用比第二代和第三代系统有效得多.按照最乐观的情况估计，这种有效性可以让更多的人使用与以前相同数量的无线频谱做更多的事情,而且做这些事情的时候速度相当快。研究人员说，下载速率有可能达到5Mbps到10Mbps。

三．现实应用

想象一下你正坐在绿树成荫的公园草坪上，用平板电脑看着流畅的高清电视。想象一下这时妈妈来电话了，你把节目暂停后转成和妈妈进行视频通话.

第四代（4G）无线网络将提供了10倍的速度提升,这样的速度提升使得无线运营商将来会用与此类似的美好情景俘获你的想象力和银子，用新酷或者增强的应用来引诱你.

1。实时移动视频

现在很多手机都配有能摄像的高级摄像头，这样的话把视频应用引入移动网络就不足为奇了。在初期大家可能只是简单的用Apple的iPhone或者使用基于Google Android系统的设备上传自家宝宝的一段视频。但也有专业的应用提供者，如QiK，提供支持手机到互联网的在线视频流服务，理论上可以把任何带着智能手机的人立刻变成现场新闻记者。

尽管这样的服务不会吸引到所有的人，但专业的广播团队一定会在4G服务可用后转而用之。至少在理论上，正在建设的4G网络WiMax和LTE比起卫星的Trunk（端口汇聚）处理起广播级品质的数据来会成本更低且更快。开发者诺曼创新公司提供的基4G通信技术介绍

于WiMax的调制解调器,可以安装在专业的摄像机后部，这样就不需要现场有卫星连线了。

终端上自带前置摄像头的产品比如三星的新型MID，Mondi和即将推出的HTC EVO 4G（这两款产品都支持Clearwire或Sprint的WiMax网络），预示了使用Skype或OoVoo等服务的个人视频会议的蓬勃发展。由于Verizon近来在它的终端上支持了Skype，更多的人将会有可能使用这个流行的VoIP工具中的视频功能。

2.在线游戏

我们认为游戏玩家们会对4G服务的速度和移动性有强烈的热情。长期来看，在线玩家有可能是4G WiFi路由器的最大用户群，像是Sprint的Overdrive和Clearwire的Clear Spot就是通过使用小型WiFi网络快速接收4G信号然后将其转到游戏终端.大部分的游戏平台都支持WiFi连接，你可以很容易地使用便携式调制解调器与5到8个(视你购买的调节解调器而定）不同的设备分享4G连接。

在一些服务比如使用微软的Xbox Live上使用便携式的“口袋站点"路由器就可以玩转临时的游戏聚会,这是一个明显应用4G网络优势的方式。同时，4G网络对潜伏期的改善似乎也是专门为在线游戏定制的，因为对于在线游戏玩家来说更快的网络响应速度意味着生死(虚拟的）差异。Sprint HTC EVO 4G WiMax手机内装了WiFi路由器,它可以支持8个额外的设备,使得此款手机可以用做便携式宽带集线器来聚集游戏玩家。

3.基于云计算的应用 4G通信技术介绍

使用扩容的4G网络将使得云计算用于在线存储的数据和应用比今天更加吸引人，尤其是对企业里的专业人员来说他们需要接入网上交易繁忙的应用，如的CRM平台和很多实时合作平台。如果从云到移动设备的宽带传输的管道变大10倍,云服务对于移动用户来说在可靠性,功能性和安全性方面都会有显著的改善。

很多大学已经在探索更多的能把4G网络和便携电脑或平板电脑,如Apple的iPad,进行融合方法来取代实物教科书。

杂志和报纸出版社希望4G连接和新产品的设计（如iPad）能使得他们对提供更多元素如视频和图片的高级内容收费,这就要求比3G连接更快的宽带连接以用于为电子书阅读器如Amazon的Kindle上传数字书籍。

4.应用增强现实技术导航

魔眼（Junaio）为移动设备提供的增强现实技术.想象一个这样的场景:JunaioNavigation(魔眼导航），通常都是和譬如Google Maps捆绑在一起的，是3G设备如iPhone里最流行的下载之一。有了4G网络中更好的带宽，导航应用的提供商们已经开始探索“现实技术"这个想法了，用了这个技术设备就可以使用电话的实时摄像头提供实时的视频数据和它的位置或GPS信息。

终端用户获益范围从适度（比如有可以用你的手机看到最近的星巴克在那儿）到极强.举一个比较强的例子，想象一个可以有4G功能的头盔放映一装大楼建筑图到消防员的面罩上，这能帮助他们在充满烟雾的大楼里面找到通路。增强现实导航技术将可能在车载系统中更加流行和得到广泛的应用，如福特的4G通信技术介绍

Sync(同步)和通用的OnStar中。在车载系统中可以将增强现实技术应用和显示、天线、GPS系统和车内供电系统更好的集成.

5。应急响应和远程医学

在FCC（联邦通信委员会)为它所提倡的独立4G网络破土动工第一批响应站之前,你就可以看到当地警察局,消防局和医疗机构把大笔的投资用于4G系统建设,其旨在提供更快更好且更廉价的医疗和紧急救援。

网络巨人Cisco和服务提供商AT&T已经在为卫生保健应用开发独特的工具和服务，使用4G网络的能力来迅速传输大文件（像是X光片）,为医生远程监督和指导提供互动视频.4G部署的繁荣发展（相继会带来成本降低）也会使得农村社区更加容易的建设远程医疗中心,医生可以通过视频会议为病患“看”病.正运作着的政府补助金和刺激基金应该用于资助4G技术中这样的热心于公益的应用。

6．手机

由于从3G到4G最大的改变在于带宽的提升,没有颠覆性的改变,因此手机从形态到功能也依旧会延续3G时代的特点。从现在已经上市的数款支持TD—LTE的4G手机来看，主要还是各厂商在3G时代主力产品的升级版，如三星NOTE2的LTE版、华为D2的LTE版，以及苹果的iPhone 5S等。当然,今后手机产品还是会有进步和变革，例如柔性屏幕手机等,但这些变化已经与通信技术的迭代无关.

工信部网站已经公布了目前获得入网许可证的4G手机，其中既有大家熟悉的“苹果”,也有部分价格中低端的国产品牌手4G通信技术介绍

机。具体品牌有：苹果iPhone 5s、iPhone 5c，索尼、HTC、三星、LG、华为、中兴、酷派等。

中国移动终端公司表示，在今年将推出千元档次TD—LTE智能手机,届时TD-LTE智能手机会有高中低端产品线全面发展.

是否要换手机？

2013年9月，来自三星、索尼、中兴、华为的四款手机获得了TD—LTE入网许可。苹果发布的iPhone5S和iPhone5C也支持TD—LTE网络，部分国内的手机厂商也已开始生产4G手机，这些手机升级4G网络不用换号和换手机。其余不支持4G网络制式的大部分手机，想体验4G网络，或者使用4G上网伴侣（MiFi)，或者直接更换4G手机。

用4G要不要换号？

用户无需担心换号的问题，和3G业务一样,移动用户在升级到4G业务时,依旧可以使用自己之前的手机号码。

四、实现方法

2012.1.20 ITU正式审议通过的的4G（IMT—Advanced )标准:LTE-Advanced：LTE(Long Term Evolution,长期演进）的后续研究标准；WirelessMAN-Advanced(802.16m)：WiMAX的后续研究标准。而TD—LTE作为LTE—Advanced标准分支之一入选；这是由我国主要提出的。

1．LTE

LTE（Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进,它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。主要特点是 在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率，相对于3G网4G通信技术介绍

络大大的提高了小区的容量，同时将网络延迟大大降低：内部单向传输时延低于5ms,控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms.并且这一标准也是3GPP长期演进（LTE）项目,是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目，其演进的历史如下：

GSM-—〉GPRS—->EDGE——>WCDMA——〉HSDPA/HSUPA--〉HSDPA+/HSUPA+——>FDD-LTE长期演进

GSM：9K ——〉GPRS:42K-—> EDGE:172K —-〉WCDMA:364k

——>HSDPA/HSUPA：14.4M ——>HSDPA+/HSUPA+:42M -—>FDD—LTE：300M

由于目前的WCDMA网络的升级版HSPA和HSPA+均能够演化到FDD-LTE这一状态，包括中国自主的TD-SCDMA网络也将绕过HSPA直接向TD-LTE演进，所以这一4G标准获得了最大的支持，也将是未来4G标准的主流。该网络提供媲美固定宽带的网速和移动网络的切换速度，网络浏览速度大大提升。

LTE终端设备当前有耗电太大和价格昂贵的缺点，按照摩尔定律测算，估计至少还要6年后，才能达到当前3G终端的量产成本.

-Advanced

LTE-Advanced：从字面上看，LTE-Advanced就是LTE技术的升级版，那么为何两种标准都能够成为4G标准呢？LTE-Advanced的正式名称为 Further Advancements for E-UTRA，它满足 ITU-R的IMT—Advanced技术征集的需求，是3GPP形成欧洲IMT-Advanced技术提案的一个重要来源.LTE—Advanced是 一4G通信技术介绍

个后向兼容的技术，完全兼容LTE，是演进而不是革命，相当于HSPA和WCDMA这样的关系。LTE—Advanced的相关特性如下:

带宽:100MHz

峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps

峰值频谱效率：下行30bps/Hz，上行15bps/Hz

针对室内环境进行优化

有效支持新频段和大带宽应用

峰值速率大幅提高，频谱效率有限的改进

如果严格的讲,LTE作为3.9G移动互联网技术，那么LTE-Advanced作为4G标准更加确切一些.LTE—Advanced的入围,包含 TDD和FDD两种制式,其中TD—SCDMA将能够进化到TDD制式，而WCDMA网络能够进化到FDD制式。移动主导的TD—SCDMA网络期望能够 直接绕过HSPA+网络而直接进入到LTE。

3. WiMAX

WiMax：WiMax（Worldwide Interoperability for

Microwave Access），即全球微波互联接入，WiMAX的另一个名字是IEEE 802.16。WiMAX的技术起点较高，WiMax所能提供的最高接入速度是70M，这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍。对无线网络来说，这的确是一个惊人的进步。WiMAX逐步实现宽带业务的移动化,而3G则实现移动业务的宽带化，两种网络的融合程度会越来越高，这也是未来移动世界和固定网络的融合趋势。

802。16工作的频段采用的是无需授权频段，范围在2GHz至66GHz之间，而802。16a则是一种采用2G至11GHz无需授权频段的宽带无线接入系统，其频道带宽可根据需求在1。5M至4G通信技术介绍

20MHz范围进行调整,目前具有更好高速移动下无缝切换的IEEE

802。16m的技术正在研发.因此，802.16所使用的频谱可能比其它任何无线技术更丰富，WiMax具有以下优点：

（1）对于已知的干扰，窄的信道带宽有利于避开干扰，而且有利于节省频谱资源。

(2）灵活的带宽调整能力，有利于运营商或用户协调频谱资源。

(3）WiMax所能实现的50公里的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的,网络覆盖面积是3G发射塔的10倍，只要少数基站建设就能实现全城覆盖,能够使无线网络的覆盖面积大大提升。

不过WiMax网络在网络覆盖面积和网络的带宽上优势巨大，但是其移动性却有着先天的缺陷，无法满足高速（≧50km/h）下的网络的无缝链接，从这个意义上讲，WiMax还无法达到3G网络的水平，严格地说并不能算作移动通信技术,而仅仅是无线局域网的技术.但是WiMax的希望在于IEEE 802.11m技术上，将能够有效的解决这些问题,也正是因为有中国移动、因特尔、Sprint各大厂商的积极参与，WiMax成为呼声仅次于LTE的4G网络手机.关于IEEE 802.16m这一技术，我们将留在最后作详细的阐述。

Wimax当前全球使用用户大约800万，其中60％在美国。Wimax其实是最早的4G通信标准，大约出现于2000年。

4。 Wireless MAN

WirelessMAN-Advanced:WirelessMAN- Advanced事实上就是WiMax的升级版，即IEEE 802。16m标准,802.16系列标准在IEEE正式称为WirelessMAN ,而WirelessMAN—Advanced极为4G通信技术介绍

IEEE 802.16m.其中，802.16m最高可以提供1Gbps无线传输速率,还将兼容未来的4G无线网络。802。16m可在“漫游"模式或高效率/强信号模式下提供1Gbps的下行速率.该标准还支持“高移动”模式,能够提供1Gbps速率。其优势如下：

1．提高网络覆盖，改建链路预算；

2．提高频谱效率；

3．提高数据和VOIP容量；

4．低时延＆QoS增强；

5．功耗节省；

目前的WirelessMAN—Advanced有5种网络数据规格，其中极低速率为16kbps，低数率数据及低速多媒体为144kbps，中速多媒 体为2Mbps，高速多媒体为30Mbps超高速多媒体则达到了30Mbps--1Gbps.但是该标准可能会被率先被军方所采用,IEEE方面表示军方 的介入将能够促使WirelessMAN-Advanced更快的成熟和完善，而且军方的今天就是民用的明天。不论怎样,WirelessMAN- Advanced得到ITU的认可并成为4G标准的可能性极大。

五、核心技术

4G通信系统的这些特点，决定了它将采用一些不同于3G的技术。对于4G中将使用的核心技术，业界并没有太大的分歧。总结起来，有以下几种。

1．正交频分复用(OFDM）技术

OFDM是一种无线环境下的高速传输技术，其主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道,在每个子信道上使用一4G通信技术介绍

个子载波进行调制,各子载波并行传输。尽管总的信道是非平坦的，即具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽.OFDM技术的优点是可以消除或减小信号波形间的干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高了频谱利用率，可实现低成本的单波段接收机。

2．软件无线电

软件无线电的基本思想是把尽可能多的无线及个人通信功能通过可编程软件来实现，使其成为一种多工作频段、多工作模式、多信号传输与处理的无线电系统。也可以说，是一种用软件来实现物理层连接的无线通信方式。

3．智能天线技术

智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，是未来移动通信的关键技术。智能天线应用数字信号处理技术，产生空间定向波束,使天线主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量.

4．多输入多输出（MIMO）技术

MIMO技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术,它采用的是分立式多天线,能够有效地将通信链路分解成为许多并行的子信道，从而大大提高容量.信息论已经证明,当不同的接收天线和不同的发射天线之间互不相关时,MIMO系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能，从而获得巨大的容量。在功率带4G通信技术介绍

宽受限的无线信道中，MIMO技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。

5．基于IP的核心网

4G移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络,可以实现不同网络间的无缝互联。核心网独立于各种具体的无线接入方案，能提供端到端的IP业务，能同已有的核心网和PSTN兼容.核心网具有开放的结构，能允许各种空中接口接入核心网；同时核心网能把业务、控制和传输等分开。采用IP后，所采用的无线接入方式和协议与核心网络(CN)协议、链路层是分离独立的.IP与多种无线接入协议相兼容，因此在设计核心网络时具有很大的灵活性,不需要考虑无线接入究竟采用何种方式和协议。

六、

存在缺陷

对于人们来说，未来的4G通信的确显得很神秘，不少人都认为第四代无线通信网络系统是人类有史以来发明的最复杂的技术系统,的确第四代无线通信网络在具体实施的过程中出现大量令人头痛的技术问题，大概一点也不会使人们感到意外和奇怪,第四代无线通信网络存在的技术问题多和互联网有关，并且需要花费好几年的时间才能解决.总的来说，要顺利、全面地实施4G通信，可能遇到下面的一些困难:

1.标准难以统一

虽然从理论上讲，3G手机用户在全球范围都可以进行移动通信，但是由于没有统一的国际标准，各种移动通信系统彼此互不兼容，给手机用户带来诸多不便.因此，开发第四代移动通信系统必须首先解决通信制式等需要全球统一的标准化问题，而世界各大通信厂商会对此一直在争论不休。 4G通信技术介绍

2。技术难以实现

尽管未来的4G通信能够给人带来美好的明天，现已研究出来，但并未普及。据研究这项技术的开发人员而言，要实现4G通信的下载速度还面临着一系列技术问题。例如，如何保证楼区、山区,及其它有障碍物等易受影响地区的信号强度等问题。日本DoCoMo公司表示,为了解决这一问题，公司会对不同编码技术和传输技术进行测试。另外在移交方面存在的技术问题，使手机很容易在从一个基站的覆盖区域进入另一个基站的覆盖区域时和网络失去联系.由于第四代无线通信网络的架构相当复杂，这一问题显得格外突出。不过,行业专家们表示，他们相信这一问题可以得到解决,但需要一定的时间.

3.容量受到限制

人们对未来的4G通信的印象最深的莫过于它的通信传输速度会得到极大提升，从理论上说其所谓的每秒100MB的宽带速度，比2009年最新手机信息传输速度每秒10KB要快1万多倍，但手机的速度会受到通信系统容量的限制，如系统容量有限，手机用户越多，速度就越慢。据有关行家分析,4G手机会很难达到其理论速度.如果速度上不去，4G手机就要大打折扣。

4。市场难以消化

有专家预测在10年以后，第三代移动通信的多媒体服务会进入第三个发展阶段，此时覆盖全球的3G网络已经基本建成，全球25％以上人口使用第三代移动通信系统，第三代技术仍然在缓慢地进入市场，到那时整个行业正在消化吸收第三代技术，对于第四代移动通信系统的接受还需要一个逐步过渡的过程.另外,在过渡过程中,如果4G通信因为系统或终端的短缺而导致延迟的4G通信技术介绍

话，那么号称5G的技术随时都有可能威胁到4G的赢利计划，此时4G漫长的投资回收和赢利计划会变得异常的脆弱。

5.设施难以更新

在部署4G通信网络系统之前，覆盖全球的大部分无线基础设施都是基于第三代移动通信系统建立的，如果要向第四代通信技术转移的话，那么全球的许多无线基础设施都需要经历着大量的变化和更新，这种变化和更新势必减缓4G通信技术全面进入市场、占领市场的速度。

而且到那时，还必须要求3G通信终端升级到能进行更高速数据传输及支持4G通信各项数据业务的4G终端，也就是说4G通信终端要能在4G通信网络建成后及时提供，不能让通信终端的生产滞后于网络建设。但根据某些事实来看，在4G通信技术全面进入商用之日算起的二三年后，消费者才有望用上性能稳定的4G通信手机。

6.其他相关困难

因为手机的功能越来越强大，而无线通信网络也变得越来越复杂，同样4G通信在功能日益增多的同时，它的建设和开发也会遇到比以前系统建设更多的困难和麻烦。例如每一种新的设备和技术推出时，其后的软件设计和开发必须及时能跟上步伐，才能使新的设备和技术得到很快推广和应用，但遗憾的是4G通信还只处于研究和开发阶段，具体的设备和用到的技术还没有完全成型,因此对应的软件开发也会遇到困难；另外费率和计费方式对于4G通信的移动数据市场的发展尤为重要,例如WAP手机推出后，用户花了很多的连接时间才能获得信息，而按时间及信息内4G通信技术介绍

容的收费方式使用户难以承受，因此必须及早慎重研究基于4G通信的收费系统，以利于市场发展。

还有4G通信不仅需要区分语音流量和互联网数据,还需要具备能到数据传输速度很慢的第三代无线通信网络上平稳使用的性能，这就需要通信营运商们必须能找到一个很好的解决这些问题的方法，而要解决办法就必须首先在大量不同的设备上精确执行4G规范，要做到这一点,也需要花费好几年的时间.况且到了4G通信真正开始推行时,熟悉4G通信业务的经验和专门技术人才还不多，这样同样也会延缓4G通信在市场上迅速推广的速度，因此到时对于设计、安装、运营、维护4G通信的专门技术人员还须早日进行培训。

2023年12月11日发(作者：酆秀竹)

4G通信技术介绍

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编辑整理：

尊敬的读者朋友们：

这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（4G通信技术介绍）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快 业绩进步，以下为4G通信技术介绍的全部内容。

4G通信技术介绍

．发展背景

4G通信技术介绍

目 录

1 4G通信技术介绍

2．主要优势

3．现实应用

4．实现方法

5．技术解读

6 ．存在缺陷

4G是第四代通讯技术的简称，G是generation（一代）的简称。

从技术标准的角度看，按照ITU的思路，静态传输速率达到1Gbps，用户在高速移动状态下可以达到100Mbps,比目前的拨号上网快2000倍,上传的速度也能达到20Mbps,并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求，就可以作为4G的技术之一.

从运营商的角度看，除了与现有网络的可兼容性外,4G要有4G通信技术介绍

更高的数据吞吐量、更低时延、更低的建设和运行维护成本、更高的鉴权能力和安全能力、支持多种QoS等级.

从融和的角度看，4G意味着更多的参与方，更多技术、行业、应用的融合，不再局限于电信行业，还可以应用于金融、医疗、教育、交通等行业;通信终端能做更多的事情，例如除语音通信之外的多媒体通信、远端控制等；或许局域网、互联网、电信网、广播网、卫星网等能够融为一体组成一个通播网，无论使用什么终端，都可以享受高品质的信息服务,向宽带无线化和无线宽带化演进，使4G渗透到生活的方方面面。

从用户需求的角度看,4G能为用户提供更快的速度并满足用户更多的需求。移动通信之所以从模拟到数字、从2G到4G以及将来的xG演进，最根本的推动力是用户需求由无线语音服务向无线多媒体服务转变，从而激发运营商为了提高ARPU、开拓新的频段支持用户数量的持续增长、更有效的频谱利用率以及更低的运营成本,不得不进行变革转型。

2013年12月4日下午，国家工业和信息化部向三大电信运营商正式颁发了4G（TD-LTE）牌照，宣告我国通信行业进入4G时代。

一.发展背景

通信技术日新月异，给人们带来不少享受。随着数据通信与多媒体业务需求的发展，适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第四代移动通信开始兴起，因此有理由期待这种第四代移动通信技术给人们带来更加美好的未来。

所有技术的发展都不可能在一夜之间实现,从GSM、GPRS到第4代，需要不断演进,而且这些技术可以同时存在。人们都知道最早的移动通信电话用的模拟蜂窝通信技术，这种技术只能提4G通信技术介绍

供区域性语音业务，而且通话效果差、保密性能也不好，用户的接听范围也是很有限。随着移动电话迅猛发展,用户增长迅速，传统的通信模式已经不能满足人们通信的需求，在这种情况下就出现了GSM通信技术,该技术用的是窄带TDMA，允许在一个射频（即‘蜂窝’)同时进行8组通话.它是根据欧洲标准而确定的频率范围在900~1800MHz之间的数字移动电话系统，频率为1800MHz的系统也被美国采纳.GSM是1991年开始投入使用的。到1997年底，已经在100多个国家运营，成为欧洲和亚洲实际上的标准.GSM数字网也具有较强的保密性和抗干扰性，音质清晰，通话稳定,并具备容量大，频率资源利用率高，接口开放，功能强大等优点。不过它能提供的数据传输率仅为9.6kbit/s,和五、六年前用固定电话拨号上网的速度相当，而当时的internet几乎只提供纯文本的信息。而时下正流行的数字移动通信手机是第二代（2G），一般采用GSM或CDMA技术.第二代手机除了可提供所谓“全球通"话音业务外，已经可以提供低速的数据业务了，也就是收发短消息之类。虽然从理论上讲,2G手机用户在全球范围都可以进行移动通信，但是由于没有统一的国际标准，各种移动通信系统彼此互不兼容，给手机用户带来诸多不便。

针对GSM通信出现的缺陷,人们在2000年又推出了一种新的通信技术GPRS，该技术是在GSM的基础上的一种过渡技术。GPRS的推出标志着人们在GSM的发展史上迈出了意义最重大的一步，GPRS在移动用户和数据网络之间提供一种连接,给移动用户提供高速无线IP和X。25分组数据接入服务.

在这之后，通信运营商们又要推出EDGE技术，这种通信技术是一种介于现有的第二代移动网络与第三代移动网络之间的过渡技术，因此也有人称它为“二代半”技术,它有效提高了GPRS4G通信技术介绍

信道编码效率的高速移动数据标准，它允许高达384KbPs的数据传输速率，可以充分满足未来无线多媒体应用的带宽需求。EDGE提供了一个从GPRS到第三代移动通信的过渡性方案，从而使现有的网络运营商可以最大限度地利用现有的无线网络设备，在第三代移动网络商业化之前提前为用户提供个人多媒体通信业务。

在新兴通信技术的不断推动之下，象征着3G通信的标志技术WCDMA也可能成为未来通信技术的主流。该技术能为用户带来了最高2Mbit/s的数据传输速率，在这样的条件下，计算机中应用的任何媒体都能通过无线网络轻松的传递.WCDMA通过有效的利用宽频带，不仅能顺畅的处理声音、图像数据、与互联网快速连接；此外WCDMA和MPEG—4技术结合起来还可以处理真实的动态图像。人们之间沟通的瓶颈会由网络传输速率转变为各种新型应用的提供：如何让无线网络更好的为人们服务而不是给人们带来骚扰，如何让每个人都能从信息的海洋中快速的得到自己需要的信息,如何能够方便的携带、使用各种终端设备，各种终端设备之间如何更好的自动协同工作等等.在上述通信技术的基础之上，无线通信技术最终可能迈向4G通信技术时代。

从无线通信系统的发展历程来看，第一代移动通信系统的任务已经达成，而现阶段是第二代移动通信系统的时代，今后十年会是3G移动通信系统正兴的时期，或许到了十年以后会是第四代移动通信的天下.但人们不难发现每一个不同的移动通信系统均会有重复性的时间点，大约每十年就有一项技术更新，不过随着通信科技的日新月异，或许转变会更快、时间也会更短。对于移动通信服务业者、系统设备供货商或其他相关产业来说，必须随时注意移动通信技术的变化,以适应市场需求.

二.主要优势 4G通信技术介绍

如果说2G、3G通信对于人类信息化的发展是微不足道的话，那么未来的4G通信却给了人们真正的沟通自由，并彻底改变人们的生活方式甚至社会形态。

1、通信速度更快

由于人们研究4G通信的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问Internet的速率，因此4G通信给人印象最深刻的特征莫过于它具有更快的无线通信速度。从移动通信系统数据传输速率作比较，第一代模拟式仅提供语音服务；第二代数位式移动通信系统传输速率也只有9。6Kbps，最高可达32Kbps，如PHS；而第三代移动通信系统数据传输速率可达到2Mbps；专家则预估，第四代移动通信系统可以达到10Mbps至20Mbps，甚至最高可以达到每秒高达100Mbps速度传输无线信息，这种速度会相当于3G传输速度的5—10倍左右。

2、网络频谱更宽

要想使4G通信达到100Mbps的传输,通信营运商必须在3G通信网络的基础上，进行大幅度的改造和研究，以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的蜂窝系统的带宽高出许多。据研究4G通信的AT＆T的执行官们说，估计每个4G信道会占有100MHz的频谱，相当于W—CDMA3G网络的20倍。

3、通信更加灵活

从严格意义上说,4G手机的功能，已不能简单划归“电话机”的范畴，毕竟语音资料的传输只是4G移动电话的功能之一而已，因此未来4G手机更应该算得上是一只小型电脑了，而且4G手机从外观和式样上，会有更惊人的突破，人们可以想象的是，眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋,以方便和个性为前提，任何一件能看到的物品都有可能成为4G终端,只是人们还不知应该怎么称呼它.4G通信技术介绍

未来的4G通信使人们不仅可以随时随地通信，更可以双向下载传递资料、图画、影像，当然更可以和从未谋面的陌生人网上联线对打游戏.也许有被网上定位系统永远锁定无处遁形的苦恼，但是与它据此提供的地图带来的便利和安全相比,这简直可以忽略不计。

4、智能性能更高

第四代移动通信的智能性更高,不仅表现于4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化，例如对菜单和滚动操作的依赖程度会大大降低，更重要的4G手机可以实现许多难以想象的功能。例如4G手机能根据环境、时间以及其他设定的因素来适时地提醒手机的主人此时该做什么事，或者不该做什么事，4G手机可以把电影院票房资料,直接下载到PDA之上,这些资料能够把售票情况、座位情况显示得清清楚楚，大家可以根据这些信息来进行在线购买自己满意的电影票；4G手机可以被看作是一台手提电视，用来看体育比赛之类的各种现场直播.

5、兼容性能更平滑

要使4G通信尽快地被人们接受，不但考虑的它的功能强大外，还应该考虑到现有通信的基础，以便让更多的现有通信用户在投资最少的情况下就能很轻易地过渡到4G通信。因此，从这个角度来看，未来的第四代移动通信系统应当具备全球漫游，接口开放，能跟多种网络互联，终端多样化以及能从第二代平稳过渡等特点。

6、提供各种增值服务

4G通信并不是从3G通信的基础上经过简单的升级而演变过来的，它们的核心建设技术根本就是不同的，3G移动通信系统主要是以CDMA为核心技术，而4G移动通信系统技术则以正交多任4G通信技术介绍

务分频技术（OFDM）最受瞩目，利用这种技术人们可以实现例如无线区域环路（WLL）、数字音讯广播（DAB）等方面的无线通信增殖服务;不过考虑到与3G通信的过渡性,第四代移动通信系统不会在未来仅仅只采用OFDM一种技术,CDMA技术会在第四代移动通信系统中，与OFDM技术相互配合以便发挥出更大的作用,甚至未来的第四代移动通信系统也会有新的整合技术如OFDM/CDMA产生,前文所提到的数字音讯广播,其实它真正运用的技术是OFDM/FDMA的整合技术,同样是利用两种技术的结合。因此未来以OFDM为核心技术的第四代移动通信系统，也会结合两项技术的优点，一部分会是以CDMA的延伸技术.

7、实现高质量通信

尽管第三代移动通信系统也能实现各种多媒体通信，但未来的4G通信能满足第三代移动通信尚不能达到的在覆盖范围、通信质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要，第四代移动通信系统提供的无线多媒体通信服务包括语音、数据、影像等大量信息透过宽频的信道传送出去，为此未来的第四代移动通信系统也称为“多媒体移动通信”。第四代移动通信不仅仅是为了因应用户数的增加，更重要的是，必须要因应多媒体的传输需求,当然还包括通信品质的要求。总结来说，首先必须可以容纳市场庞大的用户数、改善现有通信品质不良，以及达到高速数据传输的要求。

8、频率使用效率更高

相比第三代移动通信技术来说，第四代移动通信技术在开发研制过程中使用和引入许多功能强大的突破性技术，例如一些光纤通信产品公司为了进一步提高无线因特网的主干带宽宽度，引入了交换层级技术，这种技术能同时涵盖不同类型的通信接口,4G通信技术介绍

也就是说第四代主要是运用路由技术(Routing)为主的网络架构。由于利用了几项不同的技术，所以无线频率的使用比第二代和第三代系统有效得多.按照最乐观的情况估计，这种有效性可以让更多的人使用与以前相同数量的无线频谱做更多的事情,而且做这些事情的时候速度相当快。研究人员说，下载速率有可能达到5Mbps到10Mbps。

三．现实应用

想象一下你正坐在绿树成荫的公园草坪上，用平板电脑看着流畅的高清电视。想象一下这时妈妈来电话了，你把节目暂停后转成和妈妈进行视频通话.

第四代（4G）无线网络将提供了10倍的速度提升,这样的速度提升使得无线运营商将来会用与此类似的美好情景俘获你的想象力和银子，用新酷或者增强的应用来引诱你.

1。实时移动视频

现在很多手机都配有能摄像的高级摄像头，这样的话把视频应用引入移动网络就不足为奇了。在初期大家可能只是简单的用Apple的iPhone或者使用基于Google Android系统的设备上传自家宝宝的一段视频。但也有专业的应用提供者，如QiK，提供支持手机到互联网的在线视频流服务，理论上可以把任何带着智能手机的人立刻变成现场新闻记者。

尽管这样的服务不会吸引到所有的人，但专业的广播团队一定会在4G服务可用后转而用之。至少在理论上，正在建设的4G网络WiMax和LTE比起卫星的Trunk（端口汇聚）处理起广播级品质的数据来会成本更低且更快。开发者诺曼创新公司提供的基4G通信技术介绍

于WiMax的调制解调器,可以安装在专业的摄像机后部，这样就不需要现场有卫星连线了。

终端上自带前置摄像头的产品比如三星的新型MID，Mondi和即将推出的HTC EVO 4G（这两款产品都支持Clearwire或Sprint的WiMax网络），预示了使用Skype或OoVoo等服务的个人视频会议的蓬勃发展。由于Verizon近来在它的终端上支持了Skype，更多的人将会有可能使用这个流行的VoIP工具中的视频功能。

2.在线游戏

我们认为游戏玩家们会对4G服务的速度和移动性有强烈的热情。长期来看，在线玩家有可能是4G WiFi路由器的最大用户群，像是Sprint的Overdrive和Clearwire的Clear Spot就是通过使用小型WiFi网络快速接收4G信号然后将其转到游戏终端.大部分的游戏平台都支持WiFi连接，你可以很容易地使用便携式调制解调器与5到8个(视你购买的调节解调器而定）不同的设备分享4G连接。

在一些服务比如使用微软的Xbox Live上使用便携式的“口袋站点"路由器就可以玩转临时的游戏聚会,这是一个明显应用4G网络优势的方式。同时，4G网络对潜伏期的改善似乎也是专门为在线游戏定制的，因为对于在线游戏玩家来说更快的网络响应速度意味着生死(虚拟的）差异。Sprint HTC EVO 4G WiMax手机内装了WiFi路由器,它可以支持8个额外的设备,使得此款手机可以用做便携式宽带集线器来聚集游戏玩家。

3.基于云计算的应用 4G通信技术介绍

使用扩容的4G网络将使得云计算用于在线存储的数据和应用比今天更加吸引人，尤其是对企业里的专业人员来说他们需要接入网上交易繁忙的应用，如的CRM平台和很多实时合作平台。如果从云到移动设备的宽带传输的管道变大10倍,云服务对于移动用户来说在可靠性,功能性和安全性方面都会有显著的改善。

很多大学已经在探索更多的能把4G网络和便携电脑或平板电脑,如Apple的iPad,进行融合方法来取代实物教科书。

杂志和报纸出版社希望4G连接和新产品的设计（如iPad）能使得他们对提供更多元素如视频和图片的高级内容收费,这就要求比3G连接更快的宽带连接以用于为电子书阅读器如Amazon的Kindle上传数字书籍。

4.应用增强现实技术导航

魔眼（Junaio）为移动设备提供的增强现实技术.想象一个这样的场景:JunaioNavigation(魔眼导航），通常都是和譬如Google Maps捆绑在一起的，是3G设备如iPhone里最流行的下载之一。有了4G网络中更好的带宽，导航应用的提供商们已经开始探索“现实技术"这个想法了，用了这个技术设备就可以使用电话的实时摄像头提供实时的视频数据和它的位置或GPS信息。

终端用户获益范围从适度（比如有可以用你的手机看到最近的星巴克在那儿）到极强.举一个比较强的例子，想象一个可以有4G功能的头盔放映一装大楼建筑图到消防员的面罩上，这能帮助他们在充满烟雾的大楼里面找到通路。增强现实导航技术将可能在车载系统中更加流行和得到广泛的应用，如福特的4G通信技术介绍

Sync(同步)和通用的OnStar中。在车载系统中可以将增强现实技术应用和显示、天线、GPS系统和车内供电系统更好的集成.

5。应急响应和远程医学

在FCC（联邦通信委员会)为它所提倡的独立4G网络破土动工第一批响应站之前,你就可以看到当地警察局,消防局和医疗机构把大笔的投资用于4G系统建设,其旨在提供更快更好且更廉价的医疗和紧急救援。

网络巨人Cisco和服务提供商AT&T已经在为卫生保健应用开发独特的工具和服务，使用4G网络的能力来迅速传输大文件（像是X光片）,为医生远程监督和指导提供互动视频.4G部署的繁荣发展（相继会带来成本降低）也会使得农村社区更加容易的建设远程医疗中心,医生可以通过视频会议为病患“看”病.正运作着的政府补助金和刺激基金应该用于资助4G技术中这样的热心于公益的应用。

6．手机

由于从3G到4G最大的改变在于带宽的提升,没有颠覆性的改变,因此手机从形态到功能也依旧会延续3G时代的特点。从现在已经上市的数款支持TD—LTE的4G手机来看，主要还是各厂商在3G时代主力产品的升级版，如三星NOTE2的LTE版、华为D2的LTE版，以及苹果的iPhone 5S等。当然,今后手机产品还是会有进步和变革，例如柔性屏幕手机等,但这些变化已经与通信技术的迭代无关.

工信部网站已经公布了目前获得入网许可证的4G手机，其中既有大家熟悉的“苹果”,也有部分价格中低端的国产品牌手4G通信技术介绍

机。具体品牌有：苹果iPhone 5s、iPhone 5c，索尼、HTC、三星、LG、华为、中兴、酷派等。

中国移动终端公司表示，在今年将推出千元档次TD—LTE智能手机,届时TD-LTE智能手机会有高中低端产品线全面发展.

是否要换手机？

2013年9月，来自三星、索尼、中兴、华为的四款手机获得了TD—LTE入网许可。苹果发布的iPhone5S和iPhone5C也支持TD—LTE网络，部分国内的手机厂商也已开始生产4G手机，这些手机升级4G网络不用换号和换手机。其余不支持4G网络制式的大部分手机，想体验4G网络，或者使用4G上网伴侣（MiFi)，或者直接更换4G手机。

用4G要不要换号？

用户无需担心换号的问题，和3G业务一样,移动用户在升级到4G业务时,依旧可以使用自己之前的手机号码。

四、实现方法

2012.1.20 ITU正式审议通过的的4G（IMT—Advanced )标准:LTE-Advanced：LTE(Long Term Evolution,长期演进）的后续研究标准；WirelessMAN-Advanced(802.16m)：WiMAX的后续研究标准。而TD—LTE作为LTE—Advanced标准分支之一入选；这是由我国主要提出的。

1．LTE

LTE（Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进,它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。主要特点是 在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率，相对于3G网4G通信技术介绍

络大大的提高了小区的容量，同时将网络延迟大大降低：内部单向传输时延低于5ms,控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms.并且这一标准也是3GPP长期演进（LTE）项目,是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目，其演进的历史如下：

GSM-—〉GPRS—->EDGE——>WCDMA——〉HSDPA/HSUPA--〉HSDPA+/HSUPA+——>FDD-LTE长期演进

GSM：9K ——〉GPRS:42K-—> EDGE:172K —-〉WCDMA:364k

——>HSDPA/HSUPA：14.4M ——>HSDPA+/HSUPA+:42M -—>FDD—LTE：300M

由于目前的WCDMA网络的升级版HSPA和HSPA+均能够演化到FDD-LTE这一状态，包括中国自主的TD-SCDMA网络也将绕过HSPA直接向TD-LTE演进，所以这一4G标准获得了最大的支持，也将是未来4G标准的主流。该网络提供媲美固定宽带的网速和移动网络的切换速度，网络浏览速度大大提升。

LTE终端设备当前有耗电太大和价格昂贵的缺点，按照摩尔定律测算，估计至少还要6年后，才能达到当前3G终端的量产成本.

-Advanced

LTE-Advanced：从字面上看，LTE-Advanced就是LTE技术的升级版，那么为何两种标准都能够成为4G标准呢？LTE-Advanced的正式名称为 Further Advancements for E-UTRA，它满足 ITU-R的IMT—Advanced技术征集的需求，是3GPP形成欧洲IMT-Advanced技术提案的一个重要来源.LTE—Advanced是 一4G通信技术介绍

个后向兼容的技术，完全兼容LTE，是演进而不是革命，相当于HSPA和WCDMA这样的关系。LTE—Advanced的相关特性如下:

带宽:100MHz

峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps

峰值频谱效率：下行30bps/Hz，上行15bps/Hz

针对室内环境进行优化

有效支持新频段和大带宽应用

峰值速率大幅提高，频谱效率有限的改进

如果严格的讲,LTE作为3.9G移动互联网技术，那么LTE-Advanced作为4G标准更加确切一些.LTE—Advanced的入围,包含 TDD和FDD两种制式,其中TD—SCDMA将能够进化到TDD制式，而WCDMA网络能够进化到FDD制式。移动主导的TD—SCDMA网络期望能够 直接绕过HSPA+网络而直接进入到LTE。

3. WiMAX

WiMax：WiMax（Worldwide Interoperability for

Microwave Access），即全球微波互联接入，WiMAX的另一个名字是IEEE 802.16。WiMAX的技术起点较高，WiMax所能提供的最高接入速度是70M，这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍。对无线网络来说，这的确是一个惊人的进步。WiMAX逐步实现宽带业务的移动化,而3G则实现移动业务的宽带化，两种网络的融合程度会越来越高，这也是未来移动世界和固定网络的融合趋势。

802。16工作的频段采用的是无需授权频段，范围在2GHz至66GHz之间，而802。16a则是一种采用2G至11GHz无需授权频段的宽带无线接入系统，其频道带宽可根据需求在1。5M至4G通信技术介绍

20MHz范围进行调整,目前具有更好高速移动下无缝切换的IEEE

802。16m的技术正在研发.因此，802.16所使用的频谱可能比其它任何无线技术更丰富，WiMax具有以下优点：

（1）对于已知的干扰，窄的信道带宽有利于避开干扰，而且有利于节省频谱资源。

(2）灵活的带宽调整能力，有利于运营商或用户协调频谱资源。

(3）WiMax所能实现的50公里的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的,网络覆盖面积是3G发射塔的10倍，只要少数基站建设就能实现全城覆盖,能够使无线网络的覆盖面积大大提升。

不过WiMax网络在网络覆盖面积和网络的带宽上优势巨大，但是其移动性却有着先天的缺陷，无法满足高速（≧50km/h）下的网络的无缝链接，从这个意义上讲，WiMax还无法达到3G网络的水平，严格地说并不能算作移动通信技术,而仅仅是无线局域网的技术.但是WiMax的希望在于IEEE 802.11m技术上，将能够有效的解决这些问题,也正是因为有中国移动、因特尔、Sprint各大厂商的积极参与，WiMax成为呼声仅次于LTE的4G网络手机.关于IEEE 802.16m这一技术，我们将留在最后作详细的阐述。

Wimax当前全球使用用户大约800万，其中60％在美国。Wimax其实是最早的4G通信标准，大约出现于2000年。

4。 Wireless MAN

WirelessMAN-Advanced:WirelessMAN- Advanced事实上就是WiMax的升级版，即IEEE 802。16m标准,802.16系列标准在IEEE正式称为WirelessMAN ,而WirelessMAN—Advanced极为4G通信技术介绍

IEEE 802.16m.其中，802.16m最高可以提供1Gbps无线传输速率,还将兼容未来的4G无线网络。802。16m可在“漫游"模式或高效率/强信号模式下提供1Gbps的下行速率.该标准还支持“高移动”模式,能够提供1Gbps速率。其优势如下：

1．提高网络覆盖，改建链路预算；

2．提高频谱效率；

3．提高数据和VOIP容量；

4．低时延＆QoS增强；

5．功耗节省；

目前的WirelessMAN—Advanced有5种网络数据规格，其中极低速率为16kbps，低数率数据及低速多媒体为144kbps，中速多媒 体为2Mbps，高速多媒体为30Mbps超高速多媒体则达到了30Mbps--1Gbps.但是该标准可能会被率先被军方所采用,IEEE方面表示军方 的介入将能够促使WirelessMAN-Advanced更快的成熟和完善，而且军方的今天就是民用的明天。不论怎样,WirelessMAN- Advanced得到ITU的认可并成为4G标准的可能性极大。

五、核心技术

4G通信系统的这些特点，决定了它将采用一些不同于3G的技术。对于4G中将使用的核心技术，业界并没有太大的分歧。总结起来，有以下几种。

1．正交频分复用(OFDM）技术

OFDM是一种无线环境下的高速传输技术，其主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道,在每个子信道上使用一4G通信技术介绍

个子载波进行调制,各子载波并行传输。尽管总的信道是非平坦的，即具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽.OFDM技术的优点是可以消除或减小信号波形间的干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高了频谱利用率，可实现低成本的单波段接收机。

2．软件无线电

软件无线电的基本思想是把尽可能多的无线及个人通信功能通过可编程软件来实现，使其成为一种多工作频段、多工作模式、多信号传输与处理的无线电系统。也可以说，是一种用软件来实现物理层连接的无线通信方式。

3．智能天线技术

智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，是未来移动通信的关键技术。智能天线应用数字信号处理技术，产生空间定向波束,使天线主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量.

4．多输入多输出（MIMO）技术

MIMO技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术,它采用的是分立式多天线,能够有效地将通信链路分解成为许多并行的子信道，从而大大提高容量.信息论已经证明,当不同的接收天线和不同的发射天线之间互不相关时,MIMO系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能，从而获得巨大的容量。在功率带4G通信技术介绍

宽受限的无线信道中，MIMO技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。

5．基于IP的核心网

4G移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络,可以实现不同网络间的无缝互联。核心网独立于各种具体的无线接入方案，能提供端到端的IP业务，能同已有的核心网和PSTN兼容.核心网具有开放的结构，能允许各种空中接口接入核心网；同时核心网能把业务、控制和传输等分开。采用IP后，所采用的无线接入方式和协议与核心网络(CN)协议、链路层是分离独立的.IP与多种无线接入协议相兼容，因此在设计核心网络时具有很大的灵活性,不需要考虑无线接入究竟采用何种方式和协议。

六、

存在缺陷

对于人们来说，未来的4G通信的确显得很神秘，不少人都认为第四代无线通信网络系统是人类有史以来发明的最复杂的技术系统,的确第四代无线通信网络在具体实施的过程中出现大量令人头痛的技术问题，大概一点也不会使人们感到意外和奇怪,第四代无线通信网络存在的技术问题多和互联网有关，并且需要花费好几年的时间才能解决.总的来说，要顺利、全面地实施4G通信，可能遇到下面的一些困难:

1.标准难以统一

虽然从理论上讲，3G手机用户在全球范围都可以进行移动通信，但是由于没有统一的国际标准，各种移动通信系统彼此互不兼容，给手机用户带来诸多不便.因此，开发第四代移动通信系统必须首先解决通信制式等需要全球统一的标准化问题，而世界各大通信厂商会对此一直在争论不休。 4G通信技术介绍

2。技术难以实现

尽管未来的4G通信能够给人带来美好的明天，现已研究出来，但并未普及。据研究这项技术的开发人员而言，要实现4G通信的下载速度还面临着一系列技术问题。例如，如何保证楼区、山区,及其它有障碍物等易受影响地区的信号强度等问题。日本DoCoMo公司表示,为了解决这一问题，公司会对不同编码技术和传输技术进行测试。另外在移交方面存在的技术问题，使手机很容易在从一个基站的覆盖区域进入另一个基站的覆盖区域时和网络失去联系.由于第四代无线通信网络的架构相当复杂，这一问题显得格外突出。不过,行业专家们表示，他们相信这一问题可以得到解决,但需要一定的时间.

3.容量受到限制

人们对未来的4G通信的印象最深的莫过于它的通信传输速度会得到极大提升，从理论上说其所谓的每秒100MB的宽带速度，比2009年最新手机信息传输速度每秒10KB要快1万多倍，但手机的速度会受到通信系统容量的限制，如系统容量有限，手机用户越多，速度就越慢。据有关行家分析,4G手机会很难达到其理论速度.如果速度上不去，4G手机就要大打折扣。

4。市场难以消化

有专家预测在10年以后，第三代移动通信的多媒体服务会进入第三个发展阶段，此时覆盖全球的3G网络已经基本建成，全球25％以上人口使用第三代移动通信系统，第三代技术仍然在缓慢地进入市场，到那时整个行业正在消化吸收第三代技术，对于第四代移动通信系统的接受还需要一个逐步过渡的过程.另外,在过渡过程中,如果4G通信因为系统或终端的短缺而导致延迟的4G通信技术介绍

话，那么号称5G的技术随时都有可能威胁到4G的赢利计划，此时4G漫长的投资回收和赢利计划会变得异常的脆弱。

5.设施难以更新

在部署4G通信网络系统之前，覆盖全球的大部分无线基础设施都是基于第三代移动通信系统建立的，如果要向第四代通信技术转移的话，那么全球的许多无线基础设施都需要经历着大量的变化和更新，这种变化和更新势必减缓4G通信技术全面进入市场、占领市场的速度。

而且到那时，还必须要求3G通信终端升级到能进行更高速数据传输及支持4G通信各项数据业务的4G终端，也就是说4G通信终端要能在4G通信网络建成后及时提供，不能让通信终端的生产滞后于网络建设。但根据某些事实来看，在4G通信技术全面进入商用之日算起的二三年后，消费者才有望用上性能稳定的4G通信手机。

6.其他相关困难

因为手机的功能越来越强大，而无线通信网络也变得越来越复杂，同样4G通信在功能日益增多的同时，它的建设和开发也会遇到比以前系统建设更多的困难和麻烦。例如每一种新的设备和技术推出时，其后的软件设计和开发必须及时能跟上步伐，才能使新的设备和技术得到很快推广和应用，但遗憾的是4G通信还只处于研究和开发阶段，具体的设备和用到的技术还没有完全成型,因此对应的软件开发也会遇到困难；另外费率和计费方式对于4G通信的移动数据市场的发展尤为重要,例如WAP手机推出后，用户花了很多的连接时间才能获得信息，而按时间及信息内4G通信技术介绍

容的收费方式使用户难以承受，因此必须及早慎重研究基于4G通信的收费系统，以利于市场发展。

还有4G通信不仅需要区分语音流量和互联网数据,还需要具备能到数据传输速度很慢的第三代无线通信网络上平稳使用的性能，这就需要通信营运商们必须能找到一个很好的解决这些问题的方法，而要解决办法就必须首先在大量不同的设备上精确执行4G规范，要做到这一点,也需要花费好几年的时间.况且到了4G通信真正开始推行时,熟悉4G通信业务的经验和专门技术人才还不多，这样同样也会延缓4G通信在市场上迅速推广的速度，因此到时对于设计、安装、运营、维护4G通信的专门技术人员还须早日进行培训。