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4G技术介绍.doc

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4G 技术介绍 百 科 名 片 4G 是 第 四 代 移 动 通 信 及 其 技 术 的 简 称 ,是 集 3G 与 WLAN 于 一 体 并 能 够 传 输 高 质 量 视 频 图 像 以 及 图 像 传 输 质 量 与 高 清 晰 度 电 视 不 相 上 下 的 技 术 产 品 。 4G 系 统 能 够 以 100Mbps 的 速 度 下 载 , 比 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 。而 在 用 户 最 为 关 注 的 价 格 方 面 ,4G 与 固 定 宽 带 网 络 在 价 格 方 面 不 相 上 下 ,而 且 计 费 方 式 更 加 灵 活 机 动 ,用 户 完 全 可 以 根 据 自 身 的 需 求 确 定 所 需 的 服 务 。 此 外 , 4G 可 以 在 DSL 和 有 线 电 视 调 制 解 调 器 没 有 覆 盖 的 地 方 部 署 ,然 后 再 扩 展 到 整 个 地 区 。 很 明 显 ,4G 有 着 不 可 比 拟 的 优 越 性 。 目 录 发 展 背 景 TD-LTE 之 于 中 国 市 场 概 念 介 绍 主 要 优 势 1、 通 信 速 度 更 快 2、 网 络 频 谱 更 宽 3、 通 信 更 加 灵 活 4、 智 能 性 能 更 高 5、 兼 容 性 能 更 平 滑 6、 提 供 各 种 增 值 服 务 7、 实 现 高 质 量 通 信 8、 频 率 使 用 效 率 更 高 9、 通 信 费 用 更 加 便 宜 技 术 标 准 解 读 2. LTE-Advanced 3. WiMax 4. Wireless MAN 存 在 缺 陷 1、 标 准 难 以 统 一 2、 技 术 难 以 实 现 3、 容 量 受 到 限 制 4、 市 场 难 以 消 化 5、 设 施 难 以 更 新 6、 其 他 相 关 困 难 发 展 展 望 1.显 著 的 差 异 2.无 线 宽 带 , 一 插 即 行 3.其 它 市 场 世 界 第 一 个 4G 商 用 国 手 机 真 机 世 界 首 款 4G 手 机 手 机
4G 及 其 性 能 发 展 状 况 通 讯 巨 头 为 4G 发 展 角 力 展 望 2010 年 的 4G 发 展 背 景 TD-LTE 之 于 中 国 市 场 概 念 介 绍 主 要 优 势 1、 通 信 速 度 更 快 2、 网 络 频 谱 更 宽 3、 通 信 更 加 灵 活 4、 智 能 性 能 更 高 5、 兼 容 性 能 更 平 滑 6、 提 供 各 种 增 值 服 务 7、 实 现 高 质 量 通 信 8、 频 率 使 用 效 率 更 高 9、 通 信 费 用 更 加 便 宜 技 术 标 准 解 读 2. LTE-Advanced 3. WiMax 4. Wireless MAN 存 在 缺 陷 1、 标 准 难 以 统 一 2、 技 术 难 以 实 现 3、 容 量 受 到 限 制 4、 市 场 难 以 消 化 5、 设 施 难 以 更 新 6、 其 他 相 关 困 难 发 展 展 望 1.显 著 的 差 异 2.无 线 宽 带 , 一 插 即 行 3.其 它 市 场 世 界 第 一 个 4G 商 用 国 手 机 真 机 世 界 首 款 4G 手 机 手 机 4G 及 其 性 能 发 展 状 况 通 讯 巨 头 为 4G 发 展 角 力 展 望 2010 年 的 4G 展 开 编 辑 本 段 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 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 GPRS 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 。 编 辑 本 段 TD-LTE 之 于 中 国 市 场 正 当 长 期 演 进 技 术 Long-Term Evolution (LTE) 和 WiMax 在 全 球 电 信 业 大 力 推 进 时 , 前 者 (LTE) 也 是 最 强 大 的 4G 移 动 通 讯 主 导 技 术 , 正 异 军 突 起 , 迅 速 占 领 中 国 市 场 。 虽 然 Qualcomm 和 Yota 两 家 公 司 的 TD-LTE 尚 未 成 熟 , 但 很 多 国 内 外 的 无 线 运 营 公 司 都 相 继 转 向 TD-LTE。 IBM 数 据 显 示 ,67%运 营 商 正 考 虑 使 用 LTE,因 为 这 是 他 们 未 来 市 场 的 主 要 来 源 。上 述 消 息 也 证 实 了 IBM 的 这 一 说 法 。而 只 有 8%的 运 营 商 考 虑 使 用 WiMAX。尽 管 WiMax 可 以 给 其 客 户 提 供 市 场 上 传 输 速 度 最 快 的 网 络 , 但 仍 然 不 是 LTE 技 术 的 竞 争 对 手 。 TD-LTE 并 非 第 一 个 4G 无 线 移 动 宽 带 网 络 数 据 标 准 , 由 中 国 最 大 的 电 信 运 营 商--中 国 移 动 修 订 与 发 布 的 中 国 的 4G 标 准 。 在 进 行 一 系 列 的 现 场 试 验 后 , 预 计 在 未 来 2 年 内 步 入 商 用 期 。 爱 立 信 副 总 裁 Ulf Ewaldsson 说 :“中 国 工 信 部 和 中 国 移 动 将 在 今 年 第 四 季 度 进 行 大 规 模 现 场 试 验 , 届 时 , 爱 立 信 将 助 之 一 臂 之 力 。” 但 就 目 前 的 发 展 态 势 来 看 , 中 国 移 动 倡 导 的 这 一 标 准 能 否 被 国 际 市 场 广 泛 认 可 , 仍 然 值 得 商 榷 。 编 辑 本 段 概 念 介 绍 就 在 3G 通 信 技 术 正 处 于 酝 酿 之 中 时 , 更 高 的 技 术 应 用 已 经 在 实 验 室 进 行 研 发 。 因 此 在 人 们 期 待 第 三 代 移 动 通 信 系 统 所 带 来 的 优 质 服 务 的 同 时 ,第 四 代 移 动 通 信 系 统 的 最 新 技 术 也 在 实 验 室 悄 然 进 行 当 中 。那 么 到 底 什 么 是 4G 通 信 呢 ? 到 2009 年 为 止 人 们 还 无 法 对 4G 通 信 进 行 精 确 地 定 义 , 有 人 说 4G 通 信 的 概 念 来 自 其 他 无 线 服 务 的 技 术 ,从 无 线 应 用 协 定 、全 球 袖 珍 型 无 线 服 务 到 3G;有 人 说 4G 通 信 是 一 个 超 越 2010 年 以 外 的 研 究 主 题 ,4G 通 信 是 系 统 中 的 系 统 , 可 利 用 各 种 不 同 的 无 线 技 术 ; 但 不 管 人 们 对 4G
通 信 怎 样 进 行 定 义 ,有 一 点 人 们 能 够 肯 定 的 是 4G 通 信 可 能 是 一 个 比 3G 通 信 更 完 美 的 新 无 线 世 界 ,它 可 创 造 出 许 多 消 费 者 难 以 想 象 的 应 用 。4G 最 大 的 数 据 传 输 速 率 超 过 100Mbit/s, 这 个 速 率 是 移 动 电 话 数 据 传 输 速 率 的 1 万 倍 , 也 是 3G 移 动 电 话 速 率 的 50 倍 。 4G 手 机 可 以 提 供 高 性 能 的 汇 流 媒 体 内 容 , 并 通 过 ID 应 用 程 序 成 为 个 人 身 份 鉴 定 设 备 。 它 也 可 以 接 受 高 分 辨 率 的 电 影 和 电 视 节 目 ,从 而 成 为 合 并 广 播 和 通 信 的 新 基 础 设 施 中 的 一 个 纽 带 。 此 外 ,4G 的 无 线 即 时 连 接 等 某 些 服 务 费 用 会 比 3G 便 宜 。 还 有 , 4G 有 望 集 成 不 同 模 式 的 无 线 通 信 —— 从 无 线 局 域 网 和 蓝 牙 等 室 内 网 络 、蜂 窝 信 号 、广 播 电 视 到 卫 星 通 信 ,移 动 用 户 可 以 自 由 地 从 一 个 标 准 漫 游 到 另 一 个 标 准 。 4G 通 信 技 术 并 没 有 脱 离 以 前 的 通 信 技 术 , 而 是 以 传 统 通 信 技 术 为 基 础 ,并 利 用 了 一 些 新 的 通 信 技 术 ,来 不 断 提 高 无 线 通 信 的 网 络 效 率 和 功 能 的 。 如 果 说 3G 能 为 人 们 提 供 一 个 高 速 传 输 的 无 线 通 信 环 境 的 话 , 那 么 4G 通 信 会 是 一 种 超 高 速 无 线 网 络 ,一 种 不 需 要 电 缆 的 信 息 超 级 高 速 公 路 , 这 种 新 网 络 可 使 电 话 用 户 以 无 线 及 三 维 空 间 虚 拟 实 境 连 线 。 与 传 统 的 通 信 技 术 相 比 , 4G 通 信 技 术 最 明 显 的 优 势 在 于 通 话 质 量 及 数 据 通 信 速 度 。然 而 ,在 通 话 品 质 方 面 ,移 动 电 话 消 费 者 还 是 能 接 受 的 。随 着 技 术 的 发 展 与 应 用 ,现 有 移 动 电 话 网 中 手 机 的 通 话 质 量 还 在 进 一 步 提 高 。数 据 通 信 速 度 的 高 速 化 的 确 是 一 个 很 大 优 点 ,它 的 最 大 数 据 传 输 速 率 达 到 100Mbit/s, 简 直 是 不 可 思 议 的 事 情 。 另 外 由 于 技 术 的 先 进 性 确 保 了 成 本 投 资 的 大 大 减 少 ,未 来 的 4G 通 信 费 用 也 要 比 2009 年 通 信 费 用 低 。 4G 通 信 技 术 是 继 第 三 代 以 后 的 又 一 次 无 线 通 信 技 术 演 进 , 其 开 发 更 加 具 有 明 确 的 目 标 性 : 提 高 移 动 装 置 无 线 访 问 互 联 网 的 速 度 -- 据 3G 市 场 分 三 个 阶 段 走 的 的 发 展 计 划 ,3G 的 多 媒 体 服 务 在 10 年 后 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 。在 发 达 国 家 ,3G 服 务 的 普 及 率 更 超 过 60%,那 么 这 时 就 需 要 有 更 新 一 代 的 系 统 来 进 一 步 提 升 服 务 质 量 。 为 了 充 分 利 用 4G 通 信 给 人 们 带 来 的 先 进 服 务 , 人 们 还 必 须 借 助 各 种 各 样 的 4G 终 端 才 能 实 现 ,而 不 少 通 信 营 运 商 正 是 看 到 了 未 来 通 信 的 巨 大 市 场 潜 力 , 他 们 已 经 开 始 把 眼 光 瞄 准 到 生 产 4G 通 信 终 端 产 品 上 , 例 如 生 产 具 有 高 速 分 组 通 信 功 能 的 小 型 终 端 、 生 产 对 应 配 备 摄 像 机 的 可 视 电 话 以 及 电 影 电 视 的 影 像 发 送 服 务 的 终 端 ,或 者 是 生 产 与 计 算 机 相 匹 配 的 卡 式 数 据 通 信 专 用 终 端 。有 了 这 些 通 信 终 端 后 ,人 们 手 机 用 户 就 可 以 随 心 所 欲 的 漫 游 了 , 随 时 随 地 的 享 受 高 质 量 的 通 信 了 。 4G 系 统 网 络 结 构 及 其 关 键 技 术 4G 移 动 系 统 网 络 结 构 可 分 为 三 层 : 物 理 网 络 层 、 中 间 环 境 层 、 应 用 网 络 层 。物 理 网 络 层 提 供 接 入 和 路 由 选 择 功 能 ,它 们 由 无 线 和 核 心 网 的 结 合 格 式 完 成 。中 间 环 境 层 的 功 能 有 QoS 映 射 、地 址 变 换 和 完 全 性 管 理 等 。物 理 网 络 层 与 中 间 环 境 层 及 其 应 用 环 境 之 间 的 接 口 是 开 放 的 ,它 使 发 展 和 提 供 新 的 应 用 及 服 务 变 得 更 为 容 易 ,提 供 无 缝 高 数 据 率 的 无 线 服 务 ,并 运 行 于 多 个 频 带 。这 一 服 务 能 自 适 应 多 个 无 线 标 准 及 多 模 终 端 能 力 ,跨 越 多 个 运 营 者 和 服 务 ,提 供 大 范 围 服 务 。第 四 代 移 动 通 信 系 统 的 关 键 技 术 包 括 信 道 传 输 ;抗 干 扰 性 强 的 高 速 接 入 技 术 、调 制 和 信 息 传 输 技
术 ; 高 性 能 、 小 型 化 和 低 成 本 的 自 适 应 阵 列 智 能 天 线 ; 大 容 量 、 低 成 本 的 无 线 接 口 和 光 接 口 ;系 统 管 理 资 源 ;软 件 无 线 电 、网 络 结 构 协 议 等 。第 四 代 移 动 通 信 系 统 主 要 是 以 正 交 频 分 复 用( OFDM)为 技 术 核 心 。OFDM 技 术 的 特 点 是 网 络 结 构 高 度 可 扩 展 ,具 有 良 好 的 抗 噪 声 性 能 和 抗 多 信 道 干 扰 能 力 ,可 以 提 供 无 线 数 据 技 术 质 量 更 高( 速 率 高 、时 延 小 )的 服 务 和 更 好 的 性 能 价 格 比 , 能 为 4G 无 线 网 提 供 更 好 的 方 案 。 例 如 无 线 区 域 环 路 (WLL) 、 数 字 音 讯 广 播 (DAB) 等 , 预 计 都 采 用 OFDM 技 术 。4G 移 动 通 信 对 加 速 增 长 的 广 带 无 线 连 接 的 要 求 提 供 技 术 上 的 回 应 ,对 跨 越 公 众 的 和 专 用 的 、室 内 和 室 外 的 多 种 无 线 系 统 和 网 络 保 证 提 供 无 缝 的 服 务 。通 过 对 最 适 合 的 可 用 网 络 提 供 用 户 所 需 求 的 最 佳 服 务 ,能 应 付 基 于 因 特 网 通 信 所 期 望 的 增 长 ,增 添 新 的 频 段 ,使 频 谱 资 源 大 扩 展 ,提 供 不 同 类 型 的 通 信 接 口 ,运 用 路 由 技 术 为 主 的 网 络 架 构 ,以 傅 利 叶 变 换 来 发 展 硬 件 架 构 实 现 第 四 代 网 络 架 构 。移 动 通 信 会 向 数 据 化 ,高 速 化 、宽 带 化 、 频 段 更 高 化 方 向 发 展 , 移 动 数 据 、 移 动 IP 预 计 会 成 为 未 来 移 动 网 的 主 流 业 务 。 编 辑 本 段 主 要 优 势 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 。2009 年 在 构 思 中 的 4G 通 信 具 有 下 面 的 特 征 : 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 2009 年 最 新 手 机 的 传 输 速 度 的 1 万 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 。 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 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 , 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。 9、 通 信 费 用 更 加 便 宜 由 于 4G 通 信 不 仅 解 决 了 与 3G 通 信 的 兼 容 性 问 题 , 让 更 多 的 现 有 通 信 用 户 能 轻 易 地 升 级 到 4G 通 信 , 而 且 4G 通 信 引 入 了 许 多 尖 端 的 通 信 技 术 , 这 些 技 术 保 证 了 4G 通 信 能 提 供 一 种 灵 活 性 非 常 高 的 系 统 操 作 方 式 , 因 此 相 对 其 他 技 术 来 说 , 4G 通 信 部 署 起 来 就 容 易 迅 速 得 多 ; 同 时 在 建 设 4G 通 信 网 络 系 统 时 ,通 信 营 运 商 们 会 考 虑 直 接 在 3G 通 信 网 络 的 基 础 设 施 之 上 ,采 用 逐 步 引 入 的 方 法 ,这 样 就 能 够 有 效 地 降 低 运 行 者 和 用 户 的 费 用 。 据 研 究 人 员 宣 称 , 4G 通 信 的 无 线 即 时 连 接 等 某 些 服 务 费 用 会 比 3G 通 信 更 加 便 宜 。 编 辑 本 段 技 术 标 准 解 读 2012.1.20 ITU 正 式 审 议 通 过 的 的 4G( IMT-Advanced ) 标 准 [1] : 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 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+/HSUP A+-->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 。 2. LTE-Advanced
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