4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn)與發(fā)展現(xiàn)狀研究

文丨儀明海

移動(dòng)通信技術(shù)的出現(xiàn)，給世界帶來了巨大的改變，也對人們的生活帶了革命性的變化。隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代人對信息交流、傳播的要求越來越高，對通信效率、品質(zhì)的追求也更加強(qiáng)烈，這直接推動(dòng)了現(xiàn)代通信技術(shù)的高速更迭。3G技術(shù)的出現(xiàn)一度給人們帶來巨大的驚喜，但3G移動(dòng)通信系統(tǒng)自身的技術(shù)缺陷難以保證信息的高速傳輸，而且WCDMA、CDMA2000、TD-SDMA三大標(biāo)準(zhǔn)所帶來的兼容問題直接導(dǎo)致3G全球無線漫游的目標(biāo)成為泡影。

4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的出現(xiàn)，是對3G移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展和超越，4G移動(dòng)通信系統(tǒng)將在3G技術(shù)的基礎(chǔ)上更好地滿足人們的通信需求。

1 4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn)

2012年國際電信聯(lián)盟無線通信全會(huì)在瑞士日內(nèi)瓦召開，會(huì)議審議并確定了4G移動(dòng)通信技術(shù)國際標(biāo)準(zhǔn)：LTEAd-vanced標(biāo)準(zhǔn)和Wireless-MANAdvanced標(biāo)準(zhǔn)。以此為標(biāo)準(zhǔn)的4G移動(dòng)通信系統(tǒng)將具備以下特點(diǎn)：

（1）傳輸速度更高

4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)頻寬將高達(dá)2-8GHvz，是目前3G網(wǎng)絡(luò)通用頻寬的20倍。4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的上傳、下載速度也大大超過了目前的3G系統(tǒng)：4G系統(tǒng)的下載速度可以達(dá)到100Mb/s，而3G系統(tǒng)的下載速度僅為4G系統(tǒng)的2%；4G系統(tǒng)的上傳速度上限為20Mb/s，而3G系統(tǒng)的上傳速度上限僅為4G系統(tǒng)的5%。因此，有人這樣描述4G的傳輸速度：“如果說3G技術(shù)是一種高速傳輸?shù)臒o線移動(dòng)通信，4G就是超高速無線移動(dòng)通信1”。

（2）通信服務(wù)多元化

由于技術(shù)限制，第一、二代通信技術(shù)、甚至3G通信系統(tǒng)只能偏重于語音業(yè)務(wù)，而4G通信系統(tǒng)超高速的傳播速度將可以滿足高清晰度圖像業(yè)務(wù)以及會(huì)議電視等要求較高的寬帶業(yè)務(wù)需要，4G通信系統(tǒng)2-8GHvz的網(wǎng)絡(luò)頻寬將可以很好地支持語音、數(shù)據(jù)以及影像等信息，真正實(shí)現(xiàn)多媒體通信。

（3）智能化程度更高

4G通信技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢將為手機(jī)服務(wù)帶來革命性變化。在4G技術(shù)支持下，未來的4G手機(jī)出去傳統(tǒng)的語音數(shù)據(jù)傳輸之外，將具備多媒體電腦的所有功能要素。此外，4G手機(jī)外觀也不再局限于手機(jī)的形式，眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋都有可能成為4G終端2。

除去通信終端設(shè)備外觀以及操作的智能化設(shè)計(jì)，4G通信終端的功能也將變得更加智能化，如：未來的4G手機(jī)將可以根據(jù)環(huán)境、時(shí)間以及其他因素來適時(shí)提醒手機(jī)主人。

（4）良好的兼容性

由于采用大區(qū)域覆蓋、接口開放技術(shù)，4G通信系統(tǒng)具有良好的兼容性，可以與3G、無線以及固定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無縫連接，真正實(shí)現(xiàn)全球漫游的通信目標(biāo)。此外，4G通信系統(tǒng)與3G通信系統(tǒng)的高兼容性，也極大地降低了現(xiàn)有通信用戶的升級(jí)門檻，使4G通信技術(shù)普及化成為可能。隨著4G通信技術(shù)的發(fā)展，將會(huì)為現(xiàn)有通信行業(yè)帶來革命性的變化。

2 4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展前景以及目前面臨的問題

突出的技術(shù)優(yōu)勢以及與現(xiàn)有其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的良好兼容性，意味著4G移動(dòng)通信系統(tǒng)具有巨大的市場前景和經(jīng)濟(jì)回報(bào)。有人預(yù)期，未來10年全球4G智能手機(jī)使用數(shù)量將達(dá)到10億部，整個(gè)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)將為通信行業(yè)帶來超過5000億美元的收入3。事實(shí)上，早在21世紀(jì)初日本和歐美國家就已經(jīng)意識(shí)到了實(shí)際4G移動(dòng)通信系統(tǒng)巨大的商業(yè)潛力。2003年，日本與歐盟簽署聯(lián)合開發(fā)4G移動(dòng)電話業(yè)務(wù)；2006年，韓國三星電子公司首次展示了世界上第一個(gè)4G技術(shù)。目前，世界上已經(jīng)有40多個(gè)國家和地區(qū)在積極開發(fā)4G手機(jī)。

4G移動(dòng)通信系統(tǒng)具有廣闊的商用前景以及巨大的經(jīng)濟(jì)潛力，這是目前通信行業(yè)的共識(shí)。但是，4G移動(dòng)通信系統(tǒng)目前存在的問題也是有目共睹。

目前，4G移動(dòng)通信系統(tǒng)面臨的問題主要在于以下幾個(gè)方面：

（1）如何統(tǒng)一世界通信制式

雖然4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的兼容性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過3G移動(dòng)通信系統(tǒng)，但是也仍然需要面對全球范圍內(nèi)通信制式缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的問題。要想解決這個(gè)問題，還需要世界各大通信廠商之間的溝通和協(xié)調(diào)。

（2）如何提高系統(tǒng)容量

4G系統(tǒng)最大的優(yōu)勢就在于其超高的傳輸速度。但是就目前的情況來看，由于受通信系統(tǒng)容量的限制，4G系統(tǒng)超高速傳輸仍然只能在理想狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)。未來能否大幅度提升通信系統(tǒng)容量，將是制約4G通信系統(tǒng)傳輸速度的關(guān)鍵所在。

（3）如何保證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的更新速度

目前，全球通常的無線基礎(chǔ)設(shè)施主要是面向3G移動(dòng)通信系統(tǒng)建立的，雖然4G已經(jīng)初步解決了與3G的兼容問題，但是仍然需要面對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的更新問題。如果網(wǎng)絡(luò)設(shè)施更新速度不能得到保證，那將極大地延后4G通信系統(tǒng)的真正應(yīng)用。

3 我國4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，在相關(guān)政策的支持下我國信息化建設(shè)雖然也取得了長足的進(jìn)步，但是，仍落后于日韓、歐美等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)。

為了加速信息化建設(shè)、提高信息技術(shù)競爭力，國務(wù)院將開發(fā)信息技術(shù)納入到國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)體系，積極推進(jìn)信息技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用、推廣的配套設(shè)施建設(shè)，極大地促進(jìn)了我國4G通信技術(shù)的發(fā)展。2010年10月，我國主導(dǎo)開發(fā)的新一代寬帶移動(dòng)技術(shù)TD-LTE被國際電信聯(lián)盟定為國際4G通信標(biāo)準(zhǔn)。作為我國最早開展4G網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)的城市之一，截止到2012年年底，杭州市建設(shè)的TD-LTE基站已有近2000個(gè)4。值得指出的是，雖然我國4G技術(shù)研發(fā)基本與國外同時(shí)起步，自創(chuàng)的TD-LTE也被國際電信聯(lián)盟定位國際4G通信標(biāo)準(zhǔn)，但目前我國的4G技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)程仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于日韓、歐美等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)。因此，我國4G發(fā)展仍然是任重道遠(yuǎn)。

4 結(jié) 論

與目前廣泛應(yīng)用的3G移動(dòng)通信系統(tǒng)相比，4G移動(dòng)通信系統(tǒng)具有超高速傳輸、通信服務(wù)多元化、智能化程度更高以及兼容性良好等優(yōu)勢，具有廣闊的市場前景和巨大的經(jīng)濟(jì)潛力。目前，全球范圍內(nèi)已經(jīng)有40多個(gè)國家和地區(qū)已經(jīng)在大力發(fā)展4G通信技術(shù)，4G移動(dòng)通信系統(tǒng)得到了長足的發(fā)展。但是，目前世界通信制式混亂、4G通信系統(tǒng)自身的容量限制以及現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的更新等問題都極大地影響了4G通信系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。

[1] 周穎、胡強(qiáng).由3G展望4G[J]，科技信息，2010（6）：248

[2] 季順成、沈艷秋.移動(dòng)通信發(fā)展趨勢初探[J].2010（31）：56

[3] 劉林森.“4G”鑼鼓翹起來 [J]，信息化建設(shè)，2012（03）：52

[4] 工信部：堅(jiān)定不移地推動(dòng)4G發(fā)展[J]，信息化建設(shè)，2012（07）：58

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