淺談4G通信技術應用前景

□文/劉占成 馬 龍

（中國通信建設第五工程局 河北·保定）

一、引言

移動通信技術的迅速發展，大致經歷了幾個發展階段：第一代主要指蜂窩式模擬移動通信，其技術特征是蜂窩網絡結構克服了大區制容量低、活動范圍受限的問題。第二代是蜂窩數字移動通信，使蜂窩系統具有數字傳輸所能提供的綜合業務等種種優點。第三代是除了能提供第二代移動通信系統所擁有的各種優點，克服了其缺點外，還能夠提供寬帶多媒體業務，能提供高質量的視頻寬帶多媒體綜合業務，并能實現全球漫游。第四代是移動通信4G技術，其移動通信系統同其他系統如商業無線網絡、局域網、藍牙、廣播、電視衛星通信等的無縫銜接并相互兼容。4G應具有更高的數據率和頻譜利用率，更高的安全性、智能性和靈活性，更高的傳輸質量和服務質量。

4G通信即第四代移動通信（The4th Generation）的簡稱。到目前為止，4G的定義、技術參數、國際標準、網絡結構、乃至業務內容已基本確定下來。但不管人們對4G通信怎樣進行定義，有一點能夠肯定，4G通信將是一個比3G通信更完美的新無線世界，它將創造出許多消費者難以想象的應用。4G通信技術是以傳統通信技術為基礎，并利用了一些新的通信技術來不斷提高無線通信的網絡效率和功能的。如果說現在的3G能提供一個高速傳輸的無線通信環境的話，那么4G通信將是一種超高速無線網絡，一種不需要電纜的信息超級高速公路，這種新網絡可使電話用戶以無線及三維空間虛擬實境連線。

二、4G移動通信特點

4G技術主要是能夠在各終端產品間發送、接收來自另一端的信號，并在多個不同的網絡系統、平臺與無線通訊界面之間找到最快速與最有效率的通信路徑，以進行最即時的傳輸、接收與定位等動作。其主要特點如下：高速率與靈活性強，4G的信息傳輸速率要比3G高一個等級，從2Mbit/s提高到10Mbit/s。4G采用智能信號處理技術對信道條件不同的各種復雜環境進行信號的正常收發，有很強的智能性、適應性和靈活性；兼容性好且用戶共存性。目前，ITU承認的移動通信標準有GSM、CDMA和TDMA三大分支，可通過4G標準的制定來解決兼容問題。4G可以使低、高速用戶和各種用戶設備能夠并存與互通，從而滿足多類型用戶的需求；業務多樣性與技術基礎好。4G能提供各種標準的通信業務，滿足寬帶和綜合多種業務需求。4G將以OFDM、無線接入、軟件無線電等，能大幅提高頻率使用效率和系統可實現性；4G技術可以隨時隨地的移動接入與自治的網絡結構。4G網絡將是一個完全自治、自適應的網絡。可自動管理、動態改變自己的結構以滿足系統變化和發展的要求。

三、4G移動技術主要應用趨勢

4G通信不僅為人們提供溝通的自由，并將深刻地改變人們的生活方式，其具有廣闊的應用領域和市場。

（一）在智慧家庭中的應用。4G會是一種超高速無線網絡，一種不需要電纜的信息超級高速公路，這種新網絡可使電話用戶以無線及三位空間虛擬實境連線。4G通信使得人與人之間的交流更加流暢，特別是構建一條人與機器之間自由交流通道，推動整個“智慧家庭”朝著綜合化、智能化、全球化、個性化方向發展。基于4G移動技術，“智慧家庭”將采用有線方式和無線方式相結合，構建先進的有線、無線網絡，實現無處不信息，保證高速外網數據通道的環境下內網信息流高效、靈活地傳遞。

（二）在移動醫護中的應用。移動醫護通是面向大中型醫院提供的基于移動醫療服務模式的整體信息化解決方案，該應用通過在院區內鋪設WLAN網絡及互聯網專線傳輸通道（同時完成醫院現有核心業務系統的數據集成平臺搭建），協助醫護人員通過智能手持終端（如iPad或行業定制終端）完成臨床診療及護理工作。移動醫護通通過信息化手段輔助醫護人員減少工作差錯，實現隨時隨地隨身共享信息，提升醫院人員的工作及服務效率。

（三）在智慧課堂中的應用。智慧課堂基于中國移動無線網絡和教育云服務，結合中小學學習特點專門研制的互動教學學習軟件，在課堂上通過師生人手一臺平板電腦實現全新互動式教學。智慧課堂通過構建以學習者為中心，融合校內外學習的數字化學習平臺，創新教學和學習模式，極大地提高了學生的學習趣味性和主動性。同時，對于教師來說，通過對學生學習軌跡的跟蹤分析，對教學水平的提升也有所幫助。

（四）在電視直播中的應用。3G/4G方式費用低，使用便捷，傳輸距離長，設備廉價，有運營商鋪設的大規模網絡，城鎮區域盲點少，可以大范圍快速移動。可見，電視媒體進行突發類新聞直播（傳輸），或者在交通、供電條件惡劣、地形復雜的地方進行的直播（傳輸），采用3G/4G方式是一種非常好的選擇。

（五）在研發中的應用。一些企業和單位已經開始了4G移動通信技術的研究和開發工作，目前在高速互聯技術上已經取得質的突破，研發的技術已經能夠實現文學、圖像、視頻和話音的高速傳輸，對不同種類放入工作和不同類型的業務有了初步的應用：在多點通信技術方面，采用了不對稱設計，實現了手機、計算機、互聯網之間相互自由通信和多點控制等功能。

（六）在智慧農業中的應用。我國農業生產環境十分復雜，條件千差萬別。隨著通信技術的發展，嵌入式通信技術越來越多的應用于農業領域，面對我國現代農業發展的需求，需要開展農業信息高密度、高速度、高準確度、低成本獲取技術的產品研究開發和示范推廣，因地制宜地在田間地頭解決生產管理中遇到的問題，從而推動粗放型農業向智慧型農業轉變。4G移動技術的發展為現代農業提供了更精確的信息化服務，可以結合農業生產管理為主要對象，利用智能通信技術嵌入農業知識，進行智能推理，提供各種信息管理方案，同時具有信息查詢診斷功能、覆蓋面廣、信息含量大、信息與知識的先進性、及時性強，可根據用戶各種要求，進行查詢診斷，提供各種解決方案供選擇，能夠提供大量的管理實用信息。

（七）在智能手機中的應用。利用4G可在語音通話的同時雙向傳遞資料、圖畫和影像。4G手機可根據環境、時間以及其他設定的因素來適時地提醒手機的主人此時此刻該做什么或不該做什么事；4G手機可以將電影院票房資料直接下載下來，包括售票情況和座位等情況；使人們可以根據這些信息來進行在線購買電影票，可以在4G手機上根據自己需要直接購買車票和機票。

（八）其他應用。通過4G網絡可接受4G信息并傳輸到游戲設備中，并在射頻測量技術抗洪搶險和地震災害中發揮作用。

總之，4G移動通信技術是在前三代移動通信技術基礎上發展起來，具有高速、抗干擾和更兼容的優勢，是通信行業未來發展的必然趨勢。在不久的將來，4G移動通信技術將會實現商業化運作，通信行業應對4G移動通信技術有清晰的認知，了解4G移動通信技術的結構和技術關鍵，對4G移動技術的性能加以預測和評估，對4G移動通信技術的應用和發展有相應的行業展望和技術準備，抓住4G移動通信技術推廣、普及和商用時機，大力推進移動通信技術的發展。

四、結語

計算機的普及，網絡的發展，讓信息化的發展比任何時候都來得迅猛。隨著信息技術的飛速發展，通信網絡正在發生著根本性的變化，通信的主體也將由人與人，擴展到人與物或物與物，固定網與移動網的融合，通信網、計算機網、廣播電視網和傳感器網的融合將成為未來發展的發展趨勢。真誠的期盼我國4G技術能快速發展并為國民提供一條更快、更好的生活享受網絡之路，同時也希望早日能由3G轉換到4G，更好地去服務人民。

我相信，不久的將來，無論任何人在任何時候和任何地點都能和任何人進行任何方式的通信。長期以來，這都是人們的美好幻想。現在，4G技術使之成為可能。雖然4G系統的發展道路是坎坷的，但是隨著新技術和新需求的不斷出現，4G必然會成為未來移動通信領域的主導，使未來通信前景更美好。

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