4G的關鍵技術與在我國的發展現狀

董鴻燕

摘 要：本文介紹了4G移動通信技術，說明了4 G的關鍵技術，并給出4G在我國的發展現狀。

關鍵詞：4G 移動通信技術 TD-LTE

中圖分類號：TN92 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（b）-0025-01

1 4G移動通信技術

4G是第四代移動通信技術的縮寫，它具有非對稱的超過2 Mbps的數據傳輸能力，大范圍高速移動用戶數據速率可達2 Mbps，中速移動用戶可達20 Mbps，而低速移動用戶數據速率則可高達100 Mbps，可以支持高速數據和高分辨率多媒體服務的需要，能滿足不同速率、不同設備用戶間的共存與互通，為用戶滿足全方位的信息服務需要。網絡具有高度智慧，能完成自我管理和調整，具備良好的彈性，滿足不同環境、不同用戶和不同業務的通信需求。

2 4G的關鍵技術

4G具有比3G更高得多的性能，它的主要關鍵技術包括以下幾點。

正交頻分復用（OFDM）技術。它實際上是MCM（Multi-Carrier Modulation，多載波調制）的一種。主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流，調制在每個子信道之間進行傳輸。在接收端，這些正交信號可以采用相關技術來分開，從而減少子信道之間的相互干擾（ICI）。每個子信道上的可以看成平坦性衰落，從而消除碼間干擾。而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得相對容易。OFDM技術被公認為4G的核心技術之一，特點是網絡結構高度可擴展，具有良好的抗噪聲性能和抗多信道干擾能力，可以提供無線數據技術質量更高的服務和更好的性價比。

軟件無線電（SDR）技術。它采用數字信號處理技術，在可編程控制的通用硬件平臺上，利用軟件來定義實現無線電臺的各部分功能，即整個無線電臺從高頻、中頻、基帶直到控制協議部分全部由軟件編程來完成。其核心思想是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶的“數字/模擬”轉換器，盡早地完成信號的數字化，從而使得無線電臺的功能盡可能地用軟件來定義和實現。總之，軟件無線電是一種基于數字信號處理（DSP）芯片，以軟件為核心的無線通信體系結構。特點是具有模塊的物理和電氣接口，系統結構開放，可以由軟件編程來改變工作模式，應用和升級十分靈活和便捷。軟件無線電技術能支持采用不同空中接口的多模式手機和基站。

智能天線技術。它的基本工作原理是根據信號來波的方向自適應地調整方向圖，跟蹤強信號，減少或抵消干擾信號。一是可以充份利用信號的空間方向性，由指向性天線加強信號接收強度，同時消除干擾；另外是利用豐富的空間通道特性，由發射及接收多天線提供空間分集或提高傳輸速率。智能天線具有抑制信號干擾，提高信噪比，自動跟蹤以及數字波束調節等智能功能，可以提升系統通信質量，緩解無線通信日益發展與頻譜資源不足的矛盾，降低系統整體造價，對未來4G無線通信技術的系統容量提升、傳輸速率提高及鏈路品質強化等要求，有重要的應用價值。

IPv6協議技術。它是為了解決現行版本IP協議（IPv4）所存在的一些問題和不足而提出的，用來逐漸替代IPv4，成為下一代網絡的核心協議。它能實現全分組傳送數據流。與IPv4技術相比，它不但擁有巨大的地址空間，能夠實現地址自動配置，還能給用戶提供更為廣泛的業務和服務，使運營商管理更加方便、靈活。

3 我國4G的發展現狀

2012年1月國際電聯（ITU）正式審議通過4G標準，我國主導制定的TD-LTE作為LTE-Advanced標準分支之一入選。2013年12月4日，工信部正式向三大運營商發放4G牌照，中國移動、中國電信、中國聯通均獲得TD-LTE牌照，這標志著我國開始全面進入4G時代。但工信部同時表示，批準中國聯通與中國電信開展FD-LTE網絡技術試驗，系統驗證TD-LTE和FD-LTE混合組網的發展模式，并將在條件成熟后，發放FD-LTE牌照。

在網絡建設方面，中移動2013年底前建成4G基站20萬個，在北京、上海、廣州、深圳等16個城市提供商用4G網絡，預計2014年底前建成基站總數超過50萬個，屆時將有超過340個城市具備4G商用條件。中國電信是繼中國移動之后第二家提供4G服務的運營商，它于2014年2月首批開通88個城市的4G商用服務，不過由于只獲得了TD-LTE牌照，沒有獲得其最想發展的FD-LTE牌照，所以此次中國電信只發布4G數據卡上網服務，沒有啟動智能手機通信業務。中國聯通于2014年3月首批開通25個城市的4G商用服務。

在終端方面，2014年第一季度上市的4G手機超過27款，涵蓋三星、HTC、LG、華為、金立、中興、酷派、天語、海信、TCL等品牌，其中酷派、華為、中興、TCL等知名廠家推出多款5英寸以上四核千元4G手機，比如酷派8705售價低至799元。另外，華為、中興等廠家還推出上網卡、上網寶（MIFI）、無線網關（CPE）等4G終端產品。

在資費方面，中國移動、電信和聯通都推出4G套餐資費，月套餐資費和流量對應分成好幾個等級，最低資費在40元以上，最低數據流量在400 M以上，最高流量可達11G。另外，還有流量半年包、增值包等各種優惠資費供用戶搭配，例如聯通提供的流量半年包，100元包1G，半年之內隨意使用，用戶無需擔心流量月底清零的情況出現。

4 結語

4G給人們的生產生活帶來巨大的變化，其發展前景大為可觀。但應該看到，4G的蓬勃發展，還需要更多領域，如技術、資金、觀念、政策等各方面的配合；4G真正應用于生活，必然還存在一些難題比如城市基站選址、價格和利潤的平衡等問題需要解抉。

參考文獻

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