關于第四代移動通信及其技術定義和現狀研究

　　摘 要： 本文闡述了關于第四代移動通信及其技術定義和現狀的研究。
　　關鍵詞： 4G通信系統技術 定義 現狀
　　
　　一、第四代移動通信及其技術定義
　　移動通信技術發展一直較快。第一代移動通信系統起源于20世紀80年代，主要采用的是頻分多址（FDMA）和模擬技術，由于傳輸帶寬的限制，導致它有很多的缺陷，其中最致命的缺陷在于它不能進行移動通信的長途漫游。第二代移動通信系統（2G）起源于90年代的初期，主要采用的是數字的碼分多址（CDMA）技術和時分多址（TDMA），此系統以數字傳輸方式來實現語音和數據等業務。較之與第一代移動通信系統而言，第二代移動通信系統完成了模擬技術向數字技術的轉變。第三代移動通信系統（3G）可以提供前兩代產品不能提供的各種寬帶信息業務，如高速數據、慢速圖像、電視圖像，等等。但是3G沿用了2G網絡為中心的結構，移動終端不能夠智能化。第四代移動通信及其技術是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質量視頻圖像以及圖像傳輸質量與高清晰度電視不相上下的技術產品。4G系統能夠以100Mbps的速度下載，比撥號上網快2000倍，上傳的速度也能達到20Mbps，并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求。而在用戶最為關注的價格方面，4G與固定寬帶網絡在價格方面不相上下，而且計費方式更加靈活機動，用戶完全可以根據自身的需求確定所需的服務。此外，4G可以在DSL和有線電視調制解調器沒有覆蓋的地方部署，然后再擴展到整個地區。很明顯，4G有著不可比擬的優越性。
　　4G（第四代移動通信技術）的概念可稱為寬帶接入和分布網絡，具有非對稱的超過2Mb/s的數據傳輸能力。它包括寬帶無線固定接入、寬帶無線局域網、移動寬帶系統和交互式廣播網絡。第四代移動通信標準比第三代標準具有更多的功能。第四代移動通信可以在不同的固定、無線平臺和跨越不同的頻帶的網絡中提供無線服務，可以在任何地方用寬帶接入互聯網（包括衛星通信和平流層通信），能夠提供定位定時、數據采集、遠程控制等綜合功能。此外，第四代移動通信系統是集成多功能的寬帶移動通信系統，是寬帶接入IP系統。
　　二、現狀研究
　　國際電聯已經公布了目前世界范圍內五大“4G”網絡的五大標準制式，他們分別是LTE-Advanced、WirelessMAN- Advanced、LTE、WiMax，以及HSPA+，分別由世界各地的電信運營商所擁有，而其中在未來幾年里LTE、WiMax，以及HSPA+這三種網絡標準制式將成為各大電信運營商主要的發展“4G”網絡，“4G”網絡在全球范圍內的情況如下。
　　美國一貫是通信行業的“領軍者”，美國三大運營商各自都把控著不同的4G網絡制式。Verizon是美國本土最大的電信運營商，在“4G”方面，其采用了LTE的網絡標準制式。目前Verizon “4G” LTE網絡已經覆蓋了本土39個城市，理論上能夠達到下載速率在5—12Mbps，上傳速度在2—5Mbps，除了“4G”網絡部署外，Verizon無線也在積極地與手機、平板電腦廠商合作推出基于“4G”網絡標準的移動終端設備。
　　AT&T作為美國第二大移動運營商，在“4G”技術領域里采取HSPA+和LTE技術并駕齊驅戰略方針，而2011年對于AT&T來說是非常重要的一年，他把2011年分為了兩個部分，在上半年，AT&T除了和其他兩大移動運營商爭搶3G用戶外，首要任務就是加快其“4G” LTE網絡的部署，預期在2013年基本建成，而下半年AT&T希望在HSPA+領域內正式啟用商用服務，把“4G”相關的移動業務展現給手機用戶，并且開設更多的增值服務。Sprint作為美國第三大移動運營商，也是擁有“4G” WiMax標準的唯一重量級的運營商，那么2011年Sprint在“4G” WiMax技術領域可謂是遇到的困難重重。針對Verizon的“4G” LTE網速的優勢，Sprint將和Clearwire在今年主要工作就是縮小與Verizon “4G” LET技術的差距，并且同時部署TD-LTE的基站，在未來Sprint將執行WiMax與LTE的雙模策略。
　　歐洲，北歐是部署LTE最快的地區，2009年1月，北歐最大的電信運營商TeliaSonera選中華為設備，在挪威首都奧斯陸部署全球第一個LTE商用網絡。同時，TeliaSonera 又與愛立信簽署LTE商用網絡合同，網絡覆蓋地區為瑞典首都斯德哥爾摩，商用時間為2010年。
　　中國大陸，目前中國國內的4G評估與研究與國際同步。2009年中國提出的TD-LTE-Advanced（LTE-Advanced TDD制式）也進入ITU的4G候選標準之列。并已獲得歐洲標準化組織3GPP和亞太地區通信企業的廣泛認可和支持。2009年11月市場調研公司ABI Research公布的一份根據18個月之前的數據統計出來的份額顯示，高通在LTE中的專利為24%，中國企業華為為10%，LG為9%，諾基亞為9%，三星為7%，還有18%是屬于交叉專利。因此，中國在4G領域有一定的產業化基礎。
　　日本，NTT DoCoMo很早就開始進行4G的測試，目前其4G測試已成功以5Gbps的速度進行數據傳輸，2009年5月日本總務省發放了4個LTE牌照。日本在4G時代將采用業界統一的LTE標準，這將有助于LTE的迅逐普及，更是著眼于在全球領先部署4G。
　　韓國，三星和LG等公司正率先研制支持4G的芯片、設備和基站。LG計劃開發基于4G技術LTE的產品的完整生態系統。在所有的移動生產商中，韓國企業在這個領域的投資最大。相對于國際平均水平，韓國的研發領域更為超前。
　　目前由臺灣工研院資通所及電信國家型科技計劃（National Science and Technology Program for Telecommunications；NTP）TW4G工作小組所主導臺灣4G技術研發，已有明確進程計劃，在2008年第三季首度進行雛形系統測試，2010年進行第二次測試，若一切順利，臺灣地區自行發展的TW4G技術不僅可望在2012年商用化，而且有希望成為國際標準的一部分。
　　
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