4G移動通信系統的特點與發展現狀研究

文丨儀明海

移動通信技術的出現，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。隨著社會和經濟的發展，現代人對信息交流、傳播的要求越來越高，對通信效率、品質的追求也更加強烈，這直接推動了現代通信技術的高速更迭。3G技術的出現一度給人們帶來巨大的驚喜，但3G移動通信系統自身的技術缺陷難以保證信息的高速傳輸，而且WCDMA、CDMA2000、TD-SDMA三大標準所帶來的兼容問題直接導致3G全球無線漫游的目標成為泡影。

4G移動通信系統的出現，是對3G移動通信系統的發展和超越，4G移動通信系統將在3G技術的基礎上更好地滿足人們的通信需求。

1 4G移動通信系統的特點

2012年國際電信聯盟無線通信全會在瑞士日內瓦召開，會議審議并確定了4G移動通信技術國際標準：LTEAd-vanced標準和Wireless-MANAdvanced標準。以此為標準的4G移動通信系統將具備以下特點：

（1）傳輸速度更高

4G移動通信系統的網絡頻寬將高達2-8GHvz，是目前3G網絡通用頻寬的20倍。4G移動通信系統的上傳、下載速度也大大超過了目前的3G系統：4G系統的下載速度可以達到100Mb/s，而3G系統的下載速度僅為4G系統的2%；4G系統的上傳速度上限為20Mb/s，而3G系統的上傳速度上限僅為4G系統的5%。因此，有人這樣描述4G的傳輸速度：“如果說3G技術是一種高速傳輸的無線移動通信，4G就是超高速無線移動通信1”。

（2）通信服務多元化

由于技術限制，第一、二代通信技術、甚至3G通信系統只能偏重于語音業務，而4G通信系統超高速的傳播速度將可以滿足高清晰度圖像業務以及會議電視等要求較高的寬帶業務需要，4G通信系統2-8GHvz的網絡頻寬將可以很好地支持語音、數據以及影像等信息，真正實現多媒體通信。

（3）智能化程度更高

4G通信技術的技術優勢將為手機服務帶來革命性變化。在4G技術支持下，未來的4G手機出去傳統的語音數據傳輸之外，將具備多媒體電腦的所有功能要素。此外，4G手機外觀也不再局限于手機的形式，眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋都有可能成為4G終端2。

除去通信終端設備外觀以及操作的智能化設計，4G通信終端的功能也將變得更加智能化，如：未來的4G手機將可以根據環境、時間以及其他因素來適時提醒手機主人。

（4）良好的兼容性

由于采用大區域覆蓋、接口開放技術，4G通信系統具有良好的兼容性，可以與3G、無線以及固定網絡進行無縫連接，真正實現全球漫游的通信目標。此外，4G通信系統與3G通信系統的高兼容性，也極大地降低了現有通信用戶的升級門檻，使4G通信技術普及化成為可能。隨著4G通信技術的發展，將會為現有通信行業帶來革命性的變化。

2 4G移動通信系統的發展前景以及目前面臨的問題

突出的技術優勢以及與現有其他網絡系統的良好兼容性，意味著4G移動通信系統具有巨大的市場前景和經濟回報。有人預期，未來10年全球4G智能手機使用數量將達到10億部，整個移動互聯網生態系統將為通信行業帶來超過5000億美元的收入3。事實上，早在21世紀初日本和歐美國家就已經意識到了實際4G移動通信系統巨大的商業潛力。2003年，日本與歐盟簽署聯合開發4G移動電話業務；2006年，韓國三星電子公司首次展示了世界上第一個4G技術。目前，世界上已經有40多個國家和地區在積極開發4G手機。

4G移動通信系統具有廣闊的商用前景以及巨大的經濟潛力，這是目前通信行業的共識。但是，4G移動通信系統目前存在的問題也是有目共睹。

目前，4G移動通信系統面臨的問題主要在于以下幾個方面：

（1）如何統一世界通信制式

雖然4G移動通信系統的兼容性要遠遠超過3G移動通信系統，但是也仍然需要面對全球范圍內通信制式缺乏統一標準的問題。要想解決這個問題，還需要世界各大通信廠商之間的溝通和協調。

（2）如何提高系統容量

4G系統最大的優勢就在于其超高的傳輸速度。但是就目前的情況來看，由于受通信系統容量的限制，4G系統超高速傳輸仍然只能在理想狀態下實現。未來能否大幅度提升通信系統容量，將是制約4G通信系統傳輸速度的關鍵所在。

（3）如何保證現有網絡基礎設施的更新速度

目前，全球通常的無線基礎設施主要是面向3G移動通信系統建立的，雖然4G已經初步解決了與3G的兼容問題，但是仍然需要面對現有網絡設施的更新問題。如果網絡設施更新速度不能得到保證，那將極大地延后4G通信系統的真正應用。

3 我國4G移動通信系統的發展現狀

近年來，在相關政策的支持下我國信息化建設雖然也取得了長足的進步，但是，仍落后于日韓、歐美等發達國家和地區。

為了加速信息化建設、提高信息技術競爭力，國務院將開發信息技術納入到國家戰略性新興產業體系，積極推進信息技術研發、應用、推廣的配套設施建設，極大地促進了我國4G通信技術的發展。2010年10月，我國主導開發的新一代寬帶移動技術TD-LTE被國際電信聯盟定為國際4G通信標準。作為我國最早開展4G網絡體驗的城市之一，截止到2012年年底，杭州市建設的TD-LTE基站已有近2000個4。值得指出的是，雖然我國4G技術研發基本與國外同時起步，自創的TD-LTE也被國際電信聯盟定位國際4G通信標準，但目前我國的4G技術的應用進程仍遠遠落后于日韓、歐美等發達國家和地區。因此，我國4G發展仍然是任重道遠。

4 結 論

與目前廣泛應用的3G移動通信系統相比，4G移動通信系統具有超高速傳輸、通信服務多元化、智能化程度更高以及兼容性良好等優勢，具有廣闊的市場前景和巨大的經濟潛力。目前，全球范圍內已經有40多個國家和地區已經在大力發展4G通信技術，4G移動通信系統得到了長足的發展。但是，目前世界通信制式混亂、4G通信系統自身的容量限制以及現有網絡基礎設施的更新等問題都極大地影響了4G通信系統的進一步發展。

[1] 周穎、胡強.由3G展望4G[J]，科技信息，2010（6）：248

[2] 季順成、沈艷秋.移動通信發展趨勢初探[J].2010（31）：56

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

[4] 工信部：堅定不移地推動4G發展[J]，信息化建設，2012（07）：58

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