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  • 4G

    第四代移動電話行動通信標準,指的是第四代移動通信技術,外語縮寫:4G。該技術包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式(嚴格意義上來講,LTE只是3.9G,盡管被宣傳為4G無線標準,但它其實并未被3GPP認可為國際電信聯盟所描述的下一代無線通訊標準IMT-Advanced,因此在嚴格意義上其還未達到4G的標準。只有升級版的LTE Advanced才滿足國際電信聯盟對4G的要求)。

    4G是集3G與WLAN于一體,并能夠快速傳輸數據、高質量音頻、視頻和圖像等。4G能夠以100Mbps以上的速度下載,比家用寬帶ADSL(4兆)快25倍,并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求。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。

    編輯摘要

    基本信息 編輯信息模塊

    中文名: 第四代移動通信技術 英文名: the 4 Generation mobile communication technology
    運營商: 中國移動、中國聯通、中國電信 中文縮寫: 第四代
    外語縮寫: 4G 類別: TD-LTE和FDD-LTE
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    目錄

    概述/4G 編輯

    隨著數據通信與多媒體業務需求的發展,適應移動數據、移動計算及移動多媒體運作需要的第四代移動通信開始興起,因此有理由期待這種第四代移動通信技術給人們帶來更加美好的未來。另一方面,4G也因為其擁有的超高數據傳輸速度,被中國物聯網校企聯盟譽為機器之間當之無愧的“高速對話”。

    所謂4G通信技術就是指第四代移動通信信息系統,是基于3G通信技術基礎上不斷優化升級、創新發展而來,融合了3G通信技術的優勢,并衍生出了一系列自身固有的特征,以WLAN技術為發展重點。4G通信技術的創新使其與3G通信技術相比具有更大的競爭優勢。首先,4G通信在圖片、視頻傳輸上能夠實現原圖、原視頻高清傳輸,其傳輸質量與電腦畫質不相上下;其次,利用4G通信技術,在軟件、文件、圖片、音視頻下載上其速度最高可達到最高每秒幾十兆,這是3G通信技術無法實現的,同時這也是4G通信技術一個顯著優勢;這種快捷的下載模式能夠為我們帶來更佳的通信體驗,也便于我們日常學習中學習資料的下載;同時,在網絡高速便捷的發展背景下,用戶對流量成本也提出了更高的要求,從當前4G網絡通信收費來看,價格比較合理,同時各大運營商針對不同的群體也推出了對應的流量優惠政策,能夠滿足不同消費群體的需求。  

    關鍵技術/4G 編輯

    1、多天線技術

    4G 4G

    其指任何一方產生的通信信號都將由多個天線來進行傳遞,和傳統的單天線傳遞信號相比,這種方式有很多的優點。在實施過程中,主要運用了分集技術,其特點是發射機是無需對信號進行分析的,是由接收機決定接收哪一個類型信號,簡單理解為在有一條天線出現故障,無法傳遞信號時,不影響別的天線傳播信號,且其他天線的信號不會受到影響,其實現了天線之間的獨立,這就為信號的傳輸提供了更多的途徑,保障旅客傳輸的穩定性。該技術最大的優點是,雖然天線數量并無增加,但通信的質量和速度都提高了,總的來說,擴寬了信道容量,在有限的設備條件下,能支持更多數量用戶使用,提高了頻譜的利用率。

    2、ipv6技術

    對于公共網絡來說,需要解決的最大問題是IP地址的問題,以前使用的ipv4技術的地址長度只有32位,最多只能提供232個不同IP,也就是說,一個路由器設備只能保證232個用戶同時使用。Ipv6的應用,將地址空間的容量提高到了2128,因此,ipv6技術完全稱得上是4G通信的技術要點。

    3、智能天線技術

    智能天線應用較為廣泛,比如4G手機已經成為人們工作、學習以及生活的重要通信工具。智能天線技術作為4G通信工程技術的重要技術要點,其工作原理非常簡單,就是通過編寫程序,并將這組程序變為一組天線單元,通過天線單元就能夠對信號傳輸方向進行獲取。智能天線技術還能夠復用多光束頻率,其復用原理也相對簡單,就是通過標記方位相同但是頻率不同的天線,進而實現復用[3]。此外,智能天線技術中還具有空分多址的功能,能夠統一劃分不同空間的路徑,進而快速確定目標的具體方位,避免出現目標在移動過程中無法定位的情況。在將波束分撥給對應的用戶后,它會隨著用戶的移動而進行移動??辗侄嘀饭δ艿膹V泛應用,實現了天線效率的有效提升,同時也在很大程度上降低了發射機的功率。不僅如此,職能天線技術還能夠自行設定所需參數,并且當參數不準確時進行自動調整,以此來確保其所發出的信號與實際信道參數吻合。

    4、正交頻分復用技術

    正交頻分復用技術是4G通信工程中的關鍵性技術,對推動4G通信工程技術的進一步發展有著不可忽視的作用。其工作原理是將通信信道劃分為若干個子信道,然后將所需要傳輸的數據分流到子信道中進行傳輸,以此來實現信號的有效傳遞。該項技術最大的優勢在于能夠降低通信傳輸過程中信號的衰弱情況,具有較強的抗衰力。同時,正交頻分復用技術在傳輸時還具有防止干擾的功效,能夠其實提高數據傳輸效率,給用戶帶來更佳的網絡體驗。  

    優勢/4G 編輯

    1、通信速度快

    由于人們研究4G通信的最初目的就是提高蜂窩電話和其他移動裝置無線訪問Internet的速率,因此4G通信給人印象最深刻的特征莫過于它具有更快的無線通信速度。

    從移動通信系統數據傳輸速率作比較,第一代模擬式僅提供語音服務;第二代數位式移動通信系統傳輸速率也只有9.6Kbps,最高可達32Kbps,如PHS;第三代移動通信系統數據傳輸速率可達到2Mbps;而第四代移動通信系統傳輸速率可達到20Mbps,甚至最高可以達到高達100Mbps,這種速度會相當于2009年最新手機的傳輸速度的1萬倍左右,第三代手機傳輸速度的50倍。

    2、網絡頻譜寬

    要想使4G通信達到100Mbps的傳輸,通信營運商必須在3G通信網絡的基礎上,進行大幅度的改造和研究,以便使4G網絡在通信帶寬上比3G網絡的蜂窩系統的帶寬高出許多。據研究4G通信的AT&T的執行官們說,估計每個4G信道會占有100MHz的頻譜,相當于W-CDMA3G網絡的20倍。

    3、通信靈活

    從嚴格意義上說,4G手機的功能,已不能簡單劃歸“電話機”的范疇,畢竟語音資料的傳輸只是4G移動電話的功能之一而已,因此未來4G手機更應該算得上是一只小型電腦了,而且4G手機從外觀和式樣上,會有更驚人的突破,人們可以想象的是,眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋,以方便和個性為前提,任何一件能看到的物品都有可能成為4G終端,只是人們還不知應該怎么稱呼它。

    未來的4G通信使人們不僅可以隨時隨地通信,更可以雙向下載傳遞資料、圖畫、影像,當然更可以和從未謀面的陌生人網上聯線對打游戲。也許有被網上定位系統永遠鎖定無處遁形的苦惱,但是與它據此提供的地圖帶來的便利和安全相比,這簡直可以忽略不計。

    4、 智能性能高

    第四代移動通信的智能性更高,不僅表現于4G通信的終端設備的設計和操作具有智能化,例如對菜單和滾動操作的依賴程度會大大降低,更重要的4G手機可以實現許多難以想象的功能。

    例如4G手機能根據環境、時間以及其他設定的因素來適時地提醒手機的主人此時該做什么事,或者不該做什么事,4G手機可以把電影院票房資料,直接下載到PDA之上,這些資料能夠把售票情況、座位情況顯示得清清楚楚,大家可以根據這些信息來進行在線購買自己滿意的電影票;4G手機可以被看作是一臺手提電視,用來看體育比賽之類的各種現場直播。LG G3支持雙卡,支持2014年的主流4G,并內置可拆卸式3000毫安時電池。

    5、 兼容性好

    要使4G通信盡快地被人們接受,不但考慮的它的功能強大外,還應該考慮到現有通信的基礎,以便讓更多的現有通信用戶在投資最少的情況下就能很輕易地過渡到4G通信。

    因此,從這個角度來看,未來的第四代移動通信系統應當具備全球漫游,接口開放,能跟多種網絡互聯,終端多樣化以及能從第二代平穩過渡等特點。

    6、 提供增值服務

    4G通信并不是從3G通信的基礎上經過簡單的升級而演變過來的,它們的核心建設技術根本就是不同的,3G移動通信系統主要是以CDMA為核心技術,而4G移動通信系統技術則以正交多任務分頻技術(OFDM)最受矚目,利用這種技術人們可以實現例如無線區域環路(WLL)、數字音訊廣播(DAB)等方面的無線通信增值服務;不過考慮到與3G通信的過渡性,第四代移動通信系統不會在未來僅僅只采用OFDM一種技術,CDMA技術會在第四代移動通信系統中,與OFDM技術相互配合以便發揮出更大的作用,甚至未來的第四代移動通信系統也會有新的整合技術如OFDM/CDMA產生,前文所提到的數字音訊廣播,其實它真正運用的技術是OFDM/FDMA的整合技術,同樣是利用兩種技術的結合。

    因此未來以OFDM為核心技術的第四代移動通信系統,也會結合兩項技術的優點,一部分會是以CDMA的延伸技術。

    7、高質量通信

    盡管第三代移動通信系統也能實現各種多媒體通信,為此未來的第四代移動通信系統也稱為“多媒體移動通信。

    第四代移動通信不僅僅是為了因應用戶數的增加,更重要的是,必須要因應多媒體的傳輸需求,當然還包括通信品質的要求??偨Y來說,首先必須可以容納市場龐大的用戶數、改善現有通信品質不良,以及達到高速數據傳輸的要求。

    8、 頻率效率高

    相比第三代移動通信技術來說,第四代移動通信技術在開發研制過程中使用和引入許多功能強大的突破性技術,例如一些光纖通信產品公司為了進一步提高無線因特網的主干帶寬寬度,引入了交換層級技術,這種技術能同時涵蓋不同類型的通信接口,也就是說第四代主要是運用路由技術(Routing)為主的網絡架構。

    由于利用了幾項不同的技術,所以無線頻率的使用比第二代和第三代系統有效得多。

    按照最樂觀的情況估計,這種有效性可以讓更多的人使用與以前相同數量的無線頻譜做更多的事情,而且做這些事情的時候速度相當快。研究人員說,下載速率有可能達到5Mbps到10Mbps。

    缺陷/4G 編輯

    1、標準多

    雖然從理論上講,3G手機用戶在全球范圍都可以進行移動通信,但是由于沒有統一的國際標準,各種移動通信系統彼此互不兼容,給手機用戶帶來諸多不便。因此,開發第四代移動通信系統必須首先解決通信制式等需要全球統一的標準化問題,而世界各大通信廠商會對此一直在爭論不休。

    2、技術難

    盡管未來的4G通信能夠給人帶來美好的明天,現已研究出來,但并未普及。據研究這項技術的開發人員而言,要實現4G通信的下載速度還面臨著一系列技術問題。

    例如,如何保證樓區、山區,及其它有障礙物等易受影響地區的信號強度等問題。日本DoCoMo公司表示,為了解決這一問題,公司會對不同編碼技術和傳輸技術進行測試。另外在移交方面存在的技術問題,使手機很容易在從一個基站的覆蓋區域進入另一個基站的覆蓋區域時和網絡失去聯系。

    3、容量受限

    人們對未來的4G通信的印象最深的莫過于它的通信傳輸速度會得到極大提升,從理論上說其所謂的每秒100Mbps的寬帶速度(約為每秒12.5MB),比2009年最新手機信息傳輸速度每秒10KB要快1000多倍,但手機的速度會受到通信系統容量的限制,如系統容量有限,手機用戶越多,速度就越慢。據有關行家分析,4G手機會很難達到其理論速度。如果速度上不去,4G手機就要大打折扣。

    4、其他

    因為手機的功能越來越強大,而無線通信網絡也變得越來越復雜,同樣4G通信在功能日益增多的同時,它的建設和開發也會遇到比以前系統建設更多的困難和麻煩。

    例如每一種新的設備和技術推出時,其后的軟件設計和開發必須及時能跟上步伐,才能使新的設備和技術得到很快推廣和應用,但遺憾的是4G通信還只處于研究和開發階段,具體的設備和用到的技術還沒有完全成型,因此對應的軟件開發也會遇到困難;另外費率和計費方式對于4G通信的移動數據市場的發展尤為重要,例如WAP手機推出后,用戶花了很多的連接時間才能獲得信息,而按時間及信息內容的收費方式使用戶難以承受,因此必須及早慎重研究基于4G通信的收費系統,以利于市場發展。

    發展前景/4G 編輯

    整體而言,4G網絡提供的業務數據大多為全IP化網絡,所以在一定程度上可以滿足移動通信業務的發展需求。然而,隨著經濟社會及物聯網技術的迅速發展,云計算、社交網絡、車聯網等新型移動通信業務不斷產生,對通信技術提出了更高層次的需求。將來,移動通信網絡將會完全覆蓋我們的辦公娛樂休息區、住宅區,且每一個場景對通信網絡的需求完全不一樣。例如,一些場景對高移動性要求較高,一些場景要求較高的流量密度等,然而對于這些需求4G網絡難以滿足,所以針對未來用戶的新需求,我們應重點探究更加高速、更加先進的移動網絡通信技術。  

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