【文章內(nèi)容簡介】 ADSL 家庭寬帶速度。這一目標有望通過 4G 技術(shù)更為有效地利用頻譜而得以部分地實現(xiàn)。 通信委員會的首席技術(shù)官斯蒂芬?昂格爾博士指出：“在頻譜數(shù)量相同的情況下， 4G 移動通信技術(shù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比 3G 多。而效率的提高意味著 4G 網(wǎng)絡(luò)將能夠支持更高的數(shù)據(jù)速率和更多的用戶。我們的研究表明，早期 4G 移動網(wǎng)絡(luò)的標準配置將是現(xiàn)有標準 3G 網(wǎng)絡(luò) 倍 (即 4G 的頻譜效率高出 3G 230%)。鑒于此，早期 4G網(wǎng)絡(luò)的用戶在下載一段視頻時，所使用的時間只有目前 3G 網(wǎng)絡(luò)的三分之一 *。預(yù) 計到 2020 年，這一比率將擴大至 倍 (450%)?！? 相關(guān)部門在對現(xiàn)有理論預(yù)測和實地部署試驗進行審核與分析的基礎(chǔ)上，進行了上述研究，而這項研究的目的是希望了解在引入 4G 技術(shù)后，頻譜效率可能提高的程度。這些信息為通信辦公室的戰(zhàn)略頻譜管理工作的提供了重要依據(jù)。 這項研究分析了多種 4G 技術(shù)，其中包括長期演進 (LTE)及 LTE 后續(xù)技術(shù) (仍在開發(fā)中 )，如 LTEAdvanced。研究還探討了新出現(xiàn)的和后繼的 WiMAX 無線技術(shù)，這種技術(shù)與 WiFi 類似，但其覆蓋范圍更大，可達數(shù)公里。 這項研究顯示，盡管通過采用 4G 技 術(shù)提高了頻譜效率，進而增加了 4G 網(wǎng)絡(luò)的容量，但這并不足以滿足用戶對移動數(shù)據(jù)的需求預(yù)期增長。出了更為有效地利用現(xiàn)有的頻譜，還需要更多的頻譜，其中部分將通過 2021 年拍賣 800MHz 和 新頻譜獲得。 2021 將的拍賣將是英國有史以來為移動服務(wù)分派額外頻譜而舉行的規(guī)模最大單次拍賣活動，預(yù)計拍賣的頻譜數(shù)量相當于目前所使用的移動頻譜總量的四分之三。 此外，移動網(wǎng)絡(luò)還需要巧妙的設(shè)計，以確保頻譜能夠得到最有效地利用。該研究預(yù)計，為了滿足特定地區(qū)的用戶需求，更多小基站將會大展身手。 4G 是什么 速度比 3G 快 10 倍以上，讓互聯(lián)網(wǎng)和移動終端融為一體； 3G 是手機通話為主，附帶上網(wǎng)； 4G 是移動上網(wǎng)為主，附帶通話 “其實叫 4G并不太準確，這是一種通俗的說法， 4G到目前并沒有完整的定義?！敝信d通訊 LTE 終端負責人張亮告訴記者：“ 4G 是相對于 3G 說的，是指第四代移動通信技術(shù)，目前國際電聯(lián)還沒有確定統(tǒng)一的標準，但是 LTE（ Long Term Evolution）技術(shù)應(yīng)該是主要的方向?！? 4G網(wǎng)絡(luò)通信新技術(shù)研究 9 “上海世博會推出的 TD— LTE 被認為是‘準 4G’或者 ，它的傳輸速率達到了每秒 70 兆，大概是現(xiàn)有 3G 技術(shù)的 20 多倍”，中興通訊 LTE 項目總工程師劉宏春說：“未來的 4G 在這個基礎(chǔ)上會更快，會超過每秒 100 兆，乃至 1G，能夠?qū)崿F(xiàn)比現(xiàn)在的 3G 提速幾十倍，比撥號上網(wǎng)快幾千倍，能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務(wù)的要求?！? 不管未來對 4G 通信怎樣定義，有一點可以肯定： 4G 時代將是一個比 3G 時代更完美的新無線世界，可創(chuàng)造出許多消費者難以想象的應(yīng)用：用手機代替衛(wèi)星傳輸，實時傳輸高清晰度視頻圖像?? 率先推出全球首枚 TD— LTE 芯片的北京創(chuàng)毅視訊有限公司董事長張輝接受記者采訪時說：“ 4G 與 3G 相比，就是解決了帶寬問題，速度會有幾十倍的提高，系統(tǒng)性能顯著提高 ，包括用戶體驗到的速率、系統(tǒng)時延、高速移動下的接入等，而且會大大提高諸如視頻流以及網(wǎng)絡(luò)戲等應(yīng)用的性能，滿足人們的實際需求?！? 劉宏春告訴記者，在 4G 時代，用手機下載一部電影也就幾十秒的時間，發(fā)送郵件時加上幾十兆附件非常方便和快捷，而且 4G 可以實現(xiàn)永遠在線而省去撥號的麻煩。 張亮認為，對速度要求很高的視頻通話、高清電視、互聯(lián)網(wǎng)戲、電影下載等服務(wù)， 3G 都不算好用。因此，在 3G 時代，手機還是以通話為主，上網(wǎng)是附帶的功能；而到了 4G 時代，會把寬帶互聯(lián)網(wǎng)搬到手機上，無線寬帶的應(yīng)用將會大行其道，消費者會以移動上網(wǎng)為主， 通話功能則退居其次。 4G 會采用什么標準 我國自主研制的 TD— SCDMA 的“升級版” —— TD— LTE Advanced，已經(jīng)被國際電聯(lián)納入 4G 候選國際標準，有望最終入選 張輝介紹說， 4G 與 3G 有一個很大的不同，就是標準逐步統(tǒng)一。當年，國際電信聯(lián)盟曾確定了 10 種 3G 候選技術(shù)， 2021 年正式批準其中的 5 項為國際標準。經(jīng)過市場選擇，最后 TD— SCDMA、 WCDMA 和 CDMA 2021 三種主流技術(shù)成功實現(xiàn)商用。2021 年 10 月， WiMax 也成功獲得國際電聯(lián)的批準，躋身 3G 標準之列。 但在 4G 國際標準制定中， 國際電信聯(lián)盟在候選技術(shù)階段只確定了兩種候選技術(shù)，實現(xiàn)了技術(shù)聚焦。這意味著未來的 4G 標準只有 2 種甚至 1 種，如果采用其他的技術(shù)，都不能被稱為 4G。這兩種技術(shù)是 LTE— Advanced 和 ，每種又都有4G網(wǎng)絡(luò)通信新技術(shù)研究 10 兩種制式：時分雙工（ TDD）和頻分雙工（ FDD）。 我國主推的 TD— LTE 繼承 LTE TDD 制式的優(yōu)點，又與時俱進地引入了 MIMO（多入多出技術(shù)）與 OFDM（正交頻分復(fù)用技術(shù)），在系統(tǒng)帶寬、網(wǎng)絡(luò)時延、移動性方面都有了跨越式提高。 TD— LTE 使用了國際電聯(lián)定義的 4G 時代的一部分關(guān)鍵技術(shù)，是我國 TD— SCDMA的后續(xù)演進技術(shù)，繼承了 TD— SCDMA系統(tǒng)大量中國自主知識產(chǎn)權(quán)。以中國移動為代表的中國企業(yè)在 TD— SCDMA 標準化、產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模部署經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，主導(dǎo)了 TD— LTE 的標準化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，已經(jīng)打造了初步產(chǎn)業(yè)鏈條，吸引了眾多廠商的加入。 據(jù)介紹， TD— LTE 的增強技術(shù)，即 TD— LTE Advanced 已經(jīng)于去年被確立為 4G標準的候選技術(shù)。從國際情況來看， TD 被國際上大的制造商和一部分運營商所認可，再加上中國手機用戶和互聯(lián)網(wǎng)用戶的巨大吸引力，很多專家預(yù)計，到今年 10月國際電聯(lián)確認 4G 國際標準時， TD— LTE Advanced 將很有希望入選 [4]。 4G 手機怎么樣 超大屏幕，視頻可實現(xiàn)視頻通話、高清電視、在線戲等無線寬帶服務(wù)。 4G 終端的本質(zhì)，其實是電腦做小，而不是手機做大 “ 4G 手機，準確的說是 4G 終端，與 3G、 2G 時代的手機相比，有了很大的變化”，張亮說，“就好像普通公路變成高速公路了，道寬了，路平了，就需有好車和跑車。做 4G 就是修跑道， 4G 終端就是跑車?！? “現(xiàn)在我們研制的‘跑車’狀態(tài)很好”，張亮給記者透露，中興通訊經(jīng)過 2 年多的研發(fā)，成功開發(fā)出多款 4G 手機，而且產(chǎn)品已經(jīng)大規(guī)模測試，明年 1 月份即將上市 。將先在美國和歐洲等國外地區(qū)進行商用，同時在中國移動試驗網(wǎng)開始測試。 張亮說，其實蘋果之前推出的 ipad（平板電腦），也指出了未來一個方向，移動互聯(lián)網(wǎng)將是 4G 終端的核心應(yīng)用。因此， 4G 手機將擁有超大屏幕， 7 寸、 9 寸甚至更大。他透露，中興品牌的 4G 終端最小也是 7 寸的屏幕。 “說白了，我為什么叫 4G 終端而不說 4G 手機，因為 4G 終端的本質(zhì)，其實是電腦做小，而不是手機做大?！睆埩琳f，“也正因為此， 4G 終端的研發(fā)并不容易，更關(guān)注用戶對互聯(lián)網(wǎng)的體驗，在待機時間、天線等設(shè)計等方面都很有難度。我們做了 2 年，現(xiàn)在已經(jīng)有 3 款 產(chǎn)品在測試?！? 對于消費者關(guān)心的價格問題，張亮認為開始可能貴一些，但隨著規(guī)模起來，價4G網(wǎng)絡(luò)通信新技術(shù)研究 11 格會越來越低，等到產(chǎn)業(yè)鏈完善時，成本會接近 3G 手機的水平，價格也會和目前3G 手機相當。 4G 國外明年將用，我國下半年在三城市試點，預(yù)計 2021 年在熱點地區(qū)投入商用 多位專家都表示， 4G 的商用比預(yù)想要快很多，在國外明年就將小規(guī)模商用，我國預(yù)計 2021 年開始小規(guī)模商用。 “我國從 2G 發(fā)展到 3G，用了 10 年時間，比歐美要晚很多。為什么花這么長時間？因為需求不明確”，張輝認為， 2G 就能打電話、發(fā)短信，可以滿足 當時大多數(shù)中國消費者的需求，因此 3G 的需求開始并不旺盛?，F(xiàn)在隨著智能手機的普及，特別是移動互聯(lián)網(wǎng)的爆發(fā)，需求突然不再是問題。因為隨著互聯(lián)網(wǎng)和手機的結(jié)合，互聯(lián)網(wǎng)主流業(yè)務(wù)進入移動領(lǐng)域，徹底解決了需求問題，這將使 4G 的商用大大提前。 “以前是產(chǎn)業(yè)推動需求，現(xiàn)在是需求拉動產(chǎn)業(yè)，其結(jié)果很不一樣”，張輝表示，3G 在帶寬方面的局限，用戶對移動互聯(lián)網(wǎng)的需求，將推動 4G 的快速發(fā)展。 由于我國推動 3G較晚，中國移動和通信設(shè)備廠商在大規(guī)模鋪開 3G網(wǎng)絡(luò)的時候，就已經(jīng)考慮了向 4G 升級。劉宏春告訴記者，現(xiàn)在幫助運營商建設(shè) 3G 網(wǎng)絡(luò)，將 來如果要升級到 4G，設(shè)備不用更換，也基本不需要增加硬件，只需要做軟件系統(tǒng)的升級就能實現(xiàn)。在國內(nèi)進行的 TD— LTE 網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)的測試中，結(jié)果令人滿意，特別是移動設(shè)備在 3G 和 4G 網(wǎng)絡(luò)中的混用測試的成功，將保證未來 TD— SCDMA 向 TD—LTE 網(wǎng)絡(luò)的順利過渡。 他向記者透露，中興通訊目前已經(jīng)在海外承建了 5 個商用實驗網(wǎng)，包括歐洲、俄羅斯、美國等地，預(yù)計明年就將開始小規(guī)模的商用。 而在我國，在上海世博會 TD— LTE 規(guī)模演示網(wǎng)成功運行之后，工信部和中國移動正在 3個城市推進規(guī)?；膶嶒炘囉?，預(yù)計下半年會在每個城市設(shè)立 100個基站，客戶為 5000 人。初期將通過數(shù)據(jù)卡方式向用戶提供服務(wù)，到明年第三季時會擴展至智能手機用戶。 專家預(yù)計，中國移動將于 2021 年在熱點地區(qū)推出 4G 商用服務(wù)。 4G 會取代 3G 嗎 4G 將首先覆蓋熱點和發(fā)達地區(qū)，未來我國將形成 2G、 3G 和 4G 并存的局面，4G網(wǎng)絡(luò)通信新技術(shù)研究 12 而不是簡單升級替換 接受記者采訪的所有專家都認為， 3G 包括 2G 都不會被 4G 完全取代，三者將會長期并存。 張輝認為， 4G 面對的是高端的數(shù)據(jù)服務(wù)，是對 3G 有效的補充?？紤]到成本和需求，一定是從熱點城市和發(fā)達地區(qū)布網(wǎng)開始，不可能全國布網(wǎng)。 中國電信研究院的 一位專家告訴記者， 3G 的商用沒有將 2G 完全替代掉，而 4G也一樣替代不了 3G。中國是一個情況復(fù)雜的大國，當 4G 時代，很多用戶還會繼續(xù)使用 3G 網(wǎng)絡(luò)，使用 2G 的也將有大批用戶。 4G 也不可能大范圍建網(wǎng)，至多在一些對數(shù)據(jù)信息需求量大的特大城市布網(wǎng)，比如上海、北京等，其他城市 3G 已經(jīng)夠用了。“相信在 4G 之后的 10 年內(nèi)，我們都不會看到 3G 退出市場?！? 專家認為，運營商未來會在 4G 和 3G 之間找出一種平衡關(guān)系，如在覆蓋上怎么交叉、各占多大的比率等等。就像現(xiàn)在中國移動 GSM 用戶最多，覆蓋面最廣，而TD— SCDMA 在某些區(qū)域?qū)嶋H 上就是在 2G 和 3G 之間進行輪換服務(wù)。在未來的 4G 時代，情況會與此類似。在不同的地區(qū)，選擇 4G 服務(wù)的消費者也會出現(xiàn)在 4G、 3G 和2G 之間平滑切換的情況。 中國移動宣布測試 4G 移動技術(shù) 中國移動在巴塞羅那的移動通信世界大會（ MWC）上表示，將聯(lián)合英國沃達豐（ Vodafone）和美國 Verizon 公司，進行 4G 移動技術(shù) LTE(Long Term Evolution，漢譯：長期演進技術(shù)）的測試。支持 LTE 技術(shù)的還有日本的 NTT。 LTE 技術(shù)分兩種，頻分（ FDD） LTE 和時分（ TDD)LTE。這兩種 LTE 都會被測試 ，但中國移動更傾向于 TDDLTE，因為它是中國參與開發(fā)的 TDSCDMA 標準的后續(xù)發(fā)展。 今年初，大唐電信和愛立信聯(lián)合成立了 LTE 研究中心，中興和阿爾卡特朗訊在中國的子公司，上海貝爾阿爾卡特，也在進行 TDLTE 的研發(fā)。 中國的 3G 牌照遲遲發(fā)不下來，電信公司的重組方案也是一變在變，沒有定數(shù)。目前最有可能的方案是，成立三家電信公司，每家都有固話和移動經(jīng)營權(quán)：網(wǎng)通加上聯(lián)通的 GSM 網(wǎng)是一家；中國電信加上聯(lián)通的 CDMA 網(wǎng)是一家；中國移動加上鐵通是一家。據(jù)稱這一方案已獲批準，很快就會實施。這樣的話， 3G 網(wǎng)絡(luò)就可以開 始大規(guī)模建設(shè)，從中受益最大的將是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商，如華為、中興、阿爾卡特朗訊、愛立信、諾基亞西門子、和北電等。 如果 3G 網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)還不能很快開始，有的中國電信公司可能會跳過 3G，直接4G網(wǎng)絡(luò)通信新技術(shù)研究 13 建設(shè) 4G LTE 網(wǎng)絡(luò)。在歐洲、日本、和美國， 3G 網(wǎng)絡(luò)已在大規(guī)模運行， 4G 網(wǎng)絡(luò)也已經(jīng)開始建設(shè)。 LTE 是 4G 技術(shù)中支持者最多的一種，排在第二位的是 WiMAX。 WiMAX又稱 ，由 Intel 大力推動。美國的 Sprint 已開始投資數(shù)十億美元，在美國建設(shè) WiMAX 網(wǎng)絡(luò)。其他的 4G 技術(shù)還有，從 CDMA 2021 發(fā)展來的 UMB， WiBro，和 iBurst 等 [5]。 4G網(wǎng)絡(luò)通信新技術(shù)研究 14 第四 章 5 大 4G 標準 國際電信聯(lián)盟 (ITU)已經(jīng)將 WiMax、 HSPA+、 LTE 正式納入到 4G 標準里，加上之前就已經(jīng)確定的 LTEAdvanced 和 WirelessMANAdvanced 這兩種標準，目前 4G 標準已經(jīng)達到了 5 種。 LTE LTE(Long Term Evolution,長期演進 )項目是 3G 的演進，它改進并增強了