4G开始了!

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城市里,医生通过网络,紧急会诊在家里突发疾病的老人；偏僻农村的学校里,孩子通过网络,回答千里外名校老师的提问等4G来临后,这些画面都会变成现实.4G到底是什么呢?它会给我们的生活带来什么改变?

4G,第四代移动通信及其技术的简称.4G的下载速度能够达到100Mbps,上传速度可以达到50Mbps,几乎能够满足所有用户对无线服务的要求.4G,因为其拥有超高的数据传输速度,被中国物联网校企联盟誉为机器中当之无愧的“高速对话”.此外,4G可以部署在没有DSL和有线电视调制解调器覆盖的地方,然后再扩展到整个地区.

通信技术的日新月异,确实给人们带来了很多的便利和享受.随着数据通信和多媒体业务需求的发展,适应移动数据、移动计算和移动多媒体运作需要的4G开始了.当然,所有技术的发展都不可能一夜实现,从G、GPRS到3G再到4G,不断进步,而且这些技术可以并存.其实直到2009年,4G通信还没有一个精确的定义,有的认为4G通信的概念来自其他无线服务技术,从无线应用协定、全球袖珍型无线服务到3G,也有的认为4G通信是一个超越2010年以外的研究主题,4G通信是系统中的系统,可以利用各种不同的无线技术.但不论人们对4G通信如何定义,有一点是可以肯定的,那就是4G通信是一个比3G通信更加完美的新无线世界,它可以创造出许多人们难以想象的应用.4G最大的数据传输速度每秒超过100Mbit,是移动的一万倍,是3G移动的50倍.4G手机可以提供高性能的媒体汇流内容,并通过ID应用程序成为个人身份鉴定设备,它也可以接受高分辨率的电影和电视节目,从而成为合并广播和通信新基础设施中的纽带.

此外,4G的无线即时连接等服务费用会比3G便宜.还有,4G可以集成不同模式的无线通信——从无线局域网和蓝牙等室内网络、蜂窝信号、广播电视到卫星通信,移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准.

4G是在传统通信技术的基础上结合了一些新的通信技术,从而不断提高无线通信的网络效率和功能.如果说3G提供的是一个高速传输的无线通信环境,那么4G提供的就是一种超高速无线网络,一种不需要电缆的信息超级高速公路,这种新网络可以使用户以无线和三维空间虚拟实境连线.

4G最明显的优势是其通话质量和数据通信速度,它是继3G以后的又一次无线通信技术的“进化”,它的开发更加具有目标性.

4G系统的网络结构和关键技术

4G系统的网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层、应用网络层.物理网络层提供接入和路由选择功能,它们由无线和核心网的结合格式完成.中间环境层具有QoS映射、地址变换和完全性管理等功能.物理网络层和中间环境层及其应用环境间的接口是开放的,这种开放使发展和提供新应用及服务变得更加容易,可以提供无缝高数据率的无线服务,并可以运行于多个频带.

4G具有适应多个无线标准和多模终端能力,跨越多个运营者和服务,提供大范围服务.4G系统的关键技术包括信道传输；抗干扰性强的高速接入技术、调制和信息传输技术；高性能、小型化和低成本的自适应阵列智能天线；大容量、低成本的无线接口和光接口；系统管理资源；软件无线电、网络结构协议等.

4G系统主要以正交频分复用（OFDM）作为技术的核心.OFDM技术的特点是网络结构高度可扩展,具有良好的抗噪声性能和抗多信道干扰能力,可以提供无线数据技术质量更高（速率高、时延小）的服务和更好的性能价格比,能为4G无线网提供更好的方案.例如,无线区域环路、数字音讯广播等.

4G系统的几个优点

（1）智能性高

4G系统具有更高的智能性,例如,4G手机可以根据环境、时间以及其他设定的因素来适时地提醒手机主人此时该做什么事,或者不该做什么事,4G手机可以把电影院票房资料,直接下载到PDA上,手机用户可以清楚了解到售票和座位的情况,大家可以根据这些信息在线购买满意的电影票.

（2）兼容性好

要促使4G通信能够快速被人们接受,不但要考虑它的功能性,还要考虑现有的通信基础,使更多的现有通信用户最少投入下就能很容易过渡到4G通信.因此,未来的4G系统应当具备全球漫游,接口开放,能跟多种网络互联,终端多样化以及能从第二代平稳过渡等特点.

（3）增值服务

因为4G通信并不是在3G通信的基础上简单升级演变成的,所以它们的核心建设技术根本是不同的.3G系统主要以CDMA为核心技术,而4G系统则以OFDM受瞩目.4G系统将会结合两项技术的优点,一部分以OFDM为核心技术,一部分会是CDMA技术的延伸.

（4）高质量通信

尽管3G通信也可以实现各种多媒体通信,但4G通信在覆盖范围、通信质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务要优于3G通信.4G通信提供的无线多媒体通信服务包括语音、数据、影像等大量信息通过宽频信道传送,因此,第四代移动通信系统也被称为“多媒体移动通信”.第四代移动通信更重要的是满足多媒体传输的需要,当然包括通信品质的要求.

（5）费用便宜

4G通信不仅可以与3G通信兼容,让更多的现有通信用户能轻易地升级到4G通信,而且4G通信引入了许多尖端的通信技术,保证了用户可以非常灵活地操作4G通信.直接在3G通信网络的基础设施上建设4G通信网络系统,有效地降低运行者和用户的费用,因此4G通信的无线即时连接等服务费应该会比3G通信便宜.

4G的几个困难

4G通信的未来很神秘,很多人都认为第四代无线通信网络系统是人类有史以来发明的最复杂的技术系统.这个复杂的技术系统使4G通信在具体实施中出现了大量的令人头痛的问题,这些问题多和互联网有关,并且需要花费长时间才能解决.总的来说,要顺利、全面地实施4G通信会遇到标准多、技术难等困难.（1）标准多

虽然从理论上讲,3G手机用户在全球范围都可以进行移动通信,但是由于没有统一的国际标准,使得各种移动通信系统彼此不兼容,给手机用户带来很多不便.因此,开发第四代移动通信系统必须首先解决通信制式等需要全球统一的标准化问题.

（2）技术难

尽管未来4G通信能够给人们带来的美好生活,目前已经研究出来了,但并未普及.要实现4G通信的下载速度还面临着一系列的技术问题,例如,如何保证楼区、山区,以及其他有障碍物等易受影响地区的信号强度等问题.日本DoCoMo公司表示,为了解决这一问题,公司会对不同编码技术和传输技术进行测试.另外在移交方面也存在技术问题,从一个基站的覆盖区域进入另一个基站的覆盖区域时,手机很容易和网络失去联系.

由于第四代无线通信网络的架构相当复杂,这个问题就显得格外突出.但请相信这个问题一定可以得到彻底解决,只是需要一定的时间.

（3）容量受限

说起4G通信,最容易想到它极快的通信传输速度,每秒100Mbps的宽带速度（约每秒12.5MB）比2009年最新手机信息传输速度要快1000多倍.但手机的速度会受到通信系统容量的限制,如果系统的容量有限,手机用户越多,速度就会越慢.

（4）市场难以消化

专家预测十年后,第三代移动通信的多媒体服务将会进入第三个发展阶段,此时覆盖全球的3G网络已经基本建成,全球25%以上人口使用第三代移动通信系统,第三代移动通信技术仍然在缓慢地进入市场,到那时整个行业正在消化吸收第三代移动通信技术,对于第四代移动通信系统的接受还需要一个逐步过渡的过程.

在过渡过程中,如果4G通信因为系统或终端的短缺而延迟的话,那么那时5G技术随时可能威胁到4G的赢利计划,4G漫长的投资回收和赢利计划会变得异常的脆弱.

（5）设施更新慢

目前,覆盖全球的大部分无线基础设施都是基于第三代移动通信系统上建立的,如果要向第四代移动通信技术转移,那么全球的许多无线基础设施都需要经历大量的变化和更新,这种变化和更新势必会减缓4G通信技术全面进入和占领市场的速度.

到那时,4G通信终端需要在4G通信网络建成后及时提供相应服务,避免通信终端的生产滞后于网络建设.但根据某些情况看,在4G通信技术全面进入商用的两三年后,消费者才有望能用上性能稳定的4G通信手机.

4G牌照和发展趋势

4G牌照是无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的第四代移动通信技术（4G）的经营许可权.如同各行业的营业执照一样,由中华人民共和国许可发放才可经营4G业务.根据部长苗圩透露,4G牌照2013年年内发放.

在国内,4G在技术标准、频率分配、终端准备、网络设备准备等方面已经基本成熟.初定的4G牌照发放方案是首先向三家运营商发放TD-LTE牌照,再向有意向建设FDD-LTE网络的运营商发放FDD-LTE牌照.运营商已经做好了准备迎接这场盛宴.

从全球范围看,2010年是海外主流运营商规模建设4G的元年,多数机构预计海外4G投资时间还将持续三年左右.截至2012年第三季度,全球4G用户数已由2010年的380万发展到4370万,预计,2016年全球4G用户可能超过10亿.美、日、韩已经先行一步建设4G网络,欧洲和发展中国家也在积极部署,海外4G建网已经拉开了帷幕.

和中科院等权威部门和机构曾预测,4G网络前期建设拉动的投资规模在5000亿元左右.网络正式商用后,还将带动终端制造和软件等上下游行业,产业规模将有望突破万亿元大关,其中,中国移动的4G网络建设投资就将达到2000亿元.今年,中国移动有关4G的资本开支将从2012年的50亿元增长至417亿元.中国电信进行了首次百亿元4G网络招标.未来几年,4G的相关投资仍会持续性增加.

4G可能改变的生活

4G网络来了,各大运营商犬牙交错,也许你我能想到的最直接的4G“福利”就是更快速、更智能,但4G带给我们的远不止这些,它很有可能会改变我们的生活,预计一下吧.

（1）搭乘飞机更自由

4G标准中有基于无线局域网的WiMax（802.16m）规范,它为你我带来的好处是只要航空公司批准在飞机上安装4G移动基站,那么我们就可以不必再观看那些被过的飞行节目了,上飞机不必关手机了,搭乘飞机变得更加自由.

（2）抵制各种“碰瓷儿”

“碰瓷儿”,相信所有的驾车朋友都对这件事深恶痛绝,行车记录仪虽然好用,但终究不是彻底的解决办法.如果4G足够普及,那么360°无死角的监控加上视频云端存储技术一定会成为保险公司省钱的又一利器了,车主出行也着实会放心很多.

（3）高速网络无处不在

只要身处信号覆盖区域内,任何人都可用支持4G的终端设备随时观看视频、获取软件,达到甚至超越现在普通家庭的宽带网络,完善的4G网络完全能够成为现有xDSL和有线宽带服务的“终结者”,在4G足够普及的条件下,也许你我就不用再面对繁杂的网线了.

（4）新一轮手机洗牌

目前来看,除了iPhone5s能够完美支持中国移动的4G外,现有的其他智能手机都面临淘汰的命运.并且4G核心技术不由我们掌控,例如,手机通信的基带芯片.4G的出现不仅会使山寨厂商被洗牌,那些优秀的国产品牌也将因为技术成本问题面临新一轮的洗牌了.

4G时代的到来

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严格地说,4G手机已经不单单是“机”,它应该算得上是一只小型电脑.4G手机的外观和样式更会惊人的突破,眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋,任何一件你能看到的物品都有可能成为4G终端.

通过4G,我们可以实现高速下载、远程医疗、视频安全监控、智慧交通、突发事件的现场直播等应用.除了医疗、教育、金融、交通、物流等传统行业,4G还有一个重要的应用,那就是缩小城乡信息的鸿沟,实现“三网融合”,促进新农村的建设.农村居民居住分散,建设有线网络成本太大,有了4G这个最有效的无线网络,农民在田间地头,只要将手机摄像头对准庄稼,身在北京的专家就能直接看到视频图像,现场指导农民种植.有了物联网,传感器获取的蔬菜大棚里温度、湿度、土壤等信息可以通过网络发到农民手机上,或直接控制通风、滴管等设备.

4G已经快步向我们走来,相信不久的未来将会带给我们更多的精彩.