摘 要： 本文阐述了关于第四代移动通信及其技术定义和现状的研究。
关键词： 4G通信系统技术 定义 现状
一、第四代移动通信及其技术定义
移动通信技术发展一直较快。第一代移动通信系统起源于20世纪80年代，主要采用的是频分多址（FDMA）和模拟技术，由于传输带宽的限制，导致它有很多的缺陷，其中最致命的缺陷在于它不能进行移动通信的长途漫游。第二代移动通信系统（2G）起源于90年代的初期，主要采用的是数字的码分多址（CDMA）技术和时分多址（TDMA），此系统以数字传输方式来实现语音和数据等业务。较之与第一代移动通信系统而言，第二代移动通信系统完成了模拟技术向数字技术的转变。第三代移动通信系统（3G）可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务，如高速数据、慢速图像、电视图像，等等。但是3G沿用了2G网络为中心的结构，移动终端不能够智能化。第四代移动通信及其技术是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。4G系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而在用户最为关注的价格方面，4G与固定宽带网络在价格方面不相上下，而且计费方式更加灵活机动，用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着不可比拟的优越性。
4G（第四代移动通信技术）的概念可称为宽带接入和分布网络，具有非对称的超过2Mb/s的数据传输能力。它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和交互式广播网络。第四代移动通信标准比第三代标准具有更多的功能。第四代移动通信可以在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方用宽带接入互联网（包括卫星通信和平流层通信），能够提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。此外，第四代移动通信系统是集成多功能的宽带移动通信系统，是宽带接入IP系统。
二、现状研究
国际电联已经公布了目前世界范围内五大“4G”网络的五大标准制式，他们分别是LTE-Advanced、WirelessMAN- Advanced、LTE、WiMax，以及HSPA+，分别由世界各地的电信运营商所拥有，而其中在未来几年里LTE、WiMax，以及HSPA+这三种网络标准制式将成为各大电信运营商主要的发展“4G”网络，“4G”网络在全球范围内的情况如下。
美国一贯是通信行业的“领军者”，美国三大运营商各自都把控着不同的4G网络制式。Verizon是美国本土最大的电信运营商，在“4G”方面，其采用了LTE的网络标准制式。目前Verizon “4G” LTE网络已经覆盖了本土39个城市，理论上能够达到下载速率在5―12Mbps，上传速度在2―5Mbps，除了“4G”网络部署外，Verizon无线也在积极地与手机、平板电脑厂商合作推出基于“4G”网络标准的移动终端设备。
AT&T作为美国第二大移动运营商，在“4G”技术领域里采取HSPA+和LTE技术并驾齐驱战略方针，而2011年对于AT&T来说是非常重要的一年，他把2011年分为了两个部分，在上半年，AT&T除了和其他两大移动运营商争抢3G用户外，首要任务就是加快其“4G” LTE网络的部署，预期在2013年基本建成，而下半年AT&T希望在HSPA+领域内正式启用商用服务，把“4G”相关的移动业务展现给手机用户，并且开设更多的增值服务。Sprint作为美国第三大移动运营商，也是拥有“4G” WiMax标准的唯一重量级的运营商，那么2011年Sprint在“4G” WiMax技术领域可谓是遇到的困难重重。针对Verizon的“4G” LTE网速的优势，Sprint将和Clearwire在今年主要工作就是缩小与Verizon “4G” LET技术的差距，并且同时部署TD-LTE的基站，在未来Sprint将执行WiMax与LTE的双模策略。
欧洲，北欧是部署LTE最快的地区，2009年1月，北欧最大的电信运营商TeliaSonera选中华为设备，在挪威首都奥斯陆部署全球第一个LTE商用网络。同时，TeliaSonera 又与爱立信签署LTE商用网络合同，网络覆盖地区为瑞典首都斯德哥尔摩，商用时间为2010年。
中国大陆，目前中国国内的4G评估与研究与国际同步。2009年中国提出的TD-LTE-Advanced（LTE-Advanced TDD制式）也进入ITU的4G候选标准之列。并已获得欧洲标准化组织3GPP和亚太地区通信企业的广泛认可和支持。2009年11月市场调研公司ABI Research公布的一份根据18个月之前的数据统计出来的份额显示，高通在LTE中的专利为24%，中国企业华为为10%，LG为9%，诺基亚为9%，三星为7%，还有18%是属于交叉专利。因此，中国在4G领域有一定的产业化基础。
日本，NTT DoCoMo很早就开始进行4G的测试，目前其4G测试已成功以5Gbps的速度进行数据传输，2009年5月日本总务省发放了4个LTE牌照。日本在4G时代将采用业界统一的LTE标准，这将有助于LTE的迅逐普及，更是着眼于在全球领先部署4G。
韩国，三星和LG等公司正率先研制支持4G的芯片、设备和基站。LG计划开发基于4G技术LTE的产品的完整生态系统。在所有的移动生产商中，韩国企业在这个领域的投资最大。相对于国际平均水平，韩国的研发领域更为超前。
目前由台湾工研院资通所及电信国家型科技计划（National Science and Technology Program for Telecommunications；NTP）TW4G工作小组所主导台湾4G技术研发，已有明确进程计划，在2008年第三季首度进行雏形系统测试，2010年进行第二次测试，若一切顺利，台湾地区自行发展的TW4G技术不仅可望在2012年商用化，而且有希望成为国际标准的一部分。
参考文献：
［1］Glisic s. Makela j p. Advanced windness delwoke 4G technologies. In：Spend Spectrun Techniques and Applications 2006 IEEE Ninth International Sympasium Aug 2006.
［2］李圣安，王宝云．一种新的智能无线技术――认知无线电技术.电信快报网络通信，2005，（11）:18-25.
3］刘艳萍，章秀银，胡斌杰.4G核心技术原理及其与3G系统的对比分析.移动通信，2004.7，（10）:40-42.
［4］田峰，程世伦，杨震.无线区域网和认知无线电技术_3.中兴通讯技术，2006，12，（6）：53-59.
［5］NTIA. US frequency allocation chart，http://www.ntia.doc.gov/gov/osmhome/allochrt.pdf，11/19/03.
［6］Mitola， J. The software radio architecture，IEEE Communications Magazine，1995，33，（5）:26-38.
摘 要： 本文阐述了关于第四代移动通信及其技术定义和现状的研究。
关键词： 4G通信系统技术 定义 现状
一、第四代移动通信及其技术定义
移动通信技术发展一直较快。第一代移动通信系统起源于20世纪80年代，主要采用的是频分多址（FDMA）和模拟技术，由于传输带宽的限制，导致它有很多的缺陷，其中最致命的缺陷在于它不能进行移动通信的长途漫游。第二代移动通信系统（2G）起源于90年代的初期，主要采用的是数字的码分多址（CDMA）技术和时分多址（TDMA），此系统以数字传输方式来实现语音和数据等业务。较之与第一代移动通信系统而言，第二代移动通信系统完成了模拟技术向数字技术的转变。第三代移动通信系统（3G）可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务，如高速数据、慢速图像、电视图像，等等。但是3G沿用了2G网络为中心的结构，移动终端不能够智能化。第四代移动通信及其技术是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。4G系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而在用户最为关注的价格方面，4G与固定宽带网络在价格方面不相上下，而且计费方式更加灵活机动，用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着不可比拟的优越性。
4G（第四代移动通信技术）的概念可称为宽带接入和分布网络，具有非对称的超过2Mb/s的数据传输能力。它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和交互式广播网络。第四代移动通信标准比第三代标准具有更多的功能。第四代移动通信可以在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方用宽带接入互联网（包括卫星通信和平流层通信），能够提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。此外，第四代移动通信系统是集成多功能的宽带移动通信系统，是宽带接入IP系统。
二、现状研究
国际电联已经公布了目前世界范围内五大“4G”网络的五大标准制式，他们分别是LTE-Advanced、WirelessMAN- Advanced、LTE、WiMax，以及HSPA+，分别由世界各地的电信运营商所拥有，而其中在未来几年里LTE、WiMax，以及HSPA+这三种网络标准制式将成为各大电信运营商主要的发展“4G”网络，“4G”网络在全球范围内的情况如下。
美国一贯是通信行业的“领军者”，美国三大运营商各自都把控着不同的4G网络制式。Verizon是美国本土最大的电信运营商，在“4G”方面，其采用了LTE的网络标准制式。目前Verizon “4G” LTE网络已经覆盖了本土39个城市，理论上能够达到下载速率在5―12Mbps，上传速度在2―5Mbps，除了“4G”网络部署外，Verizon无线也在积极地与手机、平板电脑厂商合作推出基于“4G”网络标准的移动终端设备。
AT&T作为美国第二大移动运营商，在“4G”技术领域里采取HSPA+和LTE技术并驾齐驱战略方针，而2011年对于AT&T来说是非常重要的一年，他把2011年分为了两个部分，在上半年，AT&T除了和其他两大移动运营商争抢3G用户外，首要任务就是加快其“4G” LTE网络的部署，预期在2013年基本建成，而下半年AT&T希望在HSPA+领域内正式启用商用服务，把“4G”相关的移动业务展现给手机用户，并且开设更多的增值服务。Sprint作为美国第三大移动运营商，也是拥有“4G” WiMax标准的唯一重量级的运营商，那么2011年Sprint在“4G” WiMax技术领域可谓是遇到的困难重重。针对Verizon的“4G” LTE网速的优势，Sprint将和Clearwire在今年主要工作就是缩小与Verizon “4G” LET技术的差距，并且同时部署TD-LTE的基站，在未来Sprint将执行WiMax与LTE的双模策略。
欧洲，北欧是部署LTE最快的地区，2009年1月，北欧最大的电信运营商TeliaSonera选中华为设备，在挪威首都奥斯陆部署全球第一个LTE商用网络。同时，TeliaSonera 又与爱立信签署LTE商用网络合同，网络覆盖地区为瑞典首都斯德哥尔摩，商用时间为2010年。
中国大陆，目前中国国内的4G评估与研究与国际同步。2009年中国提出的TD-LTE-Advanced（LTE-Advanced TDD制式）也进入ITU的4G候选标准之列。并已获得欧洲标准化组织3GPP和亚太地区通信企业的广泛认可和支持。2009年11月市场调研公司ABI Research公布的一份根据18个月之前的数据统计出来的份额显示，高通在LTE中的专利为24%，中国企业华为为10%，LG为9%，诺基亚为9%，三星为7%，还有18%是属于交叉专利。因此，中国在4G领域有一定的产业化基础。
日本，NTT DoCoMo很早就开始进行4G的测试，目前其4G测试已成功以5Gbps的速度进行数据传输，2009年5月日本总务省发放了4个LTE牌照。日本在4G时代将采用业界统一的LTE标准，这将有助于LTE的迅逐普及，更是着眼于在全球领先部署4G。
韩国，三星和LG等公司正率先研制支持4G的芯片、设备和基站。LG计划开发基于4G技术LTE的产品的完整生态系统。在所有的移动生产商中，韩国企业在这个领域的投资最大。相对于国际平均水平，韩国的研发领域更为超前。
目前由台湾工研院资通所及电信国家型科技计划（National Science and Technology Program for Telecommunications；NTP）TW4G工作小组所主导台湾4G技术研发，已有明确进程计划，在2008年第三季首度进行雏形系统测试，2010年进行第二次测试，若一切顺利，台湾地区自行发展的TW4G技术不仅可望在2012年商用化，而且有希望成为国际标准的一部分。
参考文献：
［1］Glisic s. Makela j p. Advanced windness delwoke 4G technologies. In：Spend Spectrun Techniques and Applications 2006 IEEE Ninth International Sympasium Aug 2006.
［2］李圣安，王宝云．一种新的智能无线技术――认知无线电技术.电信快报网络通信，2005，（11）:18-25.
3］刘艳萍，章秀银，胡斌杰.4G核心技术原理及其与3G系统的对比分析.移动通信，2004.7，（10）:40-42.
［4］田峰，程世伦，杨震.无线区域网和认知无线电技术_3.中兴通讯技术，2006，12，（6）：53-59.
［5］NTIA. US frequency allocation chart，http://www.ntia.doc.gov/gov/osmhome/allochrt.pdf，11/19/03.
［6］Mitola， J. The software radio architecture，IEEE Communications Magazine，1995，33，（5）:26-38.