1G

第一代手機(jī)（1G）是指模擬的移動(dòng)電話(huà)，也就是在20世紀(jì)八九十年代中國(guó)香港、美國(guó)等影視作品中出現(xiàn)的大哥大。最先研制出大哥大的是美國(guó)摩托羅拉公司的 Cooper博士。由于當(dāng)時(shí)的電池容量限制和模擬調(diào)制技術(shù)需要碩大的天線和集成電路的發(fā)展?fàn)顩r等等制約，這種手機(jī)外表四四方方，只能成為可移動(dòng)算不上便攜。很多人稱(chēng)呼這種手機(jī)為“磚頭”或是黑金剛等。

這種手機(jī)有多種制式，如NMT，AMPS，TACS，但是基本上使用頻分復(fù)用方式只能進(jìn)行語(yǔ)音通信，收訊效果不穩(wěn)定，且保密性不足，無(wú)線帶寬利用不充分。此中手機(jī)類(lèi)似于簡(jiǎn)單的無(wú)線電雙工電臺(tái)，通話(huà)是鎖定在一定頻率，所以使用可調(diào)頻電臺(tái)就可以竊聽(tīng)通話(huà)。

2G

第二代手機(jī)（2G）也是最常見(jiàn)的手機(jī)。通常這些手機(jī)使用PHS，GSM或者CDMA這些十分成熟的標(biāo)準(zhǔn)，具有穩(wěn)定的通話(huà)質(zhì)量和合適的待機(jī)時(shí)間。在第二代中為了適應(yīng)數(shù)據(jù)通訊的需求，一些中間標(biāo)準(zhǔn)也在手機(jī)上得到支持，例如支持彩信業(yè)務(wù)的GPRS和上網(wǎng)業(yè)務(wù)的WAP服務(wù)，以及各式各樣的Java程序等。

3G

3G，是英文3rdGeneration的縮寫(xiě)，指第三代移動(dòng)通信技術(shù)。相對(duì)第一代模擬制式手機(jī)（1G）和第二代GSM、CDMA等數(shù)字手機(jī)（2G）。也就是說(shuō)在室內(nèi)、室外和行車(chē)的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps（兆字節(jié)/每秒）、384kbps（千字節(jié)/每秒）以及144kbps的傳輸速度。

目前在全球范圍內(nèi)使用最廣的手機(jī)是GSM手機(jī)和CDMA手機(jī)。在中國(guó)大陸及臺(tái)灣以GSM最為普遍，CDMA和小靈通（PHS）手機(jī)也很流行，這些都是所謂的第二代手機(jī)(2G)，它們都是數(shù)字制式的，除了可以進(jìn)行語(yǔ)音通信以外，還可以收發(fā)短信（短消息、SMS）、MMS (技術(shù))|MMS（彩信、多媒體簡(jiǎn)訊）、無(wú)線應(yīng)用協(xié)議（WAP）等

3G標(biāo)準(zhǔn)

什么是TD-SCDMA？

　　TD－SCDMA的中文含義為時(shí)分同步碼分多址接入，該項(xiàng)通信技術(shù)也屬于一種無(wú)線通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它是由中國(guó)第一次提出并在此無(wú)線傳輸技術(shù)（RTT）的基礎(chǔ)上與國(guó)際合作，完成了TD－SCDMA標(biāo)準(zhǔn)，成為CDMA TDD標(biāo)準(zhǔn)的一員的，這是中國(guó)移動(dòng)通信界的一次創(chuàng)舉，也是中國(guó)對(duì)第三代移動(dòng)通信發(fā)展的貢獻(xiàn)。在與歐洲、美國(guó)各自提出的3G標(biāo)準(zhǔn)的競(jìng)爭(zhēng)中，中國(guó)提出的TD-SCDMA已正式成為

　　全球3G標(biāo)準(zhǔn)之一，這標(biāo)志著中國(guó)在移動(dòng)通信領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)入世界領(lǐng)先之列。該方案的主要技術(shù)集中在大唐公司手中，它的設(shè)計(jì)參照了TDD(時(shí)分雙工)在不成對(duì)的頻帶上的時(shí)域模式。

　　TDD模式是基于在無(wú)線信道時(shí)域里的周期地重復(fù)TDMA幀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)幀結(jié)構(gòu)被再分為幾個(gè)時(shí)隙。在TDD模式下，可以方便地實(shí)現(xiàn)上/下行鏈路間地靈活切換。這一模式的突出的優(yōu)勢(shì)是，在上/下行鏈路間的時(shí)隙分配可以被一個(gè)靈活的轉(zhuǎn)換點(diǎn)改變，以滿(mǎn)足不同的業(yè)務(wù)要求。這樣，運(yùn)用TD-SCDMA這一技術(shù)，通過(guò)靈活地改變上/下行鏈路的轉(zhuǎn)換點(diǎn)就可以實(shí)現(xiàn)所有3G對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)。合適的TD-SCDMA時(shí)域操作模式可自行解決所有對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)以及任何混合業(yè)務(wù)的上/下行鏈路資源分配的問(wèn)題。

　　TD―SCDMA的無(wú)線傳輸方案靈活地綜合了FDMA，TDMA和CDMA等基本傳輸方法。通過(guò)與聯(lián)合檢測(cè)相結(jié)合，它在傳輸容量方面表現(xiàn)非凡。通過(guò)引進(jìn)智能天線，容量還可以進(jìn)一步提高。智能天線憑借其定向性降低了小區(qū)間頻率復(fù)用所產(chǎn)生的干擾，并通過(guò)更高的頻率復(fù)用率來(lái)提供更高的話(huà)務(wù)量。基于高度的業(yè)務(wù)靈活性，TD―SCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）連接到交換網(wǎng)絡(luò)，如同三代移動(dòng)通信中對(duì)電路和包交換業(yè)務(wù)所定義的那樣。在最終的版本里，計(jì)劃讓TD―SCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與INTERNET直接相連。

　　TD－SCDMA所呈現(xiàn)的先進(jìn)的移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)是針對(duì)所有無(wú)線環(huán)境下對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)的3G業(yè)務(wù)所設(shè)計(jì)的，它運(yùn)行在不成對(duì)的射頻頻譜上。TD－SCDMA傳輸方向的時(shí)域自適應(yīng)資源分配可取得獨(dú)立于對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)負(fù)載關(guān)系的頻譜分配的最佳利用率。因此，TD－SCDMA通過(guò)最佳自適應(yīng)資源的分配和最佳頻譜效率，可支持速率從8kbps到2Mbps的語(yǔ)音、互聯(lián)網(wǎng)等所有的3G業(yè)務(wù)。

　　TD－SCDMA為T(mén)DD模式，在應(yīng)用范圍內(nèi)有其自身的特點(diǎn)：一是終端的移動(dòng)速度受現(xiàn)有DSP運(yùn)算速度的限制只能做到240km/h；二是基站覆蓋半徑在15km以?xún)?nèi)時(shí)頻譜利用率和系統(tǒng)容量可達(dá)最佳，在用戶(hù)容量不是很大的區(qū)域，基站最大覆蓋可達(dá)30－4km。所以，TD－SCDMA適合在城市和城郊使用，在城市和城郊這兩個(gè)不足均不影響實(shí)際使用。因在城市和城郊，車(chē)速一般都小于200km/h，城市和城郊人口密度高，因容量的原因，小區(qū)半徑一般都在15km以?xún)?nèi)。而在農(nóng)村及大區(qū)全覆蓋時(shí)，用WCDMA FDD方式也是合適的，因此TDD和FDD模式是互為補(bǔ)充的。

什么是CDMA？

　　CDMA是碼分多址的英文縮寫(xiě)（Code Division Muitiple Access），它是在數(shù)字技術(shù)的分支--擴(kuò)頻通信技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的一種嶄新而成熟的無(wú)線通信技術(shù)。CDMA技術(shù)的原理是基于擴(kuò)頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的帶寬信號(hào)作相關(guān)處理，把寬帶信號(hào)換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號(hào)即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信。

　　移動(dòng)通信系統(tǒng)有多種分類(lèi)方法。例如按信號(hào)性質(zhì)分，可分為模擬、數(shù)字；按調(diào)制方式分，可分為調(diào)頻、調(diào)相、調(diào)幅；按多址連接方式分，可分為頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）。目前中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)移動(dòng)所使用的GSM移動(dòng)電話(huà)網(wǎng)采用的便是FDMA和TDMA兩種方式的結(jié)合。GSM比模擬移動(dòng)電話(huà)有很大的優(yōu)勢(shì)，但是，在頻譜效率上僅是模擬系統(tǒng)的3倍，容量有限；在話(huà)音質(zhì)量上也很難達(dá)到有線電話(huà)水平；TDMA終端接入速率最高也只能達(dá)到9.6kbit/s；TDMA系統(tǒng)無(wú)軟切換功能，因而容易掉話(huà)，影響服務(wù)質(zhì)量。因此，TDMA并不是現(xiàn)代蜂窩移動(dòng)通信的最佳無(wú)線接入，而CDMA多址技術(shù)完全適合現(xiàn)代移動(dòng)通信網(wǎng)所要求的大容量、高質(zhì)量、綜合業(yè)務(wù)、軟切換等，正受到越來(lái)越多的運(yùn)營(yíng)商和用戶(hù)的青睞。

　　CDMA技術(shù)的出現(xiàn)源自于人類(lèi)對(duì)更高質(zhì)量無(wú)線通信的需求。第二次世界大戰(zhàn)期間因戰(zhàn)爭(zhēng)的需要而研究開(kāi)發(fā)出CDMA技術(shù)，其思想初衷是防止敵方對(duì)己方通訊的干擾，在戰(zhàn)爭(zhēng)期間廣泛應(yīng)用于軍事抗干擾通信，后來(lái)由美國(guó)高通公司更新成為商用蜂窩電信技術(shù)。1995年，第一個(gè)CDMA商用系統(tǒng)運(yùn)行之后，CDMA技術(shù)理論上的諸多優(yōu)勢(shì)在實(shí)踐中得到了檢驗(yàn)，從而在北美、南美和亞洲等地得到了迅速推廣和應(yīng)用。全球許多國(guó)家和地區(qū)，包括中國(guó)香港、韓國(guó)、日本、美國(guó)都已建有CDMA商用網(wǎng)絡(luò)。在美國(guó)和日本，CDMA成為國(guó)內(nèi)的主要移動(dòng)通信技術(shù)。在美國(guó)，10個(gè)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)公司中有7家選用CDMA。到今年4月，韓國(guó)有60%的人口成為CDMA用戶(hù)。在澳大利亞主辦的第28屆奧運(yùn)會(huì)中，CDMA技術(shù)更是發(fā)揮了重要作用。

什么是WCDMA？

　　WCDMA全名是Wideband CDMA，中文譯名為“寬帶分碼多工存取”，它可支持384Kbps到2Mbps不等的數(shù)據(jù)傳輸速率，在高速移動(dòng)的狀態(tài)，可提供384Kbps的傳輸速率，在低速或是室內(nèi)環(huán)境下，則可提供高達(dá)2Mbps的傳輸速率。而GSM系統(tǒng)目前只能傳送9.6Kbps，固定線路Modem也只是56Kbps的速率，由此可見(jiàn)WCDMA是無(wú)線的寬帶通訊。

　　此外，在同一些傳輸通道中，它還可以提供電路交換和分包交換的服務(wù)，因此，消費(fèi)者可以同時(shí)利用交換方式接聽(tīng)電話(huà)，然后以分包交換方式訪問(wèn)因特網(wǎng)，這樣的技術(shù)可以提高移動(dòng)電話(huà)的使用效率，使得我們可以超過(guò)越在同一時(shí)間只能做語(yǔ)音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)的限制。

　　在費(fèi)用方面，WCDMA因?yàn)槭墙柚职粨Q的技術(shù)，所以，網(wǎng)絡(luò)使用的費(fèi)用不是以接入的時(shí)間計(jì)算，而是以消費(fèi)者的數(shù)據(jù)傳輸量來(lái)定。

　　在歐洲、美國(guó)和日本制造公司的共同努力下，日本NTT DoCoMo的WCDMA測(cè)試系統(tǒng)，將可在2001年商業(yè)化，到時(shí)大家就可以看到所謂的第三代行動(dòng)通訊給用戶(hù)帶來(lái)的便利了。

W-CDMA

　　也稱(chēng)為WCDMA，全稱(chēng)為Wideband CDMA，也稱(chēng)為CDMA Direct Spread，意為寬頻分碼多重存取，這是基于GSM網(wǎng)發(fā)展出來(lái)的3G技術(shù)規(guī)范，是歐洲提出的寬帶CDMA技術(shù)，它與日本提出的寬帶CDMA技術(shù)基本相同，目前正在進(jìn)一步融合。W-CDMA的支持者主要是以GSM系統(tǒng)為主的歐洲廠商，日本公司也或多或少參與其中，包括歐美的愛(ài)立信、阿爾卡特、諾基亞、朗訊、北電，以及日本的NTT、富士通、夏普等廠商。 該標(biāo)準(zhǔn)提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演進(jìn)策略。這套系統(tǒng)能夠架設(shè)在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)上，對(duì)于系統(tǒng)提供商而言可以較輕易地過(guò)渡。預(yù)計(jì)在GSM系統(tǒng)相當(dāng)普及的亞洲，對(duì)這套新技術(shù)的接受度會(huì)相當(dāng)高。因此W-CDMA具有先天的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。

CDMA2000

　　CDMA2000是由窄帶CDMA(CDMA IS95)技術(shù)發(fā)展而來(lái)的寬帶CDMA技術(shù)，也稱(chēng)為CDMA Multi-Carrier，它是由美國(guó)高通北美公司為主導(dǎo)提出，摩托羅拉、Lucent和后來(lái)加入的韓國(guó)三星都有參與，韓國(guó)現(xiàn)在成為該標(biāo)準(zhǔn)的主導(dǎo)者。這套系統(tǒng)是從窄頻CDMAOne數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)衍生出來(lái)的，可以從原有的CDMAOne結(jié)構(gòu)直接升級(jí)到3G，建設(shè)成本低廉。但目前使用CDMA的地區(qū)只有日、韓和北美，所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。不過(guò)CDMA2000的研發(fā)技術(shù)卻是目前各標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)度最快的，許多3G手機(jī)已經(jīng)率先面世。該標(biāo)準(zhǔn)提出了從CDMA IS95(2G)-CDMA20001x-CDMA20003x(3G)的演進(jìn)策略。CDMA20001x被稱(chēng)為2.5代移動(dòng)通信技術(shù)。CDMA20003x與CDMA20001x的主要區(qū)別在于應(yīng)用了多路載波技術(shù)，通過(guò)采用三載波使帶寬提高。目前中國(guó)電信正在采用這一方案向3G過(guò)渡，并已建成了CDMA IS95網(wǎng)絡(luò)。

TD-SCDMA

　　全稱(chēng)為T(mén)ime Division - Synchronous CDMA(時(shí)分同步CDMA)，該標(biāo)準(zhǔn)是由中國(guó)大陸?yīng)氉灾贫ǖ?G標(biāo)準(zhǔn)，1999年6月29日，中國(guó)原郵電部電信科學(xué)技術(shù)研究院（大唐電信）向ITU提出，但技術(shù)發(fā)明始于西門(mén)子公司，TD-SCDMA具有輻射低的特點(diǎn)，被譽(yù)為綠色3G。該標(biāo)準(zhǔn)將智能無(wú)線、同步CDMA和軟件無(wú)線電等當(dāng)今國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)融于其中，在頻譜利用率、對(duì)業(yè)務(wù)支持具有靈活性、頻率靈活性及成本等方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。另外，由于中國(guó)內(nèi)地龐大的市場(chǎng)，該標(biāo)準(zhǔn)受到各大主要電信設(shè)備廠商的重視，全球一半以上的設(shè)備廠商都宣布可以支持TD—SCDMA標(biāo)準(zhǔn)。 該標(biāo)準(zhǔn)提出不經(jīng)過(guò)2.5代的中間環(huán)節(jié)，直接向3G過(guò)渡，非常適用于GSM系統(tǒng)向3G升級(jí)。軍用通信網(wǎng)也是TD-SCDMA的核心任務(wù)。

4G

第四代移動(dòng)電話(huà)行動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，指的是第四代移動(dòng)通信技術(shù)。4G是集3G與WLAN于一體，并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像，它的圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下。4G系統(tǒng)能夠以10MB的速度下載，比目前的撥號(hào)上網(wǎng)快200倍，上傳的速度也能達(dá)到5Mbps，并能夠滿(mǎn)足幾乎所有用戶(hù)對(duì)于無(wú)線服務(wù)的要求。此外，4G可以在DSL和有線電視調(diào)制解調(diào)器沒(méi)有覆蓋的地方部署，然后再擴(kuò)展到整個(gè)地區(qū)。很明顯，4G有著不可比擬的優(yōu)越性。

背景

作為一項(xiàng)新興技術(shù)，CDMA、CDMA2000正迅速風(fēng)靡全球并已占據(jù)18%的無(wú)線市場(chǎng)。

截止2012年，全球CDMA2000用戶(hù)已超過(guò)2.56億，遍布70個(gè)國(guó)家的 156家運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)商用3G CDMA業(yè)務(wù)。包含高通授權(quán)LICENSE的安可信通信技術(shù)有限公司在內(nèi)全球有數(shù)十家OEM廠商推出EVDO移動(dòng)智能終端。

隨著數(shù)據(jù)通信與多媒體業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，適應(yīng)移動(dòng)數(shù)據(jù)、移動(dòng)計(jì)算及移動(dòng)多媒體運(yùn)作需要的第四代移動(dòng)通信開(kāi)始興起，因此有理由期待這種第四代移動(dòng)通信技術(shù)給人們帶來(lái)更加美好的未來(lái)。另一方面，4G也因?yàn)槠鋼碛械某邤?shù)據(jù)傳輸速度，被中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟譽(yù)為機(jī)器之間當(dāng)之無(wú)愧的“高速對(duì)話(huà)”。

它是根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)而確定的頻率范圍在900～1800MHz之間的數(shù)字移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)，頻率為1800MHz的系統(tǒng)也被美國(guó)采納。GSM是1991年開(kāi)始投入使用的。

到1997年底，已經(jīng)在100多個(gè)國(guó)家運(yùn)營(yíng)，成為歐洲和亞洲實(shí)際上的標(biāo)準(zhǔn)。GSM數(shù)字網(wǎng)也具有較強(qiáng)的保密性和抗干擾性，音質(zhì)清晰，通話(huà)穩(wěn)定，并具備容量大，頻率資源利用率高，接口開(kāi)放，功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)它能提供的數(shù)據(jù)傳輸率僅為9.6kbit/s，和用固定電話(huà)撥號(hào)上網(wǎng)的速度相當(dāng)，而當(dāng)時(shí)的internet幾乎只提供純文本的信息。而時(shí)下正流行的數(shù)字移動(dòng)通信手機(jī)是第二代（2G），一般采用GSM或CDMA技術(shù)。

在新興通信技術(shù)的不斷推動(dòng)之下，象征著3G通信的標(biāo)志技術(shù)WCDMA已經(jīng)成為了通信技術(shù)的主流。該技術(shù)能為用戶(hù)帶來(lái)了最高2Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，在這樣的條件下，計(jì)算機(jī)中應(yīng)用的任何媒體都能通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)輕松的傳遞。WCDMA通過(guò)有效的利用寬頻帶，不僅能順暢的處理聲音、圖像數(shù)據(jù)還能與互聯(lián)網(wǎng)快速連接；此外WCDMA和MPEG-4技術(shù)結(jié)合起來(lái)還可以處理真實(shí)的動(dòng)態(tài)圖像。

概念

4G最大的數(shù)據(jù)傳輸速率超過(guò)100Mbit/s，這個(gè)速率是移動(dòng)電話(huà)數(shù)據(jù)

傳輸速率的1萬(wàn)倍，也是3G移動(dòng)電話(huà)速率的50倍。4G手機(jī)可以提供高性能的匯流媒體內(nèi)容，并通過(guò)ID應(yīng)用程序成為個(gè)人身份鑒定設(shè)備。它也可以接受高分辨率的電影和電視節(jié)目，從而成為合并廣播和通信的新基礎(chǔ)設(shè)施中的一個(gè)紐帶。

此外，4G的無(wú)線即時(shí)連接等某些服務(wù)費(fèi)用會(huì)比3G便宜。還有，4G有望集成不同模式的無(wú)線通信——從無(wú)線局域網(wǎng)和藍(lán)牙等室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)、蜂窩信號(hào)、廣播電視到衛(wèi)星通信，移動(dòng)用戶(hù)可以自由地從一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)漫游到另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

4G通信技術(shù)并沒(méi)有脫離以前的通信技術(shù)，而是以傳統(tǒng)通信技術(shù)為基礎(chǔ)，并利用了一些新的通信技術(shù)，來(lái)不斷提高無(wú)線通信的網(wǎng)絡(luò)效率和功能的。如果說(shuō)3G能為人們提供一個(gè)高速傳輸?shù)臒o(wú)線通信環(huán)境的話(huà)，那么4G通信會(huì)是一種超高速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，一種不需要電纜的信息超級(jí)高速公路，這種新網(wǎng)絡(luò)可使電話(huà)用戶(hù)以無(wú)線及三維空間虛擬實(shí)境連線。

與傳統(tǒng)的通信技術(shù)相比，4G通信技術(shù)最明顯的優(yōu)勢(shì)在于通話(huà)質(zhì)量及數(shù)據(jù)通信速度。然而，在通話(huà)品質(zhì)方面，移動(dòng)電話(huà)消費(fèi)者還是能接受的。隨著技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，現(xiàn)有移動(dòng)電話(huà)網(wǎng)中手機(jī)的通話(huà)質(zhì)量還在進(jìn)一步提高。

數(shù)據(jù)通信速度的高速化的確是一個(gè)很大優(yōu)點(diǎn)，它的最大數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到100Mbit/s，簡(jiǎn)直是不可思議的事情。另外由于技術(shù)的先進(jìn)性確保了成本投資的大大減少，未來(lái)的4G通信費(fèi)用也要比2009年通信費(fèi)用低。

4G通信技術(shù)是繼第三代以后的又一次無(wú)線通信技術(shù)演進(jìn)，其開(kāi)發(fā)更加具有明確的目標(biāo)性：提高移動(dòng)裝置無(wú)線訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)的速度--據(jù)3G市場(chǎng)分三個(gè)階段走的的發(fā)展計(jì)劃，3G的多媒體服務(wù)在10年后進(jìn)入第三個(gè)發(fā)展階段。在發(fā)達(dá)國(guó)家，3G服務(wù)的普及率更超過(guò)60%，那么這時(shí)就需要有更新一代的系統(tǒng)來(lái)進(jìn)一步提升服務(wù)質(zhì)量。

為了充分利用4G通信給人們帶來(lái)的先進(jìn)服務(wù)，人們還必須借助各種各樣的4G終端才能實(shí)現(xiàn)，而不少通信營(yíng)運(yùn)商正是看到了未來(lái)通信的巨大市場(chǎng)潛力，他們已經(jīng)開(kāi)始把眼光瞄準(zhǔn)到生產(chǎn)4G通信終端產(chǎn)品上，例如生產(chǎn)具有高速分組通信功能的小型終端、生產(chǎn)對(duì)應(yīng)配備攝像機(jī)的可視電話(huà)以及電影電視的影像發(fā)送服務(wù)的終端，或者是生產(chǎn)與計(jì)算機(jī)相匹配的卡式數(shù)據(jù)通信專(zhuān)用終端。有了這些通信終端后，人們手機(jī)用戶(hù)就可以隨心所欲的漫游了，隨時(shí)隨地的享受高質(zhì)量的通信了。

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

4G移動(dòng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為三層：物理網(wǎng)絡(luò)層、中間環(huán)境層、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層。物理網(wǎng)絡(luò)層提供接入和路由選擇功能，它們由無(wú)線和核心網(wǎng)的結(jié)合格式完成。中間環(huán)境層的功能有QoS映射、地址變換和完全性管理等。物理網(wǎng)絡(luò)層與中間環(huán)境層及其應(yīng)用環(huán)境之間的接口是開(kāi)放的，它使發(fā)展和提供新的應(yīng)用及服務(wù)變得更為容易，提供無(wú)縫高數(shù)據(jù)率的無(wú)線服務(wù)，并運(yùn)行于多個(gè)頻帶。

這一服務(wù)能自適應(yīng)多個(gè)無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)及多模終端能力，跨越多個(gè)運(yùn)營(yíng)者和服務(wù)，提供大范圍服務(wù)。第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括信道傳輸；抗干擾性強(qiáng)的高速接入技術(shù)、調(diào)制和信息傳輸技術(shù)；高性能、小型化和低成本的自適應(yīng)陣列智能天線；大容量、低成本的無(wú)線接口和光接口；系統(tǒng)管理資源；軟件無(wú)線電、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)協(xié)議等。第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要是以正交頻分復(fù)用（OFDM）為技術(shù)核心。

OFDM技術(shù)的特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高度可擴(kuò)展，具有良好的抗噪聲性能和抗多信道干擾能力，可以提供無(wú)線數(shù)據(jù)技術(shù)質(zhì)量更高（速率高、時(shí)延?。┑姆?wù)和更好的性能價(jià)格比，能為4G無(wú)線網(wǎng)提供更好的方案。例如無(wú)線區(qū)域環(huán)路（WLL）、數(shù)字音訊廣播（DAB）等，預(yù)計(jì)都采用OFDM技術(shù)。

關(guān)鍵技術(shù)

4G移動(dòng)通信對(duì)加速增長(zhǎng)的寬帶無(wú)線連接的要求提供技術(shù)上的回應(yīng)，對(duì)跨越公眾的和專(zhuān)用的、室內(nèi)和室外的多種無(wú)線系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)保證提供無(wú)縫的服務(wù)。

通過(guò)對(duì)最適合的可用網(wǎng)絡(luò)提供用戶(hù)所需求的最佳服務(wù)，能應(yīng)付基于因特網(wǎng)通信所期望的增長(zhǎng)，增添新的頻段，使頻譜資源大擴(kuò)展，提供不同類(lèi)型的通信接口，運(yùn)用路由技術(shù)為主的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以傅利葉變換來(lái)發(fā)展硬件架構(gòu)實(shí)現(xiàn)第四代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。移動(dòng)通信會(huì)向數(shù)據(jù)化，高速化、寬帶化、頻段更高化方向發(fā)展，移動(dòng)數(shù)據(jù)、移動(dòng)IP預(yù)計(jì)會(huì)成為未來(lái)移動(dòng)網(wǎng)的主流業(yè)務(wù)。

優(yōu)勢(shì)與缺陷

優(yōu)勢(shì)

2009年在構(gòu)思中的4G通信具有下面的特征：

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(huà)和其他移動(dòng)裝置無(wú)線訪問(wèn)Internet的速率，因此4G通信給人印象最深刻的特征莫過(guò)于它具有更快的無(wú)線通信速度。

從移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率作比較，第一代模擬式僅提供語(yǔ)音服務(wù)；第二代數(shù)位式移動(dòng)通信系統(tǒng)傳輸速率也只有9.6Kbps，最高可達(dá)32Kbps，如PHS；第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到2Mbps；而第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)傳輸速率可達(dá)到20Mbps，甚至最高可以達(dá)到高達(dá)100Mbps，這種速度會(huì)相當(dāng)于2009年最新手機(jī)的傳輸速度的1萬(wàn)倍左右,第三代手機(jī)傳輸速度的50倍。

2：網(wǎng)絡(luò)頻譜寬

要想使4G通信達(dá)到100Mbps的傳輸，通信營(yíng)運(yùn)商必須在3G通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行大幅度的改造和研究，以便使4G網(wǎng)絡(luò)在通信帶寬上比3G網(wǎng)絡(luò)的蜂窩系統(tǒng)的帶寬高出許多。據(jù)研究4G通信的AT&T的執(zhí)行官們說(shuō)，估計(jì)每個(gè)4G信道會(huì)占有100MHz的頻譜，相當(dāng)于W-CDMA3G網(wǎng)絡(luò)的20倍。

3：通信靈活

從嚴(yán)格意義上說(shuō)，4G手機(jī)的功能，已不能簡(jiǎn)單劃歸“電話(huà)機(jī)”的范疇，畢竟語(yǔ)音資料的傳輸只是4G移動(dòng)電話(huà)的功能之一而已，因此未來(lái)4G手機(jī)更應(yīng)該算得上是一只小型電腦了，而且4G手機(jī)從外觀和式樣上，會(huì)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(gè)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(yīng)該怎么稱(chēng)呼它。

未來(lái)的4G通信使人們不僅可以隨時(shí)隨地通信，更可以雙向下載傳遞資料、圖畫(huà)、影像，當(dāng)然更可以和從未謀面的陌生人網(wǎng)上聯(lián)線對(duì)打游戲。也許有被網(wǎng)上定位系統(tǒng)永遠(yuǎn)鎖定無(wú)處遁形的苦惱，但是與它據(jù)此提供的地圖帶來(lái)的便利和安全相比，這簡(jiǎn)直可以忽略不計(jì)。

4：智能性能高

第四代移動(dòng)通信的智能性更高，不僅表現(xiàn)于4G通信的終端設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作具有智能化，例如對(duì)菜單和滾動(dòng)操作的依賴(lài)程度會(huì)大大降低，更重要的4G手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)許多難以想象的功能。

例如4G手機(jī)能根據(jù)環(huán)境、時(shí)間以及其他設(shè)定的因素來(lái)適時(shí)地提醒手機(jī)的主人此時(shí)該做什么事，或者不該做什么事，4G手機(jī)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(jù)這些信息來(lái)進(jìn)行在線購(gòu)買(mǎi)自己滿(mǎn)意的電影票；4G手機(jī)可以被看作是一臺(tái)手提電視，用來(lái)看體育比賽之類(lèi)的各種現(xiàn)場(chǎng)直播。

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(qiáng)大外，還應(yīng)該考慮到現(xiàn)有通信的基礎(chǔ)，以便讓更多的現(xiàn)有通信用戶(hù)在投資最少的情況下就能很輕易地過(guò)渡到4G通信。

因此，從這個(gè)角度來(lái)看，未來(lái)的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備全球漫游，接口開(kāi)放，能跟多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，終端多樣化以及能從第二代平穩(wěn)過(guò)渡等特點(diǎn)。

6：提供增值服務(wù)

4G通信并不是從3G通信的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的升級(jí)而演變過(guò)來(lái)的，它們的核心建設(shè)技術(shù)根本就是不同的，3G移動(dòng)通信系統(tǒng)主要是以CDMA為核心技術(shù)，而4G移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)則以正交多任務(wù)分頻技術(shù)(OFDM)最受矚目，利用這種技術(shù)人們可以實(shí)現(xiàn)例如無(wú)線區(qū)域環(huán)路(WLL)、數(shù)字音訊廣播(DAB)等方面的無(wú)線通信增值服務(wù)；不過(guò)考慮到與3G通信的過(guò)渡性，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)不會(huì)在未來(lái)僅僅只采用OFDM一種技術(shù)，CDMA技術(shù)會(huì)在第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)中，與OFDM技術(shù)相互配合以便發(fā)揮出更大的作用，甚至未來(lái)的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)也會(huì)有新的整合技術(shù)如OFDM/CDMA產(chǎn)生，前文所提到的數(shù)字音訊廣播，其實(shí)它真正運(yùn)用的技術(shù)是OFDM/FDMA的整合技術(shù)，同樣是利用兩種技術(shù)的結(jié)合。

因此未來(lái)以O(shè)FDM為核心技術(shù)的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)，也會(huì)結(jié)合兩項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，一部分會(huì)是以CDMA的延伸技術(shù)。

7：高質(zhì)量通信

盡管第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)各種多媒體通信，為此未來(lái)的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)也稱(chēng)為“多媒體移動(dòng)通信。

第四代移動(dòng)通信不僅僅是為了因應(yīng)用戶(hù)數(shù)的增加，更重要的是，必須要因應(yīng)多媒體的傳輸需求，當(dāng)然還包括通信品質(zhì)的要求?？偨Y(jié)來(lái)說(shuō)，首先必須可以容納市場(chǎng)龐大的用戶(hù)數(shù)、改善現(xiàn)有通信品質(zhì)不良，以及達(dá)到高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/p>

8：頻率效率高

相比第三代移動(dòng)通信技術(shù)來(lái)說(shuō)，第四代移動(dòng)通信技術(shù)在開(kāi)發(fā)研制過(guò)程中使用和引入許多功能強(qiáng)大的突破性技術(shù)，例如一些光纖通信產(chǎn)品公司為了進(jìn)一步提高無(wú)線因特網(wǎng)的主干帶寬寬度，引入了交換層級(jí)技術(shù)，這種技術(shù)能同時(shí)涵蓋不同類(lèi)型的通信接口，也就是說(shuō)第四代主要是運(yùn)用路由技術(shù)(Routing)為主的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

由于利用了幾項(xiàng)不同的技術(shù)，所以無(wú)線頻率的使用比第二代和第三代系統(tǒng)有效得多。

按照最樂(lè)觀的情況估計(jì)，這種有效性可以讓更多的人使用與以前相同數(shù)量的無(wú)線頻譜做更多的事情，而且做這些事情的時(shí)候速度相當(dāng)快。研究人員說(shuō)，下載速率有可能達(dá)到5Mbps到10Mbps。

9：費(fèi)用便宜

由于4G通信不僅解決了與3G通信的兼容性問(wèn)題，讓更多的現(xiàn)有通信用戶(hù)能輕易地升級(jí)到4G通信，而且4G通信引入了許多尖端的通信技術(shù)，這些技術(shù)保證了4G通信能提供一種靈活性非常高的系統(tǒng)操作方式，因此相對(duì)其他技術(shù)來(lái)說(shuō)，4G通信部署起來(lái)就容易迅速得多；同時(shí)在建設(shè)4G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，通信營(yíng)運(yùn)商們會(huì)考慮直接在3G通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施之上，采用逐步引入的方法，這樣就能夠有效地降低運(yùn)行者和用戶(hù)的費(fèi)用。據(jù)研究人員宣稱(chēng)，4G通信的無(wú)線即時(shí)連接等某些服務(wù)費(fèi)用會(huì)比3G通信更加便宜。

對(duì)于人們來(lái)說(shuō)，未來(lái)的4G通信的確顯得很神秘，不少人都認(rèn)為第四代無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是人類(lèi)有史以來(lái)發(fā)明的最復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)。的確，第四代無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)在具體實(shí)施的過(guò)程中出現(xiàn)大量令人頭痛的技術(shù)問(wèn)題，大概一點(diǎn)也不會(huì)使人們感到意外和奇怪。第四代無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)存在的技術(shù)問(wèn)題多和互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)，并且需要花費(fèi)好幾年的時(shí)間才能解決。

缺陷

1：標(biāo)準(zhǔn)多

雖然從理論上講，3G手機(jī)用戶(hù)在全球范圍都可以進(jìn)行移動(dòng)通信，但是由于沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，各種移動(dòng)通信系統(tǒng)彼此互不兼容，給手機(jī)用戶(hù)帶來(lái)諸多不便。因此，開(kāi)發(fā)第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)必須首先解決通信制式等需要全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題，而世界各大通信廠商會(huì)對(duì)此一直在爭(zhēng)論不休。

2：技術(shù)難

盡管未來(lái)的4G通信能夠給人帶來(lái)美好的明天，現(xiàn)已研究出來(lái)，但并未普及。據(jù)研究這項(xiàng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)人員而言，要實(shí)現(xiàn)4G通信的下載速度還面臨著一系列技術(shù)問(wèn)題。

例如，如何保證樓區(qū)、山區(qū)，及其它有障礙物等易受影響地區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度等問(wèn)題。日本DoCoMo公司表示，為了解決這一問(wèn)題，公司會(huì)對(duì)不同編碼技術(shù)和傳輸技術(shù)進(jìn)行測(cè)試。另外在移交方面存在的技術(shù)問(wèn)題，使手機(jī)很容易在從一個(gè)基站的覆蓋區(qū)域進(jìn)入另一個(gè)基站的覆蓋區(qū)域時(shí)和網(wǎng)絡(luò)失去聯(lián)系。

由于第四代無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，這一問(wèn)題顯得格外突出。不過(guò)，行業(yè)專(zhuān)家們表示，他們相信這一問(wèn)題可以得到解決，但需要一定的時(shí)間。

3：容量受限

人們對(duì)未來(lái)的4G通信的印象最深的莫過(guò)于它的通信傳輸速度會(huì)得到極大提升，從理論上說(shuō)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(jī)信息傳輸速度每秒10KB要快1000多倍，但手機(jī)的速度會(huì)受到通信系統(tǒng)容量的限制，如系統(tǒng)容量有限，手機(jī)用戶(hù)越多，速度就越慢。據(jù)有關(guān)行家分析，4G手機(jī)會(huì)很難達(dá)到其理論速度。如果速度上不去，4G手機(jī)就要大打折扣。

4：市場(chǎng)難以消化

有專(zhuān)家預(yù)測(cè)在10年以后，第三代移動(dòng)通信的多媒體服務(wù)會(huì)進(jìn)入第三個(gè)發(fā)展階段，此時(shí)覆蓋全球的3G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本建成，全球25%以上人口使用第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)，第三代技術(shù)仍然在緩慢地進(jìn)入市場(chǎng)，到那時(shí)整個(gè)行業(yè)正在消化吸收第三代技術(shù)，對(duì)于第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的接受還需要一個(gè)逐步過(guò)渡的過(guò)程。

另外，在過(guò)渡過(guò)程中，如果4G通信因?yàn)橄到y(tǒng)或終端的短缺而導(dǎo)致延遲的話(huà)，那么號(hào)稱(chēng)5G的技術(shù)隨時(shí)都有可能威脅到4G的贏利計(jì)劃，此時(shí)4G漫長(zhǎng)的投資回收和贏利計(jì)劃會(huì)變得異常的脆弱。

5：設(shè)施更新慢

在部署4G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之前，覆蓋全球的大部分無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施都是基于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)建立的，如果要向第四代通信技術(shù)轉(zhuǎn)移的話(huà)，那么全球的許多無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施都需要經(jīng)歷著大量的變化和更新，這種變化和更新勢(shì)必減緩4G通信技術(shù)全面進(jìn)入市場(chǎng)、占領(lǐng)市場(chǎng)的速度。

而且到那時(shí)，還必須要求3G通信終端升級(jí)到能進(jìn)行更高速數(shù)據(jù)傳輸及支持4G通信各項(xiàng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的4G終端，也就是說(shuō)4G通信終端要能在4G通信網(wǎng)絡(luò)建成后及時(shí)提供，不能讓通信終端的生產(chǎn)滯后于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。但根據(jù)某些事實(shí)來(lái)看，在4G通信技術(shù)全面進(jìn)入商用之日算起的二三年后，消費(fèi)者才有望用上性能穩(wěn)定的4G通信手機(jī)。

6：其他

因?yàn)槭謾C(jī)的功能越來(lái)越強(qiáng)大，而無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)也變得越來(lái)越復(fù)雜，同樣4G通信在功能日益增多的同時(shí)，它的建設(shè)和開(kāi)發(fā)也會(huì)遇到比以前系統(tǒng)建設(shè)更多的困難和麻煩。

例如每一種新的設(shè)備和技術(shù)推出時(shí)，其后的軟件設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)必須及時(shí)能跟上步伐，才能使新的設(shè)備和技術(shù)得到很快推廣和應(yīng)用，但遺憾的是4G通信還只處于研究和開(kāi)發(fā)階段，具體的設(shè)備和用到的技術(shù)還沒(méi)有完全成型，因此對(duì)應(yīng)的軟件開(kāi)發(fā)也會(huì)遇到困難；另外費(fèi)率和計(jì)費(fèi)方式對(duì)于4G通信的移動(dòng)數(shù)據(jù)市場(chǎng)的發(fā)展尤為重要，例如WAP手機(jī)推出后，用戶(hù)花了很多的連接時(shí)間才能獲得信息，而按時(shí)間及信息內(nèi)容的收費(fèi)方式使用戶(hù)難以承受，因此必須及早慎重研究基于4G通信的收費(fèi)系統(tǒng)，以利于市場(chǎng)發(fā)展。

標(biāo)準(zhǔn)

LTE

LTE (Long Term Evolution,長(zhǎng)期演進(jìn)) 項(xiàng)目是3G的演進(jìn)，它改進(jìn)并增強(qiáng)了3G的空中接入技術(shù)，采用OFDM和MIMO作為其無(wú)線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)4G牌照發(fā)布的規(guī)定，國(guó)內(nèi)三家運(yùn)營(yíng)商中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通，都拿到了TD-LTE制式的4G牌照。[2]

主要特點(diǎn)是在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率，相對(duì)于3G網(wǎng)絡(luò)大大的提高了小區(qū)的容量，同時(shí)將網(wǎng)絡(luò)延遲大大降低：內(nèi)部單向傳輸時(shí)延低于5ms，控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時(shí)間低于50ms，從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時(shí)間小于100ms。并且這一標(biāo)準(zhǔn)也是3GPP長(zhǎng)期演進(jìn) (LTE) 項(xiàng)目，是近兩年來(lái)3GPP啟動(dòng)的最大的新技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目，其演進(jìn)的歷史如下：

GSM-->GPRS-->EDGE-->WCDMA-->HSDPA/HSUPA-->HSDPA+/HSUPA+-->FDD-LTE長(zhǎng)期演進(jìn)

GSM：9K -->GPRS:42K--> EDGE:172K -->WCDMA：364k -->HSDPA/HSUPA:14.4M -->HSDPA+/HSUPA+:42M -->FDD-LTE:300M

由于WCDMA網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)版HSPA和HSPA+均能夠演化到FDD-LTE這一狀態(tài)，所以這一4G標(biāo)準(zhǔn)獲得了最大的支持，也將是未來(lái)4G標(biāo)準(zhǔn)的主流。TD-LTE與TD-SCDMA實(shí)際上沒(méi)有關(guān)系不能直接向TD-LTE演進(jìn)。該網(wǎng)絡(luò)提供媲美固定寬帶的網(wǎng)速和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的切換速度，網(wǎng)絡(luò)瀏覽速度大大提升。

LTE終端設(shè)備當(dāng)前有耗電太大和價(jià)格昂貴的缺點(diǎn)，按照摩爾定律測(cè)算，估計(jì)至少還要6年后，才能達(dá)到當(dāng)前3G終端的量產(chǎn)成本。

LTE-Advanced

LTE-Advanced：從字面上看，LTE-Advanced就是LTE技術(shù)的升級(jí)版，那么為何兩種標(biāo)準(zhǔn)都能夠成為4G標(biāo)準(zhǔn)呢？LTE-Advanced的正式名稱(chēng)為 Further Advancements for E-UTRA，它滿(mǎn)足 ITU-R的IMT-Advanced技術(shù)征集的需求，是3GPP形成歐洲IMT-Advanced技術(shù)提案的一個(gè)重要來(lái)源。LTE-Advanced是 一個(gè)后向兼容的技術(shù)，完全兼容LTE，是演進(jìn)而不是革命，相當(dāng)于HSPA和WCDMA這樣的關(guān)系。LTE-Advanced的相關(guān)特性如下：

帶寬：100MHz

峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps

峰值頻譜效率：下行30bps/Hz，上行15bps/Hz

針對(duì)室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化

有效支持新頻段和大帶寬應(yīng)用

峰值速率大幅提高，頻譜效率有限的改進(jìn)

如果嚴(yán)格的講，LTE作為3.9G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，那么LTE-Advanced作為4G標(biāo)準(zhǔn)更加確切一些。LTE-Advanced的入圍，包含 TDD和FDD兩種制式，其中TD-SCDMA將能夠進(jìn)化到TDD制式，而WCDMA網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)化到FDD制式。移動(dòng)主導(dǎo)的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)期望能夠 直接繞過(guò)HSPA+網(wǎng)絡(luò)而直接進(jìn)入到LTE。

WiMax

Wimax = 全球微波互聯(lián)接入 = IEEE 802.16

WiMax：WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access)，即全球微波互聯(lián)接入，WiMAX的另一個(gè)名字是IEEE 802.16。WiMAX的技術(shù)起點(diǎn)較高，WiMax所能提供的最高接入速度是70M，這個(gè)速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍。

對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，這的確是一個(gè)驚人的進(jìn)步。WiMAX逐步實(shí)現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)的移動(dòng)化，而3G則實(shí)現(xiàn)移動(dòng)業(yè)務(wù)的寬帶化，兩種網(wǎng)絡(luò)的融合程度會(huì)越來(lái)越高，這也是未來(lái)移動(dòng)世界和固定網(wǎng)絡(luò)的融合趨勢(shì)。

802.16工作的頻段采用的是無(wú)需授權(quán)頻段，范圍在2GHz至66GHz之間，而802.16a則是一種采用2G至11GHz無(wú)需授權(quán)頻段的寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)，其頻道帶寬可根據(jù)需求在1.5M至20MHz范圍進(jìn)行調(diào)整，具有更好高速移動(dòng)下無(wú)縫切換的IEEE 802.16m的技術(shù)正在研發(fā)。因此，802.16所使用的頻譜可能比其它任何無(wú)線技術(shù)更豐富，WiMax具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)對(duì)于已知的干擾，窄的信道帶寬有利于避開(kāi)干擾，而且有利于節(jié)省頻譜資源。

(2)靈活的帶寬調(diào)整能力，有利于運(yùn)營(yíng)商或用戶(hù)協(xié)調(diào)頻譜資源。

(3)WiMax所能實(shí)現(xiàn)的50公里的無(wú)線信號(hào)傳輸距離是無(wú)線局域網(wǎng)所不能比擬的，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積是3G發(fā)射塔的10倍，只要少數(shù)基站建設(shè)就能實(shí)現(xiàn)全城覆蓋，能夠使無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積大大提升。

不過(guò)WiMax網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積和網(wǎng)絡(luò)的帶寬上優(yōu)勢(shì)巨大，但是其移動(dòng)性卻有著先天的缺陷，無(wú)法滿(mǎn)足高速(≧50km/h)下的網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫鏈接，從這個(gè)意義上講，WiMax還無(wú)法達(dá)到3G網(wǎng)絡(luò)的水平，嚴(yán)格地說(shuō)并不能算作移動(dòng)通信技術(shù)，而僅僅是無(wú)線局域網(wǎng)的技術(shù)。

但是WiMax的希望在于IEEE 802.11m技術(shù)上，將能夠有效的解決這些問(wèn)題，也正是因?yàn)橛兄袊?guó)移動(dòng)、英特爾、Sprint各大廠商的積極參與，WiMax成為呼聲僅次于LTE的4G網(wǎng)絡(luò)手機(jī)。關(guān)于IEEE 802.16m這一技術(shù)，我們將留在最后作詳細(xì)的闡述。

Wimax當(dāng)前全球使用用戶(hù)大約800萬(wàn)，其中60%在美國(guó)。Wimax其實(shí)是最早的4G通信標(biāo)準(zhǔn)，大約出現(xiàn)于2000年。

Wireless MAN

WirelessMAN-Advanced：WirelessMAN- Advanced事實(shí)上就是WiMax的升級(jí)版，即IEEE 802.16m標(biāo)準(zhǔn)，802.16系列標(biāo)準(zhǔn)在IEEE正式稱(chēng)為WirelessMAN ，而WirelessMAN-Advanced即為IEEE 802.16m。其中，802.16m最高可以提供1Gbps無(wú)線傳輸速率，還將兼容未來(lái)的4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。802.16m可在“漫游”模式或高效率/強(qiáng)信號(hào)模式下提供1Gbps的下行速率。該標(biāo)準(zhǔn)還支持“高移動(dòng)”模式，能夠提供1Gbps速率。其優(yōu)勢(shì)如下：

1．提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋，改建鏈路預(yù)算；

2．提高頻譜效率；

3．提高數(shù)據(jù)和VOIP容量；

4．低時(shí)延&QoS增強(qiáng)；

5．功耗節(jié)??；

WirelessMAN-Advanced有5種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)規(guī)格，其中極低速率為16kbps，低數(shù)率數(shù)據(jù)及低速多媒體為144kbps，中速多媒 體為2Mbps，高速多媒體為30Mbps超高速多媒體則達(dá)到了30Mbps--1Gbps。

但是該標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)被率先被軍方所采用，IEEE方面表示軍方 的介入將能夠促使WirelessMAN-Advanced更快的成熟和完善，而且軍方的今天就是民用的明天。不論怎樣，WirelessMAN- Advanced得到ITU的認(rèn)可并成為4G標(biāo)準(zhǔn)的可能性極大。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ?

?4G標(biāo)準(zhǔn) ?LTE-Advanced ?WirelessMAN-advanced (802.16m)

2012年1月18日下午5時(shí)，國(guó)際電信聯(lián)盟在2012年無(wú)線電通信全會(huì)全體會(huì)議上，正式審議通過(guò)將LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced(802.16m)技術(shù)規(guī)范確立為IMT-Advanced(俗稱(chēng)“4G”)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)主導(dǎo)制定的TD-LTE-Advanced和FDD-LTE-Advance同時(shí)并列成為4G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

4G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)工作歷時(shí)三年。從2009年初開(kāi)始，ITU在全世界范圍內(nèi)征集IMT-Advanced候選技術(shù)。2009年10月，ITU共計(jì)征集到了六個(gè)候選技術(shù)，分別來(lái)自北美標(biāo)準(zhǔn)化組織IEEE的802.16m、日本3GPP的FDD-LTE-Advance、韓國(guó)（基于802.16m）和中國(guó)（TD-LTE-Advanced）、歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP（FDD-LTE-Advance）。

4G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)公布有兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)分別是LTE-Advance和IEEE，

LTE-Advanced:

1.?TD-SCDMA進(jìn)化的TDD部分

2.?WCDMA進(jìn)化的FDD部分

一類(lèi)是LTE-Advance的FDD部分和中國(guó)提交的TD-LTE-Advanced的TDD部分，總基于3GPP的LTE-Advance。另外一類(lèi)是基于IEEE 802.16m的技術(shù)。

ITU在收到候選技術(shù)以后，組織世界各國(guó)和國(guó)際組織進(jìn)行了技術(shù)評(píng)估。在2010年10月份，在中國(guó)重慶，ITU-R下屬的WP5D工作組最終確定了IMT-Advanced的兩大關(guān)鍵技術(shù)，即LTE-Advanced和802.16m。中國(guó)提交的候選技術(shù)作為L(zhǎng)TE-Advanced的一個(gè)組成部分，也包含在其中。在確定了關(guān)鍵技術(shù)以后，WP5D工作組繼續(xù)完成了電聯(lián)建議的編寫(xiě)工作，以及各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織的確認(rèn)工作。此后WP5D將文件提交上一級(jí)機(jī)構(gòu)審核，SG5審核通過(guò)以后，再提交給全會(huì)討論通過(guò)。

在此次會(huì)議上，TD-LTE正式被確定為4G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，也標(biāo)志著中國(guó)在移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)制定領(lǐng)域再次走到了世界前列，為T(mén)D-LTE產(chǎn)業(yè)的后續(xù)發(fā)展及國(guó)際化提供了重要基礎(chǔ)。

日本軟銀、沙特阿拉伯STC、mobily、巴西sky Brazil、波蘭Aero2等眾多國(guó)際運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)始商用或者預(yù)商用TD-LTE網(wǎng)絡(luò)。印度Augere預(yù)計(jì)2012年2月開(kāi)始預(yù)商用。審議通過(guò)后，將有利于TD-LTE技術(shù)進(jìn)一步在全球推廣。同時(shí)，國(guó)際主流的電信設(shè)備制造商基本全部支持TD-LTE，而在芯片領(lǐng)域，TD-LTE已吸引17家廠商加入，其中不乏高通等國(guó)際芯片市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者。

4G的OFDM和3G的CDMA關(guān)鍵技術(shù)比較

CDMA與OFDM之技術(shù)比較 頻譜利用率、支持高速率多媒體服務(wù)、系統(tǒng)容量、抗多徑信道干擾等因素是目前大多數(shù)固定寬帶無(wú)線接入設(shè)備商在選擇CDMA（碼分多址）或OFDM（正交頻分復(fù)用）作為點(diǎn)到多點(diǎn)（PMP）的關(guān)鍵技術(shù)時(shí)的主要出發(fā)點(diǎn)。而這兩種技術(shù)在這些方面都各有所長(zhǎng)，因此設(shè)備商需要根據(jù)實(shí)際情況權(quán)衡利弊，進(jìn)行綜合分析，從而做出最佳選擇。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) CDMA技術(shù)是基于擴(kuò)頻通信理論的調(diào)制和多址連接技術(shù)。OFDM技術(shù)屬于多載波調(diào)制技術(shù)，它的基本思想是將信道分成許多正交子信道，在每個(gè)子信道上使用一個(gè)子載波進(jìn)行調(diào)制，并且各個(gè)子載波并行傳輸。OFDM和CDMA技術(shù)各有利弊。CDMA具有眾所周知的優(yōu)點(diǎn)，而采用多種新技術(shù)的OFDM也表現(xiàn)出了良好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可擴(kuò)展性、更高的頻譜利用率、更靈活的調(diào)制方式和抗多徑干擾能力。

下面主要從調(diào)制技術(shù)、峰均功率比、抗窄帶干擾能力等角度分析這兩種技術(shù)在性能上的具體差異。 OFDM頻譜效率比較 OFDM頻譜效率比較 ——調(diào)制技術(shù)。一般來(lái)說(shuō)，無(wú)線系統(tǒng)中頻譜效率可以通過(guò)采用16QAM（正交幅度調(diào)制）、64QAM乃至更高階的調(diào)制方式得到提高，而且一個(gè)好的通信系統(tǒng)應(yīng)該在頻譜效率和誤碼率之間獲得最佳平衡。 在CDMA系統(tǒng)中，下行鏈路可支持多種調(diào)制，但每條鏈路的符號(hào)調(diào)制方式必須相同，而上行鏈路卻不支持多種調(diào)制，這就使得CDMA系統(tǒng)喪失了一定的靈活性。并且，在這種非正交的鏈路中，采用高階調(diào)制方式的用戶(hù)必將會(huì)對(duì)采用低階調(diào)制的用戶(hù)產(chǎn)生很大的噪聲干擾。 在OFDM系統(tǒng)中，每條鏈路都可以獨(dú)立調(diào)制，因而該系統(tǒng)不論在上行還是在下行鏈路上都可以容易地同時(shí)容納多種混合調(diào)制方式。這就可以引入“自適應(yīng)調(diào)制”的概念。它增加了系統(tǒng)的靈活性，例如，在信道好的條件下終端可以采用較高階的如64QAM調(diào)制以獲得最大頻譜效率，而在信道條件變差時(shí)可以選擇QPSK（四相移相鍵控）調(diào)制等低階調(diào)制來(lái)確保信噪比。這樣，系統(tǒng)就可以在頻譜利用率和誤碼率之間取得最佳平衡。此外，雖然信道間干擾限制了某條特定鏈路的調(diào)制方式，但這一點(diǎn)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)頻率規(guī)劃和無(wú)線資源管理等手段來(lái)解決。 OFDM頻率偏差錯(cuò)誤 OFDM頻率偏差錯(cuò)誤 ——峰均功率比（PAPR）。這也是設(shè)備商們應(yīng)該考慮的一個(gè)重要因素。因?yàn)镻APR過(guò)高會(huì)使得發(fā)送端對(duì)功率放大器的線性要求很高，這就意味著要提供額外功率、電池備份和擴(kuò)大設(shè)備的尺寸，進(jìn)而增加基站和用戶(hù)設(shè)備的成本。 CDMA系統(tǒng)的PAPR一般在5～11dB，并會(huì)隨著數(shù)據(jù)速率和使用碼數(shù)的增加而增加。目前已有很多技術(shù)可以降低CDMA的PAPR。 在OFDM系統(tǒng)中，由于信號(hào)包絡(luò)的不恒定性，使得該系統(tǒng)對(duì)非線性很敏感。如果沒(méi)有改善非線性敏感性的措施，OFDM技術(shù)將不能用于使用電池的傳輸系統(tǒng)和手機(jī)等。目前有很多技術(shù)可以降低OFDM的PAPR。 ——抗窄帶干擾能力。CDMA的最大優(yōu)勢(shì)就表現(xiàn)在其抗窄帶干擾能力方面。因?yàn)楦蓴_只影響整個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)的一小部分；而OFDM中窄帶干擾也只影響其頻段的一小部分，而且系統(tǒng)可以不使用受到干擾的部分頻段，或者采用前向糾錯(cuò)和使用較低階調(diào)制等手段來(lái)解決。 較高的峰值平均功率比 較高的峰值平均功率比 ——抗多徑干擾能力。在無(wú)線信道中，多徑傳播效應(yīng)造成接收信號(hào)相互重疊，產(chǎn)生信號(hào)波形間的相互干擾，使接收端判斷錯(cuò)誤。這會(huì)嚴(yán)重地影響信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量。 為了抵消這種信號(hào)自干擾，CDMA接收機(jī)采用了RAKE分集接收技術(shù)來(lái)區(qū)分和綁定多路信號(hào)能量。為了減少干擾源，RAKE接收機(jī)提供一些分集增益。然而由于多路信號(hào)能量不相等，試驗(yàn)證明，如果路徑數(shù)超過(guò)7或8條，這種信號(hào)能量的分散將使得信道估計(jì)精確度降低，RAKE的接收性能下降就會(huì)很快。 OFDM技術(shù)與RAKE接收的思路不同，它是將待發(fā)送的信息碼元通過(guò)串并變換，降低速率，從而增大碼元周期，以削弱多徑干擾的影響。同時(shí)它使用循環(huán)前綴（CP）作為保護(hù)間隔，大大減少甚至消除了碼間干擾，并且保證了各信道間的正交性，從而大大減少了信道間干擾。當(dāng)然，這樣做也付出了帶寬的代價(jià)，并帶來(lái)了能量損失：CP越長(zhǎng)，能量損失就越大。 ——功率控制技術(shù)。在CDMA系統(tǒng)中，功率控制技術(shù)是解決遠(yuǎn)近效應(yīng)的重要方法，而且功率控制的有效性決定了網(wǎng)絡(luò)的容量。相對(duì)來(lái)說(shuō)功率控制不是OFDM系統(tǒng)的基本需求。OFDM系統(tǒng)引入功率控制的目的是最小化信道間干擾。 OFDM的小區(qū)間干擾 OFDM的小區(qū)間干擾 ——網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。由于CDMA本身的技術(shù)特性，CDMA系統(tǒng)的頻率規(guī)劃問(wèn)題不很突出，但卻面臨著碼的設(shè)計(jì)規(guī)劃問(wèn)題。OFDM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的最基本目的是減少信道間的干擾。由于這種規(guī)劃是基于頻率分配的，設(shè)計(jì)者只要預(yù)留些頻段就可以解決小區(qū)分裂的問(wèn)題。?——均衡技術(shù)。均衡技術(shù)可以補(bǔ)償時(shí)分信道中由于多徑效應(yīng)而產(chǎn)生的ISI。在CDMA系統(tǒng)中，信道帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信道的平坦衰落帶寬。由于擴(kuò)頻碼自身良好的自相關(guān)性，使得在無(wú)線信道傳輸中的時(shí)延擴(kuò)展可以被看作只是被傳信號(hào)的再次傳送。如果這些多徑信號(hào)相互間的延時(shí)超過(guò)一個(gè)碼片的長(zhǎng)度，就可被RAKE接收端視為非相關(guān)的噪聲，而不再需要均衡。 對(duì)OFDM系統(tǒng)，在一般的衰落環(huán)境下，均衡不是改善系統(tǒng)性能的有效方法，因?yàn)榫獾膶?shí)質(zhì)是補(bǔ)償多徑信道特性。而OFDM技術(shù)本身已經(jīng)利用了多徑信道的分集特性，因此該系統(tǒng)一般不必再作均衡。

OFDM能在與CDMA的PK中勝利的原因：

由于信道傳輸特性不理想，各類(lèi)無(wú)線和移動(dòng)通信中普遍存在著符號(hào)間干擾(ISI)。通常采用自適應(yīng)均衡器來(lái)加以克服，但是，在高速數(shù)字通信系統(tǒng)中，為了保證克服ISI，往往要求均衡器的抽頭數(shù)很大，尤其是城市環(huán)境可能使得均衡器的抽頭數(shù)達(dá)上百。這樣，必然大大增加了均衡器的復(fù)雜程度，使設(shè)備造價(jià)和成本大大提高。為了能在下一代移動(dòng)通信中有效解決這一問(wèn)題，OFDM技術(shù)因其頻譜利用率高和抗多徑衰落性能好而被普遍看好，以取代復(fù)雜而昂貴的自適應(yīng)均衡器。近年來(lái)，由于DSP技術(shù)的飛速發(fā)展，OFDM作為一種可以有效對(duì)抗ISI的高速傳輸技術(shù)，引起了廣泛關(guān)注。

1. OFDM具有更好的頻譜擴(kuò)展性，可以有效地支持寬帶傳輸。目前的CDMA帶寬只有5M，要支持LTE的20M，就必須同時(shí)采用多個(gè)CDMA載波，最多4個(gè)，所造成的額外設(shè)計(jì)還是可以忍受的，但是考慮到IMT-ADvance系統(tǒng)（4G），100M帶寬上將多個(gè)5M的wcdma載波綁定太過(guò)于復(fù)雜，必須采用基于OFDM的技術(shù)。

2. OFDM是一種正交傳輸技術(shù)，用戶(hù)之間無(wú)干擾，而CDMA系統(tǒng)中不可避免地存在多用戶(hù)干擾。但是建議采用CDMA技術(shù)的公司主張采用先進(jìn)接收機(jī)技術(shù)抑制或消除MUI，解決用戶(hù)間干擾不一定非得OFDM技術(shù)。相關(guān)仿真結(jié)果表明，不帶有RXD和子帶調(diào)度的OFDM系統(tǒng)的吞吐量只比采用LMMSE均衡器＋DFE接收機(jī)性能的HSDPA系統(tǒng)大8％；但在用戶(hù)公平性方面有微弱的損失。采用子帶調(diào)度的OFDM系統(tǒng)可以獲得8％的額外性能增益；如果采用RXD， OFDM系統(tǒng)和MC-HSPA系統(tǒng)幾乎有相同的性能。

3. 就LTE來(lái)說(shuō)，對(duì)CDMA的取舍本來(lái)還是在兩可之間，最終選擇OFDMA作為下行多址技術(shù)歸根結(jié)底還是因?yàn)檫@是大多數(shù)公司的選擇。