4G

4G

4G是第四代通訊技術的簡稱,G是generation(一代)的簡稱。4G系統能夠以100Mbps的速度下載,比目前的撥接快2000倍,上載的速度也能達到20Mbps,並能夠滿足幾乎所有使用者對于無線服務的要求。而在使用者最為關註的價格方面,4G與固定寬頻網路在價格方面不相上下,而且計費方式更加靈活機動,使用者完全可以根據自身的需求確定所需的服務。此外,4G可以在DSL和有線電視數據機沒有覆蓋的地方部署,然後再擴展到整個地區。

2013年12月4日下午,工業和信息化部正式發放4G牌照,宣告我國通信行業進入4G時代。

2015年9月,調研公司發布4G網速報告,中國4G網路下載速度為13Mbps,位居全球排名第38位。前三位分別是:紐西蘭、新加坡和羅馬尼亞。

  • 中文名稱
    4G網路
  • 外文名稱
    the 4 Generation mobile communication technology
  • 速度下載
    100Mbps
  • 上載速度
    20Mbps
  • 類別
  • 運營商
    中國移動中國聯通、中國電信
  • 中文縮寫
    第四代
  • 別稱
    第四階段
  • 4G加速協定
    4GIPvpn

產生背景

隨著資料通信多媒體業務需求的發展,適應移動資料、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資料傳輸速度,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”。

發展歷史

研發階段

2001年12月~2003年12月,開展Beyond 3G/4G蜂窩通信空中接口技術研究,完成Beyond 3G/4G系統無線傳輸系統的核心硬、軟體研製工作,開展相關傳輸實驗,向ITU提交有關建議;

4G

2004年1月~2005年12月,使Beyond 3G/4G空中接口技術研究達到相對成熟的水準,進行與之相關的系統整體技術研究(包括與無線自組織網路、遊牧無線接入網路的互聯互通技術研究等),完成聯網試驗和演示業務的開發,建成具有Beyond 3G/4G技術特征的演示系統,向ITU提交初步的新一代無線通信體製標準;

2006年1月~2010年12月,設立有關重大專項,完成通用無線環境的體製標準研究及其系統實用化研究,開展較大規模的現場試驗。

運行階段

2010年是海外主流運營商規模建設4G的元年,多數機構預計海外4G投資時間還將持續3年左右。

2012年國家工業和信息化部部長苗圩表示:4G的腳步越來越近,4G牌照在一年左右時間中就會下發。

2013年,"谷歌光纖概念"開始在全球發酵,在美國國內成功推行的同時,谷歌光纖開始向非洲、東南亞等地推廣,給全球4G網路建設再次添柴加火。同年8月,國務院總理李克強日前主持召開國務院常務會議,要求提升3G網路覆蓋和服務質量,推動年內發放4G牌照。12月4日正式向三大運營商發布4G牌照,中國移動、中國電信和中國聯通均獲得TD-LTE牌照,不過中國聯通和中國電信熱切期待的FDD-LTE牌照,暫未發放。

2013年12月18日,中國移動在廣州宣布,將建成全球最大4G網路。2013年年底前,北京、上海、廣州、深圳等16個城市可享受4G服務;預計到2014年年底,4G網路將覆蓋超過340個城市。

2014年1月,京津城際高鐵作為全國首條實現移動4G網路全覆蓋的鐵路,實現了300公裏時速高鐵場景下的資料業務高速下載,一部2G大小的電影隻需要幾分鍾。原有的3G信號也得到增強。

2014年1月20日,中國聯通已在珠江三角洲及深圳等十餘個城市和地區開通42M,實現全網升級,升級後的3G網路均可以達到42M標準,同時將在今年年內完成全國360多個城市和大部分地區3G網路的42M升級。

2014年7月21日中國移動在召開的新聞發布會上又提出糗括持續加強4G網路建設、實施清晰透明的訂購收費、大力治理垃圾信息等六項服務承諾。中移動表示,將繼續降低4G資費門檻。

技術解讀

2012.1.20 ITU正式審議通過的的4G(IMT-Advanced )標準:LTE-Advanced:LTE(Long Term Evolution,長期演進)的後續研究標準;WirelessMAN-Advanced(802.16m):WiMAX的後續研究標準.而TD-LTE作為LTE-Advanced標準分支之一入選;這是由我國主要提出的。

1.LTE

LTE(Long Term Evolution,長期演進)項目是3G的演進,它改進並增強了3G的空中接入技術,採用OFDM和MIMO作為其無線網路演進的唯一標準。主要特點是 在20MHz頻譜頻寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率,相對于3G網路大大的提高了小區的容量,同時將網路延遲大大降低:內部單向傳輸時延低于5ms,控製平面從睡眠狀態到激活狀態遷移時間低于50ms,從駐留狀態到激活狀態的遷移時間小于100ms。並且這一標準也是3GPP長期演進(LTE)項目,是近兩年來3GPP啓動的最大的新技術研發項目,其演進的歷史如下:

GSM-->GPRS-->EDGE-->WCDMA-->HSDPA/HSUPA-->HSDPA+/HSUPA+-->FDD-LTE長期演進

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

由于目前的WCDMA網路的升級版HSPA和HSPA+均能夠演化到FDD-LTE這一狀態,包括中國自主的TD-SCDMA網路也將繞過HSPA直接向TD-LTE演進,所以這一4G標準獲得了最大的支持,也將是未來4G標準的主流。該網路提供媲美固定寬頻的網速和移動網路的切換速度,網路流覽速度大大提升。

LTE終端設備當前有耗電太大和價格昂貴的缺點,按照摩爾定律測算,估計至少還要6年後,才能達到當前3G終端的量產成本。

2.LTE-Advanced

LTE-Advanced:從字面上看,LTE-Advanced就是LTE技術的升級版,那麽為何兩種標準都能夠成為4G標準呢?LTE-Advanced的正式名稱為 Further Advancements for E-UTRA,它滿足 ITU-R的IMT-Advanced技術征集的需求,是3GPP形成歐洲IMT-Advanced技術提案的一個重要來源。LTE-Advanced是 一個後向兼容的技術,完全兼容LTE,是演進而不是革命,相當于HSPA和WCDMA這樣的關系。LTE-Advanced的相關特徵如下:

頻寬: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

針對室內環境進行最佳化

有效支持新頻段和大頻寬套用

峰值速率大幅提高,頻譜效率有限的改進

如果嚴格的講,LTE作為3.9G移動網際網路技術,那麽LTE-Advanced作為4G標準更加確切一些。LTE-Advanced的入圍,包含 TDD和FDD兩種製式,其中TD-SCDMA將能夠進化到TDD製式,而WCDMA網路能夠進化到FDD製式。移動主導的TD-SCDMA網路期望能夠 直接繞過HSPA+網路而直接進入到LTE。

3. WiMax

WiMax:WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access),即全球微波互聯接入,WiMAX的另一個名字是IEEE 802.16。WiMAX的技術起點較高,WiMax所能提供的最高接入速度是70M,這個速度是3G所能提供的寬頻速度的30倍。對無線網路來說,這的確是一個驚人的進步。WiMAX逐步實現寬頻業務的移動化,而3G則實現移動業務的寬頻化,兩種網路的融合程度會越來越高,這也是未來移動世界和固定網路的融合趨勢。

4G4G

802.16工作的頻段採用的是無需授權頻段,範圍在2GHz至66GHz之間,而802.16a則是一種採用2G至11GHz無需授權頻段的寬頻無線接入系統,其頻道頻寬可根據需求在1.5M至20MHz範圍進行調整,目前具有更好高速移動下無縫切換的IEEE 802.16m的技術正在研發。因此,802.16所使用的頻譜可能比其它任何無線技術更豐富,WiMax具有以下優點:

(1)對于已知的幹擾,窄的信道頻寬有利于避開幹擾,而且有利于節省頻譜資源。 

(2)靈活的頻寬調整能力,有利于運營商或使用者協調頻譜資源。

(3)WiMax所能實現的50公裏的無線信號傳輸距離是無線區域網路所不能比擬的,網路覆蓋面積是3G發射塔的10倍,隻要少數基站建設就能實現全城覆蓋,能夠使無線網路的覆蓋面積大大提升。

不過WiMax網路在網路覆蓋面積和網路的頻寬上優勢巨大,但是其移動性卻有著先天的缺陷,無法滿足高速(≧50km/h)下的網路的無縫連結,從這個意義上講,WiMax還無法達到3G網路的水準,嚴格地說並不能算作移動通信技術,而僅僅是無線區域網路的技術。但是WiMax的希望在于IEEE 802.11m技術上,將能夠有效的解決這些問題,也正是因為有中國移動、英特爾、Sprint各大廠商的積極參與,WiMax成為呼聲僅次于LTE的4G網路手機。關于IEEE 802.16m這一技術,我們將留在最後作詳細的闡述。

Wimax當前全球使用使用者大約800萬,其中60%在美國。Wimax其實是最早的4G通信標準,大約出現于2000年。

4. Wireless MAN

WirelessMAN-Advanced:WirelessMAN- Advanced事實上就是WiMax的升級版,即IEEE 802.16m標準,802.16系列標準在IEEE正式稱為WirelessMAN ,而WirelessMAN-Advanced極為IEEE 802.16m。其中,802.16m最高可以提供1Gbps無線傳輸速率,還將兼容未來的4G無線網路。802.16m可在“漫遊”模式或高效率/強信號模式下提供1Gbps的下行速率。該標準還支持“高移動”模式,能夠提供1Gbps速率。其優勢如下:

1.提高網路覆蓋,改建鏈路預算;

2.提高頻譜效率;

3.提高資料和VOIP容量;

4.低時延&QoS增強;

5.功耗節省;

目前的WirelessMAN-Advanced有5種網路資料規格,其中極低速率為16kbps,低數率資料及低速多媒體為144kbps,中速多媒 體為2Mbps,高速多媒體為30Mbps超高速多媒體則達到了30Mbps--1Gbps。但是該標準可能會被率先被軍方所採用,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的認可並成為4G標準的可能性極大。

現實套用

即時移動影片

現在很多手機都配有能攝像的高級攝像頭,這樣的話把影片套用引入移動網路就不足為奇了。在初期大家可能隻是簡單的用Apple的iPhone或者使用基于Google Android系統的設備上載自家寶寶的一段影片。但也有專業的套用提供者,如QiK,提供支持手機到網際網路的線上影片流服務,理論上可以把任何帶著智慧型手機的人立刻變成現場新聞記者。

信號更強信號更強

盡管這樣的服務不會吸引到所有的人,但專業的廣播團隊一定會在4G服務可用後轉而用之。至少在理論上,正在建設的4G網路WiMax和LTE比起衛星的Trunk(連線埠匯聚)處理起廣播級品質的資料來會成本更低且更快。開發者諾曼創新公司提供的基于WiMax的數據機,可以安裝在專業的攝像機後部,這樣就不需要現場有衛星連線了。

終端上自帶前置攝像頭的產品比如三星的新型MID,Mondi和即將推出的HTC EVO 4G(這兩款產品都支持Clearwire或Sprint的WiMax網路),預示了使用Skype或OoVoo等服務的個人影片會議的蓬勃發展。由于Verizon近來在它的終端上支持了Skype,更多的人將會有可能使用這個流行的VoIP工具中的影片功能。

線上遊戲

我們認為遊戲玩家們會對4G服務的速度和移動性有強烈的熱情。長期來看,線上玩家有可能是4G WiFi路由器的最大使用者群,像是Sprint的Overdrive和Clearwire的Clear Spot就是通過使用小型WiFi網路快速接收4G信號然後將其轉到遊戲終端。大部分的遊戲平台都支持WiFi連線,你可以很容易地使用攜帶型數據機與5到8個(視你購買的調節解調器而定)不同的設備分享4G連線。

在一些服務比如使用微軟的Xbox Live上使用攜帶型的“口袋站點”路由器就可以玩轉臨時的遊戲聚會,這是一個明顯套用4G網路優勢的方式。同時,4G網路對潛伏期的改善似乎也是專門為線上遊戲定製的,因為對于線上遊戲玩家來說更快的網路回響速度意味著生死(虛擬的)差異。Sprint HTC EVO 4G WiMax手機內裝了WiFi路由器,它可以支持8個額外的設備,使得此款手機可以用做攜帶型寬頻集線器來聚集遊戲玩家。

基于雲計算的套用

使用擴容的4G網路將使得雲計算--用于線上存儲的資料和套用--比今天更加吸引人,尤其是對企業裏的專業人員來說他們需要接入網上交易繁忙的套用,如Salesforce.com的CRM平台和很多即時合作平台。如果從雲到移動設備的寬頻傳輸的通路變大10倍,雲服務對于移動使用者來說在可靠性,功能性和安全性方面都會有顯著的改善。

也許你並不認同Hulu和Netflix是基于雲的影片服務,而且也許他們可能不管它叫做“雲計算”,但各類的消費者都有可能大量的使用更加快速的無線連線在像Hulu.com和Netflix.com這樣的站點看未刪節的電視節目和電影。

很多大學已經在探索更多的能把4G網路和便攜電腦或平板電腦,如Apple的iPad,進行融合方法來取代實物教科書。

雜志和報紙出版社希望4G連線和新產品的設計(如iPad)能使得他們對提供更多元素如影片和圖片的高級內容收費,這就要求比3G連線更快的寬頻連線以用于為電子書閱讀器如Amazon的Kindle上載數位書籍。

套用增強現實技術導航

Junaio為移動設備提供的增強現實技術。想象一個這樣的場景:JunaioNavigation,通常都是和譬如Google Maps捆綁在一起的,是3G設備如iPhone裏最流行的下載之一。有了4G網路中更好的頻寬,導航套用的提供商們已經開始探索“現實技術”這個想法了,用了這個技術設備就可以使用電話的即時攝像頭提供即時的影片資料和它的位置或GPS信息。

終端使用者獲益範圍從適度(比如有可以用你的手機看到最近的星巴克在那兒)到極強。舉一個比較強的例子,想象一個可以有4G功能的頭盔放映一裝大樓建築圖到消防員的面罩上,這能幫助他們在充滿煙霧的大樓裏面找到通路。增強現實導航技術將可能在車載系統中更加流行和得到廣泛的套用,如福特的Sync和通用的OnStar中。在車載系統中可以將增強現實技術套用和顯示、天線、GPS系統和車內供電系統更好的集成。

應急回響和遠程醫學

在FCC(聯邦通信委員會)為它所提倡的獨立4G網路破土動工第一批回響站之前,你就可以看到當地警察局,消防局和醫療機構把大筆的投資用于4G系統建設,其旨在提供更快更好且更廉價的醫療和緊急救援。

網路巨人Cisco和服務提供商AT&T已經在為衛生保健套用開發獨特的工具和服務,使用4G網路的能力來迅速傳輸大檔案(像是X光片),為醫生遠程監督和指導提供互動影片。4G部署的繁榮發展(相繼會帶來成本降低)也會使得農村社區更加容易的建設遠程醫療中心,醫生可以通過影片會議為病患“看”病。正運作著的政府補助金和刺激基金應該用于資助4G技術中這樣的熱心于公益的套用。

手機

由于從3G到4G最大的改變在于頻寬的提升,沒有顛覆性的改變,因此手機從形態到功能也依舊會延續3G時代的特點。從現在已經上市的數款支持TD-LTE的4G手機來看,主要還是各廠商在3G時代主力產品的升級版,如三星NOTE2的LTE版、華為D2的LTE版,以及蘋果的iPhone 5S等。當然,今後手機產品還是會有進步和變革,例如柔性螢幕手機等,但這些變化已經與通信技術的迭代無關。

工信部網站已經公布了目前獲得入網許可證的4G手機,其中既有大家熟悉的“蘋果”,也有部分價格中低端的國產品牌手機。具體品牌有:蘋果iPhone 5siPhone 5c新力HTC、三星、LG華為中興酷派等。

中國移動終端公司表示,在2014年將推出千元檔次TD-LTE智慧型手機,屆時TD-LTE智慧型手機會有高中低端產品線全面發展。

經濟影響

產業鏈

4G首先利好的是運營商,畢竟是主要推動者。

運營商啊對此很熱情運營商啊對此很熱情

第二是整個產業鏈都將隨著升級而受到利好。先梳理一下4G產業鏈:

上遊:射頻器件廠商、測試廠商;

中遊:主設備商、傳輸配套廠商、網維網優廠商、無線終端天線廠商;

下遊:運營商、CP/SP提供商、移動終端供應商(手機廠商)、電信設計規劃公司;

末遊(我自己加的):主要是遊戲、影片、音樂以及新型移動套用公司。

這部分分析很多,國內不少券商都給出了各種受益股,事實上部分4G概念股已經開始拉升了,但不同公司利好程度和階段都不一樣,大家謹慎對待。

此外還離不開專利廠商。國際上4G專利的壟斷者仍然是高通,它根本就是一個技術專利公司;然後還有諾基亞、LG、摩托羅拉、三星等。

創造就業崗位

綜合來看,移動通信網路的部署可以直接和間接地拉動經濟成長,創造就業崗位,這是必然的。以3G發展為例,我國3G發展頭三年(2008~2011),已直接帶動投資4556億元,間接拉動投資22300億元;直接帶動終端業務消費3558億元,間接拉動社會消費3033億元;直接帶動GDP成長2110億元,間接拉動GDP成長7440億元。同時,3G發展也增加了社會就業機會,3年直接帶動增加就業崗位123萬個,間接拉動增加就業崗位266萬個。

資費

除了4G網速,4G業務貴不貴無疑也是廣大使用者最為關註的問題。由于中國4G牌照剛剛發放,運營商還沒有正式推出4G商用套餐,不過從北京移動推出的幾檔體驗套餐上,可以看到未來4G資費的大體方案。

北京移動目前有三檔4G體驗套餐,為138元、238元和338元,其中138元套餐含600M國內流量和500分鍾國內主叫時長;238元套餐含1G國內流量和1000分鍾國內主叫時長;338元套餐含2G流量和2000分鍾國內主叫時長。另外,北京移動目前還有針對MiFi上網卡的4G套餐,為每月100元含2G流量。

從這樣的套餐來看,與3G套餐同檔位套餐相比,在語音和流量上,並沒有特別的優惠。北京移動客服介紹,目前4G體驗套餐與3G套餐主要的區別在于超出套餐部分的流量資費更低。之前3G和2G套餐中,流量超出部分的資費為0.5元/M,而4G套餐流量超出部分的資費則為0.29元/M。同時,從套餐設計上,可以清楚地看出,在業務初期,4G套餐的門檻會比較高,主要還是面向高端使用者,這也與3G業務發展初期的情況相似。

主要優勢

如果說2G3G通信對于人類信息化的發展是微不足道的話,那麽未來的4G通信卻給了人們真正的溝通自由,並徹底改變人們的生活方式甚至社會形態。

通信速度快

4G研究的最初目的就是提高蜂窩電話和其他移動裝置無線訪問網路的速率,理論上能以100M的速度下載,以20M的速度上載。從目前全球範圍4G網路測試和運行的結果看,4G網路速度大致可比3G網路快10倍,意味著能夠傳輸高質量影片圖像,與高清晰度電視不相上下。

網路頻譜寬運營商在3G通信網路的基礎上進行了大幅度的改造和研究,以求4G網路在通信頻寬上比3G網路的蜂窩系統高出許多,預計相當于3G網路的20倍。

增值服務多

3G移動通信系統主要是以CDMA為核心技術,4G則以正交多任務分頻技術(OFDM)最受矚目,利用這種技術可以實現例如無線區域環路(WLL)、數位音訊廣播(DAB)等方面的無線通信增值服務。

技術融合強

4G不再局限于電信行業,還可以套用于金融醫療教育交通等行業,使區域網路、網際網路、電信網、廣播網、衛星網等能夠融為一體組成一個通播網,無論使用什麽終端,都可享受高品質的信息服務,向寬頻無線化和無線寬頻化演進。

比較優勢

​第一代移動通信標準簡稱1G,技術種類為AMPS,也就是類比式行動電話系統,是最早期的行動電話系統,它的傳輸速率無法提供資料傳輸,主要是提供一般語音通訊服務。例如大哥大

第二代移動通信技術為2G,語音加低速資料業務,基本是電話和簡訊。

第三代通信技術為3G,具有更快的網速,可以提供網頁流覽、音樂等基本業務。

第四代通信技術為4G,具有100Mbps以上的下載速度,能流暢承載影片、電話會議等業務。

存在缺陷

對于人們來說,未來的4G通信的確顯得很神秘,不少人都認為第四代無線通信網路系統是人類有史以來發明的最復雜的技術系統,的確第四代無線通信網路在具體實施的過程中出現大量令人頭痛的技術問題,大概一點也不會使人們感到意外和奇怪,第四代無線通信網路存在的技術問題多和網際網路有關,並且需要花費好幾年的時間才能解決。總的來說,要順利、全面地實施4G通信,可能遇到下面的一些困難:

標準難以統一

雖然從理論上講,3G手機使用者在全球範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,給手機使用者帶來諸多不便。因此,開發第四代移動通信系統必須首先解決通信製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。

技術難以實現

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,但並未普及。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路失去聯系。由于第四代無線通信網路的架構相當復雜,這一問題顯得格外突出。不過,行業專家們表示,他們相信這一問題可以得到解決,但需要一定的時間。

容量受到限製

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100MB的寬頻速度,比2009年最新手機信息傳輸速度每秒10KB要快1萬多倍,但手機的速度會受到通信系統容量的限製,如系統容量有限,手機使用者越多,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。

市場難以消化

有專家預測在10年以後,第三代移動通信的多媒體服務會進入第三個發展階段,此時覆蓋全球的3G網路已經基本建成,全球25%以上人口使用第三代移動通信系統,第三代技術仍然在緩慢地進入市場,到那時整個行業正在消化吸收第三代技術,對于第四代移動通信系統的接受還需要一個逐步過渡的過程。另外,在過渡過程中,如果4G通信因為系統或終端的短缺而導致延遲的話,那麽號稱5G的技術隨時都有可能威脅到4G的贏利計畫,此時4G漫長的投資回收和贏利計畫會變得異常的脆弱。

設施難以更新

在部署4G通信網路系統之前,覆蓋全球的大部分無線基礎設施都是基于第三代移動通信系統建立的,如果要向第四代通信技術轉移的話,那麽全球的許多無線基礎設施都需要經歷著大量的變化和更新,這種變化和更新勢必減緩4G通信技術全面進入市場、佔領市場的速度。  

而且到那時,還必須要求3G通信終端升級到能進行更高速資料傳輸及支持4G通信各項資料業務的4G終端,也就是說4G通信終端要能在4G通信網路建成後及時提供,不能讓通信終端的生產滯後于網路建設。但根據某些事實來看,在4G通信技術全面進入商用之日算起的二三年後,消費者才有望用上性能穩定的4G通信手機。

其他相關困難

因為手機的功能越來越強大,而無線通信網路也變得越來越復雜,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,其後的軟體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套用,但遺憾的是4G通信還隻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,因此對應的軟體開發也會遇到困難;另外費率和計費方式對于4G通信的移動資料市場的發展尤為重要,例如WAP手機推出後,使用者花了很多的連線時間才能獲得信息,而按時間及信息內容的收費方式使使用者難以承受,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。

還有4G通信不僅需要區分語音流量和網際網路資料,還需要具備能到資料傳輸速度很慢的第三代無線通信網路上平穩使用的性能,這就需要通信營運商們必須能找到一個很好的解決這些問題的方法,而要解決辦法就必須首先在大量不同的設備上精確執行4G規範,要做到這一點,也需要花費好幾年的時間。況且到了4G通信真正開始推行時,熟悉4G通信業務的經驗和專門技術人才還不多,這樣同樣也會延緩4G通信在市場上迅速推廣的速度,因此到時對于設計、安裝、運營、維護4G通信的專門技術人員還須早日進行培訓。

4G牌照

2013年12月4日下午,工業和信息化部正式發放4G牌照,宣告我國通信行業進入4G時代。中國移動中國聯通和中國電信分別獲得一張TD-LTE牌照。另外,中國聯通與中國電信還將各獲得一張FDD-LTE牌照。

正式到來正式到來

在三大運營商中,中國移動作為TD-LTE標準的主導運營商隻運營TD-LTE網路,而中國聯通和中國電信則採用TD-LTE與FDD-LTE混合組網的模式。

作為國際主流4G標準之一,TD-LTE具有網速快、頻譜利用率高、彈性強的特點。TD-LTE製式具有靈活的頻寬配比,非常適合4G時代使用者的上網流覽等非對稱業務帶來的資料井噴,更能充分提高頻譜的利用效率。

中國移動獲得牌照中國移動獲得牌照

通信業界對4G牌照的發放期盼已久。業界認為,4G牌照的正式發放會對晶片、終端、設備廠商、行業套用等整個產業鏈產生巨大影響,改變通信運營商的運營方式,將推動寬頻中國的建設,進一步促進信息消費成長。

工信部有關負責人表示,這三張TD-LTE牌照是根據電信運營企業申請發放的。考慮了LTE技術發展和產業成熟度等多種因素,下一步將在條件成熟後,發放LTE-FDD牌照。

這位負責人介紹說,近期,中國移動、中國電信、中國聯通向工信部提交了TD-LTE牌照申請,並且三家運營企業均已開展TD-LTE規模網路試驗,TD-LTE技術完善和產業發展的成熟程度已具備規模商用的條件。工信部依照法定程式,遵循“客觀、及時、透明和非歧視”原則,向三家企業發放了TD-LTE牌照。“牌照發放符合國際規則,符合WTO關于‘技術中立’相關規定。”

4G晶片

一:多模多頻

支持LTE/3G多模多頻是LTE終端的明確發展方向,也是國內運營商的發展思路。目前國內某些運營商已經公開表示將建設TDD/FDD融合組網,這對多模多頻也提出了很高要求。 中國移動也多次強調,TDD/FDD混合組網、支持5模10頻、5模12頻及Band 41是中國移動發展LTE智慧型終端的重點。

關于多模多頻,業界普遍認為頻段不統一是當今全球LTE終端設計的最大障礙——當前,全球2G、3G 和4G LTE網路頻段的多樣性對移動終端開發構成了挑戰。全球2G和3G技術各採用4到5個不同的頻段,加上4G LTE,網路頻段的總量將近40個。要支持多模多頻,首先就需要終端集成能同時支持多種製式和頻段的晶片。

二:晶片

從4G晶片的發展來看,4G晶片應該具備高度集成、多模多頻、強大的資料與多媒體處理能力。全球4G手機大多數採用高通的晶片。博通Marvell、英特爾、聯發科、聯芯科技、創毅視訊、展迅、海思等晶片廠商也有4G基帶晶片產品推出,主要運用于MIFI、CPE等資料終端中。

在2013年8月初最新公布的中國移動2013年度TD-LTE終端採購的晶片使用上,採用高通晶片的比例超過60%,甚至有的預期稱可能會佔到中國移動2013年所有採購的4G終端產品的70%左右。

高通的LTE晶片強調高集成度和多模多頻支持,高通所有LTE晶片組均同時支持LTETDD和LTE FDD,而在LTE/3G多模方面,以第三代數據機Gobi MDM9x25為例,支持LTERel10、HSPA+ Rel10、1x/DO、TD-SCDMA、GSM/EDGE;此外強調“高集成”和“單晶片”的驍龍800系列處理器也集成了Gobi 9x25調製解調方案。而目前有超過150款採用高通第三代調製解調方案的智慧型終端正在研發中。 此外,2013年年初推出的RF360前端解決方案還首次實現單個終端支持所有LTE製式和頻段的設計,支持七種網路製式(FDD、TD-LTE、WCDMA、EV-DO、CDMA1x、TD-SCDMA和GSM/EDGE)。

速率對比

無線蜂窩技術:CDMA2000 1x/EVDo;GSM EDGE;TD-SCDMA HSPA;WCDMA HSPA;TD-LTE;FDD-LTE                      

無線蜂窩製式GSM(EDGE)CDMA 2000(1x)CDMA 2000(EVDO RA)TD-SCDMA(HSPA)WCDMA(HSPA)TD-LTE  FDD-LTE
下行速率384kbps153kbps3.1Mbps2.8Mbps14.4Mbps100Mbps150Mbps
上行速率118kbps153kbps1.8Mbps2.2Mbps5.76Mbps50Mbps40Mbps

國外發展

2011年開始國外主流國家已經開始從3G到4G演進,當然也是部分推進,標準選擇也是五花八門。

4G4G

美國最大的移動運營商Verizon選擇的是LTE,布局了上百個城市,後期開始向LTE-Advanced演進;第二大移動運營商AT&T採取HSPA+和LTE技術並駕齊驅;第三名的Sprint則重壓 WiMax,不過後來也開始布局LTE走雙戰略。歐洲和美國類似,選擇WiMax以及LTE兩種網路標準製式居多。

全世界走得最快的是韓國。從2011年開始,韓國三大電信運營商SKT、KT和LGU+就開始部署LTE 4G網路(同樣是三大運營商,人家三家打架結果產業迅速升級,中國……),經過兩年的發展,如今韓國的LTE普及率已經達到了51%,居全球第一。事實上韓國4G的高速發展也對三星、LG手機也有不小促進作用。

日本4G的情況跟韓國差不多,也非常領先。其中跟中國“關系很好”的軟銀是發達國家為數不多的採用了中國推出的TD-LTE標準的運營商。日本4G的發展雖然沒有造成運營商格局變化,但卻成就了異常繁榮的移動網際網路市場,運營商從中收益良多。

關于5G

從目前發展態勢看,4G應該算相對成熟的一代產品了,短期淘汰可能性很小,想想微軟的XP。

關于5G,目前國內外不少機構和運營商確實搶先公布了5G網路計畫細節,主要方式是計畫通過使用大量的天線元件來實現高頻頻寬的信號傳輸,相對4G來說,5G網路將會比4G快100倍。此前,華為、三星、愛立信等企業均提出過5G網路初步構想,而實際能夠開花結果的時間,多數預測為2020年,距離現在至少6年。

相關知識

世界第一個4G商用國

Telia是全球少數幾個建設LTE網路的公司(最大的是Verizon),Telia與Verizon的4G基站、IP網路和測試網路設備均來自瑞典電信設備廠商愛立信,預計Verizon的LTE網路在美國商用時間預計不會早于2010年,全面覆蓋時間要到2015年,而Telia明顯走在了前面.

4G4G

Telia表示,新的4G網路可以帶來比3G快10倍的速度,這意味著他們已經實現了60-100Mbps的速度,並且由于瑞典的國土面積相對較小,Telia會很容易把4G信號覆蓋99%以上的瑞典人口.

但和瑞典運營商的比拼中,Verizon擁有自己的優勢,那就是700MHz部分的無線頻譜,可以帶來比3.6GHz頻譜每個基站多5倍以上的覆蓋面積.

人們有理由相信,第四代無線通信網路技術會給人們未來的生活帶來無限美好的期待!

世界首款4G手機

Sprint Nextel Corp.

2010年3月23日,周二正式發布美國首款超高速手機,隨後又發布世界上第一款WiMAX 4G的Android系統手機HTC EVO 4G。Sprint希望利用其在下一代無線通訊技術領域的領先優勢佔得先機 Sprint力爭吸引使用者使用其網路,希望利用其在4G技術方面相對于其他運營商的微弱優勢。Sprint及其網路合作商Clearwire Corp.擴充了4G技術的覆蓋城市數量。

中國4G使用者情況

4G使用者數是全業務通信運營商都比較關心的問題。資料統計表明:移動的4G使用者數已經突破3000萬了。移動公司抓住時機,僅僅用了2個月就使4G使用者數猛然上漲1600萬,這在行業內是非常罕見的成績。

正式商用8個月,中國4G使用者突破3000萬大關。但是,站在4G聚光燈下的還隻有中移動一家運營商。

4G使用者數曝光 通信行業三大佬地位懸殊

8月26日的中國網際網路大會上,中國移動市場部副總經理徐剛介紹:“中國移動4G使用者數已經達到3000萬。”兩個月之前,這一數位還隻有1400萬。兩個月之間,中移動4G使用者數暴漲1600萬。

而最新資料顯示,中聯通4G使用者數約為99.5萬;于7月份剛剛啓動4G手機服務的中電信則沒有公布其使用者數,但引人註目的是,因為中移動4G來勢凶猛,中電信2014年1-7月移動使用者數已減少554萬。

自4G商用以來,中移動獨領風騷,大有當年2G時代的一家獨大之勢。

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