4G的关键技术与在我国的发展现状

董鸿燕

摘 要：本文介绍了4G移动通信技术，说明了4 G的关键技术，并给出4G在我国的发展现状。

关键词：4G 移动通信技术 TD-LTE

中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（b）-0025-01

1 4G移动通信技术

4G是第四代移动通信技术的缩写，它具有非对称的超过2 Mbps的数据传输能力，大范围高速移动用户数据速率可达2 Mbps，中速移动用户可达20 Mbps，而低速移动用户数据速率则可高达100 Mbps，可以支持高速数据和高分辨率多媒体服务的需要，能满足不同速率、不同设备用户间的共存与互通，为用户满足全方位的信息服务需要。网络具有高度智慧，能完成自我管理和调整，具备良好的弹性，满足不同环境、不同用户和不同业务的通信需求。

2 4G的关键技术

4G具有比3G更高得多的性能，它的主要关键技术包括以下几点。

正交频分复用（OFDM）技术。它实际上是MCM（Multi-Carrier Modulation，多载波调制）的一种。主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制在每个子信道之间进行传输。在接收端，这些正交信号可以采用相关技术来分开，从而减少子信道之间的相互干扰（ICI）。每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而消除码间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。OFDM技术被公认为4G的核心技术之一，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的服务和更好的性价比。

软件无线电（SDR）技术。它采用数字信号处理技术，在可编程控制的通用硬件平台上，利用软件来定义实现无线电台的各部分功能，即整个无线电台从高频、中频、基带直到控制协议部分全部由软件编程来完成。其核心思想是在尽可能靠近天线的地方使用宽带的“数字/模拟”转换器，尽早地完成信号的数字化，从而使得无线电台的功能尽可能地用软件来定义和实现。总之，软件无线电是一种基于数字信号处理（DSP）芯片，以软件为核心的无线通信体系结构。特点是具有模块的物理和电气接口，系统结构开放，可以由软件编程来改变工作模式，应用和升级十分灵活和便捷。软件无线电技术能支持采用不同空中接口的多模式手机和基站。

智能天线技术。它的基本工作原理是根据信号来波的方向自适应地调整方向图，跟踪强信号，减少或抵消干扰信号。一是可以充份利用信号的空间方向性，由指向性天线加强信号接收强度，同时消除干扰；另外是利用丰富的空间通道特性，由发射及接收多天线提供空间分集或提高传输速率。智能天线具有抑制信号干扰，提高信噪比，自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，可以提升系统通信质量，缓解无线通信日益发展与频谱资源不足的矛盾，降低系统整体造价，对未来4G无线通信技术的系统容量提升、传输速率提高及链路品质强化等要求，有重要的应用价值。

IPv6协议技术。它是为了解决现行版本IP协议（IPv4）所存在的一些问题和不足而提出的，用来逐渐替代IPv4，成为下一代网络的核心协议。它能实现全分组传送数据流。与IPv4技术相比，它不但拥有巨大的地址空间，能够实现地址自动配置，还能给用户提供更为广泛的业务和服务，使运营商管理更加方便、灵活。

3 我国4G的发展现状

2012年1月国际电联（ITU）正式审议通过4G标准，我国主导制定的TD-LTE作为LTE-Advanced标准分支之一入选。2013年12月4日，工信部正式向三大运营商发放4G牌照，中国移动、中国电信、中国联通均获得TD-LTE牌照，这标志着我国开始全面进入4G时代。但工信部同时表示，批准中国联通与中国电信开展FD-LTE网络技术试验，系统验证TD-LTE和FD-LTE混合组网的发展模式，并将在条件成熟后，发放FD-LTE牌照。

在网络建设方面，中移动2013年底前建成4G基站20万个，在北京、上海、广州、深圳等16个城市提供商用4G网络，预计2014年底前建成基站总数超过50万个，届时将有超过340个城市具备4G商用条件。中国电信是继中国移动之后第二家提供4G服务的运营商，它于2014年2月首批开通88个城市的4G商用服务，不过由于只获得了TD-LTE牌照，没有获得其最想发展的FD-LTE牌照，所以此次中国电信只发布4G数据卡上网服务，没有启动智能手机通信业务。中国联通于2014年3月首批开通25个城市的4G商用服务。

在终端方面，2014年第一季度上市的4G手机超过27款，涵盖三星、HTC、LG、华为、金立、中兴、酷派、天语、海信、TCL等品牌，其中酷派、华为、中兴、TCL等知名厂家推出多款5英寸以上四核千元4G手机，比如酷派8705售价低至799元。另外，华为、中兴等厂家还推出上网卡、上网宝（MIFI）、无线网关（CPE）等4G终端产品。

在资费方面，中国移动、电信和联通都推出4G套餐资费，月套餐资费和流量对应分成好几个等级，最低资费在40元以上，最低数据流量在400 M以上，最高流量可达11G。另外，还有流量半年包、增值包等各种优惠资费供用户搭配，例如联通提供的流量半年包，100元包1G，半年之内随意使用，用户无需担心流量月底清零的情况出现。

4 结语

4G给人们的生产生活带来巨大的变化，其发展前景大为可观。但应该看到，4G的蓬勃发展，还需要更多领域，如技术、资金、观念、政策等各方面的配合；4G真正应用于生活，必然还存在一些难题比如城市基站选址、价格和利润的平衡等问题需要解抉。

参考文献

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