4G技術,第四代移動通信及其技術的簡稱,是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像且圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下的技術。4G移動通信技術可以在多個不同的網(wǎng)路系統(tǒng)、平臺與無線通信介面之間找到最快速與最有效率的通信路徑,以進行最即時的傳輸、接收與定位等動作。
4G通信技術也被稱為第四代移動通信技術,第四代通信技術集3G與WLAN為一體,可以在一定程度上實現(xiàn)數(shù)據(jù)、音頻、視頻的快速傳輸,比以往我國家用的ADSL家用寬帶快25倍,第四代通信技術是在數(shù)據(jù)通訊、多媒體業(yè)務的背景下產(chǎn)生的,我國是在2001年開始研發(fā)4G技術,在2011年正式的投入使用,截止到2015年底,我國4G用戶總數(shù)達到3.8億,發(fā)展到現(xiàn)在第四代通信技術中包括正交頻分復用、調(diào)制與編碼技術、智能天線技術、MIMO技術、軟件無線電技術、多用戶檢測技術等核心的技術。 [2] 4G移動通信技術具有的優(yōu)勢有很多,主要體現(xiàn)在以下幾方面,首先4G移動通信技術的數(shù)據(jù)傳輸速率較快,可以達到100Mbit/s,與3G通信技術相比,是其20倍。其次,4G通信技術具有較強的抗干擾能力,可以利用正交分頻多任務技術,進行多種增值服務,防止信號對其造成的干擾。最后,4G通信技術的覆蓋能力較強,在傳輸?shù)倪^程中智能性極強。 [2] 但是在4G技術發(fā)展的進程中,也存在許多亟待解決的問題,首先就是第四代通信技術的容量有限,雖然4G技術的信息傳輸速率較快,但是系統(tǒng)容量受到限制,隨著手機等智能化設備的廣泛普及,4G手機的運行速度將會越來越慢,這就成為5G技術發(fā)展的主要推動力。其次,4G通信技術設備更新速度較慢,這就在一定程度上阻礙了4G移動通信技術占領市場的速度,這時一旦5G技術興起就會對其進行取代。4G技術全方位優(yōu)于上一代技術,具體來講它的優(yōu)勢特征就體現(xiàn)在以下4個方面。
[3] 1.極強的信號傳播能力近年來,3G技術在我國通信市場中已經(jīng)成熟,但其所能覆蓋的面積有限,基本上無法實現(xiàn)全方位信號接收,很多情況下容易出現(xiàn)通信質(zhì)量低下的現(xiàn)實問題。而4G技術則完美地解決了這一問題。它擁有極強的信號傳播能力,在滿足常規(guī)通信功能要求的同時,也能滿足某些高圖畫質(zhì)量要求的電視業(yè)務及視頻會議功能要求。目前,國內(nèi)的移動通信運營商所采用的是3G與4G混合服務的通信模式,在滿足基本通信功能的基礎上也為用戶提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)信息交換服務,實現(xiàn)多媒體通信。 [3] 2.極快的傳輸速度4G技術擁有較快的通信傳輸速度,這是因為它的網(wǎng)絡頻寬在2~8?GHz。這一數(shù)據(jù)相當于3G網(wǎng)絡通信通用頻寬的20倍左右。在上行速度方面,4G也能達到3G的20倍以上(20?MB/s)。從整體表現(xiàn)來看,4G技術的接入能力更強,這保證了它始終擁有較快的傳輸速度,規(guī)避了傳統(tǒng)通信技術存在的速率缺陷劣勢,如此速度環(huán)境下的4G通信也更流暢。 [3] 3.極高的智能化水平4G技術是典型的高智能水平技術。它的高智能化主要體現(xiàn)在它的應用功能方面,比如它擁有自主選擇和處理能力。舉個例子,4G手機可時刻根據(jù)用戶需求提供個性化定制服務,比如人們比較常用的地理位置定位。雖然該技術在3G網(wǎng)絡上就已經(jīng)有所體現(xiàn),但4G技術支持下的地理位置定位則更精確、更快速,可為用戶提供導航設備一般的定位系統(tǒng)服務,非常便利。 [3] 4.極靈活的通信方式4G移動通信技術背景下的各種通信工具顯然更靈活,通信方式種類更多,比如它就已經(jīng)不再局限于傳統(tǒng)語音通信模式,而是擁有全新的視頻通信模式。這是對通信網(wǎng)絡終端服務的完善過程。為了體現(xiàn)通信方式的靈活性,這種高智能化的通信模式隨時隨地都可以展開,不受時間、空間等環(huán)境的限制。基于這一功能,4G通信技術也將手機與多媒體平臺及計算機電腦上的所有功能都串聯(lián)起來,讓手機用戶僅僅依靠一只手機就能實現(xiàn)更多種類的通信方式應用,使得人們的社交活動變得更加高效率,社交內(nèi)容也越來越豐富精彩。 [3] 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大外,還應該考慮到現(xiàn)有通信的基礎,以便讓更多的現(xiàn)有通信用戶在投資最少的情況下就能很輕易地過渡到4G通信。 [3] 因此,從這個角度來看,未來的第四代移動通信系統(tǒng)應當具備全球漫游,接口開放,能跟多種網(wǎng)絡互聯(lián),終端多樣化以及能從第二代平穩(wěn)過渡等特點。 [3] 6、提供增值服務4G通信并不是從3G通信的基礎上經(jīng)過簡單的升級而演變過來的,它們的核心建設技術根本就是不同的,3G移動通信系統(tǒng)主要是以CDMA為核心技術,而4G移動通信系統(tǒng)技術則以正交多任務分頻技術(OFDM)最受矚目,利用這種技術人們可以實現(xiàn)例如無線區(qū)域環(huán)路(WLL)、數(shù)字音訊廣播(DAB)等方面的無線通信增值服務;不過考慮到與3G通信的過渡性,第四代移動通信系統(tǒng)不會在未來僅僅只采用OFDM一種技術,CDMA技術會在第四代移動通信系統(tǒng)中,與OFDM技術相互配合以便發(fā)揮出更大的作用,甚至未來的第四代移動通信系統(tǒng)也會有新的整合技術如OFDM/CDMA產(chǎn)生,前文所提到的數(shù)字音訊廣播,其實它真正運用的技術是OFDM/FDMA的整合技術,同樣是利用兩種技術的結(jié)合。
[3] 因此未來以OFDM為核心技術的第四代移動通信系統(tǒng),也會結(jié)合兩項技術的優(yōu)點,一部分會是以CDMA的延伸技術。7、高質(zhì)量通信盡管第三代移動通信系統(tǒng)也能實現(xiàn)各種多媒體通信,為此未來的第四代移動通信系統(tǒng)也稱為“多媒體移動通信。 [3] 第四代移動通信不僅僅是為了因應用戶數(shù)的增加,更重要的是,必須要因應多媒體的傳輸需求,當然還包括通信品質(zhì)的要求。總結(jié)來說,首先必須可以容納市場龐大的用戶數(shù)、改善現(xiàn)有通信品質(zhì)不良,以及達到高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆? [3] 8、頻率效率高相比第三代移動通信技術來說,第四代移動通信技術在開發(fā)研制過程中使用和引入許多功能強大的突破性技術,例如一些光纖通信產(chǎn)品公司為了進一步提高無線因特網(wǎng)的主干帶寬寬度,引入了交換層級技術,這種技術能同時涵蓋不同類型的通信接口,也就是說第四代主要是運用路由技術(Routing)為主的網(wǎng)絡架構(gòu)。 [3] 由于利用了幾項不同的技術,所以無線頻率的使用比第二代和第三代系統(tǒng)有效得多。按照最樂觀的情況估計,這種有效性可以讓更多的人使用與以前相同數(shù)量的無線頻譜做更多的事情,而且做這些事情的時候速度相當快。研究人員說,下載速率有可能達到5Mbps到10Mbps。