城市里，醫(yī)生通過網(wǎng)絡(luò)，緊急會(huì)診在家里突發(fā)疾病的老人；偏僻農(nóng)村的學(xué)校里，孩子通過網(wǎng)絡(luò)，回答千里外名校老師的提問……4G來臨后，這些畫面都會(huì)變成現(xiàn)實(shí)。4G到底是什么呢？它會(huì)給我們的生活帶來什么改變？

4G，第四代移動(dòng)通信及其技術(shù)的簡(jiǎn)稱。4G的下載速度能夠達(dá)到100Mbps，上傳速度可以達(dá)到50Mbps，幾乎能夠滿足所有用戶對(duì)無線服務(wù)的要求。4G，因?yàn)槠鋼碛谐叩臄?shù)據(jù)傳輸速度，被中國物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟譽(yù)為機(jī)器中當(dāng)之無愧的“高速對(duì)話”。此外，4G可以部署在沒有DSL和有線電視調(diào)制解調(diào)器覆蓋的地方，然后再擴(kuò)展到整個(gè)地區(qū)。

通信技術(shù)的日新月異，確實(shí)給人們帶來了很多的便利和享受。隨著數(shù)據(jù)通信和多媒體業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，適應(yīng)移動(dòng)數(shù)據(jù)、移動(dòng)計(jì)算和移動(dòng)多媒體運(yùn)作需要的4G開始了。當(dāng)然，所有技術(shù)的發(fā)展都不可能一夜實(shí)現(xiàn)，從GSM、GPRS到3G再到4G，不斷進(jìn)步，而且這些技術(shù)可以并存。其實(shí)直到2009年，4G通信還沒有一個(gè)精確的定義，有的認(rèn)為4G通信的概念來自其他無線服務(wù)技術(shù)，從無線應(yīng)用協(xié)定、全球袖珍型無線服務(wù)到3G，也有的認(rèn)為4G通信是一個(gè)超越2010年以外的研究主題，4G通信是系統(tǒng)中的系統(tǒng)，可以利用各種不同的無線技術(shù)。但不論人們對(duì)4G通信如何定義，有一點(diǎn)是可以肯定的，那就是4G通信是一個(gè)比3G通信更加完美的新無線世界，它可以創(chuàng)造出許多人們難以想象的應(yīng)用。4G最大的數(shù)據(jù)傳輸速度每秒超過100Mbit，是移動(dòng)電話的一萬倍，是3G移動(dòng)電話的50倍。4G手機(jī)可以提供高性能的媒體匯流內(nèi)容，并通過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新基礎(chǔ)設(shè)施中的紐帶。

此外，4G的無線即時(shí)連接等服務(wù)費(fèi)用會(huì)比3G便宜。還有，4G可以集成不同模式的無線通信——從無線局域網(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是在傳統(tǒng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合了一些新的通信技術(shù)，從而不斷提高無線通信的網(wǎng)絡(luò)效率和功能。如果說3G提供的是一個(gè)高速傳輸?shù)臒o線通信環(huán)境，那么4G提供的就是一種超高速無線網(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)可以使電話用戶以無線和三維空間虛擬實(shí)境連線。

4G最明顯的優(yōu)勢(shì)是其通話質(zhì)量和數(shù)據(jù)通信速度，它是繼3G以后的又一次無線通信技術(shù)的“進(jìn)化”，它的開發(fā)更加具有目標(biāo)性。

4G系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)

4G系統(tǒng)的網(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，它們由無線和核心網(wǎng)的結(jié)合格式完成。中間環(huán)境層具有QoS映射、地址變換和完全性管理等功能。物理網(wǎng)絡(luò)層和中間環(huán)境層及其應(yīng)用環(huán)境間的接口是開放的，這種開放使發(fā)展和提供新應(yīng)用及服務(wù)變得更加容易，可以提供無縫高數(shù)據(jù)率的無線服務(wù)，并可以運(yùn)行于多個(gè)頻帶。

4G具有適應(yīng)多個(gè)無線標(biāo)準(zhǔn)和多模終端能力，跨越多個(gè)運(yùn)營者和服務(wù)，提供大范圍服務(wù)。4G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、低成本的無線接口和光接口；系統(tǒng)管理資源；軟件無線電、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)協(xié)議等。

4G系統(tǒng)主要以正交頻分復(fù)用（OFDM）作為技術(shù)的核心。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無線網(wǎng)提供更好的方案。例如，無線區(qū)域環(huán)路、數(shù)字音訊廣播等。

4G系統(tǒng)的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)

（1）智能性高

4G系統(tǒng)具有更高的智能性，例如，4G手機(jī)可以根據(jù)環(huán)境、時(shí)間以及其他設(shè)定的因素來適時(shí)地提醒手機(jī)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上，手機(jī)用戶可以清楚了解到售票和座位的情況，大家可以根據(jù)這些信息在線購買滿意的電影票。

（2）兼容性好

要促使4G通信能夠快速被人們接受，不但要考慮它的功能性，還要考慮現(xiàn)有的通信基礎(chǔ)，使更多的現(xiàn)有通信用戶最少投入下就能很容易過渡到4G通信。因此，未來的4G系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備全球漫游，接口開放，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)過渡等特點(diǎn)。

（3）增值服務(wù)

因?yàn)?G通信并不是在3G通信的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)單升級(jí)演變成的，所以它們的核心建設(shè)技術(shù)根本是不同的。3G系統(tǒng)主要以CDMA為核心技術(shù)，而4G系統(tǒng)則以O(shè)FDM受矚目。4G系統(tǒng)將會(huì)結(jié)合兩項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，一部分以O(shè)FDM為核心技術(shù)，一部分會(huì)是CDMA技術(shù)的延伸。

（4）高質(zhì)量通信

盡管3G通信也可以實(shí)現(xiàn)各種多媒體通信，但4G通信在覆蓋范圍、通信質(zhì)量、造價(jià)上支持的高速數(shù)據(jù)和高分辨率多媒體服務(wù)要優(yōu)于3G通信。4G通信提供的無線多媒體通信服務(wù)包括語音、數(shù)據(jù)、影像等大量信息通過寬頻信道傳送，因此，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)也被稱為“多媒體移動(dòng)通信”。第四代移動(dòng)通信更重要的是滿足多媒體傳輸?shù)男枰?，?dāng)然包括通信品質(zhì)的要求。

（5）費(fèi)用便宜

4G通信不僅可以與3G通信兼容，讓更多的現(xiàn)有通信用戶能輕易地升級(jí)到4G通信，而且4G通信引入了許多尖端的通信技術(shù)，保證了用戶可以非常靈活地操作4G通信。直接在3G通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施上建設(shè)4G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，有效地降低運(yùn)行者和用戶的費(fèi)用，因此4G通信的無線即時(shí)連接等服務(wù)費(fèi)應(yīng)該會(huì)比3G通信便宜。

4G的幾個(gè)困難

4G通信的未來很神秘，很多人都認(rèn)為第四代無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是人類有史以來發(fā)明的最復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)。這個(gè)復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)使4G通信在具體實(shí)施中出現(xiàn)了大量的令人頭痛的問題，這些問題多和互聯(lián)網(wǎng)有關(guān)，并且需要花費(fèi)長時(shí)間才能解決?？偟膩碚f，要順利、全面地實(shí)施4G通信會(huì)遇到標(biāo)準(zhǔn)多、技術(shù)難等困難。

（1）標(biāo)準(zhǔn)多

雖然從理論上講，3G手機(jī)用戶在全球范圍都可以進(jìn)行移動(dòng)通信，但是由于沒有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，使得各種移動(dòng)通信系統(tǒng)彼此不兼容，給手機(jī)用戶帶來很多不便。因此，開發(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)化問題。

（2）技術(shù)難

盡管未來4G通信能夠給人們帶來的美好生活，目前已經(jīng)研究出來了，但并未普及。要實(shí)現(xiàn)4G通信的下載速度還面臨著一系列的技術(shù)問題，例如，如何保證樓區(qū)、山區(qū)，以及其他有障礙物等易受影響地區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度等問題。日本DoCoMo公司表示，為了解決這一問題，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。另外在移交方面也存在技術(shù)問題，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)，手機(jī)很容易和網(wǎng)絡(luò)失去聯(lián)系。

由于第四代無線通信網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，這個(gè)問題就顯得格外突出。但請(qǐng)相信這個(gè)問題一定可以得到徹底解決，只是需要一定的時(shí)間。

（3）容量受限

說起4G通信，最容易想到它極快的通信傳輸速度，每秒100Mbps的寬帶速度（約每秒12.5MB）比2009年最新手機(jī)信息傳輸速度要快1000多倍。但手機(jī)的速度會(huì)受到通信系統(tǒng)容量的限制，如果系統(tǒng)的容量有限，手機(jī)用戶越多，速度就會(huì)越慢。

（4）市場(chǎng)難以消化

專家預(yù)測(cè)十年后，第三代移動(dòng)通信的多媒體服務(wù)將會(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)，第三代移動(dòng)通信技術(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移動(dòng)通信技術(shù)，對(duì)于第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的接受還需要一個(gè)逐步過渡的過程。

在過渡過程中，如果4G通信因?yàn)橄到y(tǒng)或終端的短缺而延遲的話，那么那時(shí)5G技術(shù)隨時(shí)可能威脅到4G的贏利計(jì)劃，4G漫長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

目前，覆蓋全球的大部分無線基礎(chǔ)設(shè)施都是基于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)上建立的，如果要向第四代移動(dòng)通信技術(shù)轉(zhuǎn)移，那么全球的許多無線基礎(chǔ)設(shè)施都需要經(jīng)歷大量的變化和更新，這種變化和更新勢(shì)必會(huì)減緩4G通信技術(shù)全面進(jìn)入和占領(lǐng)市場(chǎng)的速度。

到那時(shí)，4G通信終端需要在4G通信網(wǎng)絡(luò)建成后及時(shí)提供相應(yīng)服務(wù)，避免通信終端的生產(chǎn)滯后于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。但根據(jù)某些情況看，在4G通信技術(shù)全面進(jìn)入商用的兩三年后，消費(fèi)者才有望能用上性能穩(wěn)定的4G通信手機(jī)。

4G牌照和發(fā)展趨勢(shì)

4G牌照是無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的第四代移動(dòng)通信技術(shù)（4G）的經(jīng)營許可權(quán)。如同各行業(yè)的營業(yè)執(zhí)照一樣，由中華人民共和國工業(yè)和信息化部許可發(fā)放才可經(jīng)營4G業(yè)務(wù)。根據(jù)工業(yè)和信息化部部長苗圩透露，4G牌照2013年年內(nèi)發(fā)放。

在國內(nèi)，4G在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、頻率分配、終端準(zhǔn)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備準(zhǔn)備等方面已經(jīng)基本成熟。工信部初定的4G牌照發(fā)放方案是首先向三家運(yùn)營商發(fā)放TD-LTE牌照，再向有意向建設(shè)FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營商發(fā)放FDD-LTE牌照。運(yùn)營商已經(jīng)做好了準(zhǔn)備迎接這場(chǎng)盛宴。

從全球范圍看，2010年是海外主流運(yùn)營商規(guī)模建設(shè)4G的元年，多數(shù)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)海外4G投資時(shí)間還將持續(xù)三年左右。截至2012年第三季度，全球4G用戶數(shù)已由2010年的380萬發(fā)展到4370萬，預(yù)計(jì)，2016年全球4G用戶可能超過10億。美、日、韓已經(jīng)先行一步建設(shè)4G網(wǎng)絡(luò)，歐洲和發(fā)展中國家也在積極部署，海外4G建網(wǎng)高潮已經(jīng)拉開了帷幕。

工信部和中科院等權(quán)威部門和機(jī)構(gòu)曾預(yù)測(cè)，4G網(wǎng)絡(luò)前期建設(shè)拉動(dòng)的投資規(guī)模在5000億元左右。網(wǎng)絡(luò)正式商用后，還將帶動(dòng)終端制造和軟件等上下游行業(yè)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模將有望突破萬億元大關(guān)，其中，中國移動(dòng)的4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資就將達(dá)到2000億元。今年，中國移動(dòng)有關(guān)4G的資本開支將從2012年的50億元增長至417億元。中國電信進(jìn)行了首次百億元4G網(wǎng)絡(luò)招標(biāo)。未來幾年，4G的相關(guān)投資仍會(huì)持續(xù)性增加。

4G可能改變的生活

4G網(wǎng)絡(luò)來了，各大運(yùn)營商犬牙交錯(cuò)，也許你我能想到的最直接的4G“福利”就是更快速、更智能，但4G帶給我們的遠(yuǎn)不止這些，它很有可能會(huì)改變我們的生活，預(yù)計(jì)一下吧。

（1）搭乘飛機(jī)更自由

4G標(biāo)準(zhǔn)中有基于無線局域網(wǎng)的WiMax（802.16m）規(guī)范，它為你我?guī)淼暮锰幨侵灰娇展九鷾?zhǔn)在飛機(jī)上安裝4G移動(dòng)基站，那么我們就可以不必再觀看那些被定制過的飛行節(jié)目了，上飛機(jī)不必關(guān)手機(jī)了，搭乘飛機(jī)變得更加自由。

（2）抵制各種“碰瓷兒”

“碰瓷兒”，相信所有的駕車朋友都對(duì)這件事深惡痛絕，行車記錄儀雖然好用，但終究不是徹底的解決辦法。如果4G足夠普及，那么360°無死角的監(jiān)控加上視頻云端存儲(chǔ)技術(shù)一定會(huì)成為保險(xiǎn)公司省錢的又一利器了，車主出行也著實(shí)會(huì)放心很多。

（3）高速網(wǎng)絡(luò)無處不在

只要身處信號(hào)覆蓋區(qū)域內(nèi)，任何人都可用支持4G的終端設(shè)備隨時(shí)觀看視頻、獲取軟件，達(dá)到甚至超越現(xiàn)在普通家庭的寬帶網(wǎng)絡(luò)，完善的4G網(wǎng)絡(luò)完全能夠成為現(xiàn)有xDSL和有線寬帶服務(wù)的“終結(jié)者”，在4G足夠普及的條件下，也許你我就不用再面對(duì)繁雜的網(wǎng)線了。

（4）新一輪手機(jī)洗牌

目前來看，除了iPhone 5s能夠完美支持中國移動(dòng)的4G外，現(xiàn)有的其他智能手機(jī)都面臨淘汰的命運(yùn)。并且4G核心技術(shù)不由我們掌控，例如，手機(jī)通信的基帶芯片。4G的出現(xiàn)不僅會(huì)使山寨廠商被洗牌，那些優(yōu)秀的國產(chǎn)品牌也將因?yàn)榧夹g(shù)成本問題面臨新一輪的洗牌了。

4G時(shí)代的到來

“4G在信息化領(lǐng)域的應(yīng)用將帶來革命性的變化，這將深刻改變我們未來的生活?！睂＜艺J(rèn)為，由于高速無線網(wǎng)絡(luò)帶來了高效率，4G將對(duì)通信產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)生巨大的影響，也必將推動(dòng)電子政務(wù)、電子商務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)、“智慧城市”等的快速發(fā)展。

嚴(yán)格地說，4G手機(jī)已經(jīng)不單單是“電話機(jī)”，它應(yīng)該算得上是一只小型電腦。4G手機(jī)的外觀和樣式更會(huì)驚人的突破，眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋，任何一件你能看到的物品都有可能成為4G終端。

通過4G，我們可以實(shí)現(xiàn)高速下載、遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻安全監(jiān)控、智慧交通、突發(fā)事件的現(xiàn)場(chǎng)直播等應(yīng)用。除了醫(yī)療、教育、金融、交通、物流等傳統(tǒng)行業(yè)，4G還有一個(gè)重要的應(yīng)用，那就是縮小城鄉(xiāng)信息的鴻溝，實(shí)現(xiàn)“三網(wǎng)融合”，促進(jìn)新農(nóng)村的建設(shè)。農(nóng)村居民居住分散，建設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)成本太大，有了4G這個(gè)最有效的無線網(wǎng)絡(luò)，農(nóng)民在田間地頭，只要將手機(jī)攝像頭對(duì)準(zhǔn)莊稼，身在北京的專家就能直接看到視頻圖像，現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)農(nóng)民種植。有了物聯(lián)網(wǎng)，傳感器獲取的蔬菜大棚里溫度、濕度、土壤等信息可以通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)到農(nóng)民手機(jī)上，或直接控制通風(fēng)、滴管等設(shè)備。

4G已經(jīng)快步向我們走來，相信不久的未來將會(huì)帶給我們更多的精彩。