第四代通信技術的概念介紹
就在3G通信技術醞釀的時候，更高的技術應用已經在實驗室裏開發出來了。因此，在我們期待第三代移動通信系統帶來優質服務的同時，第四代移動通信系統的最新技術也在實驗室中悄然進行。那麽4G通信到底是什麽？
到目前為止，人們還不能準確定義4G通信。有人說4G通信的概念來源於其他無線服務技術，從無線應用協議、全球口袋無線服務到3G。有人說4G通信是超越2010年的研究課題。4G通信是系統中的系統，可以使用各種無線技術。但無論人們如何定義4G通信，有壹點我們可以肯定的是，4G通信將是壹個比3G通信更完美的無線新世界，它將創造出許多消費者難以想象的應用。4G最大數據傳輸速率超過100Mbit/s，是目前手機數據傳輸速率的10000倍，3G手機的50倍。4G手機將能夠提供高性能的流媒體內容，並通過ID應用成為個人識別設備。它還可以接受高分辨率的電影和電視節目，從而成為廣播和通信相結合的新基礎設施中的壹個環節。此外，4G的無線即時連接等壹些服務也會比3G便宜。此外，4G有望整合不同模式的無線通信——從WLAN和藍牙等室內網絡、蜂窩信號、廣播電視到衛星通信，移動用戶可以從壹種標準自由漫遊到另壹種標準。
4G通信技術並沒有脫離以前的通信技術，而是在傳統通信技術的基礎上，利用壹些新的通信技術來不斷提高無線通信的網絡效率和功能。如果3G可以為我們提供高速的無線通信環境，那麽4G通信將是壹個超高速的無線網絡，壹個沒有電纜的信息高速公路，這個新網絡將使電話用戶與無線和三維虛擬現實連接起來。
與傳統通信技術相比，4G通信技術最明顯的優勢是通話質量和數據通信速度。不過從通話質量來說，目前的手機消費者還是可以接受的。隨著技術的發展和應用，移動電話在現有移動電話網絡中的通話質量仍在進壹步提高。數據通信的高速確實是壹大優勢，其最大數據傳輸速率達到100Mbit/s，簡直不可思議。此外，由於技術先進，成本投入大大降低，未來4G通信成本將低於現在的通信成本。
4G通信技術將是繼第三代之後無線通信技術的又壹次演進，其發展有著明確的目標:提高移動設備無線接入互聯網的速度——根據3G市場分三個階段的發展規劃，3G多媒體業務將在10年進入第三個發展階段，屆時覆蓋全球的3G網絡已基本建立，全球25%以上的人口使用第三代移動通信系統。在發達國家，3G業務的滲透率將超過60%，因此需要新壹代系統來進壹步提高服務質量。
為了充分利用4G通信帶來的高級服務，我們必須依賴於各種4G終端。許多通信運營商已經看到了未來通信的巨大市場潛力，現在他們已經將目光投向了生產4G通信終端產品，如生產具有高速分組通信功能的小型終端，配備攝像頭和電影電視視頻傳輸服務的視頻電話終端，或與計算機匹配的卡式數據通信終端。有了這些通信終端，我們的手機用戶可以隨意漫遊，隨時隨地享受高質量的通信。
第四代通信技術的主要優勢
如果說2G、3G通信對於人類信息化的發展是微不足道的，那麽未來的4G通信將給予我們真正的通信自由，並將徹底改變我們的生活方式乃至社會形態。目前正在考慮的4G通信具有以下特征:
1，通訊速度更快
因為人們研究4G通信的最初目的是為了提高手機等移動設備對互聯網的無線接入速率，所以4G通信最令人印象深刻的特點就是更快的無線通信速度。與移動通信系統的數據傳輸速率相比，第壹代模擬僅提供語音服務；第二代代數比特移動通信系統的傳輸速率只有9.6Kbps，最高可達32Kbps，如小靈通；；第三代移動通信系統的數據傳輸速率可以達到2 Mbps專家預測，第四代移動通信系統可以達到10Mbps到20Mbps，甚至最高速度可以達到每秒100Mbps傳輸無線信息，將相當於目前手機傳輸速度的100倍左右。
2.網絡頻譜更廣
為了使4G通信的傳輸達到100Mbps，通信運營商必須在3G通信網絡的基礎上進行實質性的改造和研究，使4G網絡的通信帶寬遠遠高於3G網絡的蜂窩系統。據AT & amp；t高管表示，預計每個4G信道占用100MHz頻譜，是W-CDMA 3G網絡的20倍。
3.溝通更靈活。嚴格來說，4G手機的功能已經不能簡單歸類為“電話”。畢竟傳輸語音數據只是4G手機的功能之壹。所以未來4G手機應該算是壹臺小型電腦，在外觀和風格上會有更驚人的突破。我們可以想象的是，眼鏡、手表、化妝盒、旅遊鞋，都是建立在方便和個性的基礎上的。在未來，4G通信將使我們不僅可以隨時隨地進行交流，還可以雙向下載和傳輸數據、圖片和視頻，當然，還可以與從未謀面的陌生人壹起玩網絡遊戲。或許妳會有被在線定位系統永遠鎖定的苦惱，但比起它提供的地圖帶來的便利和安全，這點微不足道。
4.更高的智能性能。
第四代移動通信的智能化程度更高，這不僅表現在4G通信的終端設備的智能化設計和操作上，比如對菜單和滾動操作的依賴會大大降低，更重要的是4G手機可以實現很多想象不到的功能。例如，4G手機將能夠根據環境、時間和其他設定的因素來提醒手機的主人此時該做什麽或不該做什麽。4G手機可以直接下載影院的票房信息到PDA，可以清晰顯示當前的售票情況和座位情況，大家可以根據這些信息在網上購買自己滿意的電影票。4G手機可以看作是壹臺便攜式電視，用來觀看體育比賽等各種直播。
5、兼容性更流暢。
為了讓4G通信盡快被人們接受，不僅要考慮其強大的功能，還要考慮現有通信的基礎，讓更多的現有通信用戶以最少的投入輕松過渡到4G通信。所以從這個角度來說，未來的第四代移動通信系統應該具有全球漫遊、接口開放、與各種網絡互聯、終端多樣化、從第二代平滑過渡的特點。
6.提供各種增殖服務。
4G通信不是由3G通信通過簡單升級演變而來，兩者的核心建設技術有著本質的不同。3G移動通信系統主要使用CDMA作為核心技術，而4G移動通信系統的技術是正交多任務頻分復用技術(OFDM)，利用該技術人們可以實現無線區域環路(WLL)和數字音頻廣播(DAB)等無線通信增值業務。但考慮到與3G通信的過渡，未來第四代移動通信系統不僅會采用OFDM技術，CDMA技術也會與OFDM技術在第四代移動通信系統中協同發揮更大的作用，甚至未來第四代移動通信系統還會出現OFDM/CDMA等新的融合技術。上面說的數字音頻廣播，其實就是OFDM/FDMA的融合技術，也是兩種技術的結合。因此，未來以OFDM為核心技術的第四代移動通信系統也將結合兩種技術的優勢，其中壹部分將是CDMA的擴展技術。
7.實現更高質量的多媒體通信。
雖然第三代移動通信系統也可以實現各種多媒體通信，但未來的4G通信可以滿足第三代移動通信還不能實現的高速率數據和高分辨率多媒體業務的需求。第四代移動通信系統提供的無線多媒體通信業務將通過寬帶信道傳輸包括語音、數據和圖像在內的大量信息，因此未來的第四代移動通信系統也被稱為“多媒體移動通信”。第四代移動通信不僅要滿足日益增長的用戶數量，更重要的是必須滿足多媒體的傳輸要求，包括對通信質量的要求。綜上所述，首先要能夠容納市場上龐大的用戶數量，改善現有通信質量差的狀況，滿足高速數據傳輸的要求。
8.頻率使用效率更高。
與第三代移動通信技術相比，第四代移動通信技術在發展過程中采用並引入了許多強有力的突破性技術。例如，壹些光纖通信產品公司推出了交換層技術，進壹步提高無線互聯網的骨幹帶寬，可以同時覆蓋不同類型的通信接口，也就是說，第四代網絡架構主要采用路由技術。由於使用了幾種不同的技術，射頻的使用比第二代和第三代系統更有效。按照最樂觀的估計，這種有效性可以讓更多的人用和以前壹樣多的無線頻譜做更多的事情，而且做這些事情的速度相當快。研究人員表示，下載速率可能達到5Mbps到10Mbps。
9、通訊費用更便宜。
因為4G通信不僅解決了與3G通信的兼容性問題，使更多現有通信用戶可以輕松升級到4G通信，而且引入了許多前沿的通信技術，這些技術保證了4G通信可以提供非常靈活的系統運行模式，因此與其他技術相比，4G通信部署起來要容易和快捷得多；同時，通信運營商在建設4G通信網絡系統時，會考慮直接在3G通信網絡基礎設施上采用逐步引入的方式，可以有效降低運營商和用戶的成本。據研究人員稱，4G通信的無線即時連接等壹些服務將比3G通信便宜。
第四代通信技術的缺陷
對於現在的人來說，4G通信的未來真的很神秘。很多人認為第四代無線通信網絡系統是人類有史以來發明的最復雜的技術體系。的確，第四代無線通信網絡的具體實現有壹大堆令人頭疼的技術問題，大概根本不會讓人感到意外。第四代無線通信網絡存在的技術問題大多與互聯網有關，需要幾年時間才能解決。壹般來說，要順利、全面地實現4G通信，可能會遇到以下壹些困難:
1，標準難以統壹。
雖然理論上3G手機用戶可以在全球範圍內進行移動通信，但由於沒有統壹的國際標準，各種移動通信系統互不兼容，給手機用戶帶來了諸多不便。所以，發展第四代移動通信系統，首先要解決需要全球統壹的標準化問題，比如通信標準，世界各大通信廠商總會為此爭論不休。
2.這項技術很難實現。
雖然4G通信的未來可以給人們帶來更好的明天，但是不要指望馬上就能用上這項技術。這項技術發布大約需要五年時間。據研究這項技術的開發者介紹，要實現4G通信的下載速度，還有壹系列的技術難題。比如如何保證建築物、山體等有障礙物的脆弱區域的信號強度。日本DoCoMo表示，為了解決這個問題，該公司將測試不同的編碼技術和傳輸技術。此外，切換中的技術問題使得手機從壹個基站的覆蓋區域進入另壹個基站的覆蓋區域時，很容易與網絡失去聯系。由於第四代無線通信網絡的架構相當復雜，這個問題尤為突出。不過，業內專家表示，他們相信這個問題是可以解決的，只是需要壹段時間。
3.容量有限。
未來的4G通信給人印象最深的是其通信傳輸速度將大大提高。理論上，其所謂的每秒100MB的寬帶速度比目前手機每秒10000 KB的信息傳輸速度快10000倍以上，但手機的速度會受到通信系統容量的限制。比如系統容量有限，手機用戶越多，速度就越慢。據專家分析，4G手機將很難達到其理論速度。速度上不去，4G手機就大打折扣了。
4.市場難以消化。
有專家預測，10年後，第三代移動通信的多媒體業務將進入第三個發展階段。此時，覆蓋全球的3G網絡已經基本建成，全球超過25%的人口使用第三代移動通信系統，第三代技術還在慢慢進入市場。當時整個行業都在消化吸收第三代技術，對第四代移動通信系統的接受需要壹個逐步過渡的過程。此外，在過渡過程中，如果因為系統或終端不足而導致4G通信延遲，被稱為5G的技術隨時可能威脅4G的盈利計劃，4G漫長的投資回收和盈利計劃將變得極其脆弱。
5、設施更新困難。
在4G通信網絡系統部署之前，覆蓋全球的無線基礎設施大多建立在第三代移動通信系統的基礎上。如果要向第四代通信技術轉移，全球很多無線基礎設施需要進行大量的改變和更新，這必然會減緩4G通信技術全面進入和占領市場的速度。而且，屆時3G通信終端必須升級為能夠進行更高速率數據傳輸、支持4G通信各種數據業務的4G終端，也就是說4G通信終端要在4G通信網絡建成後及時提供，通信終端的生產不能落後於網絡建設。但根據目前的事實，距離4G通信技術全面商用之日還有兩三年的時間，消費者有望用上性能穩定的4G通信手機。
6.其他相關困難
因為手機的功能越來越強大，無線通信網絡越來越復雜，4G通信的建設和發展也會遇到比以往系統建設更多的困難和麻煩。比如每壹個新設備、新技術的引入，後續的軟件設計開發都要及時跟上步伐，這樣新設備、新技術才能快速推廣應用。可惜4G通信還處於研發階段，使用的具體設備和技術還沒有完全成型，相應的軟件開發也會遇到困難；此外，速率和計費方式對於4G通信移動數據市場的發展尤為重要。比如WAP手機推出後，用戶需要花費大量的連接時間來獲取信息，但基於時間和信息內容的收費方式是用戶無法承受的。因此，有必要盡快認真研究基於4G通信的收費系統，以利於市場發展。此外，4G通信不僅需要區分語音流量和互聯網數據，還需要能夠在數據傳輸速度較慢的第三代無線通信網絡上流暢使用，這就需要通信運營商找到解決這些問題的好辦法。為了解決這個問題，4G規範必須在大量不同的設備上準確實施，而這需要幾年的時間。而且真正實施4G通信的時候，經驗豐富、熟悉4G通信業務的專業化技術人員並不多，這也會延緩4G通信在市場上的快速推廣。因此，必須盡快培養設計、安裝、運營和維護4G通信的專業技術人員。
第四代通信技術的發展前景
在新壹代技術剛剛推向市場之後，更高的技術應用已經在實驗室中開發出來。目前，日本NTT DoCoMo公司表示，已經在該公司的橫須賀R&D園區部署了4G通信的實驗網絡，並組裝了實驗基站和移動終端。同時，NTT DoCoMo公司也表示將於2010推出4G通信服務，網絡下載速度可達100Mbps，上傳速度為20Mbps。美國電話電報公司。T公司推出的4G通信網絡測試，據說可以配合目前的EDGE進行無線上傳，通過OFDM技術達到快速下載的目的。美國電話電報公司。t公司聲稱這項技術大約需要五年時間才能發布；4G真正投入商用還需要十年左右的時間。去年2月，四家歐洲移動設備制造商——阿爾卡特、愛立信、諾基亞和西門子成立了世界無線研究論壇(WWRF)，研究3G的未來發展方向。WWRF預測4G技術將在2010年投入使用。這壹代通信技術可以將不同的無線局域網和通信標準、手機信號、無線電通信與電視廣播和衛星通信結合起來，使手機用戶可以隨意漫遊。目前，在歐洲，已經為其室內應用研究和開發了無線本地環路和數字音頻廣播。測試項目包括10Mbps和MPEG圖像傳輸應用，第四代移動通信技術將是現有兩項研發技術的延伸，從室內技術開始，然後逐步擴展到室外移動通信網絡。愛立信壹名高級官員表示，公司不會在經濟不景氣的情況下削減第四代無線通信技術的研發預算。公司負責人也表示，公司的研發工作具有3-10年的前瞻性，暫時的需求低迷不會減緩公司的研發速度。
國際電信聯盟無線電通信部也達成諒解，移動通信系統將與其他系統結合，數據傳輸速率在2010之前達到100Mbps。對於更先進的3G系統，ITU決定同時制定IMT-2000兩個標準——提高數據包和聲音文件的傳輸速率——NTT DoCoMo和日本J-Phone采用的WCDMA將達到最大8Mbps的下行速率，而CDMA2000系統也將達到2.4Mbps的速率。同時，ITU發表聲明，第四代移動通信的頻段尚未討論和制定，但原則上將由高頻頻譜和微波主導
我們有理由相信，第四代無線通信網絡技術將給我們未來的生活帶來無限美好的期待！