4G

第四代行動電話行動通信標準，指的是第四代移動通信技術，外語縮寫：4G。該技術包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式（嚴格意義上來講，LTE只是3.9G，儘管被宣傳為4G無線標準，但它其實並未被3GPP認可為國際電信聯盟所描述的下一代無線通訊標準IMT-Advanced，因此在嚴格意義上其還未達到4G的標準。只有升級版的LTE Advanced才滿足國際電信聯盟對4G的要求）。

4G是集3G與WLAN於一體，並能夠快速傳輸數據、高質量音頻、視頻和圖像等。4G能夠以100Mbps以上的速度下載，比家用寬頻ADSL（4兆）快25倍，並能夠滿足幾乎所有用戶對於無線服務的要求。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。很明顯，4G有著不可比擬的優越性。

基本介紹

• 中文名：第四代移動通信技術
• 外文名：the 4th Generation mobile communication technology
• 類別：TD-LTE和FDD-LTE
• 運營商：中國移動、中國聯通、中國電信
• 中文縮寫：第四代
• 外語縮寫：4G
• 別稱：第四階段

產生背景

隨著數據通信與多媒體業務需求的發展，適應移動數據、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數據傳輸速度，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；

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平，進行與之相關的系統總體技術研究(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技術特徵的演示系統，向ITU提交初步的新一代無線通信體制標準；

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制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公里時速高鐵場景下的數據業務高速下載，一部2G大小的電影只需要幾分鐘。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包括持續加強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。

截至2015年12月底，全國電話用戶總數達到15.37億戶，其中行動電話用戶總數13.06億戶，4G用戶總數達3.86225億戶，4G用戶在行動電話用戶中的滲透率為29.6%。

2018年7月，工信部公布《2018年上半年通信業經濟運行情況》報告顯示，4G用戶總數達到11.1億戶，占行動電話用戶的73.5%。

核心技術

接入方式和多址方案

（正交頻分復用）是一種無線環境下的高速傳輸技術，其主要思想就是在頻域內將給定信道分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進行調製，各子載波並行傳輸。儘管總的信道是非平坦的，即具有頻率選擇性，但是每個子信道是相對平坦的，在每個子信道上進行的是窄帶傳輸，信號頻寬小於信道的相應頻寬。OFDM技術的優點是可以消除或減小信號波形間的干擾，對多徑衰落和都卜勒頻移不敏感，提高了頻譜利用率，可實現低成本的單波段接收機。OFDM的主要缺點是功率效率不高。

4G

調製與編碼技術

4G移動通信系統採用新的調製技術，如多載波正交頻分復用調製技術以及單載波自適應均衡技術等調製方式，以保證頻譜利用率和延長用戶終端電池的壽命。4G移動通信系統採用更高級的信道編碼方案(如Turbo碼、級連碼和LDPC等)、自動重發請求(ARQ)技術和分集接收技術等，從而在低Eb/N0條件下保證系統足夠的性能。

高性能的接收機

4G移動通信系統對接收機提出了很高的要求。Shannon定理給出了在頻寬為BW的信道中實現容量為C的可靠傳輸所需要的最小SNR。按照Shannon定理，可以計算出，對於3G系統如果信道頻寬為5MHz，數據速率為2Mb/s，所需的SNR為l.2dB；而對於4G系統，要在5MHz的頻寬上傳輸20Mb/s的數據，則所需要的SNR為12dB。可見對於4G系統，由於速率很高，對接收機的性能要求也要高得多。

智慧型天線技術

智慧型天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數字波束調節等智慧型功能，被認為是未來移動通信的關鍵技術。智慧型天線套用數位訊號處理技術，產生空間定向波束，使天線主波束對準用戶信號到達方向，旁瓣或零陷對準干擾信號到達方向，達到充分利用移動用戶信號並消除或抑制干擾信號的目的。這種技術既能改善信號質量又能增加傳輸容量。

MIMO技術

（多輸入多輸出）技術是指利用多發射、多接收天線進行空間分集的技術，它採用的是分立式多天線，能夠有效的將通信鏈路分解成為許多並行的子信道，從而大大提高容量。資訊理論已經證明，當不同的接收天線和不同的發射天線之間互不相關時，MIMO系統能夠很好地提高系統的抗衰落和噪聲性能，從而獲得巨大的容量。例如：當接收天線和傳送天線數目都為8根，且平均信噪比為20dB時，鏈路容量可以高達42bps/Hz，這是單天線系統所能達到容量的40多倍。因此，在功率頻寬受限的無線信道中，MIMO技術是實現高數據速率、提高系統容量、提高傳輸質量的空間分集技術。在無線頻譜資源相對匱乏的今天，　MIMO系統已經體現出其優越性，也會在4G移動通信系統中繼續套用。

軟體無線電技術

軟體無線電是將標準化、模組化的硬體功能單元經過一個通用硬體平台，利用軟體載入方式來實現各種類型的無線電通信系統的一種具有開放式結構的新技術。軟體無線電的核心思想是在儘可能靠近天線的地方使用寬頻A/D和D/A變換器，並儘可能多地用軟體來定義無線功能，各種功能和信號處理都儘可能用軟體實現。其軟體系統包括各類無線信令規則與處理軟體、信號流變換軟體、信源編碼軟體、信道糾錯編碼軟體、調製解調算法軟體等。軟體無線電使得系統具有靈活性和適應性，能夠適應不同的網路和空中接口。軟體無線電技術能支持採用不同空中接口的多模式手機和基站，能實現各種套用的可變QoS。

基於IP的核心網

移動通信系統的核心網是一個基於全IP的網路，同已有的行動網路相比具有根本性的優點，即：可以實現不同網路間的無縫互聯。核心網獨立於各種具體的無線接入方案，能提供端到端的IP業務，能同已有的核心網和PSTN兼容。核心網具有開放的結構，能允許各種空中接口接入核心網；同時核心網能把業務、控制和傳輸等分開。採用IP後，所採用的無線接入方式和協定與核心網路(CN)協定、鏈路層是分離獨立的。IP與多種無線接入協定相兼容，因此在設計核心網路時具有很大的靈活性，不需要考慮無線接入究竟採用何種方式和協定。

多用戶檢測技術

多用戶檢測是寬頻通信系統中抗干擾的關鍵技術。在實際的CDMA通信系統中，各個用戶信號之間存在一定的相關性，這就是多址干擾存在的根源。由個別用戶產生的多址干擾固然很小，可是隨著用戶數的增加或信號功率的增大，多址干擾就成為寬頻CDMA通信系統的一個主要干擾。傳統的檢測技術完全按照經典直接序列擴頻理論對每個用戶的信號分別進行擴頻碼匹配處理，因而抗多址干擾能力較差；多用戶檢測技術在傳統檢測技術的基礎上，充分利用造成多址干擾的所有用戶信號信息對單個用戶的信號進行檢測，從而具有優良的抗干擾性能，解決了遠近效應問題，降低了系統對功率控制精度的要求，因此可以更加有效地利用鏈路頻譜資源，顯著提高系統容量。隨著多用戶檢測技術的不斷發展，各種高性能又不是特別複雜的多用戶檢測器算法不斷提出，在4G實際系統中採用多用戶檢測技術將是切實可行的。

網路結構

4G移動系統網路結構可分為三層：物理網路層、中間環境層、套用網路層。物理網路層提供接入和路由選擇功能，它們由無線和核心網的結合格式完成。中間環境層的功能有QoS映射、地址變換和完全性管理等。

物理網路層與中間環境層及其套用環境之間的接口是開放的，它使發展和提供新的套用及服務變得更為容易，提供無縫高數據率的無線服務，並運行於多個頻帶。

4G特點

優勢

通信速度快

由於人們研究4G通信的最初目的就是提高蜂窩電話和其他移動裝置無線訪問Internet的速率，因此4G通信給人印象最深刻的特徵莫過於它具有更快的無線通信速度。

從移動通信系統數據傳輸速率作比較，第一代模擬式僅提供語音服務；第二代數位式移動通信系統傳輸速率也只有9.6Kbps，最高可達32Kbps，如PHS；第三代移動通信系統數據傳輸速率可達到2Mbps；而第四代移動通信系統傳輸速率可達到20Mbps，甚至最高可以達到高達100Mbps，這種速度會相當於2009年最新手機的傳輸速度的1萬倍左右,第三代手機傳輸速度的50倍。

網路頻譜寬

要想使4G通信達到100Mbps的傳輸，通信營運商必須在3G通信網路的基礎上，進行大幅度的改造和研究，以便使4G網路在通信頻寬上比3G網路的蜂窩系統的頻寬高出許多。據研究4G通信的AT&T的執行官們說，估計每個4G信道會占有100MHz的頻譜，相當於W-CDMA3G網路的20倍。

通信靈活

從嚴格意義上說，4G手機的功能，已不能簡單劃歸“電話機”的範疇，畢竟語音資料的傳輸只是4G行動電話的功能之一而已，因此未來4G手機更應該算得上是一隻小型電腦了，而且4G手機從外觀和式樣上，會有更驚人的突破，人們可以想像的是，眼鏡、手錶、化妝盒、旅遊鞋，以方便和個性為前提，任何一件能看到的物品都有可能成為4G終端，只是人們還不知應該怎么稱呼它。

未來的4G通信使人們不僅可以隨時隨地通信，更可以雙向下載傳遞資料、圖畫、影像，當然更可以和從未謀面的陌生人網上聯線對打遊戲。也許有被網上定位系統永遠鎖定無處遁形的苦惱，但是與它據此提供的地圖帶來的便利和安全相比，這簡直可以忽略不計。

智慧型性能高

第四代移動通信的智慧型性更高，不僅表現於4G通信的終端設備的設計和操作具有智慧型化，例如對選單和滾動操作的依賴程度會大大降低，更重要的4G手機可以實現許多難以想像的功能。

例如4G手機能根據環境、時間以及其他設定的因素來適時地提醒手機的主人此時該做什麼事，或者不該做什麼事，4G手機可以把電影院票房資料，直接下載到PDA之上，這些資料能夠把售票情況、座位情況顯示得清清楚楚，大家可以根據這些信息來進行線上購買自己滿意的電影票；4G手機可以被看作是一台手提電視，用來看體育比賽之類的各種現場直播。LG G3支持雙卡，支持2014年的主流4G，並內置可拆卸式3000毫安時電池。

兼容性好

要使4G通信儘快地被人們接受，不但考慮的它的功能強大外，還應該考慮到現有通信的基礎，以便讓更多的現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。

因此，從這個角度來看，未來的第四代移動通信系統應當具備全球漫遊，接口開放，能跟多種網路互聯，終端多樣化以及能從第二代平穩過渡等特點。

提供增值服務

4G通信並不是從3G通信的基礎上經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移動通信系統主要是以CDMA為核心技術，而4G移動通信系統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例如無線區域環路(WLL)、數字音訊廣播(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不會在未來僅僅只採用OFDM一種技術，CDMA技術會在第四代移動通信系統中，與OFDM技術相互配合以便發揮出更大的作用，甚至未來的第四代移動通信系統也會有新的整合技術如OFDM/CDMA產生，前文所提到的數字音訊廣播，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合。

因此未來以OFDM為核心技術的第四代移動通信系統，也會結合兩項技術的優點，一部分會是以CDMA的延伸技術。

高質量通信

儘管第三代移動通信系統也能實現各種多媒體通信，為此未來的第四代移動通信系統也稱為“多媒體移動通信。

第四代移動通信不僅僅是為了因套用戶數的增加，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的要求。總結來說，首先必須可以容納市場龐大的用戶數、改善現有通信品質不良，以及達到高速數據傳輸的要求。

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研製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品公司為了進一步提高無線網際網路的主幹頻寬寬度，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)為主的網路架構。

由於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。

費用便宜

由於4G通信不僅解決了與3G通信的兼容性問題，讓更多的現有通信用戶能輕易地升級到4G通信，而且4G通信引入了許多尖端的通信技術，這些技術保證了4G通信能提供一種靈活性非常高的系統操作方式，因此相對其他技術來說，4G通信部署起來就容易迅速得多；同時在建設4G通信網路系統時，通信營運商們會考慮直接在3G通信網路的基礎設施之上，採用逐步引入的方法，這樣就能夠有效地降低運行者和用戶的費用。據研究人員宣稱，4G通信的無線即時連線等某些服務費用會比3G通信更加便宜。

對於人們來說，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複雜的技術系統。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。

缺陷

標準多

雖然從理論上講，3G手機用戶在全球範圍都可以進行移動通信，但是由於沒有統一的國際標準，各種移動通信系統彼此互不兼容，給手機用戶帶來諸多不便。因此，開發第四代移動通信系統必須首先解決通信制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

儘管未來的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繫。

1. 由於第四代無線通信網路的架構相當複雜，這一問題顯得格外突出。
2. 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。

容量受限

人們對未來的4G通信的印象最深的莫過於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100Mbps的寬頻速度（約為每秒12.5MB），比2009年最新手機信息傳輸速度每秒10KB要快1000多倍，但手機的速度會受到通信系統容量的限制，如系統容量有限，手機用戶越多，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，對於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，那么號稱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。

設施更新慢

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於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，那么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、占領市場的速度。

而且到那時，還必須要求3G通信終端升級到能進行更高速數據傳輸及支持4G通信各項數據業務的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於網路建設。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

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複雜，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通信還只處於研究和開發階段，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於4G通信的移動數據市場的發展尤為重要，例如WAP手機推出後，用戶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用戶難以承受，因此必須及早慎重研究基於4G通信的收費系統，以利於市場發展。

4G性能

第四代移動通信系統可稱為廣帶 (Broadband) 接入和分布網路，具有非對稱的超過2Mb/s的數據傳輸能力，數據率超過UMTS，是支持高速數據率（2～20Mb/s）連線的理想模式，上網速度從2Mb/s提高到100Mb/s，具有不同速率間的自動切換能力。

3G與4G

第四代移動通信系統是多功能集成的寬頻移動通信系統，在業務上、功能上、頻帶上都與第三代系統不同，會在不同的固定和無線平台及跨越不同頻帶的網路運行中提供無線服務，比第三代移動通信更接近於個人通信。第四代移動通信技術可把上網速度提高到超過第三代移動技術50倍，可實現三維圖像高質量傳輸。

4G移動通信技術的信息傳輸級數要比3G移動通信技術的信息傳輸級數高一個等級。對無線頻率的使用效率比第二代和第三代系統都高得多，且抗信號衰落性能更好，其最大的傳輸速度會是 “i-mode”服務的10000倍。除了高速信息傳輸技術外，它還包括高速移動無線信息存取系統、移動平台的拉技術、安全密碼技術以及終端間通信技術等，具有極高的安全性，4G終端還可用作諸如定位、告警等。

4G手機系統下行鏈路速度為100mbps，上行鏈路速度為30mbps。其基站天線可以傳送更窄的無線電波波束，在用戶行動時也可進行跟蹤，可處理數量更多的通話。

第四代行動電話不僅音質清晰，而且能進行高清晰度的圖像傳輸，用途會十分廣泛。在容量方面，可在FDMA、TDMA、CDMA的基礎上引入空分多址 (SDMA)，容量達到3G的5～10倍。另外，可以在任何地址寬頻接入網際網路，包含衛星通信，能提供信息通信之外的定位定時、數據採集、遠程控制等綜合功能。它包括廣帶無線固定接入、廣帶無線區域網路、移動廣帶系統和互操作的廣播網路（基於地面和衛星系統）。

其廣帶無線區域網路 (WLAN) 能與B-ISDN和ATM兼容，實現廣帶多媒體通信，形成綜合廣帶通信網 (IBCN)，通過IP進行通話。能全速移動用戶能提供150Mb/s的高質量的影像服務，實現三維圖像的高質量傳輸，無線用戶之間可以進行三維虛擬現實通信。

能自適應資源分配，處理變化的業務流、信道條件不同的環境，有很強的自組織性和靈活性。能根據網路的動態和自動變化的信道條件，使低碼率與高碼率的用戶能夠共存，綜合固定移動廣播網路或其他的一些規則，實現對這些功能體積分布的控制。

支持互動式多媒體業務，如視頻會議、無線網際網路等，提供更廣泛的服務和套用。4G系統可以自動管理、動態改變自己的結構以滿足系統變化和發展的要求。用戶可能使用各種各樣的移動設備接入到4G系統中，各種不同的接入系統結合成一個公共的平台，它們互相補充、互相協作以滿足不同的業務的要求，行動網路服務趨於多樣化，最終會演變為社會上多行業、多部門、多系統與人們溝通的橋樑。

4G標準

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。根據4G牌照發布的規定，國內三家運營商中國移動、中國電信和中國聯通，都拿到了TD-LTE制式的4G牌照。

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，相對於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於5ms，控制平面從睡眠狀態到激活狀態遷移時間低於50ms，從駐留狀態到激活狀態的遷移時間小於100ms。並且這一標準也是3GPP長期演進 (LTE) 項目，是近兩年來3GPP啟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

由於WCDMA網路的升級版HSPA和HSPA+均能夠演化到FDD-LTE這一狀態，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。TD-LTE與TD-SCDMA實際上沒有關係不能直接向TD-LTE演進。該網路提供媲美固定寬頻的網速和行動網路的切換速度，網路瀏覽速度大大提升。

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。

LTE-Advanced

LTE-Advanced：從字面上看，LTE-Advanced就是LTE技術的升級版，那么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技術徵集的需求，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，相當於HSPA和WCDMA這樣的關係。LTE-Advanced的相關特性如下：

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，那么LTE-Advanced作為4G標準更加確切一些。LTE-Advanced的入圍，包含 TDD和FDD兩種制式，其中TD-SCDMA將能夠進化到TDD制式，而WCDMA網路能夠進化到FDD制式。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。

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。

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，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)對於已知的干擾，窄的信道頻寬有利於避開干擾，而且有利於節省頻譜資源。

(2)靈活的頻寬調整能力，有利於運營商或用戶協調頻譜資源。

(3)WiMax所能實現的50公里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，只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網路的水平，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的希望在於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成為呼聲僅次於LTE的4G網路手機。關於IEEE 802.16m這一技術，我們將留在最後作詳細的闡述。

Wimax當前全球使用用戶大約800萬，其中60%在美國。Wimax其實是最早的4G通信標準，大約出現於2000年。

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即為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．提高數據和VOIP容量；

4．低時延&QoS增強；

5．功耗節省；

WirelessMAN-Advanced有5種網路數據規格，其中極低速率為16kbps，低數率數據及低速多媒體為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。

國際標準

2012年1月18日下午5時，國際電信聯盟在2012年無線電通信全會全體會議上，正式審議通過將LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced(802.16m)技術規範確立為IMT-Advanced(俗稱“4G”)國際標準，中國主導制定的TD-LTE-Advanced和FDD-LTE-Advance同時並列成為4G國際標準。

4G國際標準工作歷時三年。從2009年初開始，ITU在全世界範圍內徵集IMT-Advanced候選技術。2009年10月，ITU總計徵集到了六個候選技術，分別來自北美標準化組織IEEE的802.16m、日本3GPP的FDD-LTE-Advance、韓國（基於802.16m）和中國（TD-LTE-Advanced）、歐洲標準化組織3GPP（FDD-LTE-Advance）。

4G國際標準公布有兩項標準分別是LTE-Advance和IEEE，一類是LTE-Advance的FDD部分和中國提交的TD-LTE-Advanced的TDD部分，總基於3GPP的LTE-Advance。另外一類是基於IEEE 802.16m的技術。

ITU在收到候選技術以後，組織世界各國和國際組織進行了技術評估。在2010年10月份，在中國重慶，ITU-R下屬的WP5D工作組最終確定了IMT-Advanced的兩大關鍵技術，即LTE-Advanced和802.16m。中國提交的候選技術作為LTE-Advanced的一個組成部分，也包含在其中。在確定了關鍵技術以後，WP5D工作組繼續完成了電聯建議的編寫工作，以及各個標準化組織的確認工作。此後WP5D將檔案提交上一級機構審核，SG5審核通過以後，再提交給全會討論通過。

在此次會議上，TD-LTE正式被確定為4G國際標準，也標誌著中國在移動通信標準制定領域再次走到了世界前列，為TD-LTE產業的後續發展及國際化提供了重要基礎。

日本軟銀、沙烏地阿拉伯STC、mobily、巴西sky Brazil、波蘭Aero2等眾多國際運營商已經開始商用或者預商用TD-LTE網路。印度Augere預計2012年2月開始預商用。審議通過後，將有利於TD-LTE技術進一步在全球推廣。同時，國際主流的電信設備製造商基本全部支持TD-LTE，而在晶片領域，TD-LTE已吸引17家廠商加入，其中不乏高通等國際晶片市場的領導者。

速率對比

無線蜂窩技術：CDMA2000 1x/EVDo;GSM EDGE;TD-SCDMA HSPA;WCDMA HSPA;TD-LTE;FDD-LTE
4G網路的下行速率能達到100Mbps～150Mbps，比3G快20倍～30倍，上傳的速度也能達到20Mbps～40Mbps。這種速率能滿足幾乎所有用戶對於無線服務的要求。有人曾這樣比較3G和4G的網速，3G的網速相當於“高速公路”，4G的網速相當於“磁懸浮”。

多模多頻晶片

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。

關於多模多頻，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制式和頻段的晶片。

晶片標準

從4G晶片的發展來看，4G晶片應該具備高度集成、多模多頻、強大的數據與多媒體處理能力。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，主要運用於MIFI、CPE等數據終端中。

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占到中國移動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制式和頻段的設計，支持七種網路制式(FDD、TD-LTE、WCDMA、EV-DO、CDMA1x、TD-SCDMA和GSM/EDGE)。

4G牌照

2013年12月4日下午，工業和信息化部（以下簡稱“工信部”）向中國移動、中國電信、中國聯通正式發放了第四代移動通信業務牌照（即4G牌照），中國移動、中國電信、中國聯通三家均獲得TD-LTE牌照，此舉標誌著中國電信產業正式進入了4G時代。

有關部門對TD-LTE頻譜規劃使用做了詳細說明：中國移動獲得130MHz頻譜資源，分別為1880 -1900 MHz、2320-2370 MHz、2575-2635 MHz；中國聯通獲得40MHz頻譜資源，分別為2300-2320 MHz、2555-2575 MHz；中國電信獲得40MHz頻譜資源，分別為2370-2390 MHz、2635-2655 MHz。

中國聯通

2013年底全網中國聯通HSPA+雙載波42兆。國際上很多國家，42兆也稱為4G網路。

4G系統能夠以100Mbps-150Mbps的速度下載，不同的運營商採用不同的4G技術，速度通常與3G相比快20~30倍。

4G通信技術並沒有脫離以前的通信技術，採用了一些新的通信技術，來提高無線通信的網路效率和功能。ITU(國際電聯)已經將WiMax、HSPA+、LTE正式納入到4G標準里，加上之前就已經確定的LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced這兩種標準，4G標準已經達到了5種。截止到2013年12月份LTE已然成為4G全球標準，包括FDD-LTE和TD-LTE兩種制式。13年3月，全球67個國家已部署163張LTE商用網路，其中154張FDD-LTE商用網路，15張TD-LTE商用網路，6家運營商部署雙模網路，中國聯通採用FDD-LTE制式進入4G時代。
2014年3月18日中國聯通合作夥伴大會召開。會上，中國聯通宣布在25個城市開展4G網路服務，還公布了4G發展戰略、推出了“4G/3G一體化套餐”方案，發布61款4G LTE、42M和創新型產品。

中國電信

中國電信已完成了其4G試點城市中TD-LTE基站示範站的安裝及開通調測，開通了在試點城市的首個TD-LTE示範站，實現了基礎數據業務的服務。

中國移動

2013年以來，中國移動啟動了20萬個基站的建設和100萬部終端的採購，體驗用戶接近4萬人。2013年10月，中國移動獲準在全國326個城市開展TD-LTE擴大規模試驗。中國移動稱，該公司已在全國範圍內啟動了TD-LTE的商用部署工作，將建成全球規模最大的4G網路，並將努力推動4G的融合發展。按照中國移動的計畫，在2013年底前，該公司可向北京、杭州、廣州、深圳、青島、南昌、南京、溫州、廈門、上海、天津、瀋陽、成都等城市的用戶提供4G服務。

資費爭議

中國移動

“中國移動推出4G套餐，40元包300兆流量，按照每秒百兆的速率，這個套餐3秒就用完了，3秒40元，一個小時就是48000元。如果晚上忘了關閉4G連線，一覺醒來，你的房子都快成移動公司的了。”噹噹網CEO李國慶前幾日發出的這則微博段子，24小時內便得到近3萬次轉載，1萬次點讚。

網友的調侃與轉載凸顯人們對4G資費的擔憂與不適。“網速提升顯著，價格維持高位，這是要‘被破產’的節奏嗎？”一名網友直言。

對此，北京移動回應稱，用戶不用擔憂，因為該公司推出4G國內（不含港澳台地區）數據流量提醒和流量封頂“雙保險服務”：除了傳送流量超量提醒，當客戶每月流量費用累計到達500元時，會執行費用封頂，之後還會啟動流量保護措施，關閉當月流量，下月自動開啟。

即便如此，在春節換機潮中，不少用戶依舊對4G持觀望態度，資費成了首要擔憂。

按照現有4G資費套餐，網友算了一筆賬，如果使用4G網路觀看一部大小1GB左右的電影，即便算上當前贈送的每月1GB流量，仍需要辦理價格138元的4G飛享套餐，或50元的流量可選包。有網友表示，這資費看視頻還不如直接去電影院看電影呢！

北京移動金融街門市工作人員介紹，儘管4G流量價格超出套餐部分按照0．29元/兆計算，比2G、3G時代1元/兆降低不少，但也有用戶反映，流量消耗速度加快，甚至一天能耗掉整月流量。

中國聯通

相對中國移動，中國聯通推出了4G/3G一體化資費套餐， 套內流量比3G套餐大幅提升。套餐共分8檔，最低76元，最高596元。

以中國聯通3G基本套餐A套餐156元檔為例，對比與之月費相近的4G/3G一體化套餐166元檔，套內語音由420分鐘提高至500分鐘，套內數據流量由500MB提高至2GB。為有效解決用戶超套餐流量使用資費難以控制問題，中國聯通特意設計了套外流量“放心用”功能，用戶套餐外流量不足1GB時按照0.30元/MB計費收費，達到60元(即200MB)時，用戶將額外獲得824MB免費流量(即60元/GB)，之後每超出200MB都按照這個規則計費收費。
為控制套餐外高額流量費用，中國聯通還推出了套餐外國內流量“雙封頂”措施，即對於用戶超出套餐外國內流量費達到600元後，停止計費，用戶仍可繼續使用，當國內計費流量達到15GB時，將自動關閉數據通信功能。此外，本次中國聯通還推出了“流量半年包”，以及“在網越長優惠越多”網齡升級計畫，未來更有自由組合套餐、共享套餐，滿足用戶的多終端、個性化、多層次需求。

中國電信

相較於其他兩家運營商，除了經典的套餐形式，中國電信天翼4G套餐還推出了具有移動網際網路風格的“個人定製”套餐，，流量和通話自由轉換，開創了把套餐設計權交給用戶的新時代。此套餐採用階梯式計費，按照套餐使用量增加降低，例如套外流量，不足100MB按0.3元/MB收費，達到100MB（30元）時，額外贈送用戶400MB流量（即30元/500MB），用戶套餐外流量超過500MB時，仍按上述原則（即每超出500MB即按照30元/500MB收費）收費，以此類推。

針對於用戶的“破產”擔憂，中國電信推出了流量/費用雙封頂，套餐外流量達到600元以後，國內流量不在計費，直至15GB後，系統自動關閉數據網路。

曝光事件

在2G時代簽訂的套餐，儘管失效時間是2099年，中移動卻表示只有取消原套餐才能享受4G網路。但現在,原文包括315自身官微在內已不可找，搜尋出的新聞大部分是中移動的回覆。

《3·15晚會二號投訴熱點追蹤：中國移動首次正面回應20元WAP無限量套餐用戶》，裡面中移動聲稱

“如果想使用4G（TD-LTE或FDD-LTE制式）網路服務，中國移動將給予一定的“轉套餐贈送流量、話費補貼或終端補貼”等優惠舉措……但對於堅持要通過WAP包月套餐不限量使用4G（TD-LTE或FDD-LTE制式）服務，並以多種非理性群體性等方式提出訴求的客戶，中國移動表示將不予支持。”