淺談4G通信技術(shù)應(yīng)用前景

□文/劉占成 馬 龍

（中國(guó)通信建設(shè)第五工程局 河北·保定）

一、引言

移動(dòng)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，大致經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段：第一代主要指蜂窩式模擬移動(dòng)通信，其技術(shù)特征是蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)克服了大區(qū)制容量低、活動(dòng)范圍受限的問(wèn)題。第二代是蜂窩數(shù)字移動(dòng)通信，使蜂窩系統(tǒng)具有數(shù)字傳輸所能提供的綜合業(yè)務(wù)等種種優(yōu)點(diǎn)。第三代是除了能提供第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)所擁有的各種優(yōu)點(diǎn)，克服了其缺點(diǎn)外，還能夠提供寬帶多媒體業(yè)務(wù)，能提供高質(zhì)量的視頻寬帶多媒體綜合業(yè)務(wù)，并能實(shí)現(xiàn)全球漫游。第四代是移動(dòng)通信4G技術(shù)，其移動(dòng)通信系統(tǒng)同其他系統(tǒng)如商業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)、藍(lán)牙、廣播、電視衛(wèi)星通信等的無(wú)縫銜接并相互兼容。4G應(yīng)具有更高的數(shù)據(jù)率和頻譜利用率，更高的安全性、智能性和靈活性，更高的傳輸質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量。

4G通信即第四代移動(dòng)通信（The4th Generation）的簡(jiǎn)稱。到目前為止，4G的定義、技術(shù)參數(shù)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、乃至業(yè)務(wù)內(nèi)容已基本確定下來(lái)。但不管人們對(duì)4G通信怎樣進(jìn)行定義，有一點(diǎn)能夠肯定，4G通信將是一個(gè)比3G通信更完美的新無(wú)線世界，它將創(chuàng)造出許多消費(fèi)者難以想象的應(yīng)用。4G通信技術(shù)是以傳統(tǒng)通信技術(shù)為基礎(chǔ)，并利用了一些新的通信技術(shù)來(lái)不斷提高無(wú)線通信的網(wǎng)絡(luò)效率和功能的。如果說(shuō)現(xiàn)在的3G能提供一個(gè)高速傳輸?shù)臒o(wú)線通信環(huán)境的話，那么4G通信將是一種超高速無(wú)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)可使電話用戶以無(wú)線及三維空間虛擬實(shí)境連線。

二、4G移動(dòng)通信特點(diǎn)

4G技術(shù)主要是能夠在各終端產(chǎn)品間發(fā)送、接收來(lái)自另一端的信號(hào)，并在多個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、平臺(tái)與無(wú)線通訊界面之間找到最快速與最有效率的通信路徑，以進(jìn)行最即時(shí)的傳輸、接收與定位等動(dòng)作。其主要特點(diǎn)如下：高速率與靈活性強(qiáng)，4G的信息傳輸速率要比3G高一個(gè)等級(jí)，從2Mbit/s提高到10Mbit/s。4G采用智能信號(hào)處理技術(shù)對(duì)信道條件不同的各種復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行信號(hào)的正常收發(fā)，有很強(qiáng)的智能性、適應(yīng)性和靈活性；兼容性好且用戶共存性。目前，ITU承認(rèn)的移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)有GSM、CDMA和TDMA三大分支，可通過(guò)4G標(biāo)準(zhǔn)的制定來(lái)解決兼容問(wèn)題。4G可以使低、高速用戶和各種用戶設(shè)備能夠并存與互通，從而滿足多類型用戶的需求；業(yè)務(wù)多樣性與技術(shù)基礎(chǔ)好。4G能提供各種標(biāo)準(zhǔn)的通信業(yè)務(wù)，滿足寬帶和綜合多種業(yè)務(wù)需求。4G將以O(shè)FDM、無(wú)線接入、軟件無(wú)線電等，能大幅提高頻率使用效率和系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)性；4G技術(shù)可以隨時(shí)隨地的移動(dòng)接入與自治的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。4G網(wǎng)絡(luò)將是一個(gè)完全自治、自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)?？勺詣?dòng)管理、動(dòng)態(tài)改變自己的結(jié)構(gòu)以滿足系統(tǒng)變化和發(fā)展的要求。

三、4G移動(dòng)技術(shù)主要應(yīng)用趨勢(shì)

4G通信不僅為人們提供溝通的自由，并將深刻地改變?nèi)藗兊纳罘绞?，其具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)。

（一）在智慧家庭中的應(yīng)用。4G會(huì)是一種超高速無(wú)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)可使電話用戶以無(wú)線及三位空間虛擬實(shí)境連線。4G通信使得人與人之間的交流更加流暢，特別是構(gòu)建一條人與機(jī)器之間自由交流通道，推動(dòng)整個(gè)“智慧家庭”朝著綜合化、智能化、全球化、個(gè)性化方向發(fā)展。基于4G移動(dòng)技術(shù)，“智慧家庭”將采用有線方式和無(wú)線方式相結(jié)合，構(gòu)建先進(jìn)的有線、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無(wú)處不信息，保證高速外網(wǎng)數(shù)據(jù)通道的環(huán)境下內(nèi)網(wǎng)信息流高效、靈活地傳遞。

（二）在移動(dòng)醫(yī)護(hù)中的應(yīng)用。移動(dòng)醫(yī)護(hù)通是面向大中型醫(yī)院提供的基于移動(dòng)醫(yī)療服務(wù)模式的整體信息化解決方案，該應(yīng)用通過(guò)在院區(qū)內(nèi)鋪設(shè)WLAN網(wǎng)絡(luò)及互聯(lián)網(wǎng)專線傳輸通道（同時(shí)完成醫(yī)院現(xiàn)有核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成平臺(tái)搭建），協(xié)助醫(yī)護(hù)人員通過(guò)智能手持終端（如iPad或行業(yè)定制終端）完成臨床診療及護(hù)理工作。移動(dòng)醫(yī)護(hù)通通過(guò)信息化手段輔助醫(yī)護(hù)人員減少工作差錯(cuò)，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地隨身共享信息，提升醫(yī)院人員的工作及服務(wù)效率。

（三）在智慧課堂中的應(yīng)用。智慧課堂基于中國(guó)移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和教育云服務(wù)，結(jié)合中小學(xué)學(xué)習(xí)特點(diǎn)專門研制的互動(dòng)教學(xué)學(xué)習(xí)軟件，在課堂上通過(guò)師生人手一臺(tái)平板電腦實(shí)現(xiàn)全新互動(dòng)式教學(xué)。智慧課堂通過(guò)構(gòu)建以學(xué)習(xí)者為中心，融合校內(nèi)外學(xué)習(xí)的數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺(tái)，創(chuàng)新教學(xué)和學(xué)習(xí)模式，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)趣味性和主動(dòng)性。同時(shí)，對(duì)于教師來(lái)說(shuō)，通過(guò)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡的跟蹤分析，對(duì)教學(xué)水平的提升也有所幫助。

（四）在電視直播中的應(yīng)用。3G/4G方式費(fèi)用低，使用便捷，傳輸距離長(zhǎng)，設(shè)備廉價(jià)，有運(yùn)營(yíng)商鋪設(shè)的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，城鎮(zhèn)區(qū)域盲點(diǎn)少，可以大范圍快速移動(dòng)?？梢?jiàn)，電視媒體進(jìn)行突發(fā)類新聞直播（傳輸），或者在交通、供電條件惡劣、地形復(fù)雜的地方進(jìn)行的直播（傳輸），采用3G/4G方式是一種非常好的選擇。

（五）在研發(fā)中的應(yīng)用。一些企業(yè)和單位已經(jīng)開始了4G移動(dòng)通信技術(shù)的研究和開發(fā)工作，目前在高速互聯(lián)技術(shù)上已經(jīng)取得質(zhì)的突破，研發(fā)的技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)文學(xué)、圖像、視頻和話音的高速傳輸，對(duì)不同種類放入工作和不同類型的業(yè)務(wù)有了初步的應(yīng)用：在多點(diǎn)通信技術(shù)方面，采用了不對(duì)稱設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了手機(jī)、計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之間相互自由通信和多點(diǎn)控制等功能。

（六）在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境十分復(fù)雜，條件千差萬(wàn)別。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，嵌入式通信技術(shù)越來(lái)越多的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，面對(duì)我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求，需要開展農(nóng)業(yè)信息高密度、高速度、高準(zhǔn)確度、低成本獲取技術(shù)的產(chǎn)品研究開發(fā)和示范推廣，因地制宜地在田間地頭解決生產(chǎn)管理中遇到的問(wèn)題，從而推動(dòng)粗放型農(nóng)業(yè)向智慧型農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變。4G移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提供了更精確的信息化服務(wù)，可以結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理為主要對(duì)象，利用智能通信技術(shù)嵌入農(nóng)業(yè)知識(shí)，進(jìn)行智能推理，提供各種信息管理方案，同時(shí)具有信息查詢?cè)\斷功能、覆蓋面廣、信息含量大、信息與知識(shí)的先進(jìn)性、及時(shí)性強(qiáng)，可根據(jù)用戶各種要求，進(jìn)行查詢?cè)\斷，提供各種解決方案供選擇，能夠提供大量的管理實(shí)用信息。

（七）在智能手機(jī)中的應(yīng)用。利用4G可在語(yǔ)音通話的同時(shí)雙向傳遞資料、圖畫和影像。4G手機(jī)可根據(jù)環(huán)境、時(shí)間以及其他設(shè)定的因素來(lái)適時(shí)地提醒手機(jī)的主人此時(shí)此刻該做什么或不該做什么事；4G手機(jī)可以將電影院票房資料直接下載下來(lái)，包括售票情況和座位等情況；使人們可以根據(jù)這些信息來(lái)進(jìn)行在線購(gòu)買電影票，可以在4G手機(jī)上根據(jù)自己需要直接購(gòu)買車票和機(jī)票。

（八）其他應(yīng)用。通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)可接受4G信息并傳輸?shù)接螒蛟O(shè)備中，并在射頻測(cè)量技術(shù)抗洪搶險(xiǎn)和地震災(zāi)害中發(fā)揮作用。

總之，4G移動(dòng)通信技術(shù)是在前三代移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)，具有高速、抗干擾和更兼容的優(yōu)勢(shì)，是通信行業(yè)未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。在不久的將來(lái)，4G移動(dòng)通信技術(shù)將會(huì)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)作，通信行業(yè)應(yīng)對(duì)4G移動(dòng)通信技術(shù)有清晰的認(rèn)知，了解4G移動(dòng)通信技術(shù)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)關(guān)鍵，對(duì)4G移動(dòng)技術(shù)的性能加以預(yù)測(cè)和評(píng)估，對(duì)4G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展有相應(yīng)的行業(yè)展望和技術(shù)準(zhǔn)備，抓住4G移動(dòng)通信技術(shù)推廣、普及和商用時(shí)機(jī)，大力推進(jìn)移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展。

四、結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)的普及，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，讓信息化的發(fā)展比任何時(shí)候都來(lái)得迅猛。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)正在發(fā)生著根本性的變化，通信的主體也將由人與人，擴(kuò)展到人與物或物與物，固定網(wǎng)與移動(dòng)網(wǎng)的融合，通信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和傳感器網(wǎng)的融合將成為未來(lái)發(fā)展的發(fā)展趨勢(shì)。真誠(chéng)的期盼我國(guó)4G技術(shù)能快速發(fā)展并為國(guó)民提供一條更快、更好的生活享受網(wǎng)絡(luò)之路，同時(shí)也希望早日能由3G轉(zhuǎn)換到4G，更好地去服務(wù)人民。

我相信，不久的將來(lái)，無(wú)論任何人在任何時(shí)候和任何地點(diǎn)都能和任何人進(jìn)行任何方式的通信。長(zhǎng)期以來(lái)，這都是人們的美好幻想?，F(xiàn)在，4G技術(shù)使之成為可能。雖然4G系統(tǒng)的發(fā)展道路是坎坷的，但是隨著新技術(shù)和新需求的不斷出現(xiàn)，4G必然會(huì)成為未來(lái)移動(dòng)通信領(lǐng)域的主導(dǎo)，使未來(lái)通信前景更美好。

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