4G:第四代移動通信技術-中文百科頻道

産生背景

随着數據通信與多媒體業務需求的發展，适應移動數據、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”。

發展曆史

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、軟件研制工作，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絡、遊牧無線接入網絡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技術特征的演示系統，向ITU提交初步的新一代無線通信體制标準；

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标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投資時間還将持續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，在美國國内成功推行的同時，谷歌光纖開始向非洲、東南亞等地推廣，給全球4G網絡建設再次添柴加火。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網絡複蓋和服務質量，推動年内發放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，将建成全球最大4G網絡。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網絡将複蓋超過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網絡全複蓋的鐵路，實現了300公裡時速高鐵場景下的數據業務高速下載，一部2G大小的電影隻需要幾分鐘。原有的3G信号也得到增強。

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網絡均可以達到42M标準，同時将在今年年内完成全國360多個城市和大部分地區3G網絡的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網絡建設、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，将繼續降低4G資費門檻。

核心技術

接入方式和多址方案

（正交頻分複用）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内将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制，各子載波并行傳輸。盡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，信号帶寬小于信道的相應帶寬。OFDM技術的優點是可以消除或減小信号波形間的幹擾，對多徑衰落和多普勒頻移不敏感，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。

調制與編碼技術

4G移動通信系統采用新的調制技術，如多載波正交頻分複用調制技術以及單載波自适應均衡技術等調制方式，以保證頻譜利用率和延長用戶終端電池的壽命。4G移動通信系統采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定理給出了在帶寬為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，對于3G系統如果信道帶寬為5MHz，數據速率為2Mb/s，所需的SNR為l.2dB；而對于4G系統，要在5MHz的帶寬上傳輸20Mb/s的數據，則所需要的SNR為12dB。可見對于4G系統，由于速率很高，對接收機的性能要求也要高得多。

智能天線技術

智能天線具有抑制信号幹擾、自動跟蹤以及數字波束調節等智能功能，被認為是未來移動通信的關鍵技術。智能天線應用數字信号處理技術，産生空間定向波束，使天線主波束對準用戶信号到達方向，旁瓣或零陷對準幹擾信号到達方向，達到充分利用移動用戶信号并消除或抑制幹擾信号的目的。這種技術既能改善信号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，它采用的是分立式多天線，能夠有效的将通信鍊路分解成為許多并行的子信道，從而大大提高容量。信息論已經證明，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：當接收天線和發送天線數目都為8根，且平均信噪比為20dB時，鍊路容量可以高達42bps/Hz，這是單天線系統所能達到容量的40多倍。因此，在功率帶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匮乏的今天，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應用。

軟件無線電技術

軟件無線電是将标準化、模塊化的硬件功能單元經過一個通用硬件平台，利用軟件加載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。軟件無線電的核心思想是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶A/D和D/A變換器，并盡可能多地用軟件來定義無線功能，各種功能和信号處理都盡可能用軟件實現。其軟件系統包括各類無線信令規則與處理軟件、信号流變換軟件、信源編碼軟件、信道糾錯編碼軟件、調制解調算法軟件等。軟件無線電使得系統具有靈活性和适應性，能夠适應不同的網絡和空中接口。軟件無線電技術能支持采用不同空中接口的多模式手機和基站，能實現各種應用的可變QoS。

基于IP的核心網

移動通信系統的核心網是一個基于全IP的網絡，同已有的移動網絡相比具有根本性的優點，即：可以實現不同網絡間的無縫互聯。核心網獨立于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。采用IP後，所采用的無線接入方式和協議與核心網絡(CN)協議、鍊路層是分離獨立的。IP與多種無線接入協議相兼容，因此在設計核心網絡時具有很大的靈活性，不需要考慮無線接入究竟采用何種方式和協議。

多用戶檢測技術

多用戶檢測是寬帶通信系統中抗幹擾的關鍵技術。在實際的CDMA通信系統中，各個用戶信号之間存在一定的相關性，這就是多址幹擾存在的根源。由個别用戶産生的多址幹擾固然很小，可是随着用戶數的增加或信号功率的增大，多址幹擾就成為寬帶CDMA通信系統的一個主要幹擾。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号分别進行擴頻碼匹配處理，因而抗多址幹擾能力較差；多用戶檢測技術在傳統檢測技術的基礎上，充分利用造成多址幹擾的所有用戶信号信息對單個用戶的信号進行檢測，從而具有優良的抗幹擾性能，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鍊路頻譜資源，顯着提高系統容量。随着多用戶檢測技術的不斷發展，各種高性能又不是特别複雜的多用戶檢測器算法不斷提出，在4G實際系統中采用多用戶檢測技術将是切實可行的。

網絡結構

4G移動系統網絡結構可分為三層：物理網絡層、中間環境層、應用網絡層。物理網絡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。物理網絡層與中間環境層及其應用環境之間的接口是開放的，它使發展和提供新的應用及服務變得更為容易，提供無縫高數據率的無線服務，并運行于多個頻帶。

這一服務能自适應多個無線标準及多模終端能力，跨越多個運營者和服務，提供大範圍服務。第四代移動通信系統的關鍵技術包括信道傳輸；抗幹擾性強的高速接入技術、調制和信息傳輸技術；高性能、小型化和低成本的自适應陣列智能天線；大容量、低成本的無線接口和光接口；系統管理資源；軟件無線電、網絡結構協議等。第四代移動通信系統主要是以正交頻分複用（OFDM）為技術核心。

OFDM技術的特點是網絡結構高度可擴展，具有良好的抗噪聲性能和抗多信道幹擾能力，可以提供無線數據技術質量更高（速率高、時延小）的服務和更好的性能價格比，能為4G無線網提供更好的方案。例如無線區域環路（WLL）、數字音訊廣播（DAB）等，預計都采用OFDM技術。

優勢缺陷

優勢

2009年在構思中的4G通信具有下面的特征：

1、通信速度快

由于人們研究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征莫過于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，第一代模拟式僅提供語音服務；第二代數位式移動通信系統傳輸速率也隻有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，這種速度會相當于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。

2、網絡頻譜寬

要想使4G通信達到100Mbps的傳輸，通信營運商必須在3G通信網絡的基礎上，進行大幅度的改造和研究，以便使4G網絡在通信帶寬上比3G網絡的蜂窩系統的帶寬高出許多。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，相當于W-CDMA3G網絡的20倍。

3、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隻是4G移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，人們可以想象的是，眼鏡、手表、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，隻是人們還不知應該怎麼稱呼它。

未來的4G通信使人們不僅可以随時随地通信，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。

4、智能性能高

第四代移動通信的智能性更高，不僅表現于4G通信的終端設備的設計和操作具有智能化，例如對菜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象的功能。

例如4G手機能根據環境、時間以及其他設定的因素來适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在線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。

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，能跟多種網絡互聯，終端多樣化以及能從第二代平穩過渡等特點。

6、提供增值服務

4G通信并不是從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殖服務；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隻采用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産生，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。

7、高質量通信

盡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應用戶數的增加，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。

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，例如一些光纖通信産品公司為了進一步提高無線因特網的主幹帶寬寬度，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)為主的網絡架構。

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。

9、費用便宜

由于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通信網絡系統時，通信營運商們會考慮直接在3G通信網絡的基礎設施之上，采用逐步引入的方法，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通信的無線即時連接等某些服務費用會比3G通信更加便宜。

對于人們來說，未來的4G通信的确顯得很神秘，不少人都認為第四代無線通信網絡系統是人類有史以來發明的最複雜的技術系統。的确，第四代無線通信網絡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。第四代無線通信網絡存在的技術問題多和互聯網有關，并且需要花費好幾年的時間才能解決。

缺陷

1、标準多

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，但是由于沒有統一的國際标準，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标準化問題，而世界各大通信廠商會對此一直在争論不休。

2、技術難

盡管未來的4G通信能夠給人帶來美好的明天，現已研究出來，但并未普及。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着一系列技術問題。

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号強度等問題。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複蓋區域進入另一個基站的複蓋區域時和網絡失去聯系。

由于第四代無線通信網絡的架構相當複雜，這一問題顯得格外突出。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。

3、容量受限

人們對未來的4G通信的印象最深的莫過于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的寬帶速度（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。

4、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，此時複蓋全球的3G網絡已經基本建成，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，對于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緻延遲的話，那麼号稱5G的技術随時都有可能威脅到4G的赢利計劃，此時4G漫長的投資回收和赢利計劃會變得異常的脆弱。

5、設施更新慢

在部署4G通信網絡系統之前，複蓋全球的大部分無線基礎設施都是基于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，那麼全球的許多無線基礎設施都需要經曆着大量的變化和更新，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通信網絡建成後及時提供，不能讓通信終端的生産滞後于網絡建設。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。

6、其他

因為手機的功能越來越強大，而無線通信網絡也變得越來越複雜，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，其後的軟件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應用，但遺憾的是4G通信還隻處于研究和開發階段，具體的設備和用到的技術還沒有完全成型，因此對應的軟件開發也會遇到困難；另外費率和計費方式對于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，用戶花了很多的連接時間才能獲得信息，而按時間及信息内容的收費方式使用戶難以承受，因此必須及早慎重研究基于4G通信的收費系統，以利于市場發展。

4G标準

LTE

LTE(Long Term Evolution，長期演進)項目是3G的演進，它改進并增強了3G的空中接入技術，采用OFDM和MIMO作為其無線網絡演進的唯一标準。根據4G牌照發布的規定，國内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頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率，相對于3G網絡大大的提高了小區的容量，同時将網絡延遲大大降低：内部單向傳輸時延低于5ms，控制平面從睡眠狀态到激活狀态遷移時間低于50ms，從駐留狀态到激活狀态的遷移時間小于100ms。并且這一标準也是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，其演進的曆史如下：

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

由于WCDMA網絡的升級版HSPA和HSPA+均能夠演化到FDD-LTE這一狀态，所以這一4G标準獲得了最大的支持，也将是未來4G标準的主流。TD-LTE與TD-SCDMA實際上沒有關系不能直接向TD-LTE演進。該網絡提供媲美固定寬帶的網速和移動網絡的切換速度，網絡浏覽速度大大提升。

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終端的量産成本。

LTE-Advanced

LTE-Advanced：從字面上看，LTE-Advanced就是LTE技術的升級版，那麼為何兩種标準都能夠成為4G标準呢？LTE-Advanced的正式名稱為Further Advancements for E-UTRA，它滿足ITU-R的IMT-Advanced技術征集的需求，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，相當于HSPA和WCDMA這樣的關系。LTE-Advanced的相關特性如下：

帶寬：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

針對室内環境進行優化

有效支持新頻段和大帶寬應用

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移動互聯網技術，那麼LTE-Advanced作為4G标準更加确切一些。LTE-Advanced的入圍，包含 TDD和FDD兩種制式，其中TD-SCDMA将能夠進化到TDD制式，而WCDMA網絡能夠進化到FDD制式。移動主導的TD-SCDMA網絡期望能夠直接繞過HSPA+網絡而直接進入到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所能提供的寬帶速度的30倍。

對無線網絡來說，這的确是一個驚人的進步。WiMAX逐步實現寬帶業務的移動化，而3G則實現移動業務的寬帶化，兩種網絡的融合程度會越來越高，這也是未來移動世界和固定網絡的融合趨勢。

802.16工作的頻段采用的是無需授權頻段，範圍在2GHz至66GHz之間，而802.16a則是一種采用2G至11GHz無需授權頻段的寬帶無線接入系統，其頻道帶寬可根據需求在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)對于已知的幹擾，窄的信道帶寬有利于避開幹擾，而且有利于節省頻譜資源。

(2)靈活的帶寬調整能力，有利于運營商或用戶協調頻譜資源。

(3)WiMax所能實現的50公裡的無線信号傳輸距離是無線局域網所不能比拟的，網絡複蓋面積是3G發射塔的10倍，隻要少數基站建設就能實現全城複蓋，能夠使無線網絡的複蓋面積大大提升。

不過WiMax網絡在網絡複蓋面積和網絡的帶寬上優勢巨大，但是其移動性卻有着先天的缺陷，無法滿足高速(≧50km/h)下的網絡的無縫鍊接，從這個意義上講，WiMax還無法達到3G網絡的水平，嚴格地說并不能算作移動通信技術，而僅僅是無線局域網的技術。

但是WiMax的希望在于IEEE 802.11m技術上，将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成為呼聲僅次于LTE的4G網絡手機。關于IEEE 802.16m這一技術，我們将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通信标準，大約出現于2000年。

WirelessMAN

WirelessMAN-Advanced：WirelessMAN- Advanced事實上就是WiMax的升級版，即IEEE 802.16m标準，802.16系列标準在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，還将兼容未來的4G無線網絡。802.16m可在“漫遊”模式或高效率/強信号模式下提供1Gbps的下行速率。該标準還支持“高移動”模式，能夠提供1Gbps速率。其優勢如下：

1．提高網絡複蓋，改建鍊路預算；

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種網絡數據規格，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。

但是該标準可能會被率先被軍方所采用，IEEE方面表示軍方的介入将能夠促使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的認可并成為4G标準的可能性極大。

國際标準

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，正式審議通過将LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced(802.16m)技術規範确立為IMT-Advanced(俗稱“4G”)國際标準，中國主導制定的TD-LTE-Advanced和FDD-LTE-Advance同時并列成為4G國際标準。

4G國際标準工作曆時三年。從2009年初開始，ITU在全世界範圍内征集IMT-Advanced候選技術。2009年10月，ITU共計征集到了六個候選技術，分别來自北美标準化組織IEEE的802.16m、日本3GPP的FDD-LTE-Advance、韓國（基于802.16m）和中國（TD-LTE-Advanced）、歐洲标準化組織3GPP（FDD-LTE-Advance）。

4G國際标準公布有兩項标準分别是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，總基于3GPP的LTE-Advance。另外一類是基于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工作組最終确定了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。在确定了關鍵技術以後，WP5D工作組繼續完成了電聯建議的編寫工作，以及各個标準化組織的确認工作。此後WP5D将文件提交上一級機構審核，SG5審核通過以後，再提交給全會讨論通過。

在此次會議上，TD-LTE正式被确定為4G國際标準，也标志着中國在移動通信标準制定領域再次走到了世界前列，為TD-LTE産業的後續發展及國際化提供了重要基礎。

日本軟銀、沙特阿拉伯STC、mobily、巴西sky Brazil、波蘭Aero2等衆多國際運營商已經開始商用或者預商用TD-LTE網絡。印度Augere預計2012年2月開始預商用。審議通過後，将有利于TD-LTE技術進一步在全球推廣。同時，國際主流的電信設備制造商基本全部支持TD-LTE，而在芯片領域，TD-LTE已吸引17家廠商加入，其中不乏高通等國際芯片市場的領導者。

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網絡的下行速率能達到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于無線服務的要求。有人曾這樣比較3G和4G的網速，3G的網速相當于“高速公路”，4G的網速相當于“磁懸浮”。

多模多頻芯片

支持LTE/3G多模多頻是LTE終端的明确發展方向，也是國内運營商的發展思路。目前國内某些運營商已經公開表示将建設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智能終端的重點。

關于多模多頻，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網絡頻段的多樣性對移動終端開發構成了挑戰。全球2G和3G技術各采用4到5個不同的頻段，加上4G LTE，網絡頻段的總量将近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芯片。

芯片标準

從4G芯片的發展來看，4G芯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手機大多數采用高通的芯片。博通、Marvell、英特爾、聯發科、聯芯科技、創毅視訊、展迅、海思等芯片廠商也有4G基帶芯片産品推出，主要運用于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終端采購的芯片使用上，采用高通芯片的比例超過60%，甚至有的預期稱可能會占到中國移動2013年所有采購的4G終端産品的70%左右。

高通的LTE芯片強調高集成度和多模多頻支持，高通所有LTE芯片組均同時支持LTETDD和LTE FDD，而在LTE/3G多模方面，以第三代調制解調器Gobi MDM9x25為例，支持LTERel10、HSPA+ Rel10、1x/DO、TD-SCDMA、GSM/EDGE；此外強調“高集成”和“單芯片”的骁龍800系列處理器也集成了Gobi 9x25調制解調方案。而目前有超過150款采用高通第三代調制解調方案的智能終端正在研發中。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，支持七種網絡制式(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，此舉标志着中國電信産業正式進入了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，分别為1880 -1900 MHz、2320-2370 MHz、2575-2635 MHz；中國聯通獲得40MHz頻譜資源，分别為2300-2320 MHz、2555-2575 MHz；中國電信獲得40MHz頻譜資源，分别為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網絡。

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

4G通信技術并沒有脫離以前的通信技術，采用了一些新的通信技術，來提高無線通信的網絡效率和功能。ITU(國際電聯)已經将WiMax、HSPA+、LTE正式納入到4G标準裡，加上之前就已經确定的LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced這兩種标準，4G标準已經達到了5種。截止到2013年12月份LTE已然成為4G全球标準，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商用網絡，其中154張FDD-LTE商用網絡，15張TD-LTE商用網絡，6家運營商部署雙模網絡，中國聯通采用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網絡服務，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和創新型産品。

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100萬部終端的采購，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内啟動了TD-LTE的商用部署工作，将建成全球規模最大的4G網絡，并将努力推動4G的融合發展。按照中國移動的計劃，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、沈陽、成都等城市的用戶提供4G服務。

價格參考

随着技術發展，運營商網絡的數據容量和傳輸速度高速提升，單位流量的成本已大幅下降。

與此同時，互聯網尤其是移動互聯網的發展，也讓用戶對的流量需求不斷增加。

對運營商貢獻最大的中高APRU值用戶來說，流量在通信支出之中的比例，已經日益增大，對流量價格的敏感度也随之增加。

新的網絡資源、業務成本與用戶需求環境下，三大運營商的套餐變革，開始從業務重心從話音、短信轉向流量，資費下降成為大勢所趨。

自2011年以來，流量資費已經進行過數輪下調，中電信更推出全國統一的用戶自選型資費方案的積木套餐，聯通則推出了定向流量包月使用套餐，進一步明晰了流量業務消費細則。

而在4G時代，圍繞流量的價格戰将進一步展開。

4G價格戰已開打，中電信和聯通尚未明确4G資費戰略，但以中移動的套餐來看，流量資費已經有進一步下降。

據第三方機構測算，與自身3G資費相比，中移動的4G流量資費，套餐資費便宜了約14%，比聯通的同檔次流量套餐也相對便宜12%-26%。

這個比例看似并不多，但其實已經高于過去話音業務的平均年下降比例。

同時，套餐外資費從1元/MB下調為0.29元/MB，下調比例則高達70%。

此外，由于支持多終端共享，幾個用戶可以共享一個大流量包，套内單價更低。

而在2014年，用戶辦理4G套餐後，還将獲贈每月1GB、總共12GB的4G流量以及每月5GB、總共60GB的WLAN流量，這實際上更變相大幅降低了流量費用。

對此，中電信、聯通此前也已經進行了不同規模、不同時長的贈送流量活動。而且可以确定，一旦兩家運營商正式推出4G業務，必将以進一步的降價打低流量資費。

對運營商來講，流量何時降價、如何降價也需要謹慎行動，否則，一旦話音業務增長停滞甚至萎縮，又拿不出核心産品挽回短信、語音利潤流失的時候，或許将隻能依靠出售流量來過日子了。

當然，站在一個用戶角度，我們更歡迎更多的、更大幅度的降價，甚至直到流量免費為止。

這個未必不能實現。

越來越多的廠商正在和運營商合作，推出用戶免費使用某業務或某産品的活動，産生的“定向流量”費用由廠商買單。

與此同時，工信部也已經于2013年底開始發放多張移動轉售業務牌照。獲牌企業将從2014上半年開始，推出各自的品牌與服務。其中也有的廠商可能采取類似互聯網的“後向經營”模式，自己或找人為用戶的通話和流量買單。

在這些情況下，運營商的流量收入或許不會快速下降，但對用戶來說，很有可能将享受到更便宜的，甚至是免費的通信服務。

資費争議

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連接，一覺醒來，你的房子都快成移動公司的了。”當當網CEO李國慶前幾日發出的這則微博段子，24小時内便得到近3萬次轉載，1萬次點贊。

網友的調侃與轉載凸顯人們對4G資費的擔憂與不适。“網速提升顯著，價格維持高位，這是要‘被破産’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國内（不含港澳台地區）數據流量提醒和流量封頂“雙保險服務”：除了發送流量超量提醒，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持觀望态度，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網絡觀看一部大小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！

北京移動金融街營業廳工作人員介紹，盡管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，套内流量比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，套内語音由420分鐘提高至500分鐘，套内數據流量由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，用戶将額外獲得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内流量“雙封頂”措施，即對于用戶超出套餐外國内流量費達到600元後，停止計費，用戶仍可繼續使用，當國内計費流量達到15GB時，将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”網齡升級計劃，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

相較于其他兩家運營商，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互聯網風格的“個人定制”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。此套餐采用階梯式計費，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。

針對于用戶的“破産”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，國内流量不在計費，直至15GB後，系統自動關閉數據網絡。

曝光事件

在2G時代簽訂的套餐，盡管失效時間是2099年，中移動卻表示隻有取消原套餐才能享受4G網絡。但現在,原文包括315自身官微在内已不可找，搜索出的新聞大部分是中移動的回複。

《3·15晚會二号投訴熱點追蹤：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）網絡服務，中國移動将給予一定的“轉套餐贈送流量、話費補貼或終端補貼”等優惠舉措……但對于堅持要通過WAP包月套餐不限量使用4G（TD-LTE或FDD-LTE制式）服務，并以多種非理性群體性等方式提出訴求的客戶，中國移動表示将不予支持。”