1、4G 來了2013 年 12 月 4 日，中國工信部為國內的三家移動通信運營商頒發了4G 經營牌照。在此之前，無論是運營商還是各大媒體，對4G 的宣傳已經鋪天蓋地。中移動早在工信部發放3G 牌照一年之后便開始了基于LTE 技術的 4G 試驗網建設，到 2013年底，中移動在中國已經建成了遍布上百個城市的TD-LTE試驗網，覆蓋人口將近5 億。中國聯通和電信也在 2013年下半年開始建設各自基于TDD和 FDD制式 LTE的試驗網。此次工信部頒發的 4G 商用牌照，是基于以 TDD（時分復用）為雙工方式的TD-LTE技術。中國移動獲得130MHz 頻率資源，聯通和電信分別獲得 40MHz 頻率資

2、源，標志著中國移動通信4G 時代正式來臨。認識 4G4G 牌照發放前后的幾個月，人們的耳邊充斥著各種關于4G 的聲音。究竟什么是4G，它的出現意味著什么？本文將就此進行初步的探究。4G 的英文全稱The 4 Generation mobilecommunication technology，指第四代移動通信技術。移動通信技術從模擬通話時代，快速發展到高速數據業務的4G 時代，令人類的生活方式在短短幾十年內發生了極大的改變。看看歷史，談談祖先從1G 說起說到 4G，為了更好的認識它， 不妨回顧移動通信的發展歷程。時間回到上世紀 80 年代末，很多家庭剛剛安裝了固定電話， 人們正在享受著彼時大眾所

3、憧憬的 “樓上樓下、電燈電話”的美好時代， 一種叫做 “大哥大” 的黑色磚頭狀無線電話進入了人們的視野。 “大哥大”的出現意味著無線通信時代的開啟，包括“大哥大”在內的所有支持其運行的軟硬件系統，就是第一代移動通信系統，即1G。1G 通信基于第一代移動通信技術，也被稱為模擬蜂窩移動通信。其主要特征是采用模擬技術， 只能進行語音通話。 任何通信系統都依托于一套完整的技術標準， 比如眾所周知的GSM、CDMA。1G 時代處于移動通信起步階段的 20 世紀 80 年代，世界各國、各地區相繼開發和制定了不同的標準，包括美國的高級移動電話系統（AMPS），英國的總訪問通信系統（TACS）以及日本的JTA

4、GS，西德的C-Netz 和意大利的RTMI。中國采用TACS系統，并在1987 年建成 TACS制式模擬移動電話商用網。第一代移動通信系統的劃時代應用取得了巨大成功，但隨著市場的不斷發展，1G 系統的弊端也日益顯露。表現在：1. 由于全球眾多的運行標準，導致用戶無法進行全球漫游，只是一種區域性的移動通信系統；2. 頻譜利用率低導致該系統無法滿足用戶數量的快速增長；3. 模擬技術導致易受干擾和幾乎沒有任何保密性的低質量通話；4. 受制于當時的電子制造技術，系統設備和手機成本高、體積大、重量大。和今天的技術相比， 雖然第一代移動通信系統顯得老舊笨拙，但它就像開啟潘多拉魔盒的鑰匙，從此將人類帶入了

5、無線通信、移動互聯的魔幻世界！唯物辯證法指出， 矛盾推動了一切事物向前發展。第一代移動通信系統的諸多技術弊端和日益發展壯大的市場需求構成了逐步凸顯的強烈矛盾。解決矛盾的方法是開發新一代數字蜂窩移動通信系統。于是，我們有了GSM 和 CDMA。1995 年中國移動和聯通在國內十幾個省市相繼建網， GSM 數字移動電話網正式開通。標志著中國進入2G 時代。 2003 年，中國聯通正式開通 CDMA，另一支國際通行的 2G 標準在中國商用。第二代移動通信系統（包括后來的2.5G，2.75G 技術）大大優于模擬移動通信系統，采用數字技術，支持包括短信息等多種數據業務。2G時代基于數字化的移動通信技術，

6、在克服了模擬移動通信技術的所有不足之外，彰顯出眾多優勢：1. 采用時分多址（ TDMA）和碼分多址（ CDMA）技術，提高了頻譜利用率可以容納數量龐大的用戶；2. 相對統一的通信標準支持用戶的全球漫游；3.采用基于數字化的編碼技術大大提高了通話的抗干擾性和保密性，提高了通話質量；4. 后期技術演進發展成的 GPRS和 EDGE（ 2.5G 和 2.75G）以及 CDMA 1X提供了9.6k384kbps 的傳輸速率，支持收發彩信、訪問WAP 網頁等簡單的數據業務。第一代模擬移動系統讓人們看到了無線通信的可能，但那時的技術遠不能滿足廣大用戶對無線通信的強烈需求，尚處于 “饑荒” 時代。第二代數字

7、蜂窩系統可以說是解決了人們在無線通信需求方面的“溫飽”問題。那么3G 的到來，海量電磁波充斥的周圍空氣，才將人們帶到了感受移動互聯的“小康”時代。2 頻率資源缺乏和帶寬飽和。無法對更龐大數量的用戶提供寬帶服務。3 受制于 CDMA 技術“干擾受限”的性質，用戶數量達到一定程度時，3G 系統難以支持更高速率的業務，無法滿足人們對未來高速多媒體業務的爆炸性要求。4 難以支持下一代因特網協議（IPV6）。 IPV4 協議無法滿足移動互聯網的需求。IPv6能滿足龐大的3G 設備對網絡地址的需求，但在現有3G 系統難以支持。5 無法提供全范圍的多速率業務。實際應用中不同的業務對網絡質量的要求各不相同（

8、QoS 技術），而 3G 系統無法滿足。6 缺乏端到端的無線傳輸機制。用戶在跨越一個可移動的子網（如藍牙、PAN等）和固定網絡時， 3G 缺乏端到端的無縫傳輸機制。與 3G 相比， 4G 技術可以容納更龐大數量的用戶，提供更高速和更高質量的數據服務。2009 年 6 月，瑞典電信運營商Telia 與中國華為公司合作，建立了世界第一個4G 試商用網絡。從2011 年，全球各大運營商紛紛開始4G 網絡的運營。 2013 年底，我國政府頒發4G牌照，標志著中國進入4G 時代。4G 誕生記進入 21 世紀，大城市出現了一種叫做“小資” 的生活狀態。 相比“小康” 而言，“小資”們收入可觀，享有富足的物

9、質和精神生活。外形整潔，有著良好的素質和修養。飲食講究，兼顧養生目的和個性追求。居所雅致，具有一定的生活品味。 4G 的商用意味著我們的移動生活由“小康”邁向“小資” 。人們可以隨時隨地享受高質量的多媒體資源、高清視頻通話和虛擬現實等高端的數字化服務。2000 年，就在 3G 標準確立之后， ITU 就啟動了4G 的相關工作， 當時叫做B3G（超 3G）。旨在提供更高速率的數據應用支撐。2005 年 10 月， ITU 給 B3G 技術起了一個正式的名稱IMT -Advanced，也就是4G 技術。2008 年 3 月， ITU 為 4G 成立的工作組WP5D 召開第一次會議，向全世界發出了I

10、MT-Advanced 的候選技術征集函，標志著4G 標準化工作正式啟動。兩個月后的，WP5D 在其組織的第二次會議上，確定了 IMT -Advanced 的最低技術要求，為 4G 技術方案設定了關鍵指標。相對 3G 系統， 4G 該指標更加注重對數據業務的支持、頻譜效率大幅度提高。這次會議所提出的技術要求，也就是4G 的技術特點，主要體現在以下幾個方面：1 高速數據傳輸。快速移動狀態100Mb/s ，慢速或靜態1Gb/s。2 超大靈活的系統容量。得益于豐富的頻率資源和提升的頻譜效率，可以為大量的用戶提供高質量的數據業務。3 全面的場景覆蓋。滿足對室內、微蜂窩、城區覆蓋和高速移動狀態的數據支持

11、，支持最高 350km/h 移動速度。4 全 IP 核心網。支持下一代因特網協議（IPV6）和所有的信息設備，支持互聯網豐富的業務功能。2009有了可遵循的技術指標，世界各個國家和組織紛紛開展了年 10 月 7 日， ITU 共收到 6 項關于 4G 標準的提案。4G 技術方案的研制工作。到6 項提案分為兩大類，一是基于IEEE802.16m(WiMAX)技術，由IEEE、日本和韓國提出。另一類基于LTE-Advanced技術，由3GPP、中國和日本提出。中國向 ITU 提出的 4G 標準叫做 TD-LTE-Advanced，它是繼 TD-SCDMA 之后，中國提出的具有自主知識產權的新一代移

12、動通信技術。早在2004 年，中國在標準化組織3GPP 提出了第三代移動通信TD-SCDMA 的后續演進技術TD-LTE，主導完成了相關技術標準。2007 年，按照“新一代寬帶無線移動通信網”重大專項的要求，中國政府面向國內組織開展了4G 技術方案征集遴選。國內企事業單位積極響應，累計提交相關技術提案近600 篇。經過 2 年多的攻關研究， 對多種技術方案進行分析評估和試驗驗證，最終中國產業界達成共識，在 TD-LTE基礎上形成了 TD-LTE-Advanced 技術方案。這一方案得到國際上多方面的充分認可和支持，做成 3GPP技術方案 LTE-Advanced 的 TDD（時分雙工）模式。2010年10 月，國際電信聯盟無線通信部門（ITU-R）第5 研究組國際移動通信工作組（WP5D）第 9 次會議在重慶舉行。本次會議對包括中國提交的TD-LTE-Advanced在內的6項技術提案進行了深入研究討論， 最終確定 LTE-Advanced（包含 TD-LTE-Advanced）和 802.16m 為新一代移動通信（ 4G）國際標