5G通讯技术详解， 无数5G技术在CES2017和MWC2017上备受瞩目，成为2017年最热门的词汇之一。然而，由于其“技术”性质，许多网民仍然对它有疑问和困惑：5G是什么？4G和4G有什么区别？我什么时候能使用它？并且，仅仅是一种夸张的网络加速来刺激商业市场吗？边肖想用这篇文章回答两个问题：什么是5G，通过理论层面的通俗解释和实践层面的厂商产品和行动的解读？我们现在处于什么阶段？下面就让我们跟随边肖一起来看看吧。
5G通讯技术详解
抛开专业术语，理解什么是5G。
它是第五代移动网络(蜂窝网络，也称为“蜂窝网络”)。但目前5G并没有一个明确的标准和确切的定义。不过有一个方面已经达成共识，那就是使用“毫米”波长(mmWave，又称“毫米波”)。
仔细翻翻高中物理课本，你会回想起“波长越小，频率越高”这句话。我们听的电台，比如“88.7”，就是频率，意思是这个电台通过88.7 MHz的频段传输信息。路由器使用的“2.4 GHz”也是一个频率，是指通过2.4 GHz的频段传输信息。毫米波对应的频段大约是30 GHz到300 GHz。
但是在高频段传输信息有什么用呢？人们发现，频率越高，它能携带的信息就越多。因此，无线电台从87.5 MHz到108.0 MHz的频带仅传输声音信息。在2.4 GHz的频段，声音、图像、视频都可以绰绰有余。当它达到37 GHz、39 GHz这样的高频段时，人们期待实现清晰、流畅、低延迟的VR直播将不成问题。
详解：5G是什么？需要多长时间来？
但是高频段也有它的缺点，最致命的就是穿透力极差。你可以想想路由器和电台的区别：有几堵墙的时候，路由器的信号明显衰减，而电台的信号覆盖一个城市。
这意味着5G的普及需要很多很多天线来克服穿透力差的问题。此外，运营商的设备和消费者的终端都需要根据这些天线进行更改。
另外，为了充分发挥5G的优势，不仅仅是从基站到终端的改变。包括笔者在内的很多网友都忽略了一个方面：运营商的网络转型。
5G网络不仅要满足超高速移动宽带的需求，还要满足智能驾驶和工业物联网设备对稳定性和时延的苛刻要求(注：如果网络数据时延能够从50ms缩短到1ms，那么一辆时速60km/h的自动驾驶车辆的反应距离将从1m缩短到1.6cm，这将大大增强此类应用的可用性和安全性。)，还要容纳大量的物联网设备。这就需要运营商及时调动不同的资源来支持，现有的架构相对封闭，无法满足5G网络“灵活”和“多样化”的需求。
5G时代的到来，需要从端到端，从内到外的改变。这也是为什么虽然5G预计要到2020年才能商用的原因之一。
回到MWC，通过英特尔，让我们看看我们正处于变革的哪个阶段。
详解：5G是什么？需要多长时间来？
理解简单的概念正好回答了“5G是什么？”想知道5G还要多久才能到来，需要关注重点厂商的产品和动作。
这一次，我们选择MWC2017中的“英特尔”产品和行动作为轴心，来审视我们目前处于这一转型的哪个阶段。有两个原因：
第一，我们和英特尔有合作和沟通，可以获得更多关于5G的信息。
第二，英特尔，像高通、ATT、华为等。确实是5G的领导者之一。它在5G的重点行业是“智慧城市”、“无人驾驶”、“虚拟和增强现实”和“万物互联”。而这次“5G网络转型”的主题也证明了它想通过自身来推动这种变革。
总之，这是一把好尺子。
IT之家详解：5G是什么？需要多长时间来？
首先，英特尔这次发布了三类产品：
是“第三代移动测试平台”，可以满足5G标准和10Gps数据流的低时延要求。支持3.3-4.2GHz、28GHz、39GHz频段，涵盖高低频带。
这个平台主要是一个5G终端，是一个高性能的开发平台，可以更快的集成和测试5G设备和无线接入点。目前，英特尔也正在与全球运营商合作，使用这一新的实验平台进行5G开发、原型设计和测试，并进一步升级这一平台。
二是“英特尔XMM 7560调制解调器”，采用14nm工艺制造，高度集成，6模35频段(即支持6种通信模式和35个工作频段)，面向下一代LTE Advanced(严格意义上的“4G”)设备。
这个产品可以理解为我们常说的手机基带。它的上一代产品英特尔XMM 7360用于iPhone7系列。这款产品主打4G，可以理解为5G技术的技术储备。
第三种是移动边缘计算(Mobile Edge Computing，MEC)，主要打造高性能、低延迟、高带宽的网络环境。
因为人们想在5G时代全面实现“无人驾驶”、“万物互联”等应用，如果只做5G无线技术的创新，而运营商不做网络改造，人们想象的5G时代全面发展的“无人驾驶”、“万物互联”等应用是无法实现和实现的。英特尔的产品组合服务于通信服务提供商，帮助他们改造网络。
通过这些产品，我们发现我们其实是处在5G时代的前期，一个有大概概念的探索阶段。产品思路是进一步发展5G，做好技术储备。英特尔的这些产品代表还在为向5G转型打基础。
详解：5G是什么？需要多长时间来？
其次，英特尔也宣布了自己的几个动作，主要围绕“平台”和“互操作性”:
与爱立信联合启动5G创新者计划，聚焦工业物联网；与诺基亚合作建立了两个5G解决方案实验室，以测试和加速新无线技术的商业准备，并支持5G服务的发展；ATT合作促进物联网设备的快速上市、认证和网络接入。
与爱立信实现首个Pre-5G空中无线互通，为不同产品和系统在应用层面的相互协作提供解决方案；参与发布了诺基亚第一个符合5GTF接口的连接，推动了后来商业标准的制定。
通过这些动作可以看出，以英特尔为榜样的行业领导者“齐心协力”，为更多企业加入5G转型提供平台和资源。虽然我们处于5G时代的前期，但我们处于“加速”状态，越来越多的力量融入到行业领导者建立的平台和团队中。
总结一下，我们发现5G时代还需要几年才能到来。我们还处于5G时代的初期，但势头正盛。以英特尔为代表的行业领导者，通过自己的产品和行动，带领更多的厂商投入到这场革命中。
你还记得当你使用2G网络或3G网络时是什么样的吗？经历了2G到3G，3G到4G，我们有理由期待5G带给我们更多的可能。
4G通信技术介绍
第四代手机移动通信标准是指第四代移动通信技术。外文缩写：4G。该技术包括TD-LTE和FDD-LTE(严格来说，LTE虽然宣传为4G无线标准，但并未被3GPP认可为国际电信联盟描述的下一代无线通信标准IMT-Advanced，所以并未达到严格意义上的4G标准。只有升级后的LTE Advanced才能满足国际电信联盟对4G的要求)。
4G融合了3G和WLAN，可以快速传输数据、高质量、音频、视频、图像。4G下载速度可达100Mbps以上，比目前家庭宽带ADSL(4 MB)快25倍，可以满足几乎所有用户对无线服务的要求。另外，可以在DSL和有线电视调制解调器覆盖不到的地方部署4G，然后扩展到整个区域。显然，4G有着无可比拟的优势。
生成背景
随着数据通信和多媒体业务的发展，满足移动数据、移动计算和移动多媒体业务需求的第四代移动通信开始兴起。因此，有理由期待这种第四代移动通信技术会给人们带来更美好的未来。另一方面，4G也因其超高的数据传输速度，被中国物联网校企联盟誉为当之无愧的机器间“高速对话”。
发展历史
研发阶段
2001年12月至2003年12月，开展Beyond 3G/4G蜂窝通信空中接口技术研究，完成Beyond 3G/4G无线传输系统核心软硬件开发，开展相关传输实验，并向ITU提交相关建议；
从2004年1月到2005年12月，Beyond 3G/4G空中接口技术的研究达到了相对成熟的水平，相关系统的整体技术研究(包括与无线ad hoc网络和游牧式无线接入网络的互联技术研究等。)进行了。完成组网测试和演示业务开发，建成具有超越3G/4G技术特性的演示系统，并向ITU提交了初步的新一代无线通信系统标准。
2006年1月至2010年12月，立项完成通用无线环境的系统标准及其系统实用性研究，并进行了大规模外场测试。[1]
运行阶段
2010年是海外主流运营商4G规模建设的第一年，多数机构预计海外4G投资将持续三年左右。
2012年，工业和信息化部部长苗伟表示：4G越来越近，再过一年左右就要发放4G牌照。
2013年，‘谷歌光纤概念’开始在全球发酵。在美国成功实施的同时，谷歌光纤开始向非洲、东南亚等地传播，为全球4G网络建设推波助澜。同年8月，中华人民共和国国务院总理李克强近日主持召开国务院常务会议，要求提高3G网络覆盖和服务质量，推动年内发放4G牌照。12月4日，4G牌照正式发放给三大运营商。中国移动、中国电信、中国联通都获得了TD-LTE牌照，但联通、中国电信翘首以盼的FDD-LTE牌照至今未发。[2-3]
2013年12月18日，中国移动在广州宣布将建设全球最大的4G网络。2013年底前，北京、上海、广州、深圳等16个城市可享受4G服务；预计到2014年底，4G网络将覆盖340多个城市。[4]
2014年1月，京津城际高铁作为国内首条实现移动4G网络全覆盖的铁路，实现了300 km/h高铁场景下数据业务的高速下载。一部2G的电影只需要几分钟。原有的3G信号也得到了增强。[5]
2014年1月20日，中国联通已在珠三角、深圳等十余个城市和地区开通42M，实现了全网升级。升级后的3G网络可全部达到42M标准，并将在今年内完成全国360多个城市和大部分地区的3G网络42M升级。
在2014年7月21日举行的发布会上，中国移动提出了六项服务承诺，包括持续加强4G网络建设、实行清晰透明的订购收费、大力治理垃圾信息等。中国移动表示，将继续降低4G资费门槛。[6]
截至2015年12月底，我国电话用户总数达到15.37亿户，其中移动电话用户13.06亿户，4G用户38622.5万户。移动电话用户中4G用户渗透率为29.6%。[7]
核心技术
接入模式和多址方案
正交频分复用
子载波被调制，并且每个子载波被并行传输。虽然整体信道是非平坦的，即具有频率选择性，但各个子信道相对平坦，在各个子信道上进行窄带传输，信号带宽小于信道对应的带宽。OFDM技术的优点是可以消除或减少信号波形之间的干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高频谱利用率，可以实现低成本的单频带接收机。OFDM的主要缺点是功率效率低。
调制和编码技术
4G移动通信系统采用新的调制技术，如多载波正交频分复用调制技术和单载波自适应均衡技术，以保证频谱利用率和延长用户终端电池寿命。4G移动通信系统采用了更先进的信道编码方案(如Turbo码、级联码和LDPC码)、自动重复请求(ARQ)技术和分集接收技术等。以确保系统在低Eb/N0条件下的足够性能。
高性能接收机
4G移动通信系统对接收机提出了很高的要求。香农定理给出了带宽信道中容量为C的可靠传输所需的最小信噪比。根据香农定理可以计算出，如果3G系统的信道带宽为5MHz，数据速率为2Mb/s，所需信噪比为l.2dB对于4G系统，要在5MHz的带宽内传输20Mb/s的数据，需要的信噪比为12dB。可以看出，对于4G系统，由于速率较高，对接收机的性能要求要高得多。
智能天线技术
智能天线具有信号干扰抑制、自动跟踪和数字波束调整等智能功能，被认为是未来移动通信的关键技术。智能天线利用数字信号处理技术产生空间定向波束，使天线的主波束对准用户信号的到达方向，旁瓣或零陷波对准干扰信号的到达方向，从而充分利用移动用户信号，消除或抑制干扰信号。这种技术不仅可以改善信号质量，还可以增加传输容量。
MIMO技术
多输入多输出(MIMO)技术是指具有多个发射和接收天线的空间分集技术。它采用离散多天线，可以有效地将通信链路分解成许多并行的子信道，从而大大提高容量。信息论证明，当不同的接收天线和不同的发射天线互不相关时，MIMO系统可以提高系统的抗衰落和噪声性能，从而获得巨大的容量。例如，当接收天线和发射天线的数量为8，平均信噪比为20dB时，链路容量可高达42bps/Hz，是单天线系统的40多倍。因此，在功率带宽有限的无线信道中，MIMO技术是一种实现高数据速率、提高系统容量和改善传输质量的空间分集技术。在无线频谱资源相对匮乏的今天，MIMO系统已经显示出其优越性，并将继续在4G移动通信系统中得到应用。
软件无线电技术
软件无线电是一种开放结构的新技术，它通过一个通用的硬件平台和软件加载，使用标准化和模块化的硬件功能单元实现各种类型的无线电通信系统。无线电的核心思想是尽可能靠近天线使用宽带A/D和D/A转换器，尽可能用软件定义无线功能。各种功能和信号处理尽可能用软件实现。其软件系统包括各种无线信令规则和处理软件、信号流转换软件、信源编码软件、信道纠错编码软件、调制解调算法软件等。无线电使系统具有灵活性和适应性，可以适应不同的网络和空中接口。该无线电技术可以支持具有不同空中接口的多模移动电话和基站，并且可以为各种应用实现可变的QoS。
IP核心网络
移动通信系统的核心网络是全IP网络。与现有的移动网络相比，它具有根本性的优势，即可以实现不同网络之间的无缝互联。核心网独立于各种特定的无线接入方案，能够提供端到端的IP业务，兼容现有的核心网和PSTN。核心网具有开放的结构，可以允许各种空中接口接入核心网；同时，核心网可以实现业务、控制和传输的分离。采用IP后，采用的无线接入方式和协议与核心网(CN)协议和链路层分离。IP兼容多种无线接入协议，因此在设计核心网时有很大的灵活性，不需要考虑采用哪种方式和协议的无线接入。
多用户检测技术
多用户检测是宽带通信系统抗干扰的关键技术。在实际的CDMA通信系统中，各个用户的信号之间存在一定的相关性，这是多址干扰的根源。虽然单个用户产生的多址干扰很小，但随着用户或信号功率的增加，多址干扰成为宽带CDMA通信系统的主要干扰。传统的检测技术根据经典的直接序列扩频理论完全匹配每个用户信号的扩频码，因此抗多址干扰能力差；多用户检测技术在传统检测技术的基础上，充分利用所有引起多址干扰的用户信号信息来检测单个用户的信号，具有良好的抗干扰性能，解决了远近效应问题，降低了对系统功率控制精度的要求。因此，它可以更有效地利用链路频谱资源，并显著提高系统容量。随着多用户检测技术的不断发展，各种高性能但并不特别复杂的多用户检测算法被提出，在4G实际系统中采用多用户检测技术将是可行的。[8]
网络结构
4G移动系统的网络结构可以分为三层：物理网络层、中间环境层和应用网络层。物理网络层提供接入和路由功能，由无线和核心网的组合格式完成。中间层的功能包括QoS映射、地址转换和完整性管理。
物理网络层、中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的，这使得开发和提供新的应用和服务更加容易，提供无缝的高数据速率无线服务，并且运行在多个频带中。[9]
4G的特点
优势
快速通信速度
由于人们研究4G通信的最初目的是为了提高手机等移动设备对互联网的无线接入速率，所以4G通信最令人印象深刻的特点就是更快的无线通信速度。
与移动通信系统的数据传输速率相比，第一代模拟仅提供语音服务；第二代代数比特移动通信系统传输速率只有9.6Kbps，最高32Kbps，如小灵通；第三代移动通信系统的数据传输速率可以达到2Mbps第四代移动通信系统的传输速率可以达到20Mbps，甚至高达100Mbps，是2009年最新手机的1万倍左右，是第三代手机的50倍。
网络频谱宽度
为了实现4G通信100Mbps的传输，通信运营商必须在3G通信网络的基础上进行实质性的改造和研究，使4G网络的通信带宽远高于3G网络的蜂窝系统。据研究4G通信的ATT高管透露，预计每个4G信道将占用100MHz频谱，是W-CDMA3G网络的20倍。
灵活沟通
严格来说，4G手机的功能已经不能简单归类为“电话”。毕竟传输语音数据只是4G手机的功能之一。所以未来4G手机应该算是一个小电脑。而且4G手机在外观和风格上会有更惊人的突破。人们可以想象眼镜、手表、化妆盒和运动鞋
在未来，4G通信将使人们不仅可以随时随地进行通信，还可以双向下载和传输数据、图片和图像。当然，他们可以和素未谋面的陌生人一起玩网络游戏。可能会有被在线定位系统永远锁定的苦恼，但和它提供的地图带来的便利和安全相比，这简直微不足道。
高智能性能
第四代移动通信的智能化程度更高，不仅体现在4G通信的终端设备的智能化设计和操作上，比如对菜单和滚动操作的依赖会大大降低，更重要的是4G手机可以实现很多想象不到的功能。
比如4G手机，可以根据环境、时间等设定因素，及时提醒手机主人此时该做什么或不该做什么。4G手机可以将影院票房信息直接下载到PDA上，可以清晰显示售票和座位情况，你可以根据这些信息在线购买你满意的电影票；4G手机可以看作是一台便携式电视，可以用来看体育比赛等各种直播。G3支持双卡，2014年主流4G，内置可拆卸3000 mAh电池。[10]
兼容性好
要让4G通信尽快被人们接受，不仅要考虑其强大的功能，还要考虑现有通信的基础，让更多的现有通信用户以最小的投入轻松过渡到4G通信。
因此，从这个角度来看，未来的第四代移动通信系统应该具有全球漫游、接口开放、与各种网络互联、终端多样化以及从第二代平滑过渡的特点。
提供增值服务
4G通信并不是由3G通信通过简单的升级演变而来，两者的核心建设技术有着本质的不同。CDMA是第三代移动通信系统的核心技术，OFDM(正交多任务频分复用)是第四代移动通信系统的主流技术。利用这项技术，人们可以实现WLL和DAB等无线通信增值服务。但考虑到与3G通信的过渡，未来第四代移动通信系统不仅会采用OFDM技术，CDMA技术也会与OFDM技术在第四代移动通信系统中协同发挥更大的作用，甚至未来第四代移动通信系统还会出现OFDM/CDMA等新的融合技术。上面提到的数字音频广播实际上使用的是OFDM/FDMA的融合技术，也是两种技术的结合。
因此，在未来，以OFDM为核心技术的第四代移动通信系统将结合两种技术的优势，其中一些将是CDMA的扩展技术。
高质量通信
虽然第三代移动通信系统也可以实现各种多媒体通信，但未来的第四代移动通信系统也被称为“多媒体移动通信”。
第四代移动通信不仅仅是满足用户的增加，更重要的是必须满足多媒体传输的需求，包括对通信质量的要求。综上所述，首先它必须能够容纳市场上庞大的用户数量，改善通信质量差的状况，满足高速数据传输的要求。
频率效率
与第三代移动通信技术相比，第四代移动通信技术在发展过程中采用并引入了许多强有力的突破性技术。例如，一些光纤通信产品公司为了进一步提高无线互联网的骨干带宽，推出了交换级技术，可以同时覆盖不同类型的通信接口，也就是说，第四代网络架构主要采用路由技术。
由于使用了几种不同的技术，射频的使用比第二代和第三代系统有效得多。
按照最乐观的估计，这种效力可以让更多的人用和以前一样多的无线频谱做更多的事情，而且做这些事情的速度是相当快的。研究人员表示，下载速率可能会达到5Mbps到10Mbps。
便宜的
由于4G通信不仅解决了与3G通信的兼容性问题，使更多现有通信用户可以轻松升级到4G通信，而且引入了许多前沿的通信技术，这些技术保证了4G通信可以提供非常灵活的系统运行模式，因此部署起来比其他技术要容易和快捷得多。同时，通信运营商在建设4G通信网络系统时，会考虑直接在3G通信网络的基础设施上采用逐步引入的方式，可以有效降低运营商和用户的成本。据研究人员称，4G通信的无线即时连接等一些服务将比3G通信便宜。
对于人们来说，未来的4G通信真的很神秘。很多人认为第四代无线通信网络系统是人类有史以来发明的最复杂的技术体系。的确，第四代无线通信网络的实现有一大堆令人头疼的技术问题，大概根本不会让人感到意外和惊喜。第四代无线通信网络存在的技术问题大多与互联网有关，需要几年时间才能解决。
缺点
多重标准
理论上，3G手机用户可以在全球范围内进行移动通信，但由于没有统一的国际标准，各种移动通信系统互不兼容，给手机用户带来了诸多不便。因此，发展第四代移动通信系统，首先要解决通信标准等需要全球统一的标准化问题，世界各大通信厂商对此一直争论不休。
技术性的困难
虽然未来的4G通信能给人们带来美好的未来，已经有了研究，但是还没有普及。据研究这项技术的开发者介绍，要实现4G通信的下载速度，还有一系列的技术难题。
例如，如何确保建筑物、山区以及其他有障碍物的脆弱区域的信号强度。日本DoCoMo公司表示，为了解决这个问题，该公司将测试不同的编码技术和传输技术。此外，切换中的技术问题，使得手机从一个基站的覆盖区域进入另一个基站的覆盖区域时，很容易与网络失去联系。
[11]由于第四代无线通信网络的架构相当复杂，这个问题尤为突出。
然而，行业专家表示，他们认为这个问题可以解决，但需要一些时间。
容量有限
未来的4G通信给人印象最深的是其通信传输速度将大大提高。理论上，其所谓的每秒100Mbps(约每秒12.5MB)的宽带速度比2009年最新的每秒10KB的手机信息传输速度快1000多倍。但是手机的速度会受到通信系统容量的限制，比如系统容量有限。手机用户越多，速度越慢。据专家分析，4G手机将很难达到其理论速度。速度上不去，4G手机就大打折扣了。
市场很难消化
有专家预测，10年后，第三代移动通信的多媒体业务将进入第三个发展阶段。此时，覆盖全球的3G网络已基本建成，全球25%以上的人口使用第三代移动通信系统。第三代技术还在慢慢进入市场。届时整个行业都在消化吸收第三代技术，对第四代移动通信系统的接受需要一个逐步过渡的过程。
此外，在过渡过程中，如果4G通信因系统或终端不足而延迟，那么被称为5G的技术随时可能威胁到4G的盈利计划，4G漫长的投资回收和盈利计划在此时将变得极其脆弱。
设施更新缓慢
在部署4G通信网络系统之前，覆盖全球的无线基础设施大多基于第三代移动通信系统。如果要转移第四代通信技术，全世界的许多无线基础设施需要经历许多变化
此外，到那时，3G通信终端必须升级到能够进行更高速数据传输并支持4G通信的各种数据服务的4G终端。也就是说，4G通信网络建成后要及时提供4G通信终端，通信终端的生产不能落后于网络建设。但根据一些事实，从4G通信技术全面投入商用之日算起，还需要两三年的时间，消费者才能用上性能稳定的4G手机。
其他的
由于手机的功能越来越强大，无线通信网络越来越复杂，4G通信的建设和发展会遇到比以往系统建设更多的困难和麻烦。
比如每一个新设备、新技术的引入，后续的软件设计和开发都要及时跟上，这样新设备、新技术才能快速推广应用。遗憾的是，4G通信只是处于研发阶段，具体使用的设备和技术还没有完全成型，相应的软件开发也会遇到困难。此外，费率和计费方式对于4G通信移动数据市场的发展尤为重要。比如WAP手机推出后，需要用户花费大量的连接时间来获取信息，但基于时间和信息内容的收费方式让用户难以承受。因此，有必要尽早、细致地研究基于4G通信的收费系统，以促进市场发展。
4G性能
第四代移动通信系统可称为宽带接入和分配网络，具有超过2Mb/s的非对称数据传输能力，数据速率超过UMTS。是支持高速数据速率(2 ~ 20 MB/s)连接的理想模式，上网速度从2Mb/s提升到。
3G和4G
3G和4G
100Mb/s，具有不同速率间的自动切换能力。
第四代移动通信系统是一种多功能的综合宽带移动通信系统，在业务、功能和频段上都不同于第三代系统。它将在不同的固定和无线平台上，跨不同的频段提供无线服务，比第三代移动通信更接近个人通信。第四代移动通信技术可以将互联网接入速度提高到第三代移动技术的50倍，并可以实现三维图像的高质量传输。
4G移动通信技术的信息传输水平比3G移动通信技术高一个等级。无线频率的使用效率远高于二代、三代系统，抗衰落性能更好。其最大传输速度将是“i-mode”服务的1万倍。除了高速信息传输技术，还包括高速移动无线信息接入系统、移动平台拉取技术、安全密码技术和终端间通信技术等。具有极高的安全性。4G终端还可以用于定位、报警等。
4G手机系统下行速度100mbps，上行速度30mbps。它的基站天线可以发送更窄的无线电波束，它还可以跟踪用户何时移动，因此它可以处理更多的呼叫。
第四代手机不仅音质清晰，还能传输高清图像，因此会被广泛使用。容量方面，可以在FDMA、TDMA、CDMA的基础上引入空分多址(SDMA)，容量可以达到3G的5-10倍。此外，它可以在任何地址访问互联网，包括卫星通信，并可以提供全面的功能，如定位定时，数据采集，远程控制等。除了信息交流。包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和互操作广播网络(基于地面和卫星系统)。
其宽带无线局域网(WLAN)可以兼容B-ISDN和ATM，实现宽带多媒体通信，形成综合宽带通信网(IBCN)，通过IP进行通信。能够全速移动的用户可以提供150Mb/s的高质量图像服务，实现三维ima的高质量传输
支持交互式多媒体服务，如视频会议、无线互联网等。并提供更广泛的服务和应用。4G系统可以自动管理和动态改变其结构，以满足系统变化和发展的要求。用户可以使用各种移动设备来接入4G系统。不同的接入系统被组合成一个公共平台。它们相互补充，相互配合，以满足不同业务的要求。移动网络服务趋于多样化，最终将成为人们与社会上许多行业、部门和系统沟通的桥梁。
4G标准
长期演进
LTE (Long Term Evolution)项目是3G的演进，改进和加强了3G的空中接入技术，并采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。根据4G牌照发放规定，中国移动、中国电信、中国联通三家国内运营商获得了TD-LTE制式的4G牌照。
其主要特点是在20MHz带宽下，下行链路可提供100Mbit/s的峰值速率，上行链路可提供50Mbit/s的峰值速率。与3G网络相比，大大提高了小区容量，同时大大降低了网络时延：内部单向传输时延小于5ms，控制平面从睡眠状态到活动状态的迁移时间小于50ms，从驻留状态到活动状态的迁移时间小于100 ms，而且这个标准也是3GPP长期演进(LTE)项目。是近两年3GPP发起的最大规模的新技术研发项目。其演变历史如下：
GSM-GPRS-edge-WCDMA-HSDPA/hsupa-HSDPA/hsupa-FDD-LTE长期演进
GSM:9K-GPRS:42K-EDGE:172k-WCDMA:364k-HSDPA/HSUPA:14.4m-HSDPA/HSUPA:42M-FDD-LTE:300m
由于WCDMA网络的升级版本HSPA和HSPA都可以演进到FDD-LTE，这一4G标准赢得了最大的支持，将是未来4G标准的主流。其实TD-LTE和TD-SCDMA没什么关系，所以不能直接演进到TD-LTE。网络提供了堪比固定宽带的网速和移动网络的切换速度，网络浏览速度大幅提升。
LTE终端设备目前存在功耗大、价格高的缺点。根据摩尔定律，估计至少需要6年才能达到目前3G终端的量产成本。
LTE-高级
LTE-Advanced:从字面上看，LTE-Advanced是LTE技术的升级版，那么为什么两个标准都能成为4G标准呢？LTE-Advanced的正式名称是E-UTRA的进一步发展，符合ITU-R IMT-Advanced技术集的要求，是3GPP形成的欧洲IMT-Advanced技术提案的重要来源。LTE-Advanced是一种向后兼容的技术，与LTE完全兼容。这是一种进化而不是革命，这相当于HSPA和WCDMA之间的关系。LTE-Advanced的相关功能如下：
带宽：100MHz
峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps。
峰值频谱效率：下行30bps/Hz，上行15bps/Hz。
优化室内环境。
支持有效的新频带和宽带宽应用。
峰值速率大大增加，而频谱效率有限。
严格来说，如果LTE是3.9G移动互联网技术，那么LTE-Advanced作为4G标准更准确。LTE-Advanced的入围方案包括TDD和FDD，其中TD-SCDMA将可以演进到TDD，而WCDMA网络将演进到FDD。移动主导的TD-SCDMA网络期望直接绕过HSPA网络，直接进入LTE。
全球互通微波存取
WiMAX: WiMAX(微波接入全球互通)，即全球微波互联接入。WiMAX的另一个名称是IEEE 802.16。WiMax技术起点高。WiMAX能提供的最高接入速度是70M，是3G能提供的宽带速度的30倍。
对于无线网络来说，这确实是一个惊人的进步。WiMAX将逐步实现宽带业务的移动化，而3G将实现移动业务的宽带化，两个网络的融合程度将越来越高，这也是未来移动世界和固网的融合趋势。
802.16工作在2GHz至66GHz的免授权频段，而802.16a是使用2 GHz至11GHz免授权频段的宽带无线接入系统，其信道带宽可根据要求在1.5M MHz至20MHz范围内调整。在高速移动中具有更好的无缝切换的IEEE 802.16m技术正在开发中。因此，802.16使用的频谱可能比任何其他无线技术都丰富，WiMax具有以下优势：
(1)对于已知干扰，窄信道带宽有利于避免干扰，节省频谱资源。
(2)灵活的带宽调整能力有利于运营商或用户协调频谱资源。
(3)WiMax可以实现50公里的无线信号传输距离，是WLAN无法比拟的，网络覆盖面积是3G发射塔的10倍。只要建几个基站就可以覆盖整个城市，可以大大提高无线网络的覆盖面积。
而WiMax网络在网络覆盖面积和网络带宽上有很大优势，但其移动性有先天缺陷，无法满足高速(50k m/h)下无缝网络连接的要求。从这个意义上说，WiMax还达不到3G网络的水平，所以严格来说还不能算是一种移动通信技术，只能算是一种无线局域网技术。
而WiMax的希望在于IEEE 802.11m技术，可以有效解决这些问题。正是因为中国移动、英特尔、Sprint的积极参与，WiMax才成为继LTE之后第二个发声的4G网络手机。至于IEEE 802.16m的技术，我们会留在最后做详细的解释。
目前，全球约有800万Wimax用户，其中60%在美国。其实Wimax是最早的4G通信标准，出现在2000年左右。
无线人
WirelessMAN-advanced:WirelessMAN-advanced实际上是WiMax的升级版，即IEEE 802.16m标准。802.16系列标准在IEEE中正式称为无线城域网，无线城域网高级版为IEEE 802.16m，其中802.16m最高可提供1Gbps的无线传输速率，并将兼容未来的4G无线网络。802.16m可以在“漫游”模式或高效/strong信号模式下提供1Gbps的下行速率。该标准还支持“高移动性”模式，可提供1Gbps的速率。其优点如下：
1.提高网络覆盖，重建链路预算；
2.提高频谱效率；
3.提高数据和VOIP能力；
4.低延迟QoS增强；
5.节省功耗；
WirelessMAN-Advanced有五种网络数据规格，其中极低数据速率16kbps，低数据速率低速多媒体144kbps，中速多媒体2Mbps，高速多媒体30Mbps，超高速多媒体达到30Mbps - 1Gbps。
不过这个标准可能会先被军方采用。IEEE表示，军方的介入将加速WirelessMAN-Advanced的成熟和完善，军方的今天就是民用的明天。无论如何，WirelessMAN- Advanced被ITU认可成为4G标准的可能性很大。
国际标准
2012年1月18日下午5点，在2012年无线电通信全会全体会议上，国际电信联盟正式审议通过将LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced(802.16m)技术规范确立为IMT-Advanced(俗称“4G”)国际标准，同时将我国自主研发的TD-LTE-Advanced和FDD-LTE-Advance列为4G国际标准。
4G国际标准工作历时三年。从2009年初开始，ITU在全球范围内征集IMT-Advanced候选技术。2009年10月，ITU共征集到6种候选技术，分别是北美标准化组织IEEE的802.16m，日本3GPP的FDD-LTE-Advance，韩国(基于802.16m)和中国的TD-LTE-Advanced(TD-LTE-Advanced)，欧洲标准化组织的3GPP(FDD-LTE-Advance)。
4G国际标准中公布了两个标准，分别是LTE-Advance和IEEE。一个是中国提交的LTE-Advance的FDD部分和TD-LTE-Advanced的TDD部分，都是基于3GPP的LTE-Advance。另一种是基于IEEE 802.16m的技术
国际电联收到候选技术后，组织世界各国和国际组织进行技术评估。2010年10月，在中国重庆，ITU-R下的WP5D工作组最终确定了IMT-Advanced的两项关键技术，即LTE-Advanced和作为LTE-Advanced组成部分的802.16m，中国提交的候选技术也包括在内。在确定了关键技术后，WP5D工作组继续完成ITU建议的编制和各标准化组织的确认工作。之后WP5D会将文件提交上级组织审核，SG5审核通过后，再提交全会讨论通过。
在此次会议上，TD-LTE被正式确认为4G国际标准，这也标志着我国在移动通信标准制定领域再次走到了世界前列，为TD-LTE产业的后续发展和国际化提供了重要基础。
日本软银、沙特STC、mobily、巴西sky Brazil、波兰Aero2等众多国际运营商已经开始商用或预商用TD-LTE网络。印度Augere预计在2012年2月开始预商用。通过审查后，将有利于TD-LTE技术在全球的进一步推广。与此同时，国际主流电信设备厂商基本上都支持TD-LTE，而在芯片领域，TD-LTE已经吸引了17家厂商加入，其中包括高通等国际芯片市场领导者。
比率比较
无线蜂窝技术：CDMA 20001 x/EVDo；GSM EDGETD-SCDMA HSPA；WCDMA HSPA；TD-LTE；FDD-LTE
4G网络下行速率可达100 Mbps ~ 150 Mbps，比3G快20 ~ 30倍，上传速度可达20 Mbps ~ 40 Mbps。这个速率可以满足几乎所有用户对无线服务的要求。有人曾经对比过3G和4G的速度。3G的速度相当于“高速公路”，4G相当于“磁悬浮”。
多模多频芯片
支持LTE/3G多模-多频是LTE终端明确的发展方向，也是国内运营商的发展思路。目前国内一些运营商公开表示将建设TDD/FDD融合组网，这也对多模多频提出了很高的要求。[12]中国移动一再强调，TDD/FDD混合组网，支持5模10频、5模12频和频段41是中国移动发展LTE智能终端的重点。[13]
关于多模多频，业界普遍认为频段不统一是全球LTE终端设计的最大障碍。目前，全球2G、3G和4G LTE网络频段的多样性对移动终端的发展提出了挑战。全球2G和3G技术各采用4至5个不同频段，加上4G LTE，网络频段总数近40个。要支持多模多频，首先终端需要集成可以同时支持多种格式和频段的芯片。
芯片标准
从4G芯片的发展来看，4G芯片应该具有高集成度、多模、多频以及强大的数据和多媒体处理能力。世界上大多数4G手机都使用高通芯片。博通、Marvell、Intel、联发科、连欣科技、创亿视讯、展讯、海思等芯片厂商也推出了4G基带芯片产品，主要应用于MIFI、CPE等数据终端。
2013年8月初，最新公布的2013年中国移动TD-LTE终端采购的芯片使用情况显示，高通芯片占比超过60%，甚至有人预测可能占到2013年中国移动全部4G终端采购产品的70%左右。
高通的LTE芯片强调高集成度和多模多频支持。高通的所有LTE芯片组同时支持LTETDD和LTE FDD。LTE/3G多模方面，以第三代调制解调器Gobi MDM9x25为例，支持LTERel10、HSPA Rel10、1x/DO、TD-SCDMA和GSM/EDGE。此外，强调“高集成度”和“单芯片”的骁龙800系列处理器还集成了Gobi 9x25调制解调方案。目前，使用高通第三代调制解调器方案的150多种智能终端正在开发中。此外，2013年初推出的RF360前端解决方案也首次实现了单个终端支持所有LTE标准和频段的设计，并支持
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