标题：4G技术
概述
4G技术标准的种类
2012年1月18日，国际电信联盟在2012年无线电通信全会全体会议上，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，我国主导制定的TD-LTE-Advanced同时成为IMT-Advanced国际标准。
从2009年初开始，ITU在全世界范围内征集IMT-Advanced候选技术。2009年10月，ITU共计征集到了六个候选技术。这六个技术基本上可以分为两大类，一是基于3GPP的LTE的技术，我国提交的TD-LTE-Advanced是其中的TDD部分。另外一类是基于IEEE 802.16m的技术。
ITU在收到候选技术以后，组织世界各国和国际组织进行了技术评估。在2010年10月份，在我国重庆，ITU-R下属的WP5D工作组最终确定了IMT-Advanced的两大关键技术，即LTE-Advanced和802.16m。我国提交的候选技术作为LTE-Advanced的一个组成部分，也包含在其中。在确定了关键技术以后，WP5D工作组继续完成了电联建议的编写工作，以及各个标准化组织的确认工作。此后WP5D将文件提交上一级机构审核，SG5审核通过以后，再提交给全会讨论通过。
在此次会议上，TD-LTE正式被确定为4G国际标准，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产业的后续发展及国际化提供了重要基础。
TD-LTE-Advanced是我国自主知识产权3G标准TD-SCDMA的发展和演进技术。TD-SCDMA技术于2000年正式成为3G标准之一，但在过去发展的十二年中，TD-SCDMA并没有成为真正意义上得“国际”标准，无论是在产业链发展，国际发展等方面都非常滞后，而TD-LTE的发展明显要好得多。
据了解，2010年9月，为适应TD-SCDMA演进技术TD-LTE发展及产业发展的需要，我国加快了TD-LTE产业研发进程，工业和信息化部率先规划2570MHz～2620MHz(共50MHz)频段用于TDD方式的IMT系统，在良好实施TD-LTE技术试验的基础上，于2011年初在广州、上海、杭州、南京、深圳、厦门六城市进行了TD-LTE规模技术试验;2011年底在北京启动了TD-LTE规模技术试验演示网建设。与此同时，随着国内规模技术试验的顺利进展，国际电信运营企业和制造企业纷纷看好TD-LTE发展前景。
目前，日本软银、沙特阿拉伯STC、mobily、巴西sky Brazil、波兰Aero2等众多国际运营商已经开始商用或者预商用TD-LTE网络。印度Augere预计2012年2月开始预商用。审议通过后，将有利于TD-LTE技术进一步在全球推广。同时，国际主流的电信设备制造商基本全部支持TD-LTE，而在芯片领域，TD-LTE已吸引17家厂商加入，其中不乏高通等国际芯片市场的领导者。
4G技术的研发及其应用
2004年，中国在标准化组织3GPP提出了第三代移动通信TD-SCDMA的后续演进技术TD-LTE。2007年，中国政府面向国内组织开展了4G技术方案征集遴选。经过2年多的攻关研究，最终中国产业界达成共识，在TD-LTE基础上形成了TD-LTE-Advanced技术方案。
目前，国际上主流的4G技术主要是LTE-Advanced和802.16m两种技术，TD-LTE技术方案属于LTE-Advanced技术。LTE-Advanced得到国际主要通信运营企业和制造企业的广泛支持。法国电信、德国电信、美国AT&T、日本NTT、韩国KT、中国移动、爱立信、诺基亚、华为、中兴等明确表态支持LTE-Advanced。802.16m也获得部分芯片、网络产品制造企业如英特尔、思科等的联合推荐。
国际电信联盟确定LTE-Advanced和802.16m为4G国际标准候选技术。工信部表示，这必将对未来4G国际标准和产业发展产生重大影响。
根据工作计划，国际电信联盟下一步将对两种候选技术进行分析评估和试验验证，并于2010年10月最终决定4G国际标准。
前景
10年内4G不会取代3G
电信分析师付亮2009年10月26日对记者表示，现在看LTE-Advanced支持的厂商多一些，但预计最后4G国际标准制定还需要多方妥协，包括不同技术方案之间的兼容问题，但目前还很难说最终哪一种技术会成为国际标准。
与TD-SCDMA 3G标准相比，TD-LTE更为开放，吸引了多家企业参与研发和技术跟踪，TD-LTE与其他国际上同类技术的差距在缩小。“TD由于前期无论是企业还是政府投入的资源都很少，导致商用步伐比其他国家标准CDMA2000和WCDMA要晚好几年，但是国家已经意识到这一问题，对TD-LTE非常重视，未来比较乐观。”
付亮也认为，如果TD-LTE最终成为国际标准，参与各方会集中更多资源来推动TD-LTE产业化，将加速产业链的商用化进程。付亮表示，TD技术当时主要集中在大唐和国家的科研院所手里，而TD-LTE参与方则非常广泛，包括华为、中兴、中移动、爱立信等多方都参与TD-LTE的技术研发，企业越多对这项技术产业化越有好处。“如果产业链成熟、建网成本低，其他国家可能也会采用这一技术建网，有助于TD-LTE的国际化。”
中国刚刚开展3G商用，国际上已经在紧锣密鼓确定4G国际标准。付亮表示，技术标准确立到最终商用化还需要很长时间，3G标准确立到最终商用也经历了差不多10年。“未来10年都无法看到3G退出市场，4G建网不可能完全替代3G，4G也不可能全球大范围建网，至多在一些对数据信息需求量大的特大城市布网，比如上海、北京等城市，其他人口少的城市3G已经够用了。”
TD-LTE-Advanced简介
TD-LTE-Advanced(LTE-Advanced TDD制式)是中国继TD-SCDMA之后，提出的具有自主知识产权的新一代移动通信技术。它吸纳了TD-SCDMA的主要技术元素，体现了我国通信产业界在宽带无线移动通信领域的最新自主创新成果。2004年，中国在标准化组织3GPP提出了第三代移动通信TD-SCDMA的后续演进技术TD-LTE，主导完成了相关技术标准。
目前，TD-LTE-Advanced已获得欧洲标准化组织3GPP和亚太地区通信企业的广泛认可和支持。在4G国际标准制定过程中，TD-LTE-Advanced将面临其他候选技术的挑战。中国将全力推动TD-LTE-Advanced成为4G国际标准，积极推进相关产业发展。
3G（第三代移动通信标准）确定过程回顾：
回顾第三代移动通信标准(3G)，国际电信联盟曾确定了10种候选技术，并批准其中的5项为国际标准。经过市场选择，最后TD-SCDMA、WCDMA和cdma2000三种主流技术成功实现商用。在4G国际标准制定中，国际电信联盟在候选技术阶段确定两种候选技术，成功实现了技术聚焦，进一步明确了4G国际标准的技术路线，这必将对未来4G国际标准和产业发展产生重大影响。
4G技术发展特征及趋势分析
业界关于下一代移动通信网络技术的叫法很多，4G只是一个通用的名称，除此之外，还有B3G、BeyondIMT-2000、IMT-Advanced技术等名称。不同组织在对4G技术的设想上存在着很大的差异。 
ITU统一4G概念
此前，世界很多组织给4G下了不同的定义，而ITU代表了传统移动蜂窝运营商对4G的看法，认为4G是基于IP协议的高速蜂窝移动网，现有的各种无线通信技术从现有3G演进，并在3GLTE阶段完成标准统一。ITU4G要求传输速率比现有网络高1000倍，达到100Mbit/s。 
在2005年10月的ITU-RWP8F第17次会议上，ITU给了4G技术一个正式的名称IMT-Advanced。按照ITU的定义，当前的WCDMA、HSDPA等技术统称为IMT-2000技术；未来的新的空中接口技术，叫做IMT-Advanced技术。IMT-Advanced标准继续依赖3G标准组织已发展的多项新定标准加以延伸，如IP核心网、开放业务架构及IPv6。同时，其规划又必须满足整体系统架构能够由3G系统演进到未来4G架构的需求。
2013年2月25日到28日，世界移动通信大会在西班牙召开，这是通信行业最大的盛会。在今年的大会上，4G或者说3G的长期演进技术——LTE，一直是各大公司关注的焦点。不管是世界各大运营商展示他们的新技术和新设备，还是各大电子厂商发布新产品，他们都不可避免地谈到“4G”和“LTE”，因为这是当今网络技术的一个主要潮流。
会上，拥有全球最多移动用户数量的中国移动亮相展会并演示了TD―LTE成果，成为展会的一个亮点。中国移动董事长奚国华正式发布了有关TD-LTE的“双百”计划：2013年，中国移动在国内的4G网络覆盖将超过100个城市，4G终端采购将超过100万部。他表示，2013年，TD-LTE网络建设计划覆盖全国地市级以上的100个城市，基站数量超过20万个，覆盖人口超过5亿，网络建成后将成为目前为止全球最大的4G网络。
中国移动总裁李跃也信心满满地表示，4G和3G的唯一不同就是网速，是3G的50倍，最起码100M，成本也比3G还低，这是为何全球争相发展4G的原因。
分析人士称，中移动加码投资4G网络建设，将使一批设备厂商或终端手机制造商走出业绩低谷，并带动包括制造商、运营商及产品线在内的全产业链的升级。据业界测算，4G投资将直接拉动通信全产业链投资逾5000亿元人民币。
产业链的“大佬”对TD-LTE也显出了极大的期望？爱立信总裁兼CEO卫翰思说，2013年LTE全球用户量将突破1亿；截至去年第四季度，爱立信为全球超过60%的商用LTE网络提供支持，承载了LTE网络上大约50%的智能手机流量。爱立信亚太区执行董事长兼爱立信中国董事长马志鸿在论坛中强调，全球有25%的频谱是分配给TD-LTE的，它是一个真正的全球标准。
华为无线网络业务部总裁汪涛表示：全球移动通信大会期间，华为与中国移动在TD-LTE网络环境下联合展示的HEVC、eMBMS系列业务体验是全球范围内的首次正式亮相，华为期待与更多优秀合作伙伴携手，一起推动TD-LTE以及移动高清视频业务在全球范围内实现规模商用。
4G核心技术
4G通信系统的这些特点，决定了它将采用一些不同于3G的技术。对于4G中将使用的核心技术，业界并没有太大的分歧。总结起来，有以下几种。 
1．正交频分复用（OFDM）技术 
OFDM是一种无线环境下的高速传输技术，其主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，各子载波并行传输。尽管总的信道是非平坦的，即具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽。OFDM技术的优点是可以消除或减小信号波形间的干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高了频谱利用率，可实现低成本的单波段接收机。 
2．软件无线电
软件无线电的基本思想是把尽可能多的无线及个人通信功能通过可编程软件来实现，使其成为一种多工作频段、多工作模式、多信号传输与处理的无线电系统。也可以说，是一种用软件来实现物理层连接的无线通信方式。 
3．智能天线技术
智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，是未来移动通信的关键技术。智能天线应用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。 
4．多输入多输出（MIMO）技术 
MIMO技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术，它采用的是分立式多天线，能够有效地将通信链路分解成为许多并行的子信道，从而大大提高容量。信息论已经证明，当不同的接收天线和不同的发射天线之间互不相关时，MIMO系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能，从而获得巨大的容量。在功率带宽受限的无线信道中，MIMO技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。 
5．基于IP的核心网 
4G移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络，可以实现不同网络间的无缝互联。核心网独立于各种具体的无线接入方案，能提供端到端的IP业务，能同已有的核心网和PSTN兼容。核心网具有开放的结构，能允许各种空中接口接入核心网；同时核心网能把业务、控制和传输等分开。采用IP后，所采用的无线接入方式和协议与核心网络(CN)协议、链路层是分离独立的。IP与多种无线接入协议相兼容，因此在设计核心网络时具有很大的灵活性，不需要考虑无线接入究竟采用何种方式和协议。