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[摘 要]网络通信技术发展和更新的速度很快，移动通信技术是网络通信技术的一个重要部分，在发展的过程中不断提高和更新。随着3G技术的普遍应用和发展，4G技术也已经应运而生，并渗透到我们的日常生活中。作为3G技术的升级，4G技术具备了更多更显著的特点，在应用上更加广泛。本文就4G移动通信技术，阐述了其特点、并对其应用及发展趋势进行了分析探讨。
[关键词]3G 4G移动通信 特点 应用 发展趋势
中图分类号：G841 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）22-0253-02
4G技术是指第四代移动通信及技术，是集3G和WLAN于一体并能传输高质量视频图像以及图像传输质量和高清晰度电视不相上下的技术产品。4G技术是在3G通信技术基础上发展的，与3G通信技术相比，4G技术有着不可比拟的优越性，最明显的优势在于更高的通话质量和更快的数据传输速率，因此，它一经推出便受到人们的广泛关注。
一、4G移动通信技术的特点
4G通信技术并没有脱离以前的通信技术，而是以传统通信技术为基础，并利用了一些新的通信技术，从而不断提高无线通信的网络效率和功能。和 3G 通信技术相比，4G通信技术的优势体现在：
1. 4G移动通信技术的信息传输速率更快了，这使得可视通信成为可能。
2.移动用户下载的速度更快了。为了给用户提供更好、更快的数据传输和下载速度，在3G通信网络的基础上，运营商对网络宽带进行了改进，4G信道将会达到3G频谱带宽的20倍，这样，用户的下载速度也就得到了很大的提高。
3.4G通信技术可以通过智能天线技术来整合通信网络，进而使得局域网和互联网可以实现多网合一，人们可以开始使用云通信技术。
4.4G技术具有的抗干扰能力要比3G技术高很多，其修复能力和安全性能也远远高于3G技术。此外，4G技术的通信质量和分辨率也得到了很大的提高，可以满足多媒体对语音和音像以及其他服务的更高的要求。人们使用4G手机观看3D视频的效果和在电影院观看3D电影的效果一样了。
5.4G移动通信技术在优化网络结构和网络终端的基础上使得系统可以更好、更方便快捷地切换。4G通信技术同时也具有更灵活的操作方式，其系统的建设是在3G通信设备的基础上建设的。因此，在部署时使用4G技术要比3G快，从而使得运营商不需要再花更多的资金在设备建设上，进而也节约了用户的最终使用费用。
二、4G与3G的主要技术参数比较
4G系统是在对3G系统基础上进行升级后实现的，所以很多关键技术都仍采用了3G系统的技术，但4G也采用了很多3G没有的新技术，下面对4G与3G的主要技术参数进行了比较（见表1）。
三、4G移动通信的关键技术
4G移动通信的关键技术与3G移动通信技术相比主要采用了包括以下几个方面的关键技术。
1.正交频分复用（OFDM）技术
第四代移动通信系统主要是以正交频分复用技术为核心技术。它的主要思想是将某一频分信道分为较多的正交子信道，在分开的子信道上用一个子载波来调制，使他们并行传输。正交频分复用技术之所以越来越受关注，是因为正交频分复用技术有很多其他技术不具备的优点：（a）频谱使用效率高、（b）抗衰落能力强、（c）适合高速数据传输。另外，OFDM采用加载算法，使得系统可以把更多的数据集中放在条件好的信道上以高速率进行传送。因此，OFDM技术非常适合高速数据传输。
2.智能天线技术
智能天线是在软件无线电基础上提出的天线设计新概念，具有极好的自动跟踪和抗信号干扰以及数字波束调节的功能，它被认为是未来移动通信系统当中的关键技术。智能天线采用了空分多址（SDMA）的技术，利用信号在传输方向上的差别，将同频率或同时隙、同码道的信号进行区分，动态改变信号的覆盖区域，使主波束对准用户方向，旁瓣或零陷对准干扰信号方向，并能够自动跟踪用户和监测环境变化，为每一位用户提供优质的上行链路和下行链路信号，从而达到抑制干扰、准确提取有效信号的目的。
3.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。
4.Ipv6技术
4G移动通信技术引入了先进的Ipv6编址技术。这种技术与3G相比具有巨大网络地址空间、便于自动配置，得到全球唯一路由地址、胜过传统IPv4的服务质量，利于形成以服务级别为基础的系统、移动安全性好等优势。
四、4G移动通信技术的应用趋势
1.家庭生活中的应用
4G移动通信技术具有高速无线网络传输的特点，家庭内部网络信息流通过家庭网关与4G网络进行有效地交互，从而实现系统管理，保证内外网信息流高速有效地控制，为家庭内部信息流的传输构建了另一条超高速通道。未来的4G通信将使得人与人之间的交流更加流畅，特别是构建一条人与机器之间自由交流通道，进而推动家庭向智能化、全球化、个性化、综合化方向的发展。
2.在农业中的运用
在通信技术不断发展的同时，嵌入式通信技术也开始用于农业生产当中。随着现代化农业的发展，开展农业信息高密度和高速度以及低成本的产品研究和开发是现代农业发展的需求。4G技术的出现为实现现代化农业发展起着积极的推动作用，通过4G技术可以为农业提供更精准的信息服务，结合农业的生产管理，使用智能通信技术嵌入农业知识，从而提供各种管理信息。此外，4G通信技术还具备信息診断、信息量大以及信息及时的特点，可根据用户的要求进行查询以及提供实用的方案。
3.在医疗事业中的应用
移动医护通是在4G移动通信技术中产生的，是以医疗服务为基础向医院提供信息化方案的一种应用。在医院内铺设WLAN 和互联网以及搭建数据集成平台，医生和护理人员通过手持终端，例如手机、IPAD，来完成诊疗和护理的工作。使用移动医护通不仅可以减少医务人员在工作中出现差错的频率，还有利于提高医务人员的工作效率。4G技术高效率的无线网络传输也将使得远程医疗成为可能，从而真正地给患者带来实惠。 4.在学校中的应用
4G技术的出现可以为学校提供超高速率的无线网络传输和教育云服务，通过制定学生学习软件实现师生之间良好的互动教学。在以学生为教学主体的基础上，通過校外的数字化平台创新教学模式，激发学生的学习兴趣。
五、4G通信技术的发展趋势
结合信息技术和网络应用，未来移动通信技术将朝着以下几个方面发展。
1.业务数据分组化
分组化网有着传统电路交换网所无法具备的优势，有信息才占用网络资源，效率高，成本低。计费和网管简单，可适应非对称的突发数据业务等。
2.网络技术智能化
智能化网络技术具有“人类”相似的功能。它可以似人一样通过获取信息、传递信息、处理信息来了解所面临的问题，然后通过再生信息、传递信息、施用信息来改变问题的状态，直到解决问题，表现出一定程度的智能，被称之为智能工具。移动通信技术不断向信息的智能化存储及处理的方向发展，随着4G 技术的不断发展，通信网络的智能化可以不断得到提升。
3.通信技术宽带化
随着社会经济和科技的不断发展，通信网络正在发生深刻的变换，电信业务正在逐渐从传统的以电话业务为主的窄带业务向集语音、高速数据和图像为一体的多媒体业务发展。传统电话网将不可避免要过渡到以数据业务、特别是IP业务为中心的下一代电信网，这就要求电信网宽带化。
4.全IP化
未来的移动通信网络将会有一个十分完整的IP系统，不仅能够使核心网得以IP化，更能使无线接入部分得以IP化。核心网的IP化主要考虑的是原有核心网的改动程度、改动后的兼容性及改动成本。无线接入部分的IP化能够确保IP技术的协调性，促进基于IP包的统计复用技术的实现，同时能够大大降低传输成本，使全带宽利用度得以实现，真正促进语音和业务数据融合的实现。
六、结语
4G技术有着比3G技术更高的优越性：高速率、高容量；网络频带更宽、兼容性强、智能性能更高。4G移动通信技术是移动通信向前发展的趋势，也是人们生活中的一大变革，对于社会、生产和生活都将产生巨大的影响。尽管有这些方面的特点，可要把4G投入到实际应用，需要对现有的移动通信基础设施进行更新改造，这将会引发一系列的资金、观念等问题，从而在一定程度上会减缓4G正式进入市场的速度。4G技术的发展充满着变数，但随着新技术和新需求的不断出现，4G必然会取代3G，成为未来移动通信领域的主导技术，4G一定会使我们未来的移动通信事业前景更美好。
参考文献
[1] 刘建明，赵峰，张月霞，崔琪楣，胡平平.3G和4G无线通信技术在ICT网络模式中的应用[J].电力系统通信，2009，07：1-4+13.
[2] 张洋祥.第四代移动通信技术研究[A].中国计算机学会容错计算专业委员会、《电脑开发与应用》编辑委员会.第三届全国软件测试会议与移动计算、栅格、智能化高级论坛论文集[C].中国计算机学会容错计算专业委员会、《电脑开发与应用》编辑委员会：2009：05/
作者简介
王晓雯，女，1961年11月出生，现任浙江省邮电工程建设有限公司通信工程师，研究方向：通信技术发展的趋势、通信技术管理及产品开发。
[关键词]3G 4G移动通信 特点 应用 发展趋势
中图分类号：G841 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）22-0253-02
4G技术是指第四代移动通信及技术，是集3G和WLAN于一体并能传输高质量视频图像以及图像传输质量和高清晰度电视不相上下的技术产品。4G技术是在3G通信技术基础上发展的，与3G通信技术相比，4G技术有着不可比拟的优越性，最明显的优势在于更高的通话质量和更快的数据传输速率，因此，它一经推出便受到人们的广泛关注。
一、4G移动通信技术的特点
4G通信技术并没有脱离以前的通信技术，而是以传统通信技术为基础，并利用了一些新的通信技术，从而不断提高无线通信的网络效率和功能。和 3G 通信技术相比，4G通信技术的优势体现在：
1. 4G移动通信技术的信息传输速率更快了，这使得可视通信成为可能。
2.移动用户下载的速度更快了。为了给用户提供更好、更快的数据传输和下载速度，在3G通信网络的基础上，运营商对网络宽带进行了改进，4G信道将会达到3G频谱带宽的20倍，这样，用户的下载速度也就得到了很大的提高。
3.4G通信技术可以通过智能天线技术来整合通信网络，进而使得局域网和互联网可以实现多网合一，人们可以开始使用云通信技术。
4.4G技术具有的抗干扰能力要比3G技术高很多，其修复能力和安全性能也远远高于3G技术。此外，4G技术的通信质量和分辨率也得到了很大的提高，可以满足多媒体对语音和音像以及其他服务的更高的要求。人们使用4G手机观看3D视频的效果和在电影院观看3D电影的效果一样了。
5.4G移动通信技术在优化网络结构和网络终端的基础上使得系统可以更好、更方便快捷地切换。4G通信技术同时也具有更灵活的操作方式，其系统的建设是在3G通信设备的基础上建设的。因此，在部署时使用4G技术要比3G快，从而使得运营商不需要再花更多的资金在设备建设上，进而也节约了用户的最终使用费用。
二、4G与3G的主要技术参数比较
4G系统是在对3G系统基础上进行升级后实现的，所以很多关键技术都仍采用了3G系统的技术，但4G也采用了很多3G没有的新技术，下面对4G与3G的主要技术参数进行了比较（见表1）。
三、4G移动通信的关键技术
4G移动通信的关键技术与3G移动通信技术相比主要采用了包括以下几个方面的关键技术。
1.正交频分复用（OFDM）技术
第四代移动通信系统主要是以正交频分复用技术为核心技术。它的主要思想是将某一频分信道分为较多的正交子信道，在分开的子信道上用一个子载波来调制，使他们并行传输。正交频分复用技术之所以越来越受关注，是因为正交频分复用技术有很多其他技术不具备的优点：（a）频谱使用效率高、（b）抗衰落能力强、（c）适合高速数据传输。另外，OFDM采用加载算法，使得系统可以把更多的数据集中放在条件好的信道上以高速率进行传送。因此，OFDM技术非常适合高速数据传输。
2.智能天线技术
智能天线是在软件无线电基础上提出的天线设计新概念，具有极好的自动跟踪和抗信号干扰以及数字波束调节的功能，它被认为是未来移动通信系统当中的关键技术。智能天线采用了空分多址（SDMA）的技术，利用信号在传输方向上的差别，将同频率或同时隙、同码道的信号进行区分，动态改变信号的覆盖区域，使主波束对准用户方向，旁瓣或零陷对准干扰信号方向，并能够自动跟踪用户和监测环境变化，为每一位用户提供优质的上行链路和下行链路信号，从而达到抑制干扰、准确提取有效信号的目的。
3.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。
4.Ipv6技术
4G移动通信技术引入了先进的Ipv6编址技术。这种技术与3G相比具有巨大网络地址空间、便于自动配置，得到全球唯一路由地址、胜过传统IPv4的服务质量，利于形成以服务级别为基础的系统、移动安全性好等优势。
四、4G移动通信技术的应用趋势
1.家庭生活中的应用
4G移动通信技术具有高速无线网络传输的特点，家庭内部网络信息流通过家庭网关与4G网络进行有效地交互，从而实现系统管理，保证内外网信息流高速有效地控制，为家庭内部信息流的传输构建了另一条超高速通道。未来的4G通信将使得人与人之间的交流更加流畅，特别是构建一条人与机器之间自由交流通道，进而推动家庭向智能化、全球化、个性化、综合化方向的发展。
2.在农业中的运用
在通信技术不断发展的同时，嵌入式通信技术也开始用于农业生产当中。随着现代化农业的发展，开展农业信息高密度和高速度以及低成本的产品研究和开发是现代农业发展的需求。4G技术的出现为实现现代化农业发展起着积极的推动作用，通过4G技术可以为农业提供更精准的信息服务，结合农业的生产管理，使用智能通信技术嵌入农业知识，从而提供各种管理信息。此外，4G通信技术还具备信息診断、信息量大以及信息及时的特点，可根据用户的要求进行查询以及提供实用的方案。
3.在医疗事业中的应用
移动医护通是在4G移动通信技术中产生的，是以医疗服务为基础向医院提供信息化方案的一种应用。在医院内铺设WLAN 和互联网以及搭建数据集成平台，医生和护理人员通过手持终端，例如手机、IPAD，来完成诊疗和护理的工作。使用移动医护通不仅可以减少医务人员在工作中出现差错的频率，还有利于提高医务人员的工作效率。4G技术高效率的无线网络传输也将使得远程医疗成为可能，从而真正地给患者带来实惠。 4.在学校中的应用
4G技术的出现可以为学校提供超高速率的无线网络传输和教育云服务，通过制定学生学习软件实现师生之间良好的互动教学。在以学生为教学主体的基础上，通過校外的数字化平台创新教学模式，激发学生的学习兴趣。
五、4G通信技术的发展趋势
结合信息技术和网络应用，未来移动通信技术将朝着以下几个方面发展。
1.业务数据分组化
分组化网有着传统电路交换网所无法具备的优势，有信息才占用网络资源，效率高，成本低。计费和网管简单，可适应非对称的突发数据业务等。
2.网络技术智能化
智能化网络技术具有“人类”相似的功能。它可以似人一样通过获取信息、传递信息、处理信息来了解所面临的问题，然后通过再生信息、传递信息、施用信息来改变问题的状态，直到解决问题，表现出一定程度的智能，被称之为智能工具。移动通信技术不断向信息的智能化存储及处理的方向发展，随着4G 技术的不断发展，通信网络的智能化可以不断得到提升。
3.通信技术宽带化
随着社会经济和科技的不断发展，通信网络正在发生深刻的变换，电信业务正在逐渐从传统的以电话业务为主的窄带业务向集语音、高速数据和图像为一体的多媒体业务发展。传统电话网将不可避免要过渡到以数据业务、特别是IP业务为中心的下一代电信网，这就要求电信网宽带化。
4.全IP化
未来的移动通信网络将会有一个十分完整的IP系统，不仅能够使核心网得以IP化，更能使无线接入部分得以IP化。核心网的IP化主要考虑的是原有核心网的改动程度、改动后的兼容性及改动成本。无线接入部分的IP化能够确保IP技术的协调性，促进基于IP包的统计复用技术的实现，同时能够大大降低传输成本，使全带宽利用度得以实现，真正促进语音和业务数据融合的实现。
六、结语
4G技术有着比3G技术更高的优越性：高速率、高容量；网络频带更宽、兼容性强、智能性能更高。4G移动通信技术是移动通信向前发展的趋势，也是人们生活中的一大变革，对于社会、生产和生活都将产生巨大的影响。尽管有这些方面的特点，可要把4G投入到实际应用，需要对现有的移动通信基础设施进行更新改造，这将会引发一系列的资金、观念等问题，从而在一定程度上会减缓4G正式进入市场的速度。4G技术的发展充满着变数，但随着新技术和新需求的不断出现，4G必然会取代3G，成为未来移动通信领域的主导技术，4G一定会使我们未来的移动通信事业前景更美好。
参考文献
[1] 刘建明，赵峰，张月霞，崔琪楣，胡平平.3G和4G无线通信技术在ICT网络模式中的应用[J].电力系统通信，2009，07：1-4+13.
[2] 张洋祥.第四代移动通信技术研究[A].中国计算机学会容错计算专业委员会、《电脑开发与应用》编辑委员会.第三届全国软件测试会议与移动计算、栅格、智能化高级论坛论文集[C].中国计算机学会容错计算专业委员会、《电脑开发与应用》编辑委员会：2009：05/
作者简介
王晓雯，女，1961年11月出生，现任浙江省邮电工程建设有限公司通信工程师，研究方向：通信技术发展的趋势、通信技术管理及产品开发。