当前,移动通信技术飞速发展,已经历了从1G 到2G

科技发展研究

第9期

（总第239期）

上海科技发展研究中心2010年07月07日

编者按：目前，第四代移动通信（4G）已成为无线通信技术发展的重要趋势。美国、日本等发达国家在该领域已开始进入研发和市场化阶段，中国移动承建的全球首个TD-LTE演示网络在上海世博园内成功开通。本期简报基于上海科技情报所相关研究成果1，重点介绍4G产业国内外发展态势及其对上海4G发展的启示。供参考。

第四代移动通信（4G）国内外发展态势及相关建议当前，移动通信技术飞速发展，已经历了从1G到2G再到3G的阶段。3G能够实现高速数据传输和宽带多媒体服务，现已进入商用阶段。然而，在3G技术的发展过程中一些不足也开始显现，尤其是当前正面临的竞争和标准不兼容等一系列问题。第四代移动通信（4G）的出现，拓展了原有移动通信技术的发展内涵和范畴，其将更加适合所有的移动通信用户，最终实现商业无线网络、局域网、蓝牙、广播、电视卫星通信的无缝衔接并相互兼容。今年2月份召开的世界通信大会普遍认为：移动通信在世界经济发展战略中处于核心地位，以４G为龙头的移动通信技术正带来下一次信息产业革命。4G不仅意味着更高的通信质量和更快的通信1上海市科技发展基金软科学研究项目《高技术产业国内外发展态势研究》（项目编号：09692108000）

速度，也将与光纤传输并驾齐驱成为互联网接入的两大方式，并成为无线城市、智能城市以及物联网、泛在网等应用的重要载体和支撑。

一、内涵及特点

目前，关于第四代移动通信技术的叫法很多，4G只是一个通用的名称。国际电信联盟（ITU）认为：4G是基于IP协议的高速蜂窝移动通信网，是现有的各种无线通信技术从3G的进一步演进和提升。2008年10月，ITU正式制定了4G技术规范“IMT-Advanced（International Mobile Telecommunications Advanced）”：静态传输速率达到1Gbit/s，高速移动状态下传输速率达到100Mbit/s。换而言之，只要能满足上述指标的任何移动通信技术都可作为4G技术。2009年10月，ITU确定LTE-Advanced （Long Term Evolution Advanced）和802.16m为4G国际标准候选技术。

图1、4G的网络架构及业务覆盖范围

通俗而言，4G可理解为广带接入和分布网络，它包括广带无线固定接入、广带无线局域网、移动广带系统和互操作的广播网络（基于地面卫星系统）（见图1）。其广带无线局域网能与B-ISDN（Broadband Integrated Service Digital Network，宽带综合业务数字网）及ATM（Asynchronous

Transfer Mode，异步转移模式）兼容，实现广带多媒体通信，形成IBCN （Integrated Broadband Communication Network，综合广带通信网），还能提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。

4G具有以下主要特点：一是高速率。4G的信息传输速率要比3G高一个等级，从2Mbit/s提高到10Mbit/s。二是灵活性强。4G拟采用智能技术，可自适应地进行资源分配。采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境进行信号的正常收发，有很强的智能性、适应性和灵活性。三是兼容性好。目前ITU承认的、已有相当规模的移动通信标准有GSM （Global System for Mobile Communications，全球移动通讯系统）、CDMA （Code-Division Multiple Access，码分多址）和TDMA（Time Division Multiple Access，时分多址）三大分支，可通过4G标准的制定来解决它们之间的兼容问题。四是用户共存性。4G能根据网络的状况和信道条件进行自适应处理，使低、高速用户和各种用户设备能够并存与互通，从而满足多类型用户的需求。五是业务多样性。未来通信中所需的是多媒体通信，个人通信、信息系统、广播和娱乐等将结合成一个整体。4G能够提供各种标准的通信业务，满足多种业务需求。六是技术基础较好。4G将以几项突破性技术为基础，如OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）、无线接入、软件无线电等，从而大幅提高频率使用效率和系统可实现性。七是随时随地的移动接入。4G利用无线接入技术，提供话音、高速信息业务、广播及娱乐等多媒体业务接入方式，用户可随时随地接入系统。八是自治的网络结构。4G网络将是一个完全自治、自适应的网络。可自动管理、动态改变自己的结构以满足系统变化和发展的要求。

二、国外发展态势及状况

目前，世界各国都积极开展了4G的研究，大致呈现以下特点：

一是政府在4G技术研发中的投入力度不断加大。为抢占未来全球市场，目前各国政府纷纷投入巨资进行4G研发和布局。2010年3月，美国联邦通信委员会（FCC）向国会提交了国家宽带计划（National Broadband Plan）强调：美国将以比其他国家运行更快、分布更广泛的无线网络，在移动创新上领先。欧盟的“框架计划”（EU Framework Programme）将4G 技术作为了重点发展内容。第七框架计划（2007-2013年）将投资7亿欧元用于未来网络的研究和发展，其中一半资金用于无线网络技术，着力推动4G技术的发展。日本早在21世纪初就为4G的研发工作制定了详细的发展计划，并作为e-Japan计划的一部分，提升到了国家战略的高度。韩国也已将4G列入政府的研究课题，并制定了中长期发展规划。

二是运营商正以主体身份推进4G技术商业化运作。美国的4G网络布局主要以Sprint、AT&T及Verizon等电信运营商为主。Sprint以WiMAX （Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球微波互联接入）作为其4G技术标准，将投资大约50亿美元构建4G服务网络。AT&T及Verizon则将采用LTE技术，其中AT&T已推出了4G Access网络，Verizon 则是与V odafone进行合作，并在2009年开始进行网络测试。北欧是部署LTE最快的地区。2009年1月，北欧最大的电信运营商TeliaSonera与华为和爱立信合作，分别在奥斯陆和斯德哥尔摩部署LTE商用网络。西班牙电信在2010年2月也宣布开始进行LTE/SAE（Long Term Evolution/System Architecture Evolution，长期演进/系统架构演进）技术试验，在西班牙、德国、英国等6个不同国家部署LTE/SAE试验网。日本的NTT DoCoMo公司于2010年2月宣布开始进行4G网络的升级，目前已经开始尝试在一部分基站安装了远程射频设备——RRE（Rev Response Element，Rev应答元件）。韩国三星和LG等公司正率先研制支持4G的芯片、设备和基站。值得关注的是，在2010世界移动通信大会（NWC）