4G网络技术概论与应用
保证楼区、山区,及其它有障碍物等易受影响地区的信号强度等问题。日本DoCoMo公司表示,为了解决这一问题,公司会对不同编码技术和传输技术进行测试。另外在移交方面存在的技术问题,使手机很容易在从一个基站的覆盖区域进入另一个基站的覆盖区域时和网络失去联系。由于第四代无线通信网络的架构相当复杂,这一问题显得格外突出。不过,行业专家们表示,他们相信这一问题可以得到解决,但需要一定的时间。
容量受到限制
人们对未来的4G通信的印象最深的莫过于它的通信传输速度会得到极大提升,从理论上说其所谓的每秒100MB的宽带速度,比2009年最新手机信息传输速度每秒10KB要快1万多倍,但手机的速度会受到通信系统容量的限制,如系统容量有限,手机用户越多,速度就越慢。据有关行家分析,4G手机会很难达到其理论速度。如果速度上不去,4G手机就要大打折扣。
市场难以消化
有专家预测在10年以后,第三代移动通信的多媒体服务会进入第三个发展阶段,此时覆盖全球的3G网络已经基本建成,全球25%以上人口使用第三代移动通信系统,第三代技术仍然在缓慢地进入市场,到那时整个行业正在消化吸收第三代技术,对于第四代移动通信系统的接受还需要一个逐步过渡的过程。另外,在过渡过程中,如果4G通信因为系统或终端的短缺而导致延迟的话,那么号称5G的技术随时都有可能威胁到4G的赢利计划,此时4G漫长的投资回收和赢利计划会变得异常的脆弱。
设施难以更新
在部署4G通信网络系统之前,覆盖全球的大部分无线基础设施都是基于第三代移动通信系统建立的,如果要向第四代通信技术转移的话,那么全球的许多无线基础设施都需要经历着大量的变化和更新,这种变化和更新势必减缓4G通信技术全面进入市场、占领市场的速度。而且到那时,还必须要求3G通信终端升级到能进行更高速数据传输及支持4G通信各项数据业务的4G终端,也就是说4G通信终端要能在4G通信网络建成后及时提供,不能让通信终端的生产滞后于网络建设。但根据某些事实来看,在4G通信技术全面进入商用之日算起的二三年后,消费者才有望用上性能稳定的4G通信手机。
其他相关困难
因为手机的功能越来越强大,而无线通信网络也变得越来越复杂,同样4G通信在功能日益增多的同时,它的建设和开发也会遇到比以前系统建设更多的困难和麻烦。例如每一种新的设备和技术推出时,其后的软件设计和开发必须及时能跟上步伐,才能使新的设备和技术得到很快推广和应用,但遗憾的是4G通信还只处于研究和开发阶段,具体的设备和用到的技术还没有完全成型,因此对应的软件开发也会遇到困难;另外费率和计费方式对于4G通信的移动数据市场的发展尤为重要,例如WAP手机推出后,用户花了很多的连接时间才能获得信息,而按时间及信息内容的收费方式使用户难以承受,因此必须及早慎重研究基于4G通信的收费系统,以利于市场发展。还有4G通信不仅需要区分语音流量和互联网数据,
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还需要具备能到数据传输速度很慢的第三代无线通信网络上平稳使用的性能,这就需要通信营运商们必须能找到一个很好的解决这些问题的方法,而要解决办法就必须首先在大量不同的设备上精确执行4G规范,要做到这一点,也需要花费好几年的时间。况且到了4G通信真正开始推行时,熟悉4G通信业务的经验和专门技术人才还不多,这样同样也会延缓4G通信在市场上迅速推广的速度,因此到时对于设计、安装、运营、维护4G通信的专门技术人员还须早日进行培训。
发展展望
Clearwire公司09年1月表示,会把波特兰改造为美国西部无线网络速度最快的城市,以及全球四大4G WiMAX无线宽带服务之一——Clear的使用基地。借助Clear,波特兰的消费者和企业会以真正的宽带速度实现对互联网的无线访问,在家庭、办公场所和地铁等地畅游网络。
Clearwire首席执行官Benjamin G. Wolff表示:“Clearwire把互联网的速度和移动性完美融合,令无线网的面貌焕然一新。人们以提高客户工作效率和生活品质为导向,致力于为服务区内的每一位客户提供优质服务。”
英特尔公司执行副总裁兼销售与市场营销事业部总经理马宏升表示:“作为新一代无线技术,WiMAX为消费者带来了真正的平民化移动互联网体验。英特尔会携手 Clearwire 及其合作伙伴,让消费者以前所未有的方式,随时在更多地点与互联网进行交互。”
显著的差异
Clear的服务价格低廉、部署简便,可满足用户在家庭、办公场所或旅途中的上网需求。无论是那些既要赶时间,又要接孩子放学的上班族家长,还是在办公室内外都希望保持高效的小企业主,抑或是经济拮据、却需要使用宽带网络的大学生们,Clear都是以最少投资获得最大收效的理想之选。
Clear采用简单新颖的定价策略,能够灵活满足不同客户的不同需要。Clear提供的移动、住宅和商务计划既可以按日付费,也可以包月订购,且无需签订冗长的服务合同。家庭互联网服务计划和移动互联网计划的每月最低收费分别为 20 美元和 30 美元。此外,客户也可以购买 10 美元的日卡。如果客户同时订购家庭和移动互联网服务,或者一次签订两年的服务协议,还能享受其它优惠。
区别于其它无线服务,Clear还提供一项名为“真正的宽带”的特色体验,为住宅用户和移动互联网用户分别提供高达 6 Mbps 和 4 Mbps 的下载速度。
无线宽带,一插即行
为了方便客户,Clear 专门提供了几种简单的宽带连接方式。移动用户只需把Clear提供的支持移动WiMAX的小型 USB 调制解调器插入笔记本电脑,即可立即接入无线网络。 当住宅用户需要上网时,只需把Clear 提供的无线高速调制解调器(小开本书大小)连接到普通电源和电脑主机。该款无线高速调制解调器同样由摩托罗拉公司出品,客户和企业无需提前预约,也不必穿墙布线,完全可以在不中断日常工作的情况下轻松获取高速互联网服务。
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宏基、华硕、戴尔、富士通、联想、松下、三星和东芝等电脑厂商纷纷宣布计划在2009年上半年推出基于英特尔迅驰2处理器技术并嵌入WiMAX技术的笔记本电脑,以兼容Clear网络。此外,还有数家OEM厂商计划推出采用英特尔凌动处理器并支持嵌入式WiMAX的上网本模型,同样也是为了迎接Clear网络的到来。
其它市场
作为 Clearwire 长期网络建设计划的一部分,4G网络会陆续在美国各主要城市开通。截至2009年,提供此项服务的城市为马里兰州的巴尔地摩和俄勒冈州的波特兰。尽管巴尔地摩市仍在使用 XOHM宽带网络,但再过几个月全市都会换用Clear。Clearwire 当前提供的pre-WiMAX互联网服务已经覆盖了美国46个地区市场。同时,该公司还会在2010年初公布未来的市场推广计划,以及面向现有 pre-WiMAX 市场的升级计划。
在新一代技术刚推出市场之后,更高的技术应用已经在实验室进行研发。日本的NTT DoCoMo公司已经表示,4G通信的试验网络已经部署在公司的横须贺研发园内,该网络集结了试验基站和移动终端,同时NTT DoCoMo公司还表示,4G通信服务预计于2010年推出,网络的下载速度可以达到100Mbps,上载速度为20Mbps。美国AT&T公司推出的4G通信网络的试验,据说可以配合EDGE进行无线上传,并通过OFDM技术达到快速下载的目的。美国AT&T公司声称大约还需要五年,这项技术才能发布;再有十年左右的时间,4G才能真正投入到商用阶段。在去年二月份,欧洲的四家移动设备生产商——阿尔卡特、爱立信、诺基亚和西门子组成了世界无线研究论坛 (WWRF),以研究3G以后的发展方向。WWRF预计4G技术会在2010年开始投入应用。这一代通信技术可以把不同的无线局域网络和通信标准,手机信号,无线电通信和电视广播以及卫星通信结合起来,这样手机用户就可以随心所欲的漫游了。在欧洲地区,无线区域回路与数字音讯广播已针对其室内 (Indoor) 发技术的延伸,先从室内技术开始,再逐渐扩展到室外的移动通信网路。爱立信公司的一位高级官员表示,该公司在经济不景气的情况下不会减少研发第四代无线通讯技术的预算的,该公司的负责人同时表示,该公司的研发工作具有3-10年的前瞻性,暂时的需求不振不会使该公司放慢研究的速度。
国际电信联盟无线电通信部也已经达成共识,会把移动通信系统同其他系统结合起来,在2010年之前是数据传输数率达到100Mbps。对于更高级的3G系统,ITU决定同时发展IMT-2000的两个标准——提高数据包和声音文件的传输速率——被日本NTT DoCoMo和J-Phone两家公司采用的WCDMA能最大达到8Mbps的下载速率,而CDMA2000系统也会达到2.4Mbps的速率。同时ITU对外发表声明说第四代移动通信的频段尚未被讨论与制订,不过原则上会是以高频段频谱为主,另外也会使用到微波相关的技术与频段。 随着物联网、智能家居等产业的发展,消费者对网络速率要求越来越高,而各种高清视频的需求也越来越大。据统计,目前网络内容50%为视频,到2015年,视频将占91% 。并且随着wifi设备不断增加,消费者互通互联和用移动设备观看视频的需求不断增加,而2.4GHZ频段与家用电器频段冲突,带来了wifi在信号稳定性、抗干扰性、安全性等方面的挑战。
为了满足日益增长的市场需求,博通于今年1月推出了第一款5G wifi芯片,可以在不那么拥挤的5GHZ频段上运行。5G wifi能大大改善家庭传输距离和覆盖范围,同时实现3
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倍于802.11n的传输速率,使高清视频播放变得快速轻松,还能实现设备间的同步和内容分享,最值得一提的是,其功耗仅为之前产品的1/6,满足更可靠、更高性的无线网络需求。 5Gwifi技术借助802.11n技术培育的市场和免费特性,将拥有较大的市场接受度,并且其分流特性将与NFC技术一起补充4G网络不足,其高速、高容量、高覆盖、低功耗的特性,在企业级市场将有很大的发挥空间,对家庭网络而言,其分享特性也将让更多设备观看高清视频成为可能。
无论从技术还是市场前景,5G wifi都有引领无线网络新时代的优势。目前,博通的5G wifi技术已陆续与国内外的多家设备制造商展开了合作,例如在路由器领域与巴法络、腾达等厂商合作,未来还将在电脑、手机、平板等领域与相关厂商合作推出产品。
世界第一个4G商用国
Telia是全球少数几个建设LTE网络的公司(最大的是Verizon),Telia与Verizon的4G基站、IP网络和测试网络设备均来自瑞典电信设备厂商爱立信,预计Verizon的LTE网络在美国商用时间预计不会早于2010年,全面覆盖时间要到2015年,而Telia明显走在了前面。
Telia表示,新的4G网络可以带来比3G快10倍的速度,这意味着他们已经实现了60-100Mbps的速度,并且由于瑞典的国土面积相对较小,Telia会很容易把4G信号覆盖99%以上的瑞典人口。
但和瑞典运营商的比拼中,Verizon拥有自己的优势,那就是700MHz部分的无线频谱,可以带来比3.6GHz频谱每个基站多5倍以上的覆盖面积。
人们有理由相信,第四代无线通信网络技术会给人们未来的生活带来无限美好的期待!
手机真机
截至2011年,已经有摩托罗拉公司生产出来了4G手机。这款外形奇特的概念手机是由三名设计者共同设计出来的。如果是一位社交名流,而又无法规划一天的工作与应酬,那么这款手机会是独一无二的工具。它就好比人们的个人数字管家,不仅能与个人的朋友及时保持联络,还能管理人的生活和工作中的任何事情,从机票预定到吃午饭。
这款概念手机可以在4G网络下工作,内置GPS模块,采用圆形的触摸界面,而社交网络只是这款手机的一个预置功能。令人感到意外的是,摩托罗拉的这款概念手机居然还内置了高分辨率的LED投影仪。
世界首款4G手机
Sprint Nextel Corp.2010年3月23日,周二正式发布美国首款超高速手机,随后又发布世界上第一款WiMAX 4G的Android系统手机HTC EVO 4G。Sprint希望利用其在下一代无线通讯技术领域的领先优势占得先机。Sprint力争吸引用户使用其网络,希望利用其在4G技术方面相对于其他运营商的微弱优势。Sprint及其网络合作商Clearwire Corp.扩充了4G技术的覆盖城市数量。
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4G手机
现在很多国家推出了许多4G手机,有以下几个: HTC G23 One X (S720e) HTC EVO 4G 三星E120L (Galaxy SII HD LTE) 摩托罗拉XT910 MAXX (DROID RAZR MAXX) HTC One S 诺基亚900 (Hydra) LG LU6200 (Optimus LTE) 三星I997 (Infuse 4G) 三星SHV-E110S (GALAXY S II LTE),i997 HTC EVO 4G/4G+ LG OPTIMUS 3D Apple 新IPAD
世界首款4G手机 Sprint Nextel Corp于2010年3月23日,周二正式发布美国首款超高速手机,随后又发布世界上第一款WiMAX 4G的Android系统手机HTC EVO 4G。Sprint希望利用其在下一代无线通讯技术领域的领先优势占得先机。
Sprint力争吸引用户使用其网络,希望利用其在4G技术方面相对于其他运营商的微弱优势。Sprint及其网络合作商Clearwire Corp也扩充了4G技术的覆盖城市数量。
4G及其性能
第四代移动通信系统可称为广带 (Broadband) 接入和分布网络,具有非对称的超过2Mb/s的数据传输能力,数据率超过UMTS,是支持高速数据率(2~20Mb/s)连接的理想模式,上网速度从2Mb/s提高到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多功能集成的宽带移动通信系统,在业务上、功能上、频带上都与第三代系统不同,会在不同的固定和无线平台及跨越不同频带的网络运行中提供无线服务,比第三代移动通信更接近于个人通信。第四代移动通信技术可把上网速度提高到超过第三代移动技术50倍,可实现三维图像高质量传输。4G移动通信技术的信息传输级数要比3G移动通信技术的信息传输级数高一个等级。对无线频率的使用效率比第二代和第三代系统都高得多,且抗信号衰落性能更好,其最大的传输速度会是 “i-mode”服务的10000倍。除了高速信息传输技术外,它还包括高速移动无线信息存取系统、移动平台的拉技术、安全密码技术以及终端间通信技术等,具有极高的安全性,4G终端还可用作诸如定位、告警等。4G手机系统下行链路速度为100mbps,上行链路速度为30mbps。其基站天线可以发送更窄的无线电波波束,在用户行动时也可进行跟踪,可处理数量更多的通话。第四代移动电话不仅音质清晰,而且能进行高清晰度的图像传输,用途会十分广泛。在容量方面,可在FDMA、TDMA、CDMA的基础上引入空分多址 (SDMA),容量达到3G的5~10倍。另外,可以在任何地址宽带接入互联网,包含卫星通信,能提供信息通信之外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。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(基于地面和卫星系统)。其广带无线局域网 (WLAN) 能与B-ISDN和ATM兼容,实现广带多媒体通信,形成综合广带通信网 (IBCN),通过IP进行通话。能全速移动用户能提供150Mb/s的高质量的影像服务,实现三维图像的高质量传输,无线用户之间可以进行三维虚拟现实通信。能自适应资源分配,处理变化的业务流、信道条件不同的环境,有很强的自组织性和灵活性。能根据网络的动态和自动变化的信道条件,使低码率与高码率的用户能够共存,综合固定移动广播网络或其他的一些规则,实现对这些功能体积分布的控制。支持交互式多媒体业务,如视频会议、无线因特网等,提供更广泛的服务和应用。4G系统可以自
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