4G移动通信技术调查报告(共7页)

1、物联网工程导论课程考核封面（205-2016学年第一学期）学 号：631507030106 姓 名：胡倩 成 绩： 学 号：631507030104 姓 名： 黄渝 成 绩： 专 业 班 级：物联网15级 1 班完成时间：2015 年 12月28日任 课 教 师： 梁 宗 保 4G移动通信技术调查报告一、引言回顾世界历史，一个国家后来居上，一个重要的原因就在于这些国家在产业更替，尤其是新兴产业更替时抓住了机遇。无论是英国在第一次工业革命时期还是美国在上世界70年代发明了计算机技术，都使得这些国家成为世界强国。当前世界进入到了信息时代，中国自主创新的4G技术将成为国家在信息时代抓住历史机遇进而成

2、为世界强国的载体。中国自主的4G技术让国家获得了引领世界无限通过新标准的重大历史机遇，将带动中田通信运营商和制造企业第一次在知识产权和技术能力上与国际一流企业站到相同水平线上，改变了以前依靠低技术含量的加工制作与低廉价格的发展模式，而是依托技术的领先优势来赢得国际市场。以中国3G技术为基础的新一代通信标准，国家在研发4G的初始阶段就高度重视。目前全球经济持续低迷，各个国家纷纷进行产业转型和升级，尤其是以信息技术为代表的新兴产业都在争夺未来全球经济争夺的最高点。中国拥有自主产权的4G技术已走向国际市场为标准，并已经成为带动“中国制造”向“中国创造”转型的一个重要引擎。二、定义4G是第四代移动通信

3、及其技术的简称，是能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。4G的概念可称为广带（Broad-band）接入和分布网络，具有超过2Mbps的非对称数据传输能力，对全速移动用户能提供150Mbps的高质量的影像服务，并首次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。它包括广带无线固定接入、W-LAN、移动广带系统和互操作的广播网络。在不同的固定无线平台和跨越不同频带的网络中，4G可提供无线服务，并在任何地方宽带接入互联网（包括卫星通信和平流层通信），提供信息通信以外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。同时，4G系统还是多功能集成的宽带移动通

4、信系统，是宽带接入IP系统。 到目前为止人们还无法对4G通信进行精确地定义，有人说4G通信的概念来自其他无线服务的技术，从无线应用协定、全球袖珍型无线服务到3G；有人说4G通信是一个超越2010年以外的研究主题，4G通信是系统中的系统，可利用各种不同的无线技术；。4G最大的数据传输速率超过100Mbit/s，这个速率是目前移动电话数据传输速率的1万倍，也是3G移动电话速率的50倍。4G手机将可以提供高性能的汇流媒体内容，并通过ID应用程序成为个人身份鉴定设备。它也可以接受高分辨率的电影和电视节目，从而成为合并广播和通信的新基础设施中的一个纽带。三、基本原理4G移动系统网络结构可分为三层：物理网

5、络层、中间环境层、应用网络层。物理网络层提供接入和路由选择功能，它们由无线和核心网的结合格式完成。中间环境层的功能有QoS映射、地址变换和完全性管理等。物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的，它使发展和提供新的应用及服务变得更为容易，提供无缝高数据率的无线服务，并运行于多个频带。这一服务能自适应多个无线标准及多模终端能力，跨越多个运营者和服务，提供大范围服务。第四代移动通信系统主要是以正交频分复用（OFDM）为技术核心。OFDM技术的特点是网络结构高度可扩展，具有良好的抗噪声性能和抗多信道干扰能力，可以提供无线数据技术质量更高（速率高、时延小）的服务和更好的性能价格比，能为4G无

6、线网提供更好的方案。例如无线区域环路（WLL）、数字音讯广播（DAB）等，预计都采用OFDM技术。4G移动通信对加速增长的广带无线连接的要求提供技术上的回应，对跨越公众的和专用的、室内和室外的多种无线系统和网络保证提供无缝的服务。通过对最适合的可用网络提供用户所需求的最佳服务，能应付基于因特网通信所期望的增长，增添新的频段，使频谱资源大扩展，提供不同类型的通信接口，运用路由技术为主的网络架构，以傅利叶变换来发展硬件架构实现第四代网络架构。移动通信会向数据化，高速化、宽带化、频段更高化方向发展，移动数据、移动IP预计会成为未来移动网的主流业务。基本原理图如下：四、技术、优缺点、在物联网中的地位1

7、、技术关于第四代通信技术，一般定义为网络和广带接入，他的非对称数据传输速率=2Mb/s，且能自动进行速率切换，影像传输速率可达150Mb/s，并将实现高质量的三维图像传输。他是集成了多种功能的宽带接入IP技术和宽带移动通信技术，他不同于无线通信的模式的集成，用户能从一个标准自由的漫游到另一个标准。第四代移动通信系统的关键技术包括信道传输；抗干扰性强的高速接入技术、调制和信息传输技术；高性能、小型化和低成本的自适应阵列智能天线；大容量、低成本的无线接口和光接口；系统管理资源；软件无线电、网络结构协议等。2、优点智能性能更高第四代移动通信的智能性更高，不仅表现于4G通信的终端设备的设计和操作具有智

8、能化，例如对菜单和滚动操作的依赖程度会大大降低，更重要的4G手机可以实现许多难以想象的功能。例如4G手机能根据环境、时间以及其他设定的因素来适时地提醒手机的主人此时该做什么事，或者不该做什么事，4G手机可以把电影院票房资料，直接下载到PDA之上，这些资料能够把售票情况、座位情况显示得清清楚楚，大家可以根据这些信息来进行在线购买自己满意的电影票；4G手机可以被看作是一台手提电视，用来看体育比赛之类的各种现场直播。实现高质量通信尽管第三代移动通信系统也能实现各种多媒体通信，但未来的4G通信能满足第三代移动通信尚不能达到的在4G移动通信系统覆盖范围、通信质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务

9、的需要，第四代移动通信系统提供的无线多媒体通信服务包括语音、数据、影像等大量信息透过宽频的信道传送出去，为此未来的第四代移动通信系统也称为“多媒体移动通信”。第四代移动通信不仅仅是为了因应用户数的增加，更重要的是，必须要因应多媒体的传输需求，当然还包括通信品质的要求。总结来说，首先必须可以容纳市场庞大的用户数、改善现有通信品质不良，以及达到高速数据传输的要求。3、缺点技术难以实现尽管未来的4G通信能够给人带来美好的明天，现已研究出来，但并未普及。据研究这项技术的开发人员而言，要实现4G通信的下载速度还面临着一系列技术问题。例如，如何保证楼区、山区，及其它有障碍物等易受影响地区的信号强度等问题。

10、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，

11、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。4、在物联网中的地位由于物联网信息节点的广泛性和移动性，就决定了各种无线通信技术将是物联网的主要联网技术。同时随着第三代移动通信的不断发展普及，现代移动通信网络的数据通信功能日益强大，已经开始应用的4G通信网络支持的业务范围更加广泛。因此，现代移动通信网络为物联网的实现提供了很好的物质基础，移动通信系统必将在物联网中的组网过程中得到广泛应用。5、研究和应用现状西方欧美国家4G通信技术研究较早，而且在资金以及技术人力资源方面的投入力度较大，因此其4G通信技术在全球发内内发展处于领先水平。4G通信技术起源于瑞典，这主要是源于瑞典拥

12、有大批的手机通讯制造商，在制造商的推动下4G通信技术率先在瑞典开始产生。与3G通信技术相比，4G通信技术具有明显的优势，其下载速度是3G技术的十倍以上，而且传输信号好。目前4G通信技术在欧洲各国均取得了较好的发展，美国也在4G通信技术领域取得了巨大的成绩，并逐步发展成为第二个推出商用4G网络的国家。美国4G技术的应用主要运用40MHz频谱配置，这种配置有别于其他国家，但就美国4G网络技术总的发展情况来看，该项技术是处于世界各国发展前列的。 虽然现在不少国家已经对4G通信技术进行了深入的研究和使用，但要想使其得到广泛的使用还需要不少时间，要在实际应用中逐渐磨合和完善，实现对传统通信设施的改造和更

13、新换代。 4G移动通信技术未来的发展趋势从整体形势分析，4G移动通信技术在以后的发展中绝不仅仅是对其传输速率的提升，更要注重其资源配置和管理等方面的完善，因为由当前的网络升级到4G网络还需要进行对基础通信设施的改造和对带宽资源的优化利用。另外，随着4G网络的推广使用，手机是数据流量也必将成为人们关注的焦点。 从4G网络未来的应用方面来看：4G意味着多方面的参与，不只是在电信行业，在医疗、交通等方向也会得到广泛的应用。以交通车辆为例：早3G网络刚刚面世时，就已经为车载娱乐埋下了伏笔，在4GLTE网络的影响下，必将会带来更加丰富多彩的车载应用，而不只是单纯的传统导航和紧急呼叫，还可以提供网络连接、

14、视频会议、wifi热点共享等服务。据相关机构表示，在2015年全球配备4G网络的车辆极有可能达到120多万辆，并且在之后几年还会迅速增加。不过，在车辆的4G网络服务收费方面仍需要进行深入研究，综合考虑客户的实际情况。另外，4G网络的高速传输速率还会使上网速度变得飞快，在线观看高清视频，体验无带宽限制的、随时随地的视频观看和高清即摄即传的生活和工作体验。 6、发展趋势 4G移动通信技术在亚太地区的发展，其代表国家主要是韩国和日本，这两个国家在4G通信技术领域发展的比较早，日本作为通信技术一直处于领先水平的国家之一，其4G通信技术目前也取得了很好的发展，并处于世界先进水平行列。日本通信公司在进行技

15、术研究的过程中得到了政府的大力支持，并通过制定E-Japan计划，进行4G移动通信技术领域的研发。虽然韩国4G通信技术的发展比不上日本，但韩国在该项技术的研发上投入了大量的人人力物力资源，并于2006年实现了的4G移动网络技术的发布。 我国近年来在4G通信技术领域的发展可以说是喜人的，随着市场竞争的日趋激烈，移动、联通、电信国内三大运营商为提高自身的竞争实力，均开始在4G通信技术领域加大资金投入力度，都希望通过此项技术的研发抢占市场先机。扩大自己在国内市场的占有份额。近年来随着微信在OTT业务内的广泛应用，对运行商带来不小的利润损失，而就其流量使用的增加，又极大的提高了运行商的收益，总的来看，

16、处于对自身利益的考虑，我国通信市场的运行商均在加大对4G通信技术的研究力度，4G通信技术将成为未来我国通信事业发展的新方向。 目前来看，我国的4G通信已经可以达到文字、视频等信息的高速率传送，增加了支持不同类型的工作和业务的应用，还通过使用不对称设计使得手机、计算机、互联网之间相互自由通信成为了现实，另外也实现了多点控制功能。我国的4G通信技术相对国际水平来说，并没有太大的差距，可以说这是一个很好的发展契机，我国应该加快具有自主产权的4G无线通信技术的研究脚步，使我国的4G通信网络能够得以良好的发展。另外，值得强调的是我国的香港地区的4G网络发展很快，其网速已达到19.6Mbps，位居全球第二

17、，而且现已推出了相应的4G服务。就4G通信技术发展的趋势来看，未来4G通信技术将成为世界各国通信技术发展的必然选择。它也必定会对人们的生活带来很大的改变。当前，国际上的4G标准已经基本制定完成，我国的4G也已经进行了局部地区的使用。在这种大背景下，通信行业应该借此机会抓紧对4G通信技术的研究和开发，认真分析预测4G的发展方向，大力推进4G通信技术的发展。7、国内外研发该主题的相关技术和产品的主要公司的名称、公司概况、主要技术或产品名称、行业地位等（1）Clearwire公司Clearwire是一家提供的。2004年8月该公司推出了第一个产品，从那以后逐渐铺开了的市场布局。创始人在墨西哥和欧洲都

18、已经建立了覆盖前哨。该公司在得到英特尔和摩托罗拉11亿美元的巨额注资后，建立了一个覆盖全美的，目前在美国46个地区提供WiMAX服务，已在其中的37个市场推出网络电话服务。公司的服务还包括IP电话、固定、和等。美国第三大移动运营商SprintNextel，Clearwire与多家有线电视运营商达成协议，SprintNextel和Clearwire相关部门合并组建为一家新的。（2）英特尔公司 英特尔公司，是世界上最大的半导体公司，也是第一家推出x86架构处理器的公司，总部位于美国加利福尼亚州圣克拉拉。由罗伯特诺伊斯、高登摩尔、安迪葛洛夫，以“集成电子”之名在1968年7月18日共同创办公司，将高

19、级芯片设计能力与领导业界的制造能力结合在一起。英特尔也有开发主板芯片组、网卡、闪存、绘图芯片、嵌入式处理器，与对通信与运算相关的产品等。在随着个人电脑普及，英特尔公司成为世界上最大设计和生产半导体的科技巨擘。为全球日益发展的计算机工业提供建筑模块，包括微处理器、芯片组、板卡、系统及软件等。这些产品为标准计算机架构的组成部分。业界利用这些产品为最终用户设计制造出先进的计算机。英特尔公司致力于在客户机、服务器、网络通讯、互联网解决方案和互联网服务方面为日益兴起的全球互联网经济提供建筑模块。具体研究领域包括音频/视频信号处理和基于PC的相关应用，以及可以推动未来微结构和下一代处理器设计的高级编译技术和运行时刻系统研究。另外还有英特尔中国软件实验室、英特尔架构开发实验室