4g網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷史
4g網(wǎng)絡(luò)是集3G與WLAN于一體，并能夠快速傳輸數(shù)據(jù)、高質(zhì)量、音頻、視頻和圖像等，以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于什么是4g網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容，希望大家喜歡!
4g網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史
研發(fā)階段
2001年12月～2003年12月，開展Beyond 3G/4G蜂窩通信空中接口技術(shù)研究，完成Beyond 3G/4G系統(tǒng)無(wú)線傳輸系統(tǒng)的核心硬、軟件研制工作，開展相關(guān)傳輸實(shí)驗(yàn)，向ITU提交有關(guān)建議;
2004年1月～2005年12月，使Beyond 3G/4G空中接口技術(shù)研究達(dá)到相對(duì)成熟的水平，進(jìn)行與之相關(guān)的系統(tǒng)總體技術(shù)研究(包括與無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)、游牧無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通技術(shù)研究等)，完成聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)和演示業(yè)務(wù)的開發(fā)，建成具有Beyond 3G/4G技術(shù)特征的演示系統(tǒng)，向ITU提交初步的新一代無(wú)線通信體制標(biāo)準(zhǔn);
2006年1月～2010年12月，設(shè)立有關(guān)重大專項(xiàng)，完成通用無(wú)線環(huán)境的體制標(biāo)準(zhǔn)研究及其系統(tǒng)實(shí)用化研究，開展較大規(guī)模的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。
運(yùn)行階段
2010年是海外主流運(yùn)營(yíng)商規(guī)模建設(shè)4G的元年，多數(shù)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)海外4G投資時(shí)間還將持續(xù)3年左右。
2012年國(guó)家工業(yè)和信息化部部長(zhǎng)苗圩表示：4G的腳步越來(lái)越近，4G牌照在一年左右時(shí)間中就會(huì)下發(fā)。
2013年，"谷歌光纖概念"開始在全球發(fā)酵，在美國(guó)國(guó)內(nèi)成功推行的同時(shí)，谷歌光纖開始向非洲、東南亞等地推廣，給全球4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)再次添柴加火。同年8月，國(guó)務(wù)院日前主持召開國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議，要求提升3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋和服務(wù)質(zhì)量，推動(dòng)年內(nèi)發(fā)放4G牌照。12月4日正式向三大運(yùn)營(yíng)商發(fā)布4G牌照，中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通均獲得TD-LTE牌照，不過(guò)中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信熱切期待的FDD-LTE牌照，暫未發(fā)放。
2013年12月18日，中國(guó)移動(dòng)在廣州宣布，將建成全球最大4G網(wǎng)絡(luò)。2013年年底前，北京、上海、廣州、深圳等16個(gè)城市可享受4G服務(wù);預(yù)計(jì)到2014年年底，4G網(wǎng)絡(luò)將覆蓋超過(guò)340個(gè)城市。
2014年1月，京津城際高鐵作為全國(guó)首條實(shí)現(xiàn)移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋的鐵路，實(shí)現(xiàn)了300公里時(shí)速高鐵場(chǎng)景下的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)高速下載，一部2G大小的電影只需要幾分鐘。原有的3G信號(hào)也得到增強(qiáng)。
2014年1月20日，中國(guó)聯(lián)通已在珠江三角洲及深圳等十余個(gè)城市和地區(qū)開通42M，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)升級(jí)，升級(jí)后的3G網(wǎng)絡(luò)均可以達(dá)到42M標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)將在今年年內(nèi)完成全國(guó)360多個(gè)城市和大部分地區(qū)3G網(wǎng)絡(luò)的42M升級(jí)。
2014年7月21日中國(guó)移動(dòng)在召開的新聞發(fā)布會(huì)上又提出包括持續(xù)加強(qiáng)4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、實(shí)施清晰透明的訂購(gòu)收費(fèi)、大力治理垃圾信息等六項(xiàng)服務(wù)承諾。中移動(dòng)表示，將繼續(xù)降低4G資費(fèi)門檻。
截至2015年12月底，全國(guó)電話用戶總數(shù)達(dá)到15.37億戶，其中移動(dòng)電話用戶總數(shù)13.06億戶，4G用戶總數(shù)達(dá)3.86225億戶，4G用戶在移動(dòng)電話用戶中的滲透率為29.6%。
4g網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)
接入方式和多址方案
(正交頻分復(fù)用)是一種無(wú)線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù)，其主要思想就是在頻域內(nèi)將給定信道分成許多正交子信道，在每個(gè)子信道上使用一個(gè)子載波進(jìn)行調(diào)制，各子載波并行傳輸。盡管總的信道是非平坦的，即具有頻率選擇性，但是每個(gè)子信道是相對(duì)平坦的，在每個(gè)子信道上進(jìn)行的是窄帶傳輸，信號(hào)帶寬小于信道的相應(yīng)帶寬。OFDM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可以消除或減小信號(hào)波形間的干擾，對(duì)多徑衰落和多普勒頻移不敏感，提高了頻譜利用率，可實(shí)現(xiàn)低成本的單波段接收機(jī)。OFDM的主要缺點(diǎn)是功率效率不高。
調(diào)制與編碼技術(shù)
4G移動(dòng)通信系統(tǒng)采用新的調(diào)制技術(shù)，如多載波正交頻分復(fù)用調(diào)制技術(shù)以及單載波自適應(yīng)均衡技術(shù)等調(diào)制方式，以保證頻譜利用率和延長(zhǎng)用戶終端電池的壽命。4G移動(dòng)通信系統(tǒng)采用更高級(jí)的信道編碼方案(如Turbo碼、級(jí)連碼和LDPC等)、自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求(ARQ)技術(shù)和分集接收技術(shù)等，從而在低Eb/N0條件下保證系統(tǒng)足夠的性能。
高性能的接收機(jī)
4G移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)接收機(jī)提出了很高的要求。Shannon定理給出了在帶寬為BW的信道中實(shí)現(xiàn)容量為C的可靠傳輸所需要的最小SNR。按照Shannon定理，可以計(jì)算出，對(duì)于3G系統(tǒng)如果信道帶寬為5MHz，數(shù)據(jù)速率為2Mb/s，所需的SNR為l.2dB;而對(duì)于4G系統(tǒng)，要在5MHz的帶寬上傳輸20Mb/s的數(shù)據(jù)，則所需要的SNR為12dB?？梢?jiàn)對(duì)于4G系統(tǒng)，由于速率很高，對(duì)接收機(jī)的性能要求也要高得多。
智能天線技術(shù)
智能天線具有抑制信號(hào)干擾、自動(dòng)跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能，被認(rèn)為是未來(lái)移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)。智能天線應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對(duì)準(zhǔn)用戶信號(hào)到達(dá)方向，旁瓣或零陷對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)到達(dá)方向，達(dá)到充分利用移動(dòng)用戶信號(hào)并消除或抑制干擾信號(hào)的目的。這種技術(shù)既能改善信號(hào)質(zhì)量又能增加傳輸容量。
MIMO技術(shù)
(多輸入多輸出)技術(shù)是指利用多發(fā)射、多接收天線進(jìn)行空間分集的技術(shù)，它采用的是分立式多天線，能夠有效的將通信鏈路分解成為許多并行的子信道，從而大大提高容量。信息論已經(jīng)證明，當(dāng)不同的接收天線和不同的發(fā)射天線之間互不相關(guān)時(shí)，MIMO系統(tǒng)能夠很好地提高系統(tǒng)的抗衰落和噪聲性能，從而獲得巨大的容量。例如：當(dāng)接收天線和發(fā)送天線數(shù)目都為8根，且平均信噪比為20dB時(shí)，鏈路容量可以高達(dá)42bps/Hz，這是單天線系統(tǒng)所能達(dá)到容量的40多倍。因此，在功率帶寬受限的無(wú)線信道中，MIMO技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率、提高系統(tǒng)容量、提高傳輸質(zhì)量的空間分集技術(shù)。在無(wú)線頻譜資源相對(duì)匱乏的今天， MIMO系統(tǒng)已經(jīng)體現(xiàn)出其優(yōu)越性，也會(huì)在4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中繼續(xù)應(yīng)用。
軟件無(wú)線電技術(shù)
軟件無(wú)線電是將標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件功能單元經(jīng)過(guò)一個(gè)通用硬件平臺(tái)，利用軟件加載方式來(lái)實(shí)現(xiàn)各種類型的無(wú)線電通信系統(tǒng)的一種具有開放式結(jié)構(gòu)的新技術(shù)。軟件無(wú)線電的核心思想是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶A/D和D/A變換器，并盡可能多地用軟件來(lái)定義無(wú)線功能，各種功能和信號(hào)處理都盡可能用軟件實(shí)現(xiàn)。其軟件系統(tǒng)包括各類無(wú)線信令規(guī)則與處理軟件、信號(hào)流變換軟件、信源編碼軟件、信道糾錯(cuò)編碼軟件、調(diào)制解調(diào)算法軟件等。軟件無(wú)線電使得系統(tǒng)具有靈活性和適應(yīng)性，能夠適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)和空中接口。軟件無(wú)線電技術(shù)能支持采用不同空中接口的多模式手機(jī)和基站，能實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用的可變QoS。
基于IP的核心網(wǎng)
移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心網(wǎng)是一個(gè)基于全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)，同已有的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)相比具有根本性的優(yōu)點(diǎn)，即：可以實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的無(wú)縫互聯(lián)。核心網(wǎng)獨(dú)立于各種具體的無(wú)線接入方案，能提供端到端的IP業(yè)務(wù)，能同已有的核心網(wǎng)和PSTN兼容。核心網(wǎng)具有開放的結(jié)構(gòu)，能允許各種空中接口接入核心網(wǎng);同時(shí)核心網(wǎng)能把業(yè)務(wù)、控制和傳輸?shù)确珠_。采用IP后，所采用的無(wú)線接入方式和協(xié)議與核心網(wǎng)絡(luò)(CN)協(xié)議、鏈路層是分離獨(dú)立的。IP與多種無(wú)線接入?yún)f(xié)議相兼容，因此在設(shè)計(jì)核心網(wǎng)絡(luò)時(shí)具有很大的靈活性，不需要考慮無(wú)線接入究竟采用何種方式和協(xié)議。
多用戶檢測(cè)技術(shù)
多用戶檢測(cè)是寬帶通信系統(tǒng)中抗干擾的關(guān)鍵技術(shù)。在實(shí)際的CDMA通信系統(tǒng)中，各個(gè)用戶信號(hào)之間存在一定的相關(guān)性，這就是多址干擾存在的根源。由個(gè)別用戶產(chǎn)生的多址干擾固然很小，可是隨著用戶數(shù)的增加或信號(hào)功率的增大，多址干擾就成為寬帶CDMA通信系統(tǒng)的一個(gè)主要干擾。傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)完全按照經(jīng)典直接序列擴(kuò)頻理論對(duì)每個(gè)用戶的信號(hào)分別進(jìn)行擴(kuò)頻碼匹配處理，因而抗多址干擾能力較差;多用戶檢測(cè)技術(shù)在傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分利用造成多址干擾的所有用戶信號(hào)信息對(duì)單個(gè)用戶的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，從而具有優(yōu)良的抗干擾性能，解決了遠(yuǎn)近效應(yīng)問(wèn)題，降低了系統(tǒng)對(duì)功率控制精度的要求，因此可以更加有效地利用鏈路頻譜資源，顯著提高系統(tǒng)容量。隨著多用戶檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種高性能又不是特別復(fù)雜的多用戶檢測(cè)器算法不斷提出，在4G實(shí)際系統(tǒng)中采用多用戶檢測(cè)技術(shù)將是切實(shí)可行的。
4g網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)
4G移動(dòng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為三層：物理網(wǎng)絡(luò)層、中間環(huán)境層、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層。物理網(wǎng)絡(luò)層提供接入和路由選擇功能，它們由無(wú)線和核心網(wǎng)的結(jié)合格式完成。中間環(huán)境層的功能有QoS映射、地址變換和完全性管理等。
物理網(wǎng)絡(luò)層與中間環(huán)境層及其應(yīng)用環(huán)境之間的接口是開放的，它使發(fā)展和提供新的應(yīng)用及服務(wù)變得更為容易，提供無(wú)縫高數(shù)據(jù)率的無(wú)線服務(wù)，并運(yùn)行于多個(gè)頻帶。
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