一、第四代通信技術(shù)的發(fā)展背景
大家知道，所有技術(shù)的發(fā)展都不可能在一夜之間實現(xiàn)，從GSM、GPRS到4代，需要不斷演進，而且這些技術(shù)可以同時存在。我們都知道早的移動通信電話是采用的模擬蜂窩通信技術(shù)，這種技術(shù)只能提供區(qū)域性話音業(yè)務(wù)，而且通話效果差、保密性能也不好，用戶的接聽范圍也是很有限。隨著移動電話迅猛發(fā)展，用戶增長迅速，傳統(tǒng)的通信模式已經(jīng)不能滿足人們通信的需求，在這種情況下就出現(xiàn)了GSM通信技術(shù)，該技術(shù)用的是窄帶TDMA，允許在一個射頻（即‘蜂窩’）同時進行8組通話。它是根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)而確定的頻率范圍在900～1800MHz之間的數(shù)字移動電話系統(tǒng)，頻率為1800MHz的系統(tǒng)也被美國采納。GSM是1991年開始投入使用的。到1997年底，已經(jīng)在100多個國家運營，成為歐洲和亞洲實際上的標(biāo)準(zhǔn)。GSM數(shù)字網(wǎng)也具有較強的保密性和抗干擾性，音質(zhì)清晰，通話穩(wěn)定，并具備容量大，頻率資源利用率高，接口開放，功能強大等優(yōu)點。不過它能提供的數(shù)據(jù)傳輸率僅為9.6kbit/s，和五、六年前用固定電話撥號上網(wǎng)的速度相當(dāng)，而當(dāng)時的internet幾乎只提供純文本的信息。而時下正流行的數(shù)字移動通信手機是第二代（2G），一般采用GSM或CDMA技術(shù)。第二代手機除了可提供所謂“全球通”話音業(yè)務(wù)外，已經(jīng)可以提供低速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)了，也就是收發(fā)短消息之類。雖然從理論上講，2G手機用戶在全球范圍都可以進行移動通信，但是由于沒有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，各種移動通信系統(tǒng)彼此互不兼容，給手機用戶帶來諸多不便。
針對GSM通信出現(xiàn)的缺陷，人們在2000年又推出了一種新的通信技術(shù)GPRS，該技術(shù)是在GSM的基礎(chǔ)上的一種過渡技術(shù)。GPRS的推出標(biāo)志著人們在GSM的發(fā)展史上邁出了意義重大的一步，GPRS在移動用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間提供一種連接，給移動用戶提供高速無線IP和X.25分組數(shù)據(jù)接入股務(wù)。
在這之后，通信運營商們又將推出EDGE技術(shù)，這種通信技術(shù)是一種介于現(xiàn)有的第二代移動網(wǎng)絡(luò)與第三代移動網(wǎng)絡(luò)之間的過渡技術(shù)，因此也有人稱它為“二代半”技術(shù)，它有效提高了GPRS信道編碼效率的高速移動數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，它允許高達384KbPs的數(shù)據(jù)傳輸速率，可以充分滿足未來無線多媒體應(yīng)用的帶寬需求。EDGE提供了一個從GPRS到第三代移動通信的過渡性方案，從而使現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)運營商可以大限度地利用現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，在第三代移動網(wǎng)絡(luò)商業(yè)化之前提前為用戶提供個人多媒體通信業(yè)務(wù)。
在新興通信技術(shù)的不斷推動之下，象征著3G通信的標(biāo)志技術(shù)WCDMA也將成為未來通信技術(shù)的主流。該技術(shù)能為用戶帶來了高2Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，在這樣的條件下，現(xiàn)在計算機中應(yīng)用的任何媒體都能通過無線網(wǎng)絡(luò)輕松的傳遞。WCDMA通過有效的利用寬頻帶，不僅能順暢的處理聲音、圖象數(shù)據(jù)、與互聯(lián)網(wǎng)快速連接；此外WCDMA和MPEG-4技術(shù)結(jié)合起來還可以處理真實的動態(tài)圖象。人們之間溝通的瓶頸將由現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N新型應(yīng)用的提供：如何讓無線網(wǎng)絡(luò)更好的為人們服務(wù)而不是給人們帶來騷擾，如何讓每個人都能從信息的海洋中快速的得到自己需要的信息，如何能夠方便的攜帶、使用各種終端設(shè)備，各種終端設(shè)備之間如何更好的自動協(xié)同工作等等。在上述通信技術(shù)的基礎(chǔ)之上，無線通信技術(shù)終將邁向4G通信技術(shù)時代。
從無線通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程來看，先進代移動通信系統(tǒng)的任務(wù)已經(jīng)達成，而現(xiàn)階段是第二代移動通信系統(tǒng)的時代，今后十年將會是3G移動通信系統(tǒng)正興的時期，或許到了十年以后將會是第四代移動通信的天下。但我們不難發(fā)現(xiàn)每一個不同的移動通信系統(tǒng)均會有重復(fù)性的時間點，大約每十年就有一項技術(shù)更新，不過隨著通信科技的日新月異，或許轉(zhuǎn)變會更快、時間也會更短。對于移動通信服務(wù)業(yè)者、系統(tǒng)設(shè)備供貨商或其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)來說，必須隨時注意移動通信技術(shù)的變化，以因應(yīng)市場需求。
二、第四代通信技術(shù)的概念介紹
就在3G通信技術(shù)正處于醞釀之中時，更高的技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)在實驗室進行研發(fā)。因此在我們期待第三代移動通信系統(tǒng)所帶來的優(yōu)質(zhì)服務(wù)的同時，第四代移動通信系統(tǒng)的新技術(shù)也在實驗室悄然進行當(dāng)中。那么到底什么是4G通信呢？
到目前為止人們還無法對4G通信進行精確地定義，有人說4G通信的概念來自其他無線服務(wù)的技術(shù)，從無線應(yīng)用協(xié)定、全球袖珍型無線服務(wù)到3G；有人說4G通信是一個超越2010年以外的研究主題，4G通信是系統(tǒng)中的系統(tǒng)，可利用各種不同的無線技術(shù)；但不管人們對4G通信怎樣進行定義，有一點我們能夠肯定的是4G通信將是一個比3G通信更完美的新無線世界，它將可創(chuàng)造出許多消費者難以想象的應(yīng)用。4G大的數(shù)據(jù)傳輸速率超過100Mbit/s，這個速率是目前移動電話數(shù)據(jù)傳輸速率的1萬倍，也是3G移動電話速率的50倍。4G手機將可以提供高性能的匯流媒體內(nèi)容，并通過ID應(yīng)用程序成為個人身份鑒定設(shè)備。它也可以接受高分辨率的電影和電視節(jié)目，從而成為合并廣播和通信的新基礎(chǔ)設(shè)施中的一個紐帶。此外，4G的無線即時連接等某些服務(wù)費用將比3G便宜。還有，4G有望集成不同模式的無線通信——從無線局域網(wǎng)和藍牙等室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)、蜂窩信號、廣播電視到衛(wèi)星通信，移動用戶可以自由地從一個標(biāo)準(zhǔn)漫游到另一個標(biāo)準(zhǔn)。
4G通信技術(shù)并沒有脫離以前的通信技術(shù)，而是以傳統(tǒng)通信技術(shù)為基礎(chǔ)，并利用了一些新的通信技術(shù)，來不斷提高無線通信的網(wǎng)絡(luò)效率和功能的。如果說現(xiàn)在的3G能為我們提供一個高速傳輸?shù)臒o線通信環(huán)境的話，那么4G通信將是一種超高速無線網(wǎng)絡(luò)，一種不需要電纜的信息超級高速公路，這種新網(wǎng)絡(luò)可使電話用戶以無線及三維空間虛擬實境連線。
與傳統(tǒng)的通信技術(shù)相比，4G通信技術(shù)明顯的優(yōu)勢在于通話質(zhì)量及數(shù)據(jù)通信速度。然而，在通話品質(zhì)方面，目前的移動電話消費者還是能接受的。隨著技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，現(xiàn)有移動電話網(wǎng)中手機的通話質(zhì)量還在進一步提高。數(shù)據(jù)通信速度的高速化的確是一個很大優(yōu)點，它的大數(shù)據(jù)傳輸速率達到100Mbit/s，簡直是不可思議的事情。另外由于技術(shù)的先進性確保了成本投資的大大減少，未來的4G通信費用也要比目前的通信費用低。
4G通信技術(shù)將是繼第三代以后的又一次無線通信技術(shù)演進，其開發(fā)更加具有明確的目標(biāo)性：提高移動裝置無線訪問互聯(lián)網(wǎng)的速度--據(jù)3G市場分三個階段走的的發(fā)展計劃，3G的多媒體服務(wù)在10年后將進入第三個發(fā)展階段，此時覆蓋全球的3G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本建成，全球25%以上人口使用第三代移動通信系統(tǒng)。在發(fā)達國家，3G服務(wù)的普及率更將超過60%，那么這時就需要有更新一代的系統(tǒng)來進一步提升服務(wù)質(zhì)量。
為了充分利用4G通信給我們帶來的先進服務(wù)，我們還必須借助各種各樣的4G終端才能實現(xiàn)，而不少通信營運商正是看到了未來通信的巨大市場潛力，他們現(xiàn)在已經(jīng)開始把眼光瞄準(zhǔn)到生產(chǎn)4G通信終端產(chǎn)品上，例如生產(chǎn)具有高速分組通信功能的小型終端、生產(chǎn)對應(yīng)配備攝像機的可視電話以及電影電視的影像發(fā)送服務(wù)的終端，或者是生產(chǎn)與計算機相匹配的卡式數(shù)據(jù)通信專用終端。有了這些通信終端后，我們手機用戶就可以隨心所欲的漫游了，隨時隨地的享受高質(zhì)量的通信了。
