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，以下是由學習啦小編整理關(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)無線傳輸系統(tǒng)的核心硬、軟件研制工作，開展相關(guān)傳輸實驗，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)研究達到相對成熟的水平，進行與之相關(guān)的系統(tǒng)總體技術(shù)研究(包括與無線自組織網(wǎng)絡(luò)、游牧無線接入網(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線通信體制標準;
2006年1月～2010年12月，設(shè)立有關(guān)重大專項，完成通用無線環(huán)境的體制標準研究及其系統(tǒng)實用化研究，開展較大規(guī)模的現(xiàn)場試驗。
運行階段
2010年是海外主流運營商規(guī)模建設(shè)4G的元年，多數(shù)機構(gòu)預計海外4G投資時間還將持續(xù)3年左右。
2012年國家工業(yè)和信息化部部長苗圩表示：4G的腳步越來越近，4G牌照在一年左右時間中就會下發(fā)。
2013年，"谷歌光纖概念"開始在全球發(fā)酵，在美國國內(nèi)成功推行的同時，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，國務(wù)院日前主持召開國務(wù)院常務(wù)會議，要求提升3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋和服務(wù)質(zhì)量，推動年內(nèi)發(fā)放4G牌照。12月4日正式向三大運營商發(fā)布4G牌照，中國移動、中國電信和中國聯(lián)通均獲得TD-LTE牌照，不過中國聯(lián)通和中國電信熱切期待的FDD-LTE牌照，暫未發(fā)放。
2013年12月18日，中國移動在廣州宣布，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個城市可享受4G服務(wù);預計到2014年年底，4G網(wǎng)絡(luò)將覆蓋超過340個城市。
2014年1月，京津城際高鐵作為全國首條實現(xiàn)移動4G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋的鐵路，實現(xiàn)了300公里時速高鐵場景下的數(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信號也得到增強。
2014年1月20日，中國聯(lián)通已在珠江三角洲及深圳等十余個城市和地區(qū)開通42M，實現(xiàn)全網(wǎng)升級，升級后的3G網(wǎng)絡(luò)均可以達到42M標準，同時將在今年年內(nèi)完成全國360多個城市和大部分地區(qū)3G網(wǎng)絡(luò)的42M升級。
2014年7月21日中國移動在召開的新聞發(fā)布會上又提出包括持續(xù)加強4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、實施清晰透明的訂購收費、大力治理垃圾信息等六項服務(wù)承諾。中移動表示，將繼續(xù)降低4G資費門檻。
截至2015年12月底，全國電話用戶總數(shù)達到15.37億戶，其中移動電話用戶總數(shù)13.06億戶，4G用戶總數(shù)達3.86225億戶，4G用戶在移動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
(正交頻分復用)是一種無線環(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，在每個子信道上使用一個子載波進行調(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，但是每個子信道是相對平坦的，在每個子信道上進行的是窄帶傳輸，信號帶寬小于信道的相應帶寬。OFDM技術(shù)的優(yōu)點是可以消除或減小信號波形間的干擾，對多徑衰落和多普勒頻移不敏感，提高了頻譜利用率，可實現(xiàn)低成本的單波段接收機。OFDM的主要缺點是功率效率不高。
調(diào)制與編碼技術(shù)
4G移動通信系統(tǒng)采用新的調(diào)制技術(shù)，如多載波正交頻分復用調(diào)制技術(shù)以及單載波自適應均衡技術(shù)等調(diào)制方式，以保證頻譜利用率和延長用戶終端電池的壽命。4G移動通信系統(tǒng)采用更高級的信道編碼方案(如Turbo碼、級連碼和LDPC等)、自動重發(fā)請求(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
4G移動通信系統(tǒng)對接收機提出了很高的要求。Shannon定理給出了在帶寬為BW的信道中實現(xiàn)容量為C的可靠傳輸所需要的最小SNR。按照Shannon定理，可以計算出，對于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?？梢妼τ?G系統(tǒng)，由于速率很高，對接收機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干擾、自動跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能，被認為是未來移動通信的關(guān)鍵技術(shù)。智能天線應用數(shù)字信號處理技術(shù)，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對準用戶信號到達方向，旁瓣或零陷對準干擾信號到達方向，達到充分利用移動用戶信號并消除或抑制干擾信號的目的。這種技術(shù)既能改善信號質(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，當不同的接收天線和不同的發(fā)射天線之間互不相關(guān)時，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，鏈路容量可以高達42bps/Hz，這是單天線系統(tǒng)所能達到容量的40多倍。因此，在功率帶寬受限的無線信道中，MIMO技術(shù)是實現(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)。在無線頻譜資源相對匱乏的今天， MIMO系統(tǒng)已經(jīng)體現(xiàn)出其優(yōu)越性，也會在4G移動通信系統(tǒng)中繼續(xù)應用。
軟件無線電技術(shù)
軟件無線電是將標準化、模塊化的硬件功能單元經(jīng)過一個通用硬件平臺，利用軟件加載方式來實現(xiàn)各種類型的無線電通信系統(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定義無線功能，各種功能和信號處理都盡可能用軟件實現(xiàn)。其軟件系統(tǒng)包括各類無線信令規(guī)則與處理軟件、信號流變換軟件、信源編碼軟件、信道糾錯編碼軟件、調(diào)制解調(diào)算法軟件等。軟件無線電使得系統(tǒng)具有靈活性和適應性，能夠適應不同的網(wǎng)絡(luò)和空中接口。軟件無線電技術(shù)能支持采用不同空中接口的多模式手機和基站，能實現(xiàn)各種應用的可變QoS。
基于IP的核心網(wǎng)
移動通信系統(tǒng)的核心網(wǎng)是一個基于全IP的網(wǎng)絡(luò)，同已有的移動網(wǎng)絡(luò)相比具有根本性的優(yōu)點，即：可以實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的無縫互聯(lián)。核心網(wǎng)獨立于各種具體的無線接入方案，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、鏈路層是分離獨立的。IP與多種無線接入?yún)f(xié)議相兼容，因此在設(shè)計核心網(wǎng)絡(luò)時具有很大的靈活性，不需要考慮無線接入究竟采用何種方式和協(xié)議。
多用戶檢測技術(shù)
多用戶檢測是寬帶通信系統(tǒng)中抗干擾的關(guān)鍵技術(shù)。在實際的CDMA通信系統(tǒng)中，各個用戶信號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)的增加或信號功率的增大，多址干擾就成為寬帶CDMA通信系統(tǒng)的一個主要干擾。傳統(tǒng)的檢測技術(shù)完全按照經(jīng)典直接序列擴頻理論對每個用戶的信號分別進行擴頻碼匹配處理，因而抗多址干擾能力較差;多用戶檢測技術(shù)在傳統(tǒng)檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分利用造成多址干擾的所有用戶信號信息對單個用戶的信號進行檢測，從而具有優(yōu)良的抗干擾性能，解決了遠近效應問題，降低了系統(tǒng)對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。隨著多用戶檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，各種高性能又不是特別復雜的多用戶檢測器算法不斷提出，在4G實際系統(tǒng)中采用多用戶檢測技術(shù)將是切實可行的。
4g網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)
4G移動系統(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)境層及其應用環(huán)境之間的接口是開放的，它使發(fā)展和提供新的應用及服務(wù)變得更為容易，提供無縫高數(shù)據(jù)率的無線服務(wù)，并運行于多個頻帶。
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