当前,移动通信技术飞速发展,已经历了从1G 到2G

科技发展研究

第9期

（总第239期）

上海科技发展研究中心2010年07月07日

编者按：目前，第四代移动通信（4G）已成为无线通信技术发展的重要趋势。美国、日本等发达国家在该领域已开始进入研发和市场化阶段，中国移动承建的全球首个TD-LTE演示网络在上海世博园内成功开通。本期简报基于上海科技情报所相关研究成果1，重点介绍4G产业国内外发展态势及其对上海4G发展的启示。供参考。

第四代移动通信（4G）国内外发展态势及相关建议当前，移动通信技术飞速发展，已经历了从1G到2G再到3G的阶段。3G能够实现高速数据传输和宽带多媒体服务，现已进入商用阶段。然而，在3G技术的发展过程中一些不足也开始显现，尤其是当前正面临的竞争和标准不兼容等一系列问题。第四代移动通信（4G）的出现，拓展了原有移动通信技术的发展内涵和范畴，其将更加适合所有的移动通信用户，最终实现商业无线网络、局域网、蓝牙、广播、电视卫星通信的无缝衔接并相互兼容。今年2月份召开的世界通信大会普遍认为：移动通信在世界经济发展战略中处于核心地位，以４G为龙头的移动通信技术正带来下一次信息产业革命。4G不仅意味着更高的通信质量和更快的通信1上海市科技发展基金软科学研究项目《高技术产业国内外发展态势研究》（项目编号：09692108000）

速度，也将与光纤传输并驾齐驱成为互联网接入的两大方式，并成为无线城市、智能城市以及物联网、泛在网等应用的重要载体和支撑。

一、内涵及特点

目前，关于第四代移动通信技术的叫法很多，4G只是一个通用的名称。国际电信联盟（ITU）认为：4G是基于IP协议的高速蜂窝移动通信网，是现有的各种无线通信技术从3G的进一步演进和提升。2008年10月，ITU正式制定了4G技术规范“IMT-Advanced（International Mobile Telecommunications Advanced）”：静态传输速率达到1Gbit/s，高速移动状态下传输速率达到100Mbit/s。换而言之，只要能满足上述指标的任何移动通信技术都可作为4G技术。2009年10月，ITU确定LTE-Advanced （Long Term Evolution Advanced）和802.16m为4G国际标准候选技术。

图1、4G的网络架构及业务覆盖范围

通俗而言，4G可理解为广带接入和分布网络，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（基于地面卫星系统）（见图1）。其广带无线局域网能与B-ISDN（Broadband Integrated Service Digital Network，宽带综合业务数字网）及ATM（Asynchronous

Transfer Mode，异步转移模式）兼容，实现广带多媒体通信，形成IBCN （Integrated Broadband Communication Network，综合广带通信网），还能提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。

4G具有以下主要特点：一是高速率。4G的信息传输速率要比3G高一个等级，从2Mbit/s提高到10Mbit/s。二是灵活性强。4G拟采用智能技术，可自适应地进行资源分配。采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境进行信号的正常收发，有很强的智能性、适应性和灵活性。三是兼容性好。目前ITU承认的、已有相当规模的移动通信标准有GSM （Global System for Mobile Communications，全球移动通讯系统）、CDMA （Code-Division Multiple Access，码分多址）和TDMA（Time Division Multiple Access，时分多址）三大分支，可通过4G标准的制定来解决它们之间的兼容问题。四是用户共存性。4G能根据网络的状况和信道条件进行自适应处理，使低、高速用户和各种用户设备能够并存与互通，从而满足多类型用户的需求。五是业务多样性。未来通信中所需的是多媒体通信，个人通信、信息系统、广播和娱乐等将结合成一个整体。4G能够提供各种标准的通信业务，满足多种业务需求。六是技术基础较好。4G将以几项突破性技术为基础，如OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）、无线接入、软件无线电等，从而大幅提高频率使用效率和系统可实现性。七是随时随地的移动接入。4G利用无线接入技术，提供话音、高速信息业务、广播及娱乐等多媒体业务接入方式，用户可随时随地接入系统。八是自治的网络结构。4G网络将是一个完全自治、自适应的网络。可自动管理、动态改变自己的结构以满足系统变化和发展的要求。

二、国外发展态势及状况

目前，世界各国都积极开展了4G的研究，大致呈现以下特点：

一是政府在4G技术研发中的投入力度不断加大。为抢占未来全球市场，目前各国政府纷纷投入巨资进行4G研发和布局。2010年3月，美国联邦通信委员会（FCC）向国会提交了国家宽带计划（National Broadband Plan）强调：美国将以比其他国家运行更快、分布更广泛的无线网络，在移动创新上领先。欧盟的“框架计划”（EU Framework Programme）将4G 技术作为了重点发展内容。第七框架计划（2007-2013年）将投资7亿欧元用于未来网络的研究和发展，其中一半资金用于无线网络技术，着力推动4G技术的发展。日本早在21世纪初就为4G的研发工作制定了详细的发展计划，并作为e-Japan计划的一部分，提升到了国家战略的高度。韩国也已将4G列入政府的研究课题，并制定了中长期发展规划。

二是运营商正以主体身份推进4G技术商业化运作。美国的4G网络布局主要以Sprint、AT&T及Verizon等电信运营商为主。Sprint以WiMAX （Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球微波互联接入）作为其4G技术标准，将投资大约50亿美元构建4G服务网络。AT&T及Verizon则将采用LTE技术，其中AT&T已推出了4G Access网络，Verizon 则是与V odafone进行合作，并在2009年开始进行网络测试。北欧是部署LTE最快的地区。2009年1月，北欧最大的电信运营商TeliaSonera与华为和爱立信合作，分别在奥斯陆和斯德哥尔摩部署LTE商用网络。西班牙电信在2010年2月也宣布开始进行LTE/SAE（Long Term Evolution/System Architecture Evolution，长期演进/系统架构演进）技术试验，在西班牙、德国、英国等6个不同国家部署LTE/SAE试验网。日本的NTT DoCoMo公司于2010年2月宣布开始进行4G网络的升级，目前已经开始尝试在一部分基站安装了远程射频设备——RRE（Rev Response Element，Rev应答元件）。韩国三星和LG等公司正率先研制支持4G的芯片、设备和基站。值得关注的是，在2010世界移动通信大会（NWC）

上，全球领先的通信设备商纷纷推出了4G设备。摩托罗拉公司推出了最新、容量最高的LTE解决方案，爱立信公司也成功演示了其最新的采用多载波技术和MIMO（Multiple-Input Multiple-Out-put）技术的LTE/4G系统。HTC在2010美国无线通信展上推出了全球首款4G手机EVO，三星也在会上推出了4G样机。可以看出，无论是4G设备和终端，还是运营商的测试进程，LTE商用条件已经具备，4G的商用时间表逐渐清晰（见表1）。

表1 4G商用进程时间表

2010～2011年绝大多数运营商都建立规模不一的测试网络，少数几家领先运营商会开

始小范围试商用。

2012～2014年全球主流运营商都会在一些主要城市投入小规模商用服务，用户规模可

能会达到100万人以上。

2014年之后 LTE的大规模商用将在亚洲、西欧及北美市场展开，用户数量将迅速攀

升，全球无线通信领域也将正式进入4G时期。

三是技术标准是各国4G技术竞争的焦点。随着去年10月国际电信联盟（ITU）确定LTE-Advanced和WiMAX作为4G国际标准候选技术，两大标准阵营的角逐也越来越激烈。WiMAX技术发展至今，仍受到英特尔、摩托罗拉、三星、奥维通等企业的大力支持。但在LTE技术受到AT&T、Verizon、中国移动、NTT DoCoMo等大型电信营运商支持的情况下，思科、诺基亚西门子通信（NSN）、阿尔卡特朗讯等电信设备制造商也已撤出或缩减对WiMAX技术的投资，从而转向LTE技术阵营。摩托罗拉、三星、华为则采取双边发展的策略，以应对未来4G标准的统一。

四是研究论坛成为引领4G研发的重要风向标。各国组织了各种4G 研究论坛，致力于在4G标准确立之前，联合更多的力量，推广自己的技术标准。其中，世界无线研究论坛（WWRF）由阿尔卡特、爱立信、诺基亚和西门子于2002年成立，与欧盟第六框架计划（2002-2006年）共同

成为欧洲4G研究的整体代表，目前已发展成为全球4G研发的重要国际性学术组织。日本的移动IT论坛（mITF）组织协调具体的4G技术研究工作，旨在推动包括4G和移动商务在内的发展，在业务和应用方面发挥着巨大的作用。韩国的下一代移动通信论坛（NGMC Forum）由韩国第四代移动通信远景研究委员会改组而成，旨在为4G 发展提出远景建议和发展计划, 2008年开始着重于4G技术发展趋势预测和标准化研究工作。中国也在2005年成立了未来移动通信论坛（Future Forum），引领国内4G技术的研发与应用。这些论坛在引领全球4G研发、产业发展、标准制定，以及加强全球合作等方面起到了重要作用，对ITU的相关工作也产生了重要影响。

三、国内及上海发展现状

国内发展4G技术及产业大致取得以下进展：

一方面，启动实施了一批重大计划。我国在2001启动了面向后三代/四代（B3G/4G）的移动通信发展研究计划——未来通用无线环境研究计划（简称Future计划），重点突破新一代移动通信系统关键技术，取得了系列重要成果并累计培养了近千名移动通信研发人才，显著增强了我国移动通信可持续发展能力。2009年，“新一代宽带无线移动通信网”重大专项启动，这将进一步提升我国无线移动通信的综合竞争实力和创新能力，推动我国移动通信技术和产业向世界先进水平跨越。经过多年的积累和布局，我国在4G技术研发和标准制定方面已在国际占有重要一席。如TD-LTE-Advanced（LTE-Advanced的TDD模式）是中国继TD-SCDMA （Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址）之后，提出的具有自主知识产权的第四代移动通信技术，该标准在2009年进入ITU的4G候选标准之列，并已获得欧洲标准化组织3GPP 和亚太地区通信企业的认可与支持。

另一方面，涌现出一批具有研发和商业化基础的企业。在政府的积极推动下，中国移动、大唐、中兴、华为、普天等国内企业在4G技术的研发和商业化中均取得一定的进展。2010年，中国移动承建的全球首个TD-LTE演示网络开通，为上海世博会运营提供服务支持。华为在欧洲LTE 市场上已占据约62%的份额。在专利方面，2009年ABI Research公司的报告显示：高通在LTE中的专利份额为24%，华为10%，LG9%，诺基亚9%，三星7%。中兴通讯一直全力投入TD-SCDMA产业的发展，在技术和市场方面一直处于国内领先的位置，尤其是近年来在TD-LTE领域中，中兴通讯也创造了多项业界第一的测试记录。

目前，上海在4G技术及产业发展上已具有一定的基础：

一是在研发方面，在“十五”部市合作B3G测试验证平台成果基础上，上海无线通信研究中心在临空地区按照国家重大专项要求建设的测试平台环境基本完成；上海贝尔阿尔卡特在TDD-LTE（Time Division Duplex-Long Term Evolution，时分双工-长期演进）关键技术和系统设备方面、上海瀚讯在复杂环境和机动应用的宽带无线接入系统开发等方面均取得重要进展。2009年，上海无线通信研究中心等作为主要承担单位，承担了16项国家课题，获得国拨经费超过4.5亿元，上海也成为获得国拨经费最多的地区之一。

二是在应用方面，上海是国内最早开展4G测试应用的城市之一。2007年初，上海市长宁区展开4G移动通信技术实地测试，这在当时是全世界最大的4G实验系统，其引入了如IPv6核心网络、IPTV高清晰业务与移动通信切换等技术。上海崇明岛积极利用4G技术建设无线宽带网络，目标是覆盖全岛，为商用化做准备。中科院微系统所等单位开发无线宽带MiWA VE（WiMAX 700MHz）是我国4G提案的一个补充方案，在汶川地

震抗震救灾中发挥了良好的作用。2009年12月，“大唐上海产业园”落户浦东金桥，计划将推动TD-SCDMA产业发展并实现新的跨越，以增强TD-LTE在4G国际标准竞争方面的影响力。2010年上海世博会园区内建成了全球首个4G规模演示网，提供高清视频监控、移动高清会议、移动高清视频点播、高速上网、新闻“即摄即传”等应用。在芬兰馆、信息通信馆等场馆内的很多展示都应用了LTE技术。

四、几点思考

为了抢占4G时代的发展机遇，促进上海产业发展，提出如下建议。

一是加大4G关键技术研发的投入。要抓住目前国际上4G技术研发和标准制定处于关键阶段的有利时期，加大对4G关键技术的研发、标准制定的资助和补贴，推动相关通信骨干企业、研究机构和高校联合攻关，尽快突破OFDMA（Orthogonal Frequency-Division Multiple Access，正交频分多址接入）、软件无线电、智能天线、MIMO等技术壁垒，力求掌握更多的知识产权，推动上海4G通信设备和终端形成产业规模，在国际产业分工体系中占据有利地位。

二是围绕终端芯片设计及解决方案尽快推进产业化。上海应该充分发挥在TD-SCDMA产业链中的国内领先优势，积极吸引国内外知名企业，以终端芯片设计、解决方案为重点，加快推进产业化，并推动包括网络设备制造、整机制造、测试仪器等主要环节在内的4G产业链的形成，走创新集群发展道路，以尽快打造优势产业，抢占国内及国际市场。

三是进一步推进4G基础网络建设。基础网络建设是4G应用开发及产业发展的基本条件。上海的通信网络建设有较好的基础，在全国处于领先地位，为推动4G应用技术开发和产业发展奠定了基础。建议以现有网络，尤其是世博会TD-LTE演示网为基础，加快研究制定4G基础网络建

设规划，在重点区县率先敷设规模化4G应用演示网，为全市4G商业化进程的快速推进做好充分准备。

四是大力发展4G应用软件产业。当前，一批跨国企业在4G相关技术掌握和网络设备的制造方面已抢占先机，深圳华为、中兴等企业也在基础网络设备制造及相关技术领域与国际同步。上海应以应用为导向，大力开展4G应用技术开发，以重点软件产业园区为依托，大力支持4G应用软件开发产业发展，争取在应用领域的研究方面抢得先机，领先国内国际市场。同时，应关注技术融合发展，在4G技术与其他无线技术的融合中寻找可能发展方向，拓展应用领域，形成有特色的产业集群，进而带动网络设备制造和核心技术领域的全面发展。

执笔人：宋凯、杨荣斌、汤天波

责任编辑：王冰编辑：杨震华联系电话：64311988-706 传真：64315005

地址：淮海中路1634号410室邮政编码：200031 电子邮件：wangbing@https://www.360docs.net/doc/848100065.html,