4G时代的移动通信 参考论文
倪俊杰：手机直播——随时随地演绎世间百态
移动网络带宽的快速增大，为传输更大的数据流提供了前提条件。利用4G时代运营商提供的高速网络，我们可以让现在通过移动网络使用的语音、视频通话变得更加清晰。有人就瞄准了这个市场，开辟了新生行业——手机直播。因为受制于视频传输速度的要求，以前的网络直播一般是通过电脑来进行，通过高清摄像头在直播平台上向公众展示自己各方面的能力，如脱口秀、节目、魔术、表演等，但这容易受到空间的限制。在自媒体时代，直播已经变得非常亲民，有了4G网络之后，任何人只要有一部智能手机，就能开始直播了。手机直播使得网络直播不再受限于狭小的环境，将直播场所由室内轻而易举转移到室外。也因此诞生了一份新的职业——网红，这些网红通过各种方式又为APP带来流量以及变现，彼此之间形成了一个良性的循环。比如曾经红极一时的“尬舞天团”，就是通过手机室外直播而一炮走红的。
目前支持手机直播的软件也很多，如CCTalk、目睹、QQ、微吼、微赞等。观众观看直播可以安装软件或直接打开网页地址，大多数手机网页直播是使用HLS协议或H5技术来完成的，观众可以用浏览器直接打开观看。
手机直播分为两种：单向直播和双向直播。单向直播是指主播推流，观众只能看到主播的画面，而无法与主播互动。双向直播就可以实现观众与主播互动，其他观众可以看到主播和连麦观众的画面。相比而言，单向直播的实现难度相对小一点，基本上是用标准的RTMP推流的，而双向直播实现难度和成本都要大一些。
用4G网络做手机直播，大家最担心的是流量问题。发布和观看直播究竟会消耗多少流量？直播流量的消耗主要来自视频流，视频分为标清和高清。一般来说，标清每秒流量大约在90kb到120kb，高清每秒200kb到250kb。也就是说，观看标清直播每小时需要消耗约400兆流量，而高清就要消耗约800兆流量甚至更多。根据国内手机流量资费情况来看，1G流量大约在30元左右。所以，从观看者角度而言，这个资费并不便宜了。如果是发布者（也就是主播），能够产生盈利收益的话，这个成本也是能接受的。在有Wi-Fi的条件下，可以忽视流量成本。稍有不同的是，观看者也不一定要通过无线方式观看手机直播，在电脑上收看也是有可能的。
邱元阳：共享单车——隐藏的移动通信
虽然共享單车诞生还不到两年的时间，但是却已经风起云涌，在各大中小城市遍地开花。大家都知道，共享单车的智能锁内部集成了GPS系统，用于车辆的定位。但可能很多人都不知道，共享单车还带有隐藏的SIM卡，只要有移动信号，就能实现数据发送和状态联网。不然，没有停车桩的共享单车如何跟它的云端连接和交换数据呢？
当然，共享单车的智能锁里面集成的SIM卡并非我们手机上常用的普通SIM卡，它不是一般的电话卡，而是物联网SIM卡。这类卡较常用的有中移物联卡，通过安装在各类物体上的SIM卡、传感器，就能向云端发送数据，实现人与物体或物体与物体间的沟通和联动。具体到共享单车上，可以通过二维码或密码锁等形式，经由SIM卡通过4G信号塔或移动基站发送信息，经过验证后实现开锁和锁车，同时通过GPS向云端传送位置信息，其电源依靠单车前部的太阳能电池板或车轮发电机来供电。
物联网SIM卡实现与云端的连接和数据交换，以便进行资金结算；GPS实现车辆位置信息的查询和定位，以便运维和调度。
共享单车大都采用了“手机—云端—单车”的实现架构，主要功能体现在智能锁上。在手机端，通过APP可以查看附近的单车，以及开锁、结算等，当然在这种室外环境下也需要手机通过4G或3G、2G的数据流量来上网。在云端，是共享单车的服务器端，是整个共享单车的系统控制台，它可以与所有的单车进行数据通信，接受和发布信息指令，响应用户和调试人员、管理人员的操作。在单车端，则是接收信息与执行命令，如开锁骑行、锁车还车等。
需要说明的是，共享单车内的GPS系统不一定都是GPS芯片，只要能够支持GPS定位或北斗定位就行。比如Bluegogo（小蓝车）内置的是联发科的MT2503芯片，这一HVu62s7sIIGBmE/wCS8Dl3R1BdtoexN+cJM7I+e/PDg=针对可穿戴设备设计的物联网芯片支持GPS、北斗、GLONASS等多重卫星定位系统。摩拜（小橙车）和ofo（小黄车）使用的也是联发科的方案，其Simcom的Sim800模块内部就是MTK芯片（摩拜单车使用的MT6261芯片未集成GPS）。
刘宗凡：高铁上的4G——想要连接不容易
乘飞机的时候，我们知道几万米的高空是没有4G信号的，所以我们只能关机后选择发呆或睡觉。对于高空飞行的无4G信号，还情有可原，可对于另一项高速交通——高铁，人们的期望值就要高多了。要是能够一边欣赏车窗外的美景，还能一边看看新闻，发发朋友圈，那真是极好的享受。然而现实总是残酷的。事实上，在我们刚出站或者列车行驶在相对繁华地段的时候，手机信号还是不错的。可来到郊区或者人烟稀少的区域后，基本上4G信号就没有了。尤其是进入隧道，你只能放下手机，等待着黑暗过去，光明尽快到来。现在高铁的时速都超过了300公里，而4G信号的最大难点就在于速度。基本上，沿着铁轨每800米就有一个信号基站。但是当时速达到300公里时，每秒前进的距离就是83米，也就是不到10秒就会经过一个基站。高速行驶的列车和车厢，始终在进行基站和信号塔的切换，因此网络信号会非常不稳定，也因此，在高铁上断线是极有可能发生的。当然，还有一种特殊情况，当你发现你的4G网速超快或者超慢的时候，并不一定是你附近的基站信号很强或很差，而是由你身边上网的人数来决定的，上网人数越多速度就会越慢。
那么，坐高铁真的没有办法享受优质网络了吗？肯定不是。2017年6月26日，“复兴号”高铁车组正式从京沪两地双向首发。除了时速能够达到400公里和一系列先进技术外，最令人关注的是车厢完全覆盖Wi-Fi网络。无独有偶，2017年7月9日，广深港高铁列车内部设计首次曝光，除了每个座位均设有两脚及三脚电源插座，全车还有Wi-Fi提供，乘客可在车上无间断上网。应该说，高铁Wi-Fi上网已经成为现实。
可能很多人都很疑惑：普通列车上早已有了免费Wi-Fi服务，为何高铁Wi-Fi却迟迟不能开通呢？目前火车上的Wi-Fi一般是通过车载Wi-Fi设备，把沿线三大运营商的3G或4G信号转换为Wi-Fi热点，以供乘客使用。对于普通列车，因为速度慢，可以确保信号稳定，网络之间频繁切换也不会有太大影响，但高铁速度可达到每小时300公里以上，网络切换以及普勒效应就会导致信号衰减、穿透力弱而且变得极不稳定，丢包率高、延迟大。而且高铁上的Wi-Fi信号还可能会影响到机车信号、通信信号。这些技术问题以及三大运营商的协调问题综合起来，就使得高铁Wi-Fi迟迟未能与旅客见面。
虽然高铁运行中一直保持着与地面的电力连接，奇怪的是，目前还没有人提出通过电力线来接入宽带网络解决高铁Wi-Fi问题的方案。
倪俊杰：4G路由器——行走的局域网
局域网已经成为了生活和工作的标配。一个局域网，代表着一个圈子，共享资源、共享设备、共享网络，让我们感到安全和便捷。因为局域网，我们可以实现很多有意思的功能，如基于无线局域网实现的投屏功能，正给我们的学习与生活带来很多乐趣。那么，当我们离开了“常驻地”，不在单位或家里的时候，该如何享受局域网的好处呢？试想，当三五好友来到没有宽带、没有Wi-Fi的地方，你还想组一个局域网，和小伙伴一起上网，该怎么办呢？有需求就有服务，这样的好东西叫做——MiFi（Mobile Wi-Fi），又称随身Wi-Fi，是一个便携式无线宽带装置，集调制解调器、路由器和接入点三个功能于一身。内置调制解调器可接入一个无线信号，内部路由器可在多个用户和无线设备间共享连接。MiFi比较适用于小团队的室外办公和娱乐，相当于一个行走的局域网。依靠MiFi，多个用户（设备）可以同时连接到同一张SIM卡的蜂窝数据。一个MiFi网络一般支持10个左右的设备连接。也就是说，只要有SIM卡和4G信号，就可以使用MiFi创建一个无线网络，让手机、平板电脑、笔记本电脑等Wi-Fi设备连接上网。有人可能会说，不用MiFi，只要智能手机开通WLAN热点功能也可以创建局域网。确实如此，手机热点功能也很方便，但MiFi也有自己的优势。其一，电量续航时间长。智能手机运行了很多应用程序，当打开热点后，电量消耗就更加快了。而MiFi是一台简单的上网设备，只有上网这一个功能，因此电量续航时间更长。现在很多MiFi都搭配移动电源设计，大大缓解了供电的问题。其二，网络信号更稳定。一般来说，手机热点无法承担快速的数据压力，而手机通话会占用更多的信号通道。这就是为什么当手机通话的时候，手机热点的信号就会断开的原因，而MiFi就没有这种问题。其三，网速更快。智能手机的热点功能是基于一个小小的网络模块，相比专业的上网设备MiFi是非常不专业的。使用MiFi设备还有一个好处就是可以方便地通过手机APP或网页来设置和管理无线服务。输入统一密码进入随身路由管理界面后，路由器的已用和剩余电量、运营商名称、Wi-Fi名称、连接设备数量等信息一目了然。现在很多出境游的游客，落地后都会购置或租用一个MiFi设备，非常方便。不过，需要提醒的是，根据国家规定，MiFi设备中的SIM卡必须是实名认证的，不然是无法上网的，用户可以借助个人手机号及第三方平台（如支付宝）来完成认证工作。
还有一种与MiFi类似的设备是无线CPE（Customer Premise Equipment，客户终端设备），它也可以实现将高速4G信号转换成Wi-Fi信号，支持同时上网的移动终端数量也较多。无线CPE是一种新型的无线终端接入设备，可以接收无线路由器、无线AP、无线基站等的无线信号。CPE的客户端与基站的传输距离可以达到1Km～5Km，为距离无线覆盖基站较远的客户提供了一种远程接入的新手段。用一对CPE，还可以把Wi-Fi信号放大进行远距离传输，因此这也成为无线网络距离延伸的手段。
刘宗凡：CMCC——廉颇老矣？
CMCC即China Mobile Communication Corporation的简称，既是中国移动公司名称的英文缩写，也是中国移动“随e行”的WLAN业务，包括CMCC、CMCC-WEB、CMCC-EDU等。
CMCC在全國有几百万个热点，是2G、3G时代高速无线上网的补充，主要布置在城市有高速无线上网连接需求的单位和一些学校，需要安装密集的无线AP，并让无线连接自动在AP间漫游。CMCC的网速最高可达到54MB/s，远远高于GPRS的连接速率，并且资费要比数据流量的资费低得多，在2G时代比较受高校学生的欢迎。
CMCC本质上是一种无线局域网业务，需要通过移动的手机来进行连接，无需密码，但是需要认证才能上网，可以使用移动手机号码登录，并根据使用情况从手机中扣费。如果要通过笔记本电脑或其他非移动手机的设备连接CMCC，需要先用移动手机号码申请CMCC账号，使用这个账号连接登录。
4G来临之后，飞速的上网体验很快掩盖了CMCC的优势。在各种优惠套餐中，4G数据流量的资费也不断下降，这更使得CMCC逐渐成为鸡肋。虽然中国移动的这一业务仍在开展，但CMCC的用户数量却急剧下降，很多学校在建立了自己的校园无线局域网后，原来在校内布置的CMCC热点基本上就处于闲置状态了。
另外，在CMCC信号较强的区域，由于它不需要密码就能自动连接，常常会将信号较弱的Wi-Fi连接断开而自动切换到CMCC信号上，这也让没有CMCC连接需求的用户很烦，在有些手机上还无法删除记忆下来的CMCC信号名称，因而会干扰到用户自己的Wi-Fi连接。
邱元阳：城市WIFI——助力4G还是威胁4G？
免费的公共Wi-Fi热点，不仅是智慧城市的象征，也是城市文明程度的象征。当大到机场、车站、图书馆，小到宾馆、商店、餐厅都能提供Wi-Fi服务，甚至Wi-Fi遍布于室外公共空间并能安全地免费连接时，互联网就真正地改变了人们的生活。
2016年开始，美国纽约市曼哈顿区的一些老旧电话亭被移除，更换为全新的Wi-Fi热点终端LinkNYC，并且是免费的。有人体验了LinkNYC的速度，仅需45秒便可下载完成一个1GB的文件，而Verizon的LTE 4G网络需要35分钟，而且，前者免费，后者需要买单。
中国电信早在几年前就已在全国各大城市布置了众多的免费Wi-Fi热点，但是距离人们的需要还远远不够。
出于速度和稳定性以及成本的考虑，城市的免费Wi-Fi热点一般都是利用宽带网络搭建的。一方面，Wi-Fi热点弥补了4G流量的不足之处，为人们节约了流量开支；另一方面，免费的Wi-Fi热点似乎又损害了4G的利益——毕竟4G是收费的，流量的节省也就意味着营收的减少。参考论文
当4G上网的代价降低到可以忽略不计时，也许大多数的Wi-Fi热点就没有太大的存在必要了。相较而言，私密的4G连接要比公共的Wi-Fi热点安全得多。当然，城市Wi-Fi热点的意义并不仅仅在于为公众提供免费上网服务，它对智能公交、智能公路、城市自动化均具有积极的意义，也是智慧城市的必需装置。
移动通信是目前最普遍、最先进的通信手段，在其发展过程中也不断适应新的要求，其技术演进过程一直都没有停止。从长远发展来看，4G技术也是移动通信技术演进的一个过渡阶段，它的前方，是万物互联的5G时代，是一个理想化的物人合一的技术生态。技术无止境，进步亦无止境，曙光乍现，新的技术已经在向我们招手问候，邀请我们跨入一个新的时代。