無(wú)線通信技術(shù)最終將邁向4G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代

通信技術(shù)的日新月異，的確為我們帶來(lái)了不少享受。隨著數(shù)據(jù)通信與多媒體業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，適應(yīng)移動(dòng)數(shù)據(jù)、移動(dòng)計(jì)算及移動(dòng)多媒體運(yùn)作需要的第四代移動(dòng)通信開(kāi)始興起，用戶也因此有理由期待這種第四代移動(dòng)通信技術(shù)將會(huì)給我們帶來(lái)更加美好的未來(lái)。說(shuō)到第四代移動(dòng)通信技術(shù)，不少人肯定不是很清楚，本文將從五個(gè)方面向大家詳細(xì)介紹這種技術(shù)。

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(shí)現(xiàn)，從GSM、GPRS到4代，需要不斷演進(jìn)，而且這些技術(shù)可以同時(shí)存在。我們都知道最早的移動(dòng)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(tīng)范圍也是很有限。隨著移動(dòng)電話迅猛發(fā)展，用戶增長(zhǎng)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(gè)射頻(即‘蜂窩’)同時(shí)進(jìn)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(dòng)電話系統(tǒng)，頻率為1800MHz的系統(tǒng)也被美國(guó)采納。GSM是1991年開(kāi)始投入使用的。到1997年底，已經(jīng)在100多個(gè)國(guó)家運(yùn)營(yíng)，成為歐洲和亞洲實(shí)際上的標(biāo)準(zhǔn)。GSM數(shù)字網(wǎng)也具有較強(qiáng)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(kāi)放，功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)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(hào)上網(wǎng)的速度相當(dāng)，而當(dāng)時(shí)的internet幾乎只提供純文本的信息。而時(shí)下正流行的數(shù)字移動(dòng)通信手機(jī)是第二代（2G），一般采用GSM或CDMA技術(shù)。第二代手機(jī)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(jī)用戶在全球范圍都可以進(jìn)行移動(dòng)通信，但是由于沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，各種移動(dòng)通信系統(tǒng)彼此互不兼容，給手機(jī)用戶帶來(lái)諸多不便。

針對(duì)GSM通信出現(xiàn)的缺陷，人們?cè)?000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(guò)渡技術(shù)。GPRS的推出標(biāo)志著人們?cè)贕SM的發(fā)展史上邁出了意義最重大的一步，GPRS在移動(dòng)用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間提供一種連接，給移動(dòng)用戶提供高速無(wú)線IP和X.25分組數(shù)據(jù)接入股務(wù)。

在這之后，通信運(yùn)營(yíng)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(dòng)網(wǎng)絡(luò)與第三代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)之間的過(guò)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(dòng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，它允許高達(dá)384KbPs的數(shù)據(jù)傳輸速率，可以充分滿足未來(lái)無(wú)線多媒體應(yīng)用的帶寬需求。EDGE提供了一個(gè)從GPRS到第三代移動(dòng)通信的過(guò)渡性方案，從而使現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商可以最大限度地利用現(xiàn)有的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，在第三代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)商業(yè)化之前提前為用戶提供個(gè)人多媒體通信業(yè)務(wù)。

在新興通信技術(shù)的不斷推動(dòng)之下，象征著3G通信的標(biāo)志技術(shù)WCDMA也將成為未來(lái)通信技術(shù)的主流。該技術(shù)能為用戶帶來(lái)了最高2Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，在這樣的條件下，現(xiàn)在計(jì)算機(jī)中應(yīng)用的任何媒體都能通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)輕松的傳遞。WCDMA通過(guò)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(lái)還可以處理真實(shí)的動(dòng)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)更好的為人們服務(wù)而不是給人們帶來(lái)騷擾，如何讓每個(gè)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(dòng)協(xié)同工作等等。在上述通信技術(shù)的基礎(chǔ)之上，無(wú)線通信技術(shù)最終將邁向4G通信技術(shù)時(shí)代。

從無(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程來(lái)看，第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的任務(wù)已經(jīng)達(dá)成，而現(xiàn)階段是第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)的時(shí)代，今后十年將會(huì)是3G移動(dòng)通信系統(tǒng)正興的時(shí)期，或許到了十年以后將會(huì)是第四代移動(dòng)通信的天下。但我們不難發(fā)現(xiàn)每一個(gè)不同的移動(dòng)通信系統(tǒng)均會(huì)有重復(fù)性的時(shí)間點(diǎn)，大約每十年就有一項(xiàng)技術(shù)更新，不過(guò)隨著通信科技的日新月異，或許轉(zhuǎn)變會(huì)更快、時(shí)間也會(huì)更短。對(duì)于移動(dòng)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(lái)說(shuō)，必須隨時(shí)注意移動(dòng)通信技術(shù)的變化，以因應(yīng)市場(chǎng)需求。

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(shí)，更高的技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研發(fā)。因此在我們期待第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)所帶來(lái)的優(yōu)質(zhì)服務(wù)的同時(shí)，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的最新技術(shù)也在實(shí)驗(yàn)室悄然進(jìn)行當(dāng)中。那么到底什么是4G通信呢？

到目前為止人們還無(wú)法對(duì)4G通信進(jìn)行精確地定義，有人說(shuō)4G通信的概念來(lái)自其他無(wú)線服務(wù)的技術(shù)，從無(wú)線應(yīng)用協(xié)定、全球袖珍型無(wú)線服務(wù)到3G；有人說(shuō)4G通信是一個(gè)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(wú)線技術(shù)；但不管人們對(duì)4G通信怎樣進(jìn)行定義，有一點(diǎn)我們能夠肯定的是4G通信將是一個(gè)比3G通信更完美的新無(wú)線世界，它將可創(chuàng)造出許多消費(fèi)者難以想象的應(yīng)用。4G最大的數(shù)據(jù)傳輸速率超過(guò)100Mbit/s，這個(gè)速率是目前移動(dòng)電話數(shù)據(jù)傳輸速率的1萬(wàn)倍，也是3G移動(dòng)電話速率的50倍。4G手機(jī)將可以提供高性能的匯流媒體內(nèi)容，并通過(guò)ID應(yīng)用程序成為個(gè)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(gè)紐帶。此外，4G的無(wú)線即時(shí)連接等某些服務(wù)費(fèi)用將比3G便宜。還有，4G有望集成不同模式的無(wú)線通信——從無(wú)線局域網(wǎng)和藍(lán)牙等室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)、蜂窩信號(hào)、廣播電視到衛(wèi)星通信，移動(dòng)用戶可以自由地從一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)漫游到另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

4G通信技術(shù)并沒(méi)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(lái)不斷提高無(wú)線通信的網(wǎng)絡(luò)效率和功能的。如果說(shuō)現(xiàn)在的3G能為我們提供一個(gè)高速傳輸?shù)臒o(wú)線通信環(huán)境的話，那么4G通信將是一種超高速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，一種不需要電纜的信息超級(jí)高速公路，這種新網(wǎng)絡(luò)可使電話用戶以無(wú)線及三維空間虛擬實(shí)境連線。

與傳統(tǒng)的通信技術(shù)相比，4G通信技術(shù)最明顯的優(yōu)勢(shì)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(dòng)電話消費(fèi)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(dòng)電話網(wǎng)中手機(jī)的通話質(zhì)量還在進(jìn)一步提高。數(shù)據(jù)通信速度的高速化的確是一個(gè)很大優(yōu)點(diǎn)，它的最大數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到100Mbit/s，簡(jiǎn)直是不可思議的事情。另外由于技術(shù)的先進(jìn)性確保了成本投資的大大減少，未來(lái)的4G通信費(fèi)用也要比目前的通信費(fèi)用低。

4G通信技術(shù)將是繼第三代以后的又一次無(wú)線通信技術(shù)演進(jìn)，其開(kāi)發(fā)更加具有明確的目標(biāo)性：提高移動(dòng)裝置無(wú)線訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)的速度--據(jù)3G市場(chǎng)分三個(gè)階段走的的發(fā)展計(jì)劃，3G的多媒體服務(wù)在10年后將進(jìn)入第三個(gè)發(fā)展階段，此時(shí)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(dòng)通信系統(tǒng)。在發(fā)達(dá)國(guó)家，3G服務(wù)的普及率更將超過(guò)60%，那么這時(shí)就需要有更新一代的系統(tǒng)來(lái)進(jìn)一步提升服務(wù)質(zhì)量。

為了充分利用4G通信給我們帶來(lái)的先進(jìn)服務(wù)，我們還必須借助各種各樣的4G終端才能實(shí)現(xiàn)，而不少通信營(yíng)運(yùn)商正是看到了未來(lái)通信的巨大市場(chǎng)潛力，他們現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)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(duì)應(yīng)配備攝像機(jī)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(jì)算機(jī)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(jī)用戶就可以隨心所欲的漫游了，隨時(shí)隨地的享受高質(zhì)量的通信了。

第四代通信技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)

如果說(shuō)2G、3G通信對(duì)于人類信息化的發(fā)展是微不足道的話，那么未來(lái)的4G通信卻給了我們真正的溝通自由，并將徹底改變我們的生活方式甚至社會(huì)形態(tài)。目前正在構(gòu)思中的4G通信具有下面的特征：

1、通信速度更快

由于人們研究4G通信的最初目的就是提高蜂窩電話和其他移動(dòng)裝置無(wú)線訪問(wèn)Internet的速率，因此4G通信給人印象最深刻的特征莫過(guò)于它具有更快的無(wú)線通信速度。從移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率作比較，第一代模擬式僅提供語(yǔ)音服務(wù)；第二代數(shù)位式移動(dòng)通信系統(tǒng)傳輸速率也只有9.6Kbps，最高可達(dá)32Kbps，如PHS；而第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到2Mbps；專家則預(yù)估，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)可以達(dá)到10Mbps至20Mbps，甚至最高可以達(dá)到每秒高達(dá)100Mbps速度傳輸無(wú)線信息，這種速度將相當(dāng)于目前手機(jī)的傳輸速度的1萬(wàn)倍左右。

2、網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬

要想使4G通信達(dá)到100Mbps的傳輸，通信營(yíng)運(yùn)商必須在3G通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行大幅度的改造和研究，以便使4G網(wǎng)絡(luò)在通信帶寬上比3G網(wǎng)絡(luò)的蜂窩系統(tǒng)的帶寬高出許多。據(jù)研究4G通信的AT&T的執(zhí)行官們說(shuō)，估計(jì)每個(gè)4G信道將占有100MHz的頻譜，相當(dāng)于W-CDMA 3G網(wǎng)路的20倍。

3、通信更加靈活　　

從嚴(yán)格意義上說(shuō)，4G手機(jī)的功能，已不能簡(jiǎn)單劃歸“電話機(jī)”的范疇，畢竟語(yǔ)音資料的傳輸只是4G移動(dòng)電話的功能之一而已，因此未來(lái)4G手機(jī)更應(yīng)該算得上是一只小型電腦了，而且4G手機(jī)從外觀和式樣上，將有更驚人的突破，我們可以想象的是，眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋，以方便和個(gè)性為前提，任何一件你能看到的物品都有可能成為4G終端，只是目前我們還不知應(yīng)該怎么稱呼它。未來(lái)的4G通信將使我們不僅可以隨時(shí)隨地通信，更可以雙向下載傳遞資料、圖畫(huà)、影像，當(dāng)然更可以和從未謀面的陌生人網(wǎng)上聯(lián)線對(duì)打游戲。也許你將有被網(wǎng)上定位系統(tǒng)永遠(yuǎn)鎖定無(wú)處遁形的苦惱，但是與它據(jù)此提供的地圖帶來(lái)的便利和安全相比，這簡(jiǎn)直可以忽略不計(jì)。