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3G的概念剛剛進入廣大消費者的頭腦中，如今，第四代蜂窩網(wǎng)絡技術（4G）正向人們走來，它提供的移動數(shù)據(jù)通信速率可達100Mbps甚至更高。
業(yè)界人士預計，4G最早有望在2010出現(xiàn)，一些蜂窩電話生產商甚至將時間鎖定在2006年。據(jù)第四代移動通信論壇（FGMF）估計，到年底，全球在4G領域的投資將達300億美元。
3G不成熟導致4G出臺
3G技術發(fā)展至今仍不是很成熟。目前，3G還缺乏全球統(tǒng)一標準，即使是在美國，也存在三種互不兼容的規(guī)范；3G所運用的語音交換架構仍承襲了第二代（2G）的電路交換，而不是純IP方式；被人們炒得沸沸揚揚的流媒體（視頻）應用也不盡如人意——猶如放幻燈片；更為重要的一點是，它的數(shù)據(jù)傳輸率只接近于普通撥號接入的水平，更趕不上DSL。
3G開發(fā)之初，人們對其數(shù)據(jù)通信功能寄予厚望，但事實上開發(fā)3G主要受經(jīng)濟因素的驅動，即為了盡早推向市場，容納更多的窄帶語音應用。迄今為止，人們仍視推出的3G系統(tǒng)為測試版本，很多功能沒能真正實現(xiàn)，3G也無法做到當初開發(fā)人員對它的功能性要求。如今3G的數(shù)據(jù)傳輸率已有所提高，但要快速傳輸較大的電子郵件附件，仍然不具備足夠的帶寬，更不可能實現(xiàn)蜂窩電話開發(fā)商早期所宣揚的，以廣播電視的質量提供流式音/視頻服務。
有別于以往的無線通信系統(tǒng)，4G將能夠提供全息錄音、遠程控制卡以及移動虛擬現(xiàn)實等功能。4G將不僅僅應用于蜂窩電話通信領域，日本及歐洲一些移動運營商正在開發(fā)相關增值服務，而美國的固定無線通信服務商則試圖通過改變網(wǎng)絡靈活性向4G過渡。另外，4G將融合新型無線LAN技術，因為無線LAN技術提供的速率已接近4G的水平。
4G可以是移動寬帶系統(tǒng)（MBS）
雖然人們現(xiàn)在才談論4G，但對其醞釀開發(fā)卻是十多前年的事。歐洲早在上世紀90年代就在進行相關研究，現(xiàn)在的核心問題是如何開發(fā)更高數(shù)據(jù)傳輸率的技術，以適應未來移動通信的需求。
目前，最先進的4G方案是在歐盟領導下由眾多公司和大學協(xié)作開發(fā)的移動寬帶系統(tǒng)（MBS）。MBS的目標是使蜂窩系統(tǒng)具備低時延、高QoS保證，數(shù)據(jù)傳輸率達到OC-3（155M）的水平，比現(xiàn)行速率要快數(shù)千倍。
MBS創(chuàng)建于1995年，原型的數(shù)據(jù)傳輸率為E3（34M）的水平，但通過并行運用多路鏈接可提高數(shù)據(jù)傳輸率。MBS經(jīng)過很多室內和室外環(huán)境的測試，包括在比較擁塞的城區(qū)以每小時30英里的速度行進。MBS的物理層采用獨特的時分多路接入（TDMA）技術，這也是大多數(shù)2G蜂窩電話所采納的標準；更高層則采用ATM方式。
不過開發(fā)人員認為，MBS原型的功能仍不是很強，估計要經(jīng)過15年左右時間才能進行商品化生產：成熟的產品將在2010年出現(xiàn)，廣泛配置要到2020年。這期間規(guī)范肯定要作相應變更，物理層將會采用OFDM（正交頻分多路復用）技術，因為它的抗干擾能力強；由于將來采用IPv6協(xié)議，ATM方式將被舍棄。
系統(tǒng)到底采用哪類無線頻譜目前仍在討論中。MBS原型運用60GHz頻段，這有大量可利用帶寬，但傳輸距離限制在約100米范圍內。因此，構建這樣一個全國性網(wǎng)絡需要數(shù)百萬個基站，而且每個基站規(guī)模不能太大。歐洲無線戰(zhàn)略動議（EWSI）小組認為，應將頻譜定在40 GHz，以容納更多蜂窩電話接入，而且能夠節(jié)省網(wǎng)絡構造成本。
以前的無線通信系統(tǒng)主要關注語音應用，其中也融合有短消息服務（SMS）等其它類型的通信。MBS將朝著“與服務無關性”方向發(fā)展：隨著數(shù)據(jù)傳輸率的提高，無線通信設備將能實現(xiàn)任何應用。
迄今為止，日本是廣泛運用移動數(shù)據(jù)通信并獲利的唯一國家，這使得日本運營商最有可能成為引導4G發(fā)展的先鋒。NTT DoCoMo提供的i-mode服務模式已在日本贏得了廣泛的市場，它能通過蜂窩電話提供有限的Web接入服務。DoCoMo借助i-mode而一舉成為全球最大的ISP（接入用戶數(shù)最多）。DoCoMo認為，真正的移動寬帶網(wǎng)將完全取代固定接入模式，它計劃在2006年前開發(fā)出可投入實際運用的4G系統(tǒng)。DoCoMo甚至預計，將來的移動數(shù)據(jù)通信將不僅僅是Web沖浪和接入公司服務器這類簡單應用，將會出現(xiàn)“機對機”通信的巨大市場應用。例如，汽車從交通中心的計算機中獲取方位信息，家電能夠自動訂購物品。
實現(xiàn)4G接入
大多數(shù)服務提供商希望通過提高現(xiàn)有移動通信系統(tǒng)的速率來達到4G標準；有的則建議在現(xiàn)行寬帶無線系統(tǒng)基礎上增加更多的靈活性，實現(xiàn)4G接入，因為如今的固定無線網(wǎng)已能提供數(shù)十兆的通信速率，可與DSL、Cable Modem甚至是光纖相媲美。
高容量固定無線網(wǎng)采用點對點連接，難以進行靈活性改造：ISP用于上行傳輸?shù)墓潭ㄌ炀�需要實時跟蹤每個用戶，也就是說發(fā)射信號需要針對每個目標用戶自動定向。
4G的接入解決方案之一是MMDS（多點多信道分布式系統(tǒng)），它運用類似于蜂窩網(wǎng)絡的“一點對多點”體系結構，采用的頻譜也跟3G差不多，傳輸距離大致為35英里，最大數(shù)據(jù)傳輸率略低于10M——最終數(shù)據(jù)傳輸率依賴于特定的服務提供商。
不過由于固定無線網(wǎng)不夠靈活（兩通信終端之間不能有障礙物，相關設備體積龐大，且需要專業(yè)人安裝），其應用受到很大限制。用戶能對終端設備進行一些改進，但大多受開發(fā)商專有技術的限制，且不支持與基于其它技術的蜂窩網(wǎng)間的漫游。
IEEE正在完善MMDS標準——802.16a，使這些問題最終可能得以解決。802.16a能大大提升網(wǎng)絡的互操作性。IEEE 802.16a基于OFDM技術，它能降低設備間可視要求，但用戶仍需將設備調整至大致準確的方位，只是不需要精確地排成一行。
但是，頻譜的嚴重不足可能最終導致MMDS淡出市場。而另一實現(xiàn)途徑是無線LAN。固定無線網(wǎng)和移動通信系統(tǒng)都可使用未經(jīng)授權頻譜，如今的無線LAN速率已達數(shù)十兆，這項標準本身受行政干預少，也不會面臨其它大型通信服務商的競爭。
摘自《中國計算機報》
