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4G網(wǎng)絡(luò)的全面介紹(下)
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 三、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,先進(jìn)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,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、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)。
  4、智能性能更高
  第四代移動(dòng)通信的智能性更高,不僅表現(xiàn)在4G通信的終端設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作具有智能化,例如對(duì)菜單和滾動(dòng)操作的依賴程度將大大降低,更重要的4G手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)許多難以想象的功能。例如4G手機(jī)將能根據(jù)環(huán)境、時(shí)間以及其他設(shè)定的因素來(lái)適時(shí)地提醒手機(jī)的主人此時(shí)該做什么事,或者不該做什么事,4G手機(jī)可以將電影院票房資料,直接下載到PDA之上,這些資料能夠把目前的售票情況、座位情況顯示得清清楚楚,大家可以根據(jù)這些信息來(lái)進(jìn)行在線購(gòu)買自己滿意的電影票;4G手機(jī)可以被看作是一臺(tái)手提電視,用來(lái)看體育比賽之類的各種現(xiàn)場(chǎng)直播。
  5、兼容性能更平滑
  要使4G通信盡快地被人們接受,不但考慮的它的功能強(qiáng)大外,還應(yīng)該考慮到現(xiàn)有通信的基礎(chǔ),以便讓更多的現(xiàn)有通信用戶在投資少的情況下就能很輕易地過(guò)渡到4G通信。因此,從這個(gè)角度來(lái)看,未來(lái)的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備全球漫游,接口開(kāi)放,能跟多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),終端多樣化以及能從第二代平穩(wěn)過(guò)渡等特點(diǎn)。
  6、提供各種增殖服務(wù)
  4G通信并不是從3G通信的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的升級(jí)而演變過(guò)來(lái)的,它們的核心建設(shè)技術(shù)根本就是不同的,3G移動(dòng)通信系統(tǒng)主要是以CDMA為核心技術(shù),而4G移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)則以正交多任務(wù)分頻技術(shù)(OFDM)受矚目,利用這種技術(shù)人們可以實(shí)現(xiàn)例如無(wú)線區(qū)域環(huán)路(WLL)、數(shù)字音訊廣播(DAB)等方面的無(wú)線通信增殖服務(wù);不過(guò)考慮到與3G通信的過(guò)渡性,第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)不會(huì)在未來(lái)僅僅只采用OFDM一種技術(shù),CDMA技術(shù)將會(huì)在第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)中,與OFDM技術(shù)相互配合以便發(fā)揮出更大的作用,甚至未來(lái)的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)也會(huì)有新的整合技術(shù)如OFDM/CDMA產(chǎn)生,前文所提到的數(shù)字音訊廣播,其實(shí)它真正運(yùn)用的技術(shù)是OFDM/FDMA的整合技術(shù),同樣是利用兩種技術(shù)的結(jié)合。因此未來(lái)以O(shè)FDM為核心技術(shù)的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng),也將會(huì)結(jié)合兩項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),一部份將是以CDMA的延伸技術(shù)。
  7、實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的多媒體通信
  盡管第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)各種多媒體通信,但未來(lái)的4G通信能滿足第三代移動(dòng)通信尚不能達(dá)到的在覆蓋范圍、通信質(zhì)量、造價(jià)上支持的高速數(shù)據(jù)和高分辨率多媒體服務(wù)的需要,第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)提供的無(wú)線多媒體通信服務(wù)將包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、影像等大量信息透過(guò)寬頻的信道傳送出去,為此未來(lái)的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)也稱為“多媒體移動(dòng)通信”。第四代移動(dòng)通信不僅僅是為了因應(yīng)用戶數(shù)的增加,更重要的是,必須要因應(yīng)多媒體的傳輸需求,當(dāng)然還包括通信品質(zhì)的要求??偨Y(jié)來(lái)說(shuō),首先必須可以容納市場(chǎng)龐大的用戶數(shù)、改善現(xiàn)有通信品質(zhì)不良,以及達(dá)到高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/div>
  8、頻率使用效率更高
  相比第三代移動(dòng)通信技術(shù)來(lái)說(shuō),第四代移動(dòng)通信技術(shù)在開(kāi)發(fā)研制過(guò)程中使用和引入許多功能強(qiáng)大的突破性技術(shù),例如一些光纖通信產(chǎn)品公司為了進(jìn)一步提高無(wú)線因特網(wǎng)的主干帶寬寬度,引入了交換層級(jí)技術(shù),這種技術(shù)能同時(shí)涵蓋不同類型的通信接口,也就是說(shuō)第四代主要是運(yùn)用路由技術(shù)(Routing)為主的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。由于利用了幾項(xiàng)不同的技術(shù),所以無(wú)線頻率的使用比第二代和第三代系統(tǒng)有效得多。按照樂(lè)觀的情況估計(jì),這種有效性可以讓更多的人使用與以前相同數(shù)量的無(wú)線頻譜做更多的事情,而且做這些事情的時(shí)候速度相當(dāng)快。研究人員說(shuō),下載速率有可能達(dá)到5Mbps到10Mbps。
  9、通信費(fèi)用更加便宜
  由于4G通信不僅解決了與3G通信的兼容性問(wèn)題,讓更多的現(xiàn)有通信用戶能輕易地升級(jí)到4G通信,而且4G通信引入了許多尖端的通信技術(shù),這些技術(shù)保證了4G通信能提供一種靈活性非常高的系統(tǒng)操作方式,因此相對(duì)其他技術(shù)來(lái)說(shuō),4G通信部署起來(lái)就容易迅速得多;同時(shí)在建設(shè)4G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí),通信營(yíng)運(yùn)商們將考慮直接在3G通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施之上,采用逐步引入的方法,這樣就能夠有效地降低運(yùn)行者和用戶的費(fèi)用。據(jù)研究人員宣稱,4G通信的無(wú)線即時(shí)連接等某些服務(wù)費(fèi)用將比3G通信更加便宜。
  四、第四代通信技術(shù)存在的缺陷
  對(duì)于現(xiàn)在的人來(lái)說(shuō),未來(lái)的4G通信的確顯得很神秘,不少人都認(rèn)為第四代無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是人類有史以來(lái)發(fā)明的復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng),的確第四代無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)在具體實(shí)施的過(guò)程中出現(xiàn)大量令人頭痛的技術(shù)問(wèn)題,大概一點(diǎn)也不會(huì)使人們感到意外和奇怪,第四代無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)存在的技術(shù)問(wèn)題多和互聯(lián)網(wǎng)有關(guān),并且需要花費(fèi)好幾年的時(shí)間才能解決??偟膩?lái)說(shuō),要順利、全面地實(shí)施4G通信,將可能遇到下面的一些困難:
  1、標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一
  雖然從理論上講,3G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。因此,開(kāi)發(fā)第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)必須首先解決通信制式等需要全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題,而世界各大通信廠商將會(huì)對(duì)此一直在爭(zhēng)論不休。
  2、技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)
  盡管未來(lái)的4G通信能夠給人帶來(lái)美好的明天,但是別指望立刻就能用上這種技術(shù),大約還需要5年左右的時(shí)間這項(xiàng)技術(shù)才能發(fā)布。據(jù)研究這項(xiàng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)人員而言,要實(shí)現(xiàn)4G通信的下載速度還面臨著一系列技術(shù)問(wèn)題。例如,如何保證樓區(qū)、山區(qū),及其它有障礙物等易受影響地區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度等問(wèn)題。日本DoCoMo公司表示,為了解決這一問(wèn)題,公司將對(duì)不同編碼技術(shù)和傳輸技術(shù)進(jìn)行測(cè)試。另外在移交方面存在的技術(shù)問(wèn)題,使手機(jī)很容易在從一個(gè)基站的覆蓋區(qū)域進(jìn)入另一個(gè)基站的覆蓋區(qū)域時(shí)和網(wǎng)絡(luò)失去聯(lián)系。由于第四代無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜,這一問(wèn)題顯得格外突出。不過(guò),行業(yè)專家們表示,他們相信這一問(wèn)題可以得到解決,但需要一定的時(shí)間。
  3、容量受到限制
  人們對(duì)未來(lái)的4G通信的印象深的莫過(guò)于它的通信傳輸速度將會(huì)得到極大提升,從理論上說(shuō)其所謂的每秒100MB的寬帶速度,比目前手機(jī)信息傳輸速度每秒10KB要快1萬(wàn)多倍,但手機(jī)的速度將受到通信系統(tǒng)容量的限制,如系統(tǒng)容量有限,手機(jī)用戶越多,速度就越慢。據(jù)有關(guān)行家分析,4G手機(jī)將很難達(dá)到其理論速度。如果速度上不去,4G手機(jī)就要大打折扣。
  4、市場(chǎng)難以消化
  有專家預(yù)測(cè)在10年以后,第三代移動(dòng)通信的多媒體服務(wù)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),第三代技術(shù)仍然在緩慢地進(jìn)入市場(chǎng),到那時(shí)整個(gè)行業(yè)正在消化吸收第三代技術(shù),對(duì)于第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的接受還需要一個(gè)逐步過(guò)渡的過(guò)程。另外,在過(guò)渡過(guò)程中,如果4G通信因?yàn)橄到y(tǒng)或終端的短缺而導(dǎo)致延遲的話,那么號(hào)稱5G的技術(shù)隨時(shí)都有可能威脅到4G的贏利計(jì)劃,此時(shí)4G漫長(zhǎng)的投資回收和贏利計(jì)劃將變得異常的脆弱。
  5、設(shè)施難以更新
  在部署4G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之前,覆蓋全球的大部分無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施都是基于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)建立的,如果要向第四代通信技術(shù)轉(zhuǎn)移的話,那么全球的許多無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施都需要經(jīng)歷著大量的變化和更新,這種變化和更新勢(shì)必減緩4G通信技術(shù)全面進(jìn)入市場(chǎng)、占領(lǐng)市場(chǎng)的速度。而且到那時(shí),還必須要求3G通信終端升級(jí)到能進(jìn)行更高速數(shù)據(jù)傳輸及支持4G通信各項(xiàng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的4G終端,也就是說(shuō)4G通信終端要能在4G通信網(wǎng)絡(luò)建成后及時(shí)提供,不能讓通信終端的生產(chǎn)滯后于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。但根據(jù)目前的事實(shí)來(lái)看,在4G通信技術(shù)全面進(jìn)入商用之日算起的二三年后,消費(fèi)者才有望用上性能穩(wěn)定的4G通信手機(jī)。
  6、其他相關(guān)困難
  因?yàn)槭謾C(jī)的功能越來(lái)越強(qiáng)大,而無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)也變得越來(lái)越復(fù)雜,同樣4G通信在功能日益增多的同時(shí),它的建設(shè)和開(kāi)發(fā)也將會(huì)遇到比以前系統(tǒng)建設(shè)更多的困難和麻煩。例如每一種新的設(shè)備和技術(shù)推出時(shí),其后的軟件設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)必須及時(shí)能跟上步伐,才能使新的設(shè)備和技術(shù)得到很快推廣和應(yīng)用,但遺憾的是4G通信目前還只處于研究和開(kāi)發(fā)階段,具體的設(shè)備和用到的技術(shù)還沒(méi)有完全成型,因此對(duì)應(yīng)的軟件開(kāi)發(fā)也將會(huì)遇到困難;另外費(fèi)率和計(jì)費(fèi)方式對(duì)于4G通信的移動(dòng)數(shù)據(jù)市場(chǎng)的發(fā)展尤為重要,例如WAP手機(jī)推出后,用戶花了很多的連接時(shí)間才能獲得信息,而按時(shí)間及信息內(nèi)容的收費(fèi)方式使用戶難以承受,因此必須及早慎重研究基于4G通信的收費(fèi)系統(tǒng),以利于市場(chǎng)發(fā)展。還有4G通信不僅需要區(qū)分語(yǔ)音流量和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù),還需要具備能到數(shù)據(jù)傳輸速度很慢的第三代無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)上平穩(wěn)使用的性能,這就需要通信營(yíng)運(yùn)商們必須能找到一個(gè)很好的解決這些問(wèn)題的方法,而要解決辦法就必須首先在大量不同的設(shè)備上精確執(zhí)行4G規(guī)范,要做到這一點(diǎn),也需要花費(fèi)好幾年的時(shí)間。況且到了4G通信真正開(kāi)始推行時(shí),熟悉4G通信業(yè)務(wù)的經(jīng)驗(yàn)和專門技術(shù)人才還不多,這樣同樣也會(huì)延緩4G通信在市場(chǎng)上迅速推廣的速度,因此到時(shí)對(duì)于設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)4G通信的專門技術(shù)人員還須早日進(jìn)行培訓(xùn)。
  五、第四代通信技術(shù)的發(fā)展展望
  在新一代技術(shù)剛推出市場(chǎng)之后,更高的技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研發(fā)。目前日本的NTT DoCoMo公司已經(jīng)表示,4G通信的試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)部署在公司的橫須賀研發(fā)園內(nèi),該網(wǎng)絡(luò)集結(jié)了試驗(yàn)基站和移動(dòng)終端,同時(shí)NTT DoCoMo公司還表示,4G通信服務(wù)將于2010年推出,網(wǎng)絡(luò)的下載速度可以達(dá)到100Mbps,上載速度為20Mbps。美國(guó)AT&T公司推出的4G通信網(wǎng)絡(luò)的試驗(yàn),據(jù)說(shuō)可以配合目前的EDGE進(jìn)行無(wú)線上傳,并通過(guò)OFDM技術(shù)達(dá)到快速下載的目的。美國(guó)AT&T公司聲稱大約還需要五年,這項(xiàng)技術(shù)才能發(fā)布;再有十年左右的時(shí)間,4G才能真正投入到商用階段。在去年二月份,歐洲的四家移動(dòng)設(shè)備生產(chǎn)商——阿爾卡特、愛(ài)立信、諾基亞和西門子組成了世界無(wú)線研究論壇(WWRF),以研究3G以后的發(fā)展方向。WWRF預(yù)計(jì)4G技術(shù)將在2010年開(kāi)始投入應(yīng)用。這一代通信技術(shù)可以將不同的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)和通信標(biāo)準(zhǔn),手機(jī)信號(hào),無(wú)線電通信和電視廣播以及衛(wèi)星通信結(jié)合起來(lái),這樣手機(jī)用戶就可以隨心所欲的漫游了。目前在歐洲地區(qū),無(wú)線區(qū)域回路與數(shù)字音訊廣播已針對(duì)其室內(nèi)(Indoor)應(yīng)用而進(jìn)行相關(guān)的研發(fā),測(cè)試項(xiàng)目包括10Mbps與MPEG影像傳輸應(yīng)用,而第四代移動(dòng)通信技術(shù)則將會(huì)是現(xiàn)有兩項(xiàng)研發(fā)技術(shù)的延伸,先從室內(nèi)技術(shù)開(kāi)始,再逐漸擴(kuò)展到室外的移動(dòng)通信網(wǎng)路。愛(ài)立信公司的一位高級(jí)官員表示,該公司在經(jīng)濟(jì)不景氣的情況下不會(huì)減少研發(fā)第四代無(wú)線通訊技術(shù)的預(yù)算的,該公司的負(fù)責(zé)人同時(shí)表示,該公司的研發(fā)工作具有3-10年的前瞻性,暫時(shí)的需求不振不會(huì)使該公司放慢研究的速度。
  國(guó)際電信聯(lián)盟無(wú)線電通信部也已經(jīng)達(dá)成共識(shí),將把移動(dòng)通信系統(tǒng)同其他系統(tǒng)結(jié)合起來(lái),在2010年之前是數(shù)據(jù)傳輸數(shù)率達(dá)到100Mbps。對(duì)于更高級(jí)的3G系統(tǒng),ITU決定同時(shí)發(fā)展IMT-2000的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)——提高數(shù)據(jù)包和聲音文件的傳輸速率——被日本NTT DoCoMo和J-Phone兩家公司采用的WCDMA將能大達(dá)到8Mbps的下在速率,而CDMA2000系統(tǒng)也將達(dá)到2.4Mbps的速率。同時(shí)ITU對(duì)外發(fā)表聲明說(shuō)目前第四代移動(dòng)通信的頻段尚未被討論與制訂,不過(guò)原則上將會(huì)是以高頻段頻譜為主,另外也將會(huì)使用到微波相關(guān)的技術(shù)與頻段。
 

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