中國企業(yè)有獨特的優(yōu)勢,不僅僅是基于TD方面的話語權,在TD-SCDMA中對MIMO技術的掌握,使我們也達到了世界先進水平.
坐飛機可以上網(wǎng),會比在地面還便宜,因為飛機與飛機之間可以形成一種非常廉價的寬帶網(wǎng)絡.這是4G.
互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣播網(wǎng)融為一體組成一個通播網(wǎng),無論使用什么終端,您都可享受高品質的語音和視頻傳輸.這也是4G.
除此之外,如今已見雛形的WiMAX,也被歸為4G的藍圖之中.
依據(jù)既定的性能指標,關于4G的暢想有很多,商機也無限,如何去實現(xiàn)?標準未定之時,對于產業(yè)發(fā)展趨勢便出現(xiàn)各種猜想和預測……
“移動狀態(tài)下能達到100Mbps的傳輸速率,靜止狀態(tài)下能夠實現(xiàn)1Gbps的速率.”ITU(國際電信聯(lián)盟)正式定義了4G的性能標準,但并未限定4G的技術路線.
通過現(xiàn)有的3G網(wǎng)絡進行技術過渡和延伸,還是選取在數(shù)據(jù)傳輸上具有先天優(yōu)勢的無線寬帶作為技術鋪墊?這似乎是放置在設備商面前的一個潘多拉之盒.
4G標準逼近,魔盒或將打開.
在2007年中國電信業(yè)發(fā)展與政策通報會上,信息產業(yè)部科技司副司長張新生表示,2007年通信科技工作的主要思路之一就是做好4G國際標準提案的各項準備以及啟動前的征集、遴選和論證工作.
另一方面,國際上將在2008年開始4G標準的評選工作,國際電聯(lián)將向全世界征求4G候選技術標準.
但此前,一場激烈的標準搶奪戰(zhàn)正將4G引入撲朔迷離的戰(zhàn)國時代.
技術路線紛繁蕪雜
四種4G定義究竟是殊途同歸還是分道揚鑣?4G與我們即將觸摸到的3G有無關聯(lián),是否會取代3G?
到目前為止,人們還沒有對4G通信進行精確的定義.
有人說4G通信的概念來自其他無線服務的技術,從無線應用協(xié)定、全球袖珍型無線服務到3G;有人說4G通信是個超越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線技術.
伴隨著各種暢想,國際上出現(xiàn)了關于4G的四大主流意見.
ITU認為,4G是基于IP協(xié)議的高速蜂窩移動網(wǎng),從現(xiàn)有3G演進.與現(xiàn)有的移動通信技術相比,4G的傳輸速度可提高1000倍,發(fā)射功率只有現(xiàn)在的1/10或1/100,不對其他設備構成電磁干擾,支持手機互動功能.
來自4GMF的定義是:4G將不局限于電信行業(yè),還將廣泛用于交通、國防、醫(yī)療、金融等領域.4G技術的重點是融合無線接入技術、移動技術和寬帶技術于一體.
業(yè)界還有一種觀點,4G是從WiMAX演進而來的,是基于IP的能覆蓋廣大地區(qū)的移動無線城域網(wǎng),主要用于移動傳送高速數(shù)據(jù)而不是語音.它既是WiFi的競爭者,又是XDSL技術的無線替代技術,構成支持高速移動和實時在線的公共無線寬帶接入網(wǎng).
最后,4G有望集成不同模式的無線通信——從無線局域網(wǎng)和藍牙等室內網(wǎng)絡、蜂窩信號、廣播電視到衛(wèi)星通信,移動用戶可以自由地從一個標準漫游到另一個標準.
以上四種4G定義究竟是殊途同歸還是分道揚鑣?多年跟蹤研究未來移動通信技術的北京郵電大學教授袁超偉認為,4G將沿著兩個方向發(fā)展:一個方向是無線的寬帶化,另一個就是寬帶的無線化.隨著移動通信技術向4G演進,趨勢將是不同的無線技術在NGN架構下融合、共存,發(fā)揮各自的優(yōu)勢,形成多層次的無線網(wǎng)絡環(huán)境.
而此時,大家更為關心的一個問題是,4G與我們即將觸摸到的3G有無關聯(lián),是否會取代3G?
“4G取代3G是通信發(fā)展的必然趨勢.不過從網(wǎng)絡的平滑演進方面來說,3G是必不可少的一個階段.”袁超偉認為,目前2G的系統(tǒng)從接入網(wǎng)到核心網(wǎng)大都是電路型的,而未來的4G系統(tǒng)則是從接入到核心網(wǎng)一體化的全IP結構.從一個完全電路型的系統(tǒng)演變?yōu)橐粋€基于分組的全IP結構的系統(tǒng),是一個臺階式的躍變,3G系統(tǒng)在這中間可以起到承上啟下的樞紐作用.
“其實,在制定標準時,人們就已認識到3G有其不足,要真正實現(xiàn)移動寬帶因特網(wǎng)的夢想還要繼續(xù)發(fā)展.所以,3GPP后來開始發(fā)展LTE(自WCDMA演進的4G技術),要求在2010年達到這個目標.此后將出現(xiàn)新一輪的競爭,一方面是3G技術與帶有4G特征的移動寬帶技術的競爭,另一方面則是3G不同標準之間的競爭.”未來移動通信論壇相關人士告訴記者.
國際標準的四種可能
在標準的形成過程中,獨木難成林.這意味著有相似技術背景的企業(yè)往往需要捆在一起形成合力.
與3G標準一樣,4G標準牽涉到運營商、設備商和終端廠商等一系列產業(yè)鏈,因此是電信業(yè)最重要的較量.
在3G走向商用的同時,國外有關4G的研究已經(jīng)小有成果.歐盟、日本、韓國都啟動了相關計劃,三星、西門子、摩托羅拉等企業(yè)以及運營商NTT DoCoMo都在研究方面相對領先.據(jù)美國專利和商標局統(tǒng)計,自2002年以來,有關4G技術方面的專利申請數(shù)量以每年500%的速度增加.預計到2010年,全球將有近1萬項4G技術專利.
水清木華電信研究總監(jiān)沈子信分析說:“對于4G標準演進的研究,現(xiàn)階段主要有兩個思路.一是從3G/E3G直接演進,二是從WiMAX方向進行演進.而基于3G的CDMA、WCDMA、TD-SCDMA幾個分支,又將分別演繹出三類4G技術標準.因此,4G的國際標準將會出現(xiàn)四種可能.”
他的分析有著現(xiàn)實的反映.以北電、高通、愛立信為主的通信巨頭,正以自身技術優(yōu)勢為起點,搶占4G標準的先發(fā)優(yōu)勢.
最早放棄3G直接轉投WiMAX的北電,如今已是鋒芒畢露.2007年3月初,北電攜手Kyocera Wireless和Runcom,成功完成了業(yè)界首個采用創(chuàng)新的WiMAX天線技術在多廠商環(huán)境下進行的現(xiàn)場MIMO呼叫.OFDM-MIMO不僅是WiMAX的核心技術,而且是所有4G解決方案的基礎.這鞏固了北電在OFDM-MIMO領域的領導地位.
在以WiMAX為基礎發(fā)展4G的陣營中,并不只有北電.在2007年3月舉辦的3GSM大會上,Sprint的4G無線寬帶伙伴——三星、英特爾、摩托羅拉和諾基亞聯(lián)合打出共同支持WiMAX的口號,并競相演示了“類4G”應用場景.
WiMAX陣容強大,最主要的是,商用已初見端倪.而一種標準的領先形成,無疑將給競爭對手造成巨大壓力.
在通往4G的行程中,愛立信急轉掉頭,根據(jù)自身優(yōu)勢進行量體裁衣.近日,愛立信戰(zhàn)略和業(yè)務開發(fā)經(jīng)理邁克爾·佩爾森表示:愛立信已停止WiMAX開發(fā),將集中全力開發(fā)面向4G的LTE.
高通與愛立信有同樣打算.近日訪華時,高通CDMA技術集團副總裁克里斯蒂安諾·阿蒙高調宣稱:“CDMA在目前新版本中的試驗速率已遠超WiMAX這種號稱4G的技術.”而早在2005年8月11日,高通公司就曾以6億美元收購了獲近300項OFDM技術專利的Flarion技術公司.
在標準的形成過程中,獨木難成林.這意味著有相似技術背景的企業(yè)往往需要捆在一起形成合力.
“同樣在WCDMA領域有著主導權的諾基亞和阿爾卡特最有可能與愛立信抱團提出LTE方面的標準;三星和北電可能合作推進WiMAX標準制定;而高通、摩托羅拉則有可能提出基于CDMA的4G標準.”沈子信認為.盡管如此,也不排除一個企業(yè)參與多項標準制定的可能,如同摩托羅拉和諾基亞在WiMAX陣營中的積極表現(xiàn).
而對于基于TD-SCDMA的4G標準演進,沈子信認為:“中國企業(yè)有著獨特的優(yōu)勢,不僅僅是基于TD方面的話語權,在TD-SCDMA中對于MIMO技術的掌握,使我們也達到了世界先進水平.”
中國標準萌芽
4G將由以科研機構為主導轉向以企業(yè)為主導的研發(fā)趨勢.而后者的積極進入將為標準的提出和商用奠定良好的基礎.
中國要做怎樣的4G?隨著國家相關重大項目的成功驗收,答案日益具像化.
早在2001年,863計劃就啟動了面向后三代/四代(B3G/4G)移動通信發(fā)展的重大研究計劃——未來通用無線環(huán)境研究計劃(FuTURE計劃).1月28日,在上海工程技術大學正式對外開放的4G外場試驗系統(tǒng)現(xiàn)場,人們感受了4G時代的便捷生活,FuTURE計劃的關鍵一步——上海4G實驗網(wǎng)成功通過國家驗收.
FuTURE項目總體組組長、東南大學移動通信國家重點實驗室主任、未來移動通信論壇秘書長尤肖虎說:“FuTURE計劃為3G未來演進,特別是為TD-SCDMA-LTE技術做了很多的技術支持.目前取得的技術成果中有40%可與TD-SCDMA的技術演進相結合,所以也將帶動TD-SCDMA向B3G/4G演進.”他透露:“目前,中興、華為、大唐都在做這些開發(fā),預計在2010年,可把LTE的產品推向市場并投入使用.”
據(jù)了解,在標準化方面,中國4G項目組向國際相關標準化組織提交了百余項標準提案.項目組還需要通過與企業(yè)和運營商的合作,參與國際標準競爭.“不排除與國際上的一些方案形成融合型標準化提案.”尤肖虎告訴記者:“2008年,4G的標準化將會得到實質性的推進.”
對于中國標準的提出,北京郵電大學教授袁超偉認為:“為了保證未來我國4G標準在國際上的影響力,最好還是盡量遵循ITU的發(fā)展標準和演進路線.”
在我國,前沿技術的跟蹤目前主要還是以科研機構為主導,企業(yè)以參與和配合的形式出現(xiàn).在我國4G領域有著發(fā)言權的“學院派”代表——北京郵電大學最近有搶眼表現(xiàn).日前,多內核數(shù)字信號處理器(DSP)芯片和無線通信方案供應商PicoChip設計有限公司宣布,與北京郵電大學達成研發(fā)合作協(xié)議,共同在下一代無線空中接口領域展開研究合作.據(jù)透露,他們的合作計劃將針對WiMAX、UMTS-LTE、802.16m和UMB等幾項技術展開,通過PicoChip的多內核數(shù)字信號處理器平臺來實現(xiàn)軟件無線電,為這些標準提供快捷、高性價比的實現(xiàn)方案.“這意味著北郵將在4G研究方面向WiMAX領域拓展.”沈子信表示.
但同時,有跡象表明,以企業(yè)為主導制定標準的時代即將來臨.
日前,有消息表明,華為、中興可能積極參與下一代標準的制定,并組建4G標準聯(lián)盟.而與國際企業(yè)在4G方面的高調進軍形成鮮明對比的是,包括中興、華為在內的國內企業(yè)卻顯得比較低調.它們表示一直在跟進4G的研發(fā),對國際上的幾個主流標準早在2001年就有跟蹤,但拒絕透露內情.“4G將由以科研機構為主導轉向以企業(yè)為主導的研發(fā)模式,而后者的積極進入將為標準的提出和商用奠定良好的基礎.”袁超偉說.
鏈接一 第四代移動通信
以技術層面來看,第三代移動通信系統(tǒng)主要是以CDMA為核心技術,第四代移動通信系統(tǒng)技術則以OFDM最受矚目,特別是有不少專家學者針對OFDM技術在移動通信技術上的應用,提出了相關的理論基礎.例如無線區(qū)域環(huán)路(WLL)、數(shù)字音訊廣播(DAB)等,在未來都將采用OFDM技術.
下一代移動通信的網(wǎng)絡結構(如圖所示)中,核心網(wǎng)絡不專門用作移動通信,而是作為一種統(tǒng)一的網(wǎng)絡,支持有線及無線的接入.
預計3G以后移動通信的主流技術將是OFDM技術.
鏈接二 關于OFDM
OFDM(正交頻分復用技術,Orthogonal Frequency Division Multiplexer)采用一種不連續(xù)的多音調技術,將被稱為載波的不同頻率中的大量信號合并成單一的信號,從而完成信號傳送.由于這種技術具有在雜波干擾下傳送信號的能力,因此常常會被利用在容易受外界干擾或者抵抗外界干擾能力較差的傳輸介質中.
目前,OFDM技術已被廣泛應用于廣播式的音頻和視頻領域和民用通信系統(tǒng)中,其主要的應用包括:非對稱的數(shù)字用戶環(huán)路(ADSL)、ETSI標準的數(shù)字音頻廣播(DAB)、數(shù)字視頻廣播(DVB)、高清晰度電視(HDTV)、無線局域網(wǎng)(WLAN)等.
