搭乘地鐵,打開手機,發(fā)現(xiàn)老板又通過郵件交代任務(wù)了。趕緊把任務(wù)給解決了。還有3 站才到目的地,看一會動畫片吧,正看得歡,可惡的老板又來電話,說有緊急的事兒。迅速下車,找到一塊安靜的地方,打開視頻會議菜單。視頻會議一結(jié)束,按照老板的指示參加一個用戶交流會,通過手機的GPS 功能查看實時地圖,找到一條最快最不堵車的線路#8943;#8943;這些不再是日韓劇中看到的場景,我們即將擁有速率至少達到384K/ 秒的3G 網(wǎng)絡(luò)。有了3G,視頻通話、下載影片、隨時隨地辦公都不在話下。
那么,3G 和2G 有什么不同,是什么技術(shù)讓3G 實現(xiàn)上述場景中的視頻瀏覽、電話會議、電子商務(wù)信息服務(wù)?從技術(shù)的層面,3G 和2G的最大區(qū)別在于無線網(wǎng)絡(luò)速率的提高。2G 時代,無線網(wǎng)絡(luò)速率是9k/s,而到了3G,無線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的高速的數(shù)據(jù)傳輸速度,也就是說在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps、384kbps以及144kbps 的傳輸速度。相應(yīng)而來的就有了應(yīng)用的多樣化,以前在2G上不能實施的視頻電話、高速的數(shù)據(jù)上載和下載、電話會議就能實現(xiàn)。
新的問題又來了。為什么速度能提高?簡單來說,由于采用了更高的頻帶和更先進的無線(空中介面)接入技術(shù),3G 標準的移動通訊網(wǎng)絡(luò)通訊質(zhì)量較2G、2.5G 網(wǎng)絡(luò)有了很大提高。理論和定義聽上去枯燥而費解,現(xiàn)在運用一下我們的想象力,一切都可能變得相當簡單。在移動無線的世界中,每個傳輸?shù)臄?shù)據(jù),都如同行駛在北京擁擠街道上的汽車,它們總想以最快的速度到達目的地。與此同時,街道上的汽車數(shù)量還在不斷增加,交通情況更加惡化。于是,就有了2G 到3G 的演變。演變的核心在于拓寬道路和制定更為有效的交通規(guī)則。換句話說,我們需要把那條看不見的空中道路拓寬,并制定更完善的交通規(guī)則,以最大化道路的利用率。
道路的拓寬, 就是采用更高的頻帶,3G 的頻帶比2G 寬。但無線電頻寬十分有限,不像有線網(wǎng)絡(luò),只要抽換或者加鋪線路就能增加頻寬,因此如何制定這條道路上的交通規(guī)則就顯得格外重要。在我們無線移動通信道路上,到目前為止,核心的交通規(guī)則有3 個,分別是FDMA、TDMA、CDMA。FDMA,也就是頻分復用技術(shù),通過將頻帶分割成統(tǒng)一的帶寬分塊,將頻帶分成不同的語音信道。也就是說,每輛汽車分配一條跑道,這樣就造成了很大的浪費,因為這輛汽車并沒有必要占據(jù)整條跑道,剩下的跑道完全可以分給其他有需要的車輛。
除此以外,頻帶與頻帶之間即使有間隙(保護頻帶),但相鄰頻帶之間也會有一些頻帶重疊的現(xiàn)象發(fā)生。如果哪條跑道上的汽車一不小心跑到別的跑道邊緣,有可能撞車,撞車的后果是雜音的出現(xiàn)。
隨著使用無線移動通信的人越來越多,F(xiàn)DMA 漸漸沒法應(yīng)付,它不是有效的空中接入方法,容量低,信號差,安全性差。這時,TDMA適時出現(xiàn)了。TDMA,時分多址,它是通信專家制定的另外一種交通規(guī)則。將頻帶分成信道, 再將信道分成時隙。根據(jù)指定的頻率為每個呼叫分配一個特定的時間段。這樣能加大道路的利用率。在語音信號傳輸之前,還會有一個壓縮和數(shù)字化的過程,帶寬從標準的56kb/s 編碼降低至8kb/s,甚至更少,就如同《七龍珠》中的魔力膠囊,本來是一輛汽車,但通過一些技術(shù),將汽車壓縮成一顆很小的膠囊,攜帶方便,等達到目的地,再將膠囊變成汽車。這樣,就降低了空中鏈路的傳輸量,占用的傳輸空間減少。
相對傳統(tǒng)的FDMA 和TDMA,CDMA 剛開始被提出的時候,業(yè)界對它的反應(yīng)就如同當年哥倫布建議按照相反的方向航行到達印度時伊莎貝拉女皇的反應(yīng), 現(xiàn)在,CDMA 已經(jīng)成為3G 的基礎(chǔ)。WCDMA、CDMA2000、TDS-CDMA都是由CDMA 發(fā)展而來的。
CDMA 采用與TDMA完全不同的方法。它并不是把整個可用的頻帶分成幾百條窄帶,而是讓每一個頻道使用所能提供的全部頻帶,利用編碼技術(shù)將多個并發(fā)的傳輸過程分開。CDMA 的特點決定了CDMA 頻率的利用率很高。
我們可以用一個比汽車更形象的例子。在機場大廳,許多人正在兩兩交談,TDMA 可以看作所有的人都聚集在大廳中央,卻按順序發(fā)表自己的看法;FDMA 可以看作大廳里的人分散各處,兩兩扎堆,每一堆的話題同時進行,相互之間完全獨立;CDMA 可以看作大廳中央的每個人都在說話,但是每一對使用不同的語言,講中文的這一對談?wù)撝袊氖虑椋⑶野阉信c中國無關(guān)的內(nèi)容當作噪聲。因此,CDMA 的關(guān)鍵在于能提取期望的信號,同時拒絕所有其他的信號。
這樣,相對于FDMA、TDMA來說,CDMA 更好地完成了指揮交通的角色,為我們帶來高清晰話音、高速數(shù)據(jù)、多媒體、漫游等多項業(yè)務(wù),實現(xiàn)了3G 高速通信網(wǎng)絡(luò)的需求。