4G時代：科技后浪推前浪

嚴晨安

4G時代：科技后浪推前浪

嚴晨安

4G通信技術可能是一個比3G通信更完美的新無線世界，它可以創(chuàng)造出許多消費者難以想象的應用，它帶著不可比擬的優(yōu)越即將到來。

3G已在面前，4G還會遠嗎

4G是第四代移動通信及其技術的簡稱，是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質量視頻圖像，以及圖像傳輸質量與高清晰度電視不相上下的技術產品。

4G系統(tǒng)能夠以100Mbps的速度下載，比撥號上網快2000倍，是移動電話數據傳輸速率的1萬倍，也是3G移動電話速率的50倍。上傳的速度也能達到20Mbps，并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求。

在用戶最為關注的價格方面，由于技術的先進性確保了成本投資的大大減少，4G與固定寬帶網絡在價格方面不相上下，而且計費方式更加靈活機動，用戶完全可以根據自身的需求定制服務。

此外，4G可以在DSL和有線電視調制解調器沒有覆蓋的地方部署，然后再擴展到整個地區(qū)。

4G通信技術并沒有脫離以前的通信技術，而是以傳統(tǒng)通信技術為基礎的。如果說3G能為人們提供一個高速傳輸的無線通信環(huán)境的話，那么4G通信會是一種超高速無線網絡，一種不需要電纜的信息超級高速公路，這種新網絡可使電話用戶以無線及三維空間虛擬實境連線。這意味著，未來的4G通信將帶給人們真正的溝通自由，并徹底改變人類的生活方式。

世界移動通信大會是一年一度的行業(yè)盛會，由全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會主辦。2010年世界移動通信大會主題為“美夢成真”，在這次大會上，4G時代的核心技術——長期演進技術（LTE）成為關注的焦點。愛立信成功演示了一種LTE/4G新系統(tǒng)，其下載速率最高達到了每秒1GB（1000兆比特），創(chuàng)世界紀錄，遠超出了目前普通互聯(lián)網的網速。

在近幾年有關移動寬帶技術的角逐中，LTE基本上已成為勝利者。據全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會公布的數據，全世界已有74家運營商參與或承諾參與LTE的測試或應用。

2010年12月31日，工業(yè)和信息化部正式批復同意中國移動TD-LTE規(guī)模試驗總體方案，將在上海、杭州、南京、廣州、深圳、廈門6個城市組織開展TD-LTE規(guī)模技術試驗。這是繼2010年10月TD-LTE增強型成功被國際電聯(lián)確定為4G國際標準后，我國布局4G的關鍵性舉措。這6個開展TD-LTE研發(fā)的城市總規(guī)模達3060個基站，即每個城市500個左右。其中，經歷過世博會的上海以及剛剛結束亞運會的廣州都已經搭建過TD-LTE的試驗網。

從 G SM、G PRS到 3G、4G

人們都知道，最早的移動通信電話用的是模擬蜂窩通信技術，這種技術只能提供區(qū)域性語音業(yè)務，而且通話效果差、保密性能也不好，用戶的接聽范圍也很有限。

隨著移動電話的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的通信模式已經不能滿足人們通信的需求，出現(xiàn)了GSM通信技術。該技術用的是窄帶TDMA，允許在一個射頻(即“蜂窩”)同時進行8組通話。GSM數字網也具有較強的保密性和抗干擾性，音質清晰，通話穩(wěn)定，并具備容量大、頻率資源利用率高、接口開放、功能強大等優(yōu)點。不過它能提供的數據傳輸率僅為9.6kbit/s，與五、六年前用固定電話撥號上網的速度相當，而當時的Internet幾乎只提供純文本的信息。

時下正流行的數字移動通信手機是第二代（2G），一般采用GSM或CDMA技術。第二代手機除了可提供所謂“全球通”話音業(yè)務外，已經可以提供低速的數據業(yè)務了，也就是收發(fā)短消息之類。從理論上講，2G手機用戶在全球范圍都可以進行移動通信，但是由于沒有統(tǒng)一的國際標準，各種移動通信系統(tǒng)彼此互不兼容，給手機用戶帶來諸多不便。

針對GSM通信出現(xiàn)的缺陷，2000年又推出了一種新的通信技術GPRS，在移動用戶和數據網絡之間提供一種連接，給移動用戶提供高速無線IP和X.25分組數據接入服務。標志著人們在GSM的發(fā)展史上邁出了意義最重大的一步。

在這之后，通信運營商們又要推出EDGE技術，這種通信技術是一種介于現(xiàn)有的第二代移動網絡與第三代移動網絡之間的過渡技術，因此也有人稱它為“準3G”技術，它有效提高了GPRS信道編碼效率的高速移動數據標準，它允許高達384KbPs的數據傳輸速率，可以充分滿足未來無線多媒體應用的帶寬需求。

象征著3G通信的標志技術WCDMA能為用戶帶來最高2Mbit/s的數據傳輸速率，計算機中應用的任何媒體都能通過無線網絡輕松地傳遞，不僅能順暢地處理聲音、圖像數據、與互聯(lián)網快速連接，還可以處理真實的動態(tài)圖像。

4G技術一直存在著LTE和WiMAX兩大標準之爭。但第一個4G無線移動寬帶網絡數據標準是TD-LTE，中國最大的電信運營商——中國移動是第一個TD-LTE運營商。IBM數據顯示，67%運營商正考慮使用LTE，因為這是他們未來市場的主要來源。

人們不難發(fā)現(xiàn)，移動通信系統(tǒng)大約每10年就有一項技術更新：第一代移動通信系統(tǒng)的任務已經達成，現(xiàn)階段是第二代移動通信系統(tǒng)的時代。據3G市場分三個階段走的發(fā)展計劃，3G的多媒體服務在10年后進入第三個發(fā)展階段，那時覆蓋全球的3G網絡基本建成，在發(fā)達國家，3G服務的普及率超過60%，那時就需要有更新一代的系統(tǒng)來進一步提升服務質量，也將是4G時代到來之時。

4G趨勢：是手機，更是電腦

人們必須借助各種各樣的4G終端才能享受4G技術，不少通信營運商正是看到了未來通信的巨大市場潛力，已經開始把眼光瞄準到生產4G通信終端產品上了。例如，生產具有高速分組通信功能的小型終端、生產對應配備攝像機的可視電話以及電影電視的影像發(fā)送服務的終端等。

雖然現(xiàn)在的3G技術被吹捧成可以視頻通話、高清電視、互聯(lián)網游戲甚至電影下載，但速度還是很不給力，費用更是十分昂貴。但專家表示，等到了4G時代，寬帶互聯(lián)網才能真正搬到手機上。到時候，手機可以是“指尖上”的教室、銀行、影院，可以為你提供定位服務，甚至可以遠程指揮家中的洗衣機和微波爐。“手機電子貨幣”將會越來越普及，它不僅可以使支付系統(tǒng)實現(xiàn)無紙化，而且還可以代替銀行卡，迎來“無卡化”時代。

通俗地說，在4G時代，我們的手機主要是用來上網的，通話反而變得次要了。“未來的手機不是為了打電話，而是把人隨時隨地‘粘’在網上。”北京郵電大學信息與通信工程學院副教授趙慧這樣形容4G終端的作用。她表示，4G實際上也只是實現(xiàn)無線接入的一種方式，此外還有WLAN，短距通信之類，各種各樣的無線通信方式，就是在實現(xiàn)我們所見所聞所說的各種信息和網絡上信息之間的溝通互動，未來語音業(yè)務只能成為輔助業(yè)務。

2009年12月，LTE技術在世界上首次投入公共應用。這一天TeliaSonera公司在瑞典首都斯德哥爾摩和挪威首都奧斯陸正式推出了LTE服務項目。2010年，美國、日本也將開始LTE技術的商業(yè)應用。據預測，到2013年，全世界手機上網用戶數量將超過使用電腦上網的用戶數量，達到17.8億，LTE網絡的用戶將達7200萬。寬帶化、智能化、個性化、媒體化、多功能化、環(huán)保化是世界移動通信發(fā)展的新趨勢。

4G時代中國不懼國際競爭

在新一代技術剛推出市場之后，更高的技術應用已經在實驗室進行研發(fā)。

國際已呈群雄逐鹿形勢。全球最大WiMAX運營商Clearwire公司表示，會把波特蘭改造為美國西部無線網絡速度最快的城市。英特爾公司執(zhí)行副總裁兼銷售與市場營銷事業(yè)部總經理馬宏升表示：“英特爾會攜手Clearwire及其合作伙伴，讓消費者以前所未有的方式，隨時在更多地點與互聯(lián)網進行交互。”日本的NTT DoCoMo公司已經表示，4G通信的試驗網絡已經部署在公司的橫須賀研發(fā)園內，該網絡集結了試驗基站和移動終端。美國AT&T公司聲稱大約還需要5年，這項技術才能發(fā)布；再有10年左右的時間，4G才能真正投入到商用階段。歐洲的4家移動設備生產商——阿爾卡特、愛立信、諾基亞和西門子組成了世界無線研究論壇(WWRF)。在歐洲地區(qū)，無線區(qū)域回路與數字音訊廣播已針對其室內 (Indoor)應用而進行相關的研發(fā)，而第四代移動通信技術則會是現(xiàn)有兩項研發(fā)技術的延伸。愛立信公司的一位負責人表示，該公司的研發(fā)工作具有3-10年的前瞻性，暫時的需求不振不會使該公司放慢研究的速度。國際電信聯(lián)盟無線電通信部也已經達成共識，會把移動通信系統(tǒng)同其他系統(tǒng)結合起來，在2010年使數據傳輸速率達到100Mbps。

吸取了前幾代通信技術發(fā)展中“只能跟在別人后面打工”的教訓，我國相關政府部門從較早時候就開始關注4G的發(fā)展，并積極參與4G國際標準的制定。早在2001年，我國863計劃就啟動了面向后三代以及四代移動通信發(fā)展的重大研究計劃——未來通用無線環(huán)境研究計劃。

2005年10月，我國有關部門專門成立了“未來移動通信論壇”。目前該論壇已吸納了33家會員，這些會員包括國內外眾多的通信運營企業(yè)、設備制造企業(yè)和研究院校，如西門子、愛立信、華為、中國移動和清華大學等。同時，該論壇也在積極與相關的國內外標準化組織和產業(yè)聯(lián)盟合作。

實際上，在準備4G國標的過程中，我國已有了具體成果。2010年年初，我國在上海地區(qū)對自主開發(fā)的4G移動技術進行了測試。與此同時，我國掌握了3G核心技術的大唐也積極向4G邁進。大唐電信科技產業(yè)集團副總裁楊毅剛表示，目前4G標準方面大唐電信已經完成了技術方案的起草，并且開始與3G融合。如果順利，大唐電信的4G標準技術方案與TD一樣，將有可能成為世界標準。

2010年4月，科技部部長萬鋼出席上海世博會TD-LTE演示網開通儀式時表示，TD-LTE是十一五工作的重中之重，國家將在充分借鑒TD-SCDMA產業(yè)化經驗的基礎上，對TD-LTE的產業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)進行體系化的規(guī)劃與扶持。

在不久前落幕的第二十一屆中美商貿聯(lián)委會全會上，中國國務院副總理王岐山公開承諾，電信運營企業(yè)可以根據市場原則和自身需要相關范圍中自主選擇4G技術標準，而這與目前中國在3G市場規(guī)劃上采用的管理方式完全不同。

“在2G、3G等核心關鍵技術上，我們還扮演著學習者和跟隨著的角色。”工信部電信研究院副院長曹淑敏日前表示，我國的4G發(fā)展與世界基本同步，從標準上來講，已經實現(xiàn)100%同步，從研發(fā)上來講，可以說基本同步，在推動的進程和參與度上來講，與國際也基本相當。

南京郵電大學教授、原副校長張順頤也說：“從目前勢頭來看，花4-5年時間，中國通信業(yè)界將有能力在4G標準和產業(yè)上把握更多話語權，王岐山總理的講話有其前瞻性，在4G時代中國將不懼國際競爭。”

據悉，4G將首先覆蓋熱點和發(fā)達地區(qū)，未來我國將形成2G、3G和4G并存的局面，而不是簡單升級替換。而在整合LTE產業(yè)鏈能力方面，華為、中興已與愛立信、高通、諾基亞、西門子等并肩處于世界前幾位。有專家表示，3G包括2G都不會被4G完全取代，三者將會長期并存。(根據網絡新聞綜合整理)