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第四代移動(dòng)通信
現(xiàn)在，中國(guó)、歐洲、日本、韓國(guó)等對(duì)第四代移動(dòng)通信的研究工作已經(jīng)啟動(dòng)，歐洲的研究項(xiàng)目叫“第六框架”。日本、韓國(guó)都是自己獨(dú)立搞。我國(guó)對(duì)第四代移動(dòng)通信的研究工作也已經(jīng)正式列入863項(xiàng)目。這次我國(guó)第四代移動(dòng)通信的研究工作一開始就強(qiáng)調(diào)國(guó)際合作。估計(jì)我國(guó)在第四代的研究工作與國(guó)際上同步進(jìn)行，不會(huì)落后的。不過(guò)，現(xiàn)在世界各國(guó)對(duì)第四代移動(dòng)通信的研究工作都是處在初級(jí)階段，并沒(méi)有進(jìn)入實(shí)質(zhì)部分，誰(shuí)也不能給它下一個(gè)定義，更談不上頻段的劃分等。ITU計(jì)劃在2004年征求第四代移動(dòng)通信的方案，2010年制訂出全世界統(tǒng)一的第四代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)。
目前，業(yè)界人士對(duì)第四代移動(dòng)通信共識(shí)的方面有：
1.第四代移動(dòng)通信以數(shù)據(jù)通信和圖像通信為主；
2.數(shù)據(jù)通信的速率比第三代要大大提高，室外移動(dòng)通信的速率20Mb以上，室內(nèi)移動(dòng)通信速率100Mb以上；
3.與因特網(wǎng)結(jié)合，通信以IP協(xié)議為基礎(chǔ)；
4.可能是沒(méi)有基站的完全與一、二、三代不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括AdHoc網(wǎng)－－－－自組織網(wǎng)絡(luò)。
從相關(guān)技術(shù)看第四代移動(dòng)通信
第三代移動(dòng)通信大家都知道，現(xiàn)在處于很尷尬的樣子，好象騎虎難下，發(fā)展不是太理想，我的理解是技術(shù)與市場(chǎng)需求的關(guān)系問(wèn)題。第三代的市場(chǎng)需求現(xiàn)在也不大，再加上代價(jià)比較高，很多的錢用于第三代，但大家的興趣又不是十分大，這就造成現(xiàn)在第三代這樣一個(gè)形勢(shì)。
人家都說(shuō)第二代使用的頻率已經(jīng)不夠用了，再不發(fā)展第三代就應(yīng)付不了市場(chǎng)。這個(gè)看法也是各人有各人的看法，從第二代的頻段來(lái)說(shuō)，確實(shí)是比較緊張的，可是，第三代的頻段給第二代使用也未嘗不可。從外面的趨向看起來(lái)，第一個(gè)就是移動(dòng)通信發(fā)展非常快，看樣子還得要發(fā)展第三代移動(dòng)通信，另外一個(gè)是因特網(wǎng)也發(fā)展的特別快，都是一年翻一番，半年翻一番。目前，我國(guó)移動(dòng)通信用戶已發(fā)展到兩億零三十一萬(wàn)，因特網(wǎng)用戶5800萬(wàn)。這樣的速度發(fā)展，所以發(fā)展第三人非結(jié)合Internet不可，移動(dòng)通信與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合叫移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，國(guó)際上的WAP論壇，OMA，國(guó)內(nèi)的CWTS、CMIS等標(biāo)準(zhǔn)化組織都在研究移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，協(xié)議和技術(shù)規(guī)范。日本的imode，中國(guó)的移動(dòng)夢(mèng)網(wǎng)都發(fā)展的很好，也就是說(shuō)靠話音業(yè)務(wù)支持第三代還不夠，還需要發(fā)展數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)。
在房間里利用“藍(lán)牙”技術(shù)組成個(gè)人域網(wǎng)，頻帶很寬大概問(wèn)題不大。因?yàn)榉秶苄。俾试?00Mb，幾十Mb問(wèn)題不大。發(fā)展下去可以作為移動(dòng)通信接入網(wǎng)。這也是一條道路，用這種辦法實(shí)現(xiàn)第三代、第四代是一個(gè)方向。而且，現(xiàn)在WLAN大家都在研究。它有IEEE 802.11委員會(huì)負(fù)責(zé)制定標(biāo)準(zhǔn)，1997年以來(lái)制定了802.11、802.11b、802.11a、802.11g，正在醞釀中的還有802.11e、802.11f、802.11h、802.11i、802.11j等，它有比較健全的標(biāo)準(zhǔn)，可以提供比較高的速率，并且有一定的安全保障和質(zhì)量要求，發(fā)展起來(lái)可能是很快的。
美國(guó)在搞Internet Home Network，就是家里的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，把家里邊所有的電器，如空調(diào)、冰箱、電視、計(jì)算機(jī)等都連到手機(jī)上，因?yàn)橛?jì)算機(jī)在一般家庭都有了，搞家庭自動(dòng)化。這種東西，我估計(jì)比第四代要快一點(diǎn)。由此看來(lái)要發(fā)展一些各種各樣的無(wú)線技術(shù)，然后，在這里面去看怎么樣能形成一個(gè)所謂高通信速率的，能夠真正多媒體的，能夠真正可以看電視的，這樣一個(gè)形式也有可能的。但是，現(xiàn)在還不能確定，所以說(shuō)第四代，誰(shuí)也說(shuō)不清楚，第四代到底是什么樣子的，定義也下不了。大概總是數(shù)據(jù)為主，圖像數(shù)據(jù)為主，高速的數(shù)據(jù)為主這樣的思想�，F(xiàn)在世界上流動(dòng)性太大了，家庭辦公等不只是一定放到固定網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)網(wǎng)也可以使用，但到底怎么樣，沒(méi)有清楚的脈絡(luò)，要看發(fā)展，發(fā)展到一定程度才能看出來(lái)。第四代真正的形成要將各種各樣的無(wú)線技術(shù)發(fā)展起來(lái)，應(yīng)用起來(lái)。用到一定程度，第四代概念才能逐步清楚�，F(xiàn)在連是不是蜂窩都很難說(shuō)，一跳跳到第四代了，所要求技術(shù)問(wèn)題都有比較大的變化。
第三代真正用起來(lái)，電池壽命很短，聽說(shuō)只有20分鐘好用，所以，技術(shù)問(wèn)題要重新考慮。技術(shù)難題不怕，總是有辦法可以解決的，人們解決問(wèn)題的能力越來(lái)越大，現(xiàn)在計(jì)算機(jī)越來(lái)越發(fā)達(dá)。第四代搞起來(lái)我們不會(huì)落后，現(xiàn)在我們已經(jīng)開始了，而且強(qiáng)調(diào)國(guó)際合作，我們不能走到人家后面去。ITU計(jì)劃到2004年接受第四代的建議，到2010年制定一個(gè)全世界統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，第三代統(tǒng)一不起來(lái)了，打算在第四代制定一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，第四代我認(rèn)為制造統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)是可能的。第三代為什么沒(méi)有統(tǒng)一起來(lái)，是因?yàn)榈诙粋�(gè)GSM一個(gè)IS95，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)不一樣，到第三代，各自都要維護(hù)自己的利益。Qualcomm當(dāng)然要用CDMA20001x--3x過(guò)渡，原來(lái)歐洲提的不少時(shí)分的，計(jì)算下來(lái)，比較下來(lái)，效率都不如碼分，所以改成了碼分，改成碼分強(qiáng)調(diào)在網(wǎng)絡(luò)上與GSM通用、過(guò)渡，這樣就統(tǒng)一不起來(lái)。第四代為什么能統(tǒng)一，因?yàn)榈谒拇赡芘c第三代毫無(wú)關(guān)系，比如說(shuō)連蜂窩都沒(méi)有了，原來(lái)的只有廢掉，無(wú)所謂互通問(wèn)題，最多是網(wǎng)絡(luò)還能有用處，GSM的網(wǎng)還是比較完整的，WCDMA，CDMA2000都是由固定網(wǎng)來(lái)支持。還有就是“專利”，第三代IMT-2000提的時(shí)候，最好是沒(méi)有“專利”，結(jié)果“專利”多的一塌糊涂。最近聽說(shuō)各廠家“專利”費(fèi)要盡量壓低，不然“專利”費(fèi)一大，沒(méi)幾個(gè)廠家能生產(chǎn)的，競(jìng)爭(zhēng)不起來(lái)，最后還是加到用戶頭上，貴了就不易發(fā)展。第四代是否有這個(gè)問(wèn)題，那就很難說(shuō)了，希望與GSM一樣，標(biāo)準(zhǔn)公開，沒(méi)有專利費(fèi)。將來(lái)第四代出來(lái)以后，與第二、三代的關(guān)系不是過(guò)渡，而是在不同的頻段同時(shí)在運(yùn)行。第一代，第二代也同時(shí)運(yùn)行很長(zhǎng)時(shí)間。第一代還是在最近給撤掉的，因?yàn)榈诙鹊谝淮|(zhì)量好、便宜，所以第一代肯定要淘汰掉的。第三代就不行了，現(xiàn)在沒(méi)有達(dá)到這種情況，第三代手機(jī)不會(huì)比第二代手機(jī)便宜。第二代比第一代的費(fèi)用低，頻譜利用率也提高了很多，我們算效率是這樣算的，第一赫茲在每一平方公里之內(nèi)有多少比特?cái)?shù)，CDMA各小區(qū)是采用同樣的頻率，它的話音采用靜音措施，它的效率就比較高�，F(xiàn)在實(shí)際上的效率CDMA與GSM差不多的原因就是CDMA并沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。它的功率控制也不理想，假若理想之后它可以比GSM高的多。所以到第三代，大家都搞CDMA。到第四代的頻譜利用率比第三代至少要高5倍、10倍，不然的話就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。頻率是有限的，而且再高到幾十GHz已經(jīng)不太好用了，在硬件方面也不太成熟，況且這些頻段，軍隊(duì)雷達(dá)已經(jīng)使用很多。
信道編碼，現(xiàn)在看來(lái)TURBO碼與低密度碼效率已經(jīng)接近極限。真是到了極限的話，也無(wú)法再改進(jìn)，也只有用這樣的碼了。
信源編碼：64kb/s是有線網(wǎng)正在使用的，無(wú)線用的是LPC（線性預(yù)測(cè)）編碼，現(xiàn)在用的10kb/s左右，再進(jìn)一步壓縮，當(dāng)然還是可以的。比如2.4kb/s的也有使用的，不過(guò)質(zhì)量稍差一點(diǎn)，改進(jìn)改進(jìn)也可以用。信息論認(rèn)為話音可壓縮到100bt/s，GSM現(xiàn)在用8kb/s，2.4kb/s是在部隊(duì)用，公共網(wǎng)還沒(méi)有看到使用。這是提高頻帶利用率的辦法。圖像現(xiàn)在壓的也很厲害，電視壓到2Mb/s了，384kb/s可用在會(huì)議電視，不能用在廣播電視，在動(dòng)的不厲害的情況使用。64kb/s也可以用，就是動(dòng)作快時(shí)差點(diǎn)，真正要用到第四代還要研究，還要改進(jìn)，不改進(jìn)單靠頻帶壓縮增加利用率也比較困難。正交幅度調(diào)制，每赫茲能傳8bit/s或更多，如果每赫茲傳10bt，也可以，但是非常困難，在檢測(cè)時(shí)信噪比要求很高，這是它的代價(jià)。假如無(wú)線信道不太好的時(shí)候就全不行了，它只能在特殊情況下可以用，具體在傳輸好的地方可以用。假設(shè)有衰落的情況，就麻煩了。所以，這是有它的限度的，總之，如何提高頻譜利用率是第四代發(fā)展中的一個(gè)重要問(wèn)題。
LAS-CDMA TD-SCDMA發(fā)展趨勢(shì)
LAS-CDMA的想法是不錯(cuò)的，它打破了二值編碼的框框，原來(lái)編碼都是二值，它有三值，所以編出來(lái)碼的性能與現(xiàn)在碼的性能都不一樣，有新的性能，如無(wú)干擾窗，但是，它也有麻煩。窗越大它的碼的數(shù)量就越少，碼的數(shù)量一少，用戶就不能多了，所以，那就只好取拆衷，到底有多少，我沒(méi)有仔細(xì)算過(guò)，聽說(shuō)是足夠用的。他們總體來(lái)說(shuō)搞的還是不錯(cuò)的，試驗(yàn)作的很好。在上海試驗(yàn)時(shí)，我去看了，很不錯(cuò)，比較穩(wěn)定。TD-SCDMA單基站試驗(yàn)時(shí)，我去看了，單用戶的智能無(wú)線跟蹤已實(shí)現(xiàn)。今年，在北京他們完成了三個(gè)基站的試驗(yàn)，這是國(guó)際上TDD方式的標(biāo)準(zhǔn)，這是很有利的。但是LAS-CDMA、TD-SCDMA兩都都有一定困難，合作是最好的辦法，合作了，政府也好下決心。再來(lái)說(shuō)LAS-CDMA吧，它提出從基站直接進(jìn)入IP網(wǎng)，沒(méi)有交換中心，這也可能是第四代的想法。他們現(xiàn)在正在做標(biāo)準(zhǔn)，方正支持他們，最近普天又與他們合作，另外組織合資公司作為生產(chǎn)的公司。普天的實(shí)力比較強(qiáng)。最好能夠做一萬(wàn)多兩萬(wàn)部手機(jī)開個(gè)商用試驗(yàn)網(wǎng)。他們說(shuō)他們的手機(jī)非常便宜，因?yàn)闆](méi)有干擾，沒(méi)有功率控制，沒(méi)有Rake接收機(jī)，這些復(fù)雜的東西都沒(méi)有了，做出來(lái)的手機(jī)比第二代還要便宜，假使這能實(shí)現(xiàn)的話，那它是很前景的，我真希望他們弄個(gè)小網(wǎng)試一試，證明它是便宜的，那就有前景。而且，多媒體假設(shè)真不成熟，話音為主也可以的，話音還是有人要的。小靈通，它的移動(dòng)性能并不怎么好，它便宜，現(xiàn)在發(fā)展很快么！
摘自《當(dāng)代通信》
