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发表于 2004-10-29 20:58:00
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展望第四代移动通信技术
目前，第三代移动通信（3G）各种标准和规范已达成协议，并已开始商用。但3G系统尚有很多需要改进的地方，如：3G缺乏全球统一标准；3G所采用的语音交换架构仍承袭了第二代(2G)的电路交换，而不是纯IP方式；流媒体(视频)的应用不尽如人意；数据传输率也只接近于普通拨号接入的水平，更赶不上xDSL等。所以，在3G还没有完全铺开，距离完全实用化还有一段时间的时候，已经有不少国家开始了对下一代移动通信系统(4G)的研究。
国际电信联盟(ITU)早在1999年9月把"第三代之后"的移动通信系统下的标准化问题提上了日程，在ITU-R的工作计划中列入了"IMT 2000及其以后的系统"，ITU 有关4G的提法是Beyond IMT - 2000(3G )，并提议各会员国于2010年实现4G的商用。但到现在4G也仅是一个基本的框架而已，定义并不明晰。
2000年10月6日，在加拿大蒙特利尔市成立了IMT 2000 and Beyond工作组, 这是由ITU发起的，旨在统一全球移动通信标准的工作组。2001年8月，以欧美5大通信设备制造商（法国阿尔卡特、瑞典爱立信、美国摩托罗拉、芬兰诺基亚、德国西门子）为中心成立了无线世界研究论坛（WWRF），该论坛作为全球范围内探讨、研究4G标准的一个非营利组织，正在积极地推进4G标准的制订以及相关技术的发展。根据4G移动论坛提供的资料，截止到2002年底，全球各大企业在4G上的投资已超过300亿。
除了ITU-R新近开展的有关活动以及有关企业、大学的分散研究之外，比较有规模的是欧洲的"BRAIN计划"及日本NTT DoCoMo的"次世代通信系统"， 目前欧盟也把第四代移动通信系统列入了"第六框架研究计划"，2003年4月24日启动第一阶段的研究项目。我国对第四代移动通信的研究工作也已经正式列入863项目，我国第四代移动通信的研究工作一开始就强调国际合作，预计我国在第四代的研究工作将与国际上同步进行。
目前对第四代移动通信系统的描述主要有以下几方面：建立在新的频段（比如5-8GHz乃至更高）上的无线通信系统；基于分组数据的高速率传输(10 Mbps以上)；真正的"全球一统"（包括卫星部分）的系统；基于全新网络体制的系统，或者说其无线部分将是对新网络(智能的、支撑多业务的、可进行移动管理)的"无线接入"；将不是单纯的(传统意义上)的"通信"系统，而是融合了数字通信、数字音/视频接收(点播)/和因特网接入的崭新的系统。
4G是当前已开始应用的3G的下一代移动通信技术。尽管日本、英国等国已开通例如DoCoMo等3G通信业务，然而就3G应具备什么样的功能、按什么标准开展业务和何时开展3G通信等基础框架，世界不少国家到目前都没确定下来。
该无线通信会议建议的4G标准为：
1).4G通信的速度为3G通信的50倍，即与光纤通信相当。
2).即使在高速移动的条件下，也能保证高清晰度的图像和声音。
日本在3G通信业务上领先于世界，其准备在4G通信业务上继续保持领先地位。日本目前的4G通信研究进程与ITU无线通信会议所建议的进程基本合拍，其将以2007年为期，在ITU无线通信会议上拿出日本的4G通信标准，便能在世界上掌握4G通信的主导权。
第四代移动通信系统技术与第三代移动通信系统技术相比, 除了通信速度大为提高之外,还可以借助IP进行通话。第四代移动通信系统技术的国际标准化作业, 将由国际电联的无线部门(ITUR)负责实施.
目前,美国和欧洲一些发达国家已经开始着手进行第三代(3G)移动通信相关技术的深入研究,美国麻省理工学院与美国国防部正在联合进行第三代移动通信系统技术App无线领域的基础研究,欧洲正在研究第四代移动通信系统技术的 IP化课题，日本业界雄心勃勃地计划进行第四代移动通信系统技术的研究,意欲赢得时间和主动,抢占21世纪移动通信技术的制高点.
引人注目的是,正当3G试验如火如荼地进行着的时候,4G技术已经悄然问世。大名鼎鼎的AT＆T企业正在实验室中研究一种被称为第四代移动通信的技术, 其研究目的是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问Internet的速率。
目前,移动电话上网的连接速率大约为拨号调制解调器的1/4,而采用4G 技术系统的连接速率一开始就能达到拨号调制解调器的90倍, 并且还能随着发展而提高得更快，但目前这种技术尚未进入实用阶段。AT＆T的主管们说,大约还需要5年这项技术才能发布。目前，第三代移动通信技术已经开始进入市场。AT＆T实验室负责无线研究部门的Nalson Sollenberger指出,整个通信行业正在积极地接纳第三代移动通信技术,这将使全球移动通信领域发生一场革命性的巨大变化。
据Nalson Sollenberger透露,第四代移动通信技术将以几项突破性技术为基础,例如一些光纤产品企业用来提高Internet主干带宽的技术。由于第四代移动通信技术利用了几项不同的技术,因此其对无线频率的使用效率比第二代和第三代系统都高得多。按照专家们最乐观的估计,这种第四代移动通信技术可以让更多的人使用与以前相同数量的无线频谱做更多的事情,而且做这些事情的速度相当快。 专家们预计其下载速率有望高达5Mbps～10Mbps。
诚然,为了使第四代移动通信系统投入实际应用, 需要对现有的移动通信基础设施进行更新改造。目前的移动通信基础设施,在向第三代技术转换之后, 将会发生巨大的变化。这种变化将会引发一系列的瓶颈问题,例如资金的投入、观念的更新等,从而在一定程度上减缓第四代移动通信技术进入市场的速度,而且将来就这项技术在全球范围内如何发展的问题,还不可避免地会发生标准方面的争论。
关于移动通信的标准问题,正当第三代移动通信标准WCDMA还处于研究开发阶段之时，一些具有远见卓识的专家就提出了BCDMA方案。这种方案比WCDMA的带宽更宽，有望成为未来的第四代移动通信标准。据专家先容，这种BCDMA推出之后，将与国家信息基础设施(NII)、全球信息基础设施(GII)、无线多媒体、无线ATM和BISDN一起组成“无缝隙”全球宽带通信网。
2000年10月6日在加拿大蒙特利尔市成立了IMT 2000 and beyond工作组, 这是由国际电信联盟(ITU)发起的、旨在统一全球移动电话标准的最新的工作组。
第三代移动通信标准的竞争异常激烈，目前ITU 承认的、在全球已有相当规模的移动通信标准共有GSM、CDMA和TDMA三大分支,每个分支都在抢占市场。这3大分支,取消哪个也不可能,看来只有通过第四代移动通信标准的制定解决兼容问题。
目前我国国内所说的“全球通”,实际上并不是真正意义上的全球通。例如,在中国国内往欧洲打电话,可能会由于两地所用的标准不一样或不兼容,无法接通电话。而ITU电信标准局目前正在研究制订的第四代移动通信标准, 正是希翼统一所有的移动通信标准,形成全球性的统一标准,并且可以与Internet直接联系在一起组成一个统一的全球性通信网络。第四代移动通信标准将比第三代标准具有更多功能, 而且速率更快。第三代标准只是在第二代基础上速率和能力的提高，而正在开始研制的第四代移动通信标准, 将会对世界各地所有的移动通信标准的统一做出贡献, 亦将会有利于发展中国家振兴民族通信产业,从而加速世界移动通信业的发展。
在第三代移动通信系统中，App将会变得非常繁杂。为此， 专家们提议引入App无线电技术，将其作为从第二代移动通信通向第三代和第四代移动通信之桥。
App无线电技术能够将模拟信号的数字化过程尽可能地接近天线，即将 A/D和D/A转换器尽可能地靠近RF前端，利用DSP进行信道分离、调制解调和信道编译码等工作。App无线电技术可以为2G系统向3G系统的过渡提供无缝隙解决方案，它旨在建立一个无线电通信平台，在平台上运行各种App系统，以实现多通路、多层次和多模式的无线通信。目前移动电话芯片组的结构模式为“DSP＋CPU＋多频(GSM和 CDMA等)RF前端”。TI企业以无线专用TMS320C54X DSP系列产品为主，配合其RF IC芯片组等提供全套GSM和CDMA解决方案。Motorola企业则围绕其低电压(1.8V) 双内核基带处理器DSP56652，力推TDMA和无线接入解决方案。在无线通信领域，低电压和低功耗已经成为评价移动电话系统性能好坏的主要标志之一。Rockwell则提出3 片基带IC加4片RF IC 的900MHz GSM移动电话全套解决方案。基带处理器采用ARM7 Thumb内核和32位DSP内核， 128脚TQFP封装，可提供Modem控制、网络接入和人机界面。 4片RF IC由RF120/136/122/130 组成，其中RF136包括一个完整的GSM收发器、可变增益放大器、VCO和I/Q等。Rockwell 将为包括900MHz、1800MHz和北美PCS1900MHz 在内的所有的GSM频带提供解决方案，以便提供简易的升级途径，在目前GSM和CDMA系统的基础上提供良好的数据服务。
全球著名的电信厂商目前都在尽力架设起通向未来的4G之桥，为新一代的通信标准终端提供全面智能的解决方案。许多厂商对未来的第四代移动通信充满信心，而广大用户则翘首以待移动通信更辉煌的明天早日到来。
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