本刊记者/杨凯
极速体验,4G威武
本刊记者/杨凯
或许移动通讯的发展历程恰似一个人的成长经历一般,而4G正是移动通讯“跑起来”的标志。
4G来了,全中国的科技创业者都为之兴奋,为何?多半是移动网络网速将会更快,新产品、新应用要集中爆发,更多的行业开始进入“智能”时代,也就意味着创业者在新领域中“掘金”的机会更大。而这种兴奋或许还源于科技圈内的一个普遍预期:未来几年里,中国4G市场将出现一种爆炸式的增长态势,而不是像3G刚推出时的渐进式增长。据爱立信最新发布的《移动市场报告》显示,预计到2019年底,中国将以超过7亿的4G用户数成为全球最大的4G市场,而在全球,视频流量在移动数据总流量中的占比也将从2013年的35%左右上升到50%以上。
或许移动通讯的发展历程恰似一个人的成长经历一般,而4G正是移动通讯“跑起来”的标志。1G(first generation)时代移动通讯技术呱呱坠地,其时各国多采用了模拟调制技术和FDMA接入方式,而我国也在1987年,建成首个TACS制式模拟移动电话系统并投入商用,但在使用中就暴露出了很多缺点,例如设备体积大成本高,频谱利用率低,保密性差,只能提供低速语音业务等。
2G(second generation)时代是“蹒跚学步”的幼儿,此时采用了数字调制技术以及TDMA或CDMA接入方式,具有频谱利用率较高、保密性好、系统容量大、接口标准明确等优点。基本满足了人们对语音业务以及低速数据业务的需求,因此在世界范围内得以广泛应用。
3G(third generation)时代意味着移动通讯技术开始“行走”,通过宽带数字通信系统,各种服务商提供了丰富多彩的移动多媒体服务,网络传输为各种环境下的应用提供了活动平台,“网速”成为用户选择移动运营商的重要考虑因素。3G设计目标便是为了提供比第二代系统更大的系统容量、更好的通信质量,而且要能在全球范围内更好地实现无缝漫游及为用户提供包括话音、数据及多媒体等在内的多种业务,兼具考虑与已有第二代系统的兼容性。
随着国内三大电信运营商获发4G牌照,拿到了启动4G商用的资格,一些城市也开始能够体验4G,例如中国电信就获准在全国超过40个城市开展4G规模网络试验,4G正是进入人们的实现。那么开始“奔跑”的4G又会多一些什么?
4G在全球
日本
作为最早进入3G时代的IT强国,日本的4G也同样是名列世界前茅的,所以经过了3年的发展,如今的日本不仅4G服务越来越成熟,尤其是在流量资费方面的设计非常值得我们借鉴,另外有意思的是,日本的三大运营商更是竞争进入了白热化的阶段,甚至每一个更换运营商的用户都可以获得非常多的优惠等等。在日本,由于网络覆盖情况出色,而且4G手机的普及率也已经达到了很高的水平,所以尽管4G的速度很快,但是在人多的情况下速度并不能达到理论的最大下载速度,而是大多数维持在20Mbps(换算成日常使用的速度为总数除以8,也就是2.5MB/s)的水平,不过这样的实际下载速度依然超越3G不少。
事实上4G通信并不是从3G通信的基础上经过简单的升级而演变过来的,它们的核心建设技术根本不同的,3G移动通信系统主要是以码分多址(CDMA)为核心技术,而4G移动通信系统技术则以正交多任务分频技术(OFDM)最受瞩目;不过考虑到与3G通信的过渡性,第四代移动通信系统不会在未来仅仅只采用OFDM一种技术,CDMA技术会在第四代移动通信系统中,与OFDM技术相互配合以便发挥出更大的作用,甚至未来的第四代移动通信系统也会有新的整合技术如OFDM/CDMA产生。尽管第三代移动通信系统也能实现各种多媒体通信,但未来的4G通信能满足第三代移动通信尚不能达到的,在覆盖范围、通信质量、通信价格上支持的,高速数据和高分辨率多媒体服务的需要。第四代移动通信系统提供的无线多媒体通信服务(包括语音、数据、影像等大量信息)通过宽频的信道传送出去,因此,第四代移动通信系统也称为“多媒体移动通信”。第四代移动通信不仅仅是为了应对用户数的增加,更重要的是,必须要应对多媒体的传输需求,当然还包括通信品质的要求。总而言之,首先可以容纳更加庞大的用户数、改善现有通信品质不良以及高速数据传输的要求。相比第三代移动通信技术来说,第四代移动通信技术在开发研制过程中使用和引入许多功能强大的突破性技术。由于利用了几项不同的技术,所以无线频率的使用比第二代和第三代系统有效得多。按照最乐观的情况估计,这种有效性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,而且做这些事情的时候速度相当快。
而在用户体验方面,4G通信带来的将不止更快的“网速”。由于人们研究4G通信的最初目的就是为了提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问因特网的速率,因此4G通信给人印象最深刻的特征莫过于它具有更快的无线通信速度。从移动通信系统数据传输速率作比较,第一代模拟式仅提供语音服务;第二代移动通信系统数据传输速率只有9.6kb/s,最高可达32kb/s;而第三代移动通信系统数据传输速率可达到2Mb/s;专家则预估,第四代移动通信系统可以达到10Mb/s至20Mb/s,甚至最高可以达到100Mb/s,这种速度可能相当于目前手机的传输速度的1万倍左右。
但是要想使4 G通信达到100Mb/s的传输,通信营运商必须在3G通信网络的基础上,进行大幅度的改造和研究,以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的蜂窝系统的带宽高出许多。据AT&T公司研究4G通信的专家观点,预计每个4G信道将占有100MHz的频谱,相当于W-CDMA 3G网路的20倍。
同时4G手机的功能,也将不再简单地划归“电话机”的范畴,毕竟语音的传输只是4G移动电话的功能之一而已,未来4G手机不论从外观和式样上,都会有更新的突破,可穿戴移动设备将大规模进入人们的视野,眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋,都有可能成为4G终端。4G通信将使我们不仅可以随时随地通信,更可以双向下载传递资料、图画、影像,当然更可以和从未谋面的陌生人网上联线对打游戏、观看体育比赛之类的各种现场直播。
要使4G通信尽快地被人们接受,不但考虑它的功能强大外,还应该考虑到现有通信的基础,以便让更多的现有通信用户在投入最少的资金后就能很轻易地过渡到4G通信。因此,从这个角度来看,未来的第四代移动通信系统会具备全球漫游,接口开放能跟多种网络互联,终端多样化,以及能从第二代、第三代平稳过渡等特点。
而由于4G通信不仅会解决了与3G通信的兼容性问题,让更多的现有通信用户能轻易地升级到4G通信,还将引入了更多尖端的通信技术,这些技术保证了4G通信能提供一种灵活性非常高的系统操作方式,因此相对其他技术来说,4G通信部署起来也会容易、迅速得多。目前在建设4G通信网络系统时,通信营运商们是在3G通信网络的基础设施之上,采用逐步引入的方法,这样也可以有效地降低运营者和用户的费用。据研究人员称,4G通信的无线即时连接等某些服务费用将比3G通信更加便宜、实惠。