4G的技术演进道路及趋势报告

作者：Frost & sullian

欢迎访问e展厅 展厅 2 手机/通信/网络设备展厅 手机, 调制解调器, 网管控制器, 光传输系统, 程控交换机, ... 从现有技术考虑，4G有三条可能的技术演进轨迹，但最终的趋势将是不同的无线通信技术在NGN架构下融合、共存，形成多层次的无线网络环境。 2006年，在业界还在为3G牌照的归属猜测议论之时，4G已经“润物细无声”的走入人们的视野。 2006年3月，中国、韩国和日本就进一步联合研发4G移动通信标准一事达成共识。中国信息产业部与他国的4G合作研发始于2003年，当时与日本NTTDoCoMo签订了合作意向书，共同探讨和研发4G技术；2004年10月，又与韩国达成协议，扩大技术合作范围，共同支持对4G无线通信系统的研发。 而2001年就开始立项的863项目——面向未来移动与无线通信发展的“FuTURE计划”，主要是围绕4G的OFDM、MIMO等技术展开。截止到2006年已经取得了相当多的科研成果，在国内外申请移动通信技术发明专利100余项。建在上海的试验网已经具有在移动状态中100Mbps的峰值速率及高清晰度交互式图像业务等功能。 2006年7月，中国移动和Vodafone、Orange、NTTDoCoMo等7家运营商合作成立NGMN，其所针对的也是4G。NGMN的目标是集合移动运营商的运营经验和市场洞察力，研究和制定下一代移动网络需求，提出未来宽带移动网络明确的系统性能目标、功能要求等，为标准化组织、设备制造商等进行4G的标准化和研发提供指导。2006年，三星、高通、摩托罗拉、北电等通信设备厂商也先后未雨绸缪，将研发的重点转到与4G相关的技术上。 4G的定义 那么究竟什么4G呢？实际上，4G尚无明确的定义。业界众说纷纭，对4G做出不同的描述： ITU的定义是4G是基于IP协议的高速蜂窝移动网，从现有3G演进，在移动状态下达到速率100Mbps，静态和慢移动状态下达到速率1Gbps。与现有的移动通信技术相比，4G的传输速度可提高1000倍，发射功率只有现在的十分之一或百分之一，不再对其他设备构成电磁干扰，并支持手机互动功能。 4GMF认为4G将不局限于电信行业，还将广泛用于交通、国防、医疗、金融等领域。4G技术的重点是融合无线接入技术、移动技术和宽带技术于一体。4G的主要特征将是开放的无线结构，而不是高速无线传输技术，开放的无线结构实现多网合一。 还有一种观点是4G是从WiMAX演进而来，是基于IP的能覆盖广大地区的移动无线城域网，主要用于移动传送高速数据而不是语音。既是WiFi的竞争者，又是XDSL技术的无线替代技术，构成支持高速移动和实时在线的公共无线宽带接入网。 尽管业界的描述各有不同，但有几点是大家公认的，即4G将实现移动化、宽带化、IP化。移动化将人们从地理的限制上解脱出来，实现无时不在、无所不在的信息传递。宽带化是满足用户对视频业务、流媒体等业务带宽的需求。而下一代网络将是全IP网，从核心网到用户设备均支持IP协议。 从3G、E3G演进 在全球范围内，WCDMA商用网建设已经全面展开，CDMA2000用户已初具规模。 而TD-SCDMA也通过测试，即将开始商用。以大范围商用的3G网络为基础，从现有的WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA等3G技术演进到4G是三种方案中最稳妥的途径。 全球各标准化组织和厂商对3G之后的移动通信技术研发已经开始多年。有的公司将其称为Super3G技术，也有的公司将其称为3.9G技术。中国统一将这些技术称为3G演进型技术，简写为E3G技术。 为了实现E3G技术的标准化，从2004年年底开始，3GPP和3GPP2先后开始了相应的研究工作。3GPP将其E3G计划称为LTE，计划在2007年完成LTE标准化的工作，在2008年或者2009年将产品推向市场。其中标准化工作又划分为两个阶段，第一阶段在2006年年中，完成相关的技术研究，形成研究报告。第二阶段是在2007年完成标准的撰写工作。LTE的目标是实现一个下行速率达到100Mbps、上行速率达到50Mbps的系统。这个系统的重点是提供数据业务，不再考虑常规的语音业务。为了支持更多的用户和更多的业务量，这个系统要求频谱效率比现有的系统提高3到4倍，即达到5bps/Hz的水平。而3GPP2则推出了AIE计划，也是属于E3G范畴。3GPP2的部分目标与3GPP相似，如提高频谱资源利用率，提高数据业务的传输速率等。但是，3GPP2在强调提高数据业务速率的时候，同时也强调提高语音业务的容量。3GPP2同样将工作分成了两个阶段。第一阶段主要目的是尽快向市场推出高速数据业务，同时保持后向兼容性。第二阶段，3GPP2开始候选技术的征集工作，然后在这些候选技术的基础上进行选择和融合，计划在2007年年中结束标准化工作。 LTE和AIE的共同特点是：数据业务传输速率提高一个数量级，达到100Mbps；引入OFDM和MIMO等先进技术。LTE和AIE的技术指标已经达到了4G的下限性能，因此，目前E3G的研发也带有了“准4G”的色彩。 如前所述，中国也早已经开始了面向E3G/4G的“FuTURE计划”，据悉，目前取得的技术成果中有40%可以与TD-SCDMA的技术演进相结合，所以也将带动TD-SCDMA向E3G/4G演进。 从WiMAX演进 目前WiMAX是BWA中最受关注的技术。BWA是指以无线传输方式向用户提供连接到宽带固定网络的接入技术。韩国运营商是最早商用WiMAX的运营商之一，WiBro是韩国提出的宽带无线接入标准，可以看作是802.16e标准的子集，其下行速率18.4Mbps，上行速率6.1Mbps。韩国的KT、SK都已经建立了Wibro商用网络。 2006年8月，SprintNextel也宣布将采用移动WiMAX技术构建网络，网络将于2007年末投入运营。 WiMAX具有“高带宽、移动性、低成本、易部署”的特性，可以支持基于IP的固定、漫游、便携等综合业务的接入。与3G相比，在初期投资、业务承载与速度等方面具有一定优势。因此市场对其前景也极为看好。 目前，WiMAX向4G演进的工作正在有条不紊的进行中。2006年11月，IEEE802委员会成立了新的工作组“P802.16m”，其瞄准的目标即是4G。 在2008年ITU确定4G标准时，P802.16m希望能被IMT-Advanced所采纳。P802.16m的特点是能够确保与移动WiMAX的兼容，除了采用了与移动WiMAX同样的“OFDMA”接驳方式外，还将实现基站的共用等功能。 融合、共存是4G的趋势 以WiMAX为代表的宽带无线接入技术和以LTE、AIE为代表的移动通信技术已经非常相似，两者之间界线变得模糊。出现这样的局面，究其原因是不同的产业领域从不同方向向同一市场渗透。 因此，3G/E3G与宽带无线接入在很大程度上存在竞争关系，主要集中在中低速移动速率环境下的无线数据服务。目前的3G技术商用程度远高于宽带无线接入技术，而宽带无线接入技术也有其独到的优势，正在不断完善并加快研发进程。但两者也有互补之处，3G可以提供广域漫游、高移动性的话音和低速数据业务，而WiMAX可以提供重点区域的高速数据业务。 随着向4G演进，趋势将是不同的无线技术在NGN架构下融合、共存，发挥各自的优势，形成多层次的无线网络环境。例如WiMAX与3G双模；实现移动支付、信息获取、数据传输等。 (end)

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