第四代移动通信概念逐渐成形

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第四代移动通信概念逐渐成形



移动通信时代交替



信息产业在新一代技术刚推出市场之后,更高的技术应用已经在实验室进行研发。因此在我们期待第三代移动通信系统所带来的优质服务的同时,第四代移动通信系统的最新技术也在实验室悄然进行当中。



第四代与第三代移动通信系统都是为未来无线通信服务的,将多媒体包括语音、数据、影像等大量信息透过宽频的信道传送出去,我们暂且将第四代移动通信系统称之为“多媒体移动通信(Multi-Mobile Communication)”。第四代移动通信不仅仅是为了因应用户数的增加,更重要的是,必须要因应多媒体的传输需求,当然还包括通信品质的要求。总结来说,首先必须可以容纳市场庞大的用户数、改善现有通信品质不良,以及达到高速数据传输的要求。



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;第二代数位式移动通信系统传输速率也只有9.6Kbps,最高可达32Kbps,如PHS;而第三代移动通信系统数据传输速率可达到2Mbps;专家则预估,第四代移动通信系统可以达到10Mbps至20Mbps,这些议题未来也将会逐渐在电信标准组织中提出来讨论。虽然第三代移动通信可以比现有传输速率快上千倍,但是未来仍无法满足多媒体的通信需求,第四代移动通信系统的提出便是希望能满足提供更大的频宽需求。



正交多任务分频技术在第四

代通信系统中得到应用



若以技术层面来看,第三代移动通信系统主要是以CDMA为核心技术,第四代移动通信系统技术则以正交多任务分频技术(Orthogonal Freqency Division Multiplexer;OFDM)最受瞩目,特别是有不少专家学者针对OFDM技术在移动通信技术上的应用,提出相关的理论基础。例如无线区域环路(WLL)、数字音讯广播(DAB)等,都将在未来采用OFDM技术,而第四代移动通信系统则计划以OFDM为核心技术,提供增值服务。



对于电信产业而言,OFDM仍有许多问题待解决,不过部份标准化制订的工作已经接近尾声而即将商用化(如数字音讯广播),但若要应用在移动通信领域仍需些时日。而选择OFDM作为第四代移动通信的核心技术,其主要理由包括无线电频率使用效益高、抗噪声能力相当强、适合高速数据传输等因素,因而受到无线通信专家的青睐。



在时代交替之际,旧有系统之整合与升级是产业关心的话题,目前大家谈的是GSM如何升级到第三代移动通信系统;而未来则是CDMA如何与OFDM技术相结合。可以预计,CDMA绝对不会在第四代移动通信系统中消失,而是成为其应用技术的一部份,或许未来也会有新的整合技术如OFDM/CDMA产生,前文所提到的数字音讯广播,其实它真正运用的技术是OFDM/FDMA的整合技术,同样是利用两种技术的结合。因此未来以OFDM为核心技术的第四代移动通信系统,也将会结合两项技术的优点,一部份将是以CDMA的延伸技术。



目前第一、第二、第三代移动通信基础架构均是交换层架构(Switching Hierarchy),而第四代不仅要考虑到交换层级技术,还必须涵盖不同类型的通信接口,也就是说第四代主要是运用路由技术(Routing)为主的网络架构。



除此之外,另一项技术就是网络化(Networking)。在第四代移动通信系统中,交换网络将会被取代,而射频(RF)、线性放大器与信道的控制(Channel Control)均是相当重要的组件。至于其硬件上如何实现第四代网络架构,则是以傅利叶变换(Fourier Transform)来发展硬件架构。



第四代移动通信指日可待



在欧洲地区,无线区域回路与数字音讯广播已针对其室内(Indoor)应用而进行相关的研发,测试项目包括10Mbps与MPEG影像传输应用,而第四代移动通信技术则将会是现有两项研发技术的延伸,先从室内技术开始,再逐渐扩展到室外的移动通信网路。



目前第四代移动通信的频段尚未被讨论与制订,不过原则上将会是以高频段频谱为主,另外也将会使用到微波相关的技术与频段。



从移动通信系统的历程来看,第一代移动通信系统的任务已经达成,而现阶段是第二代移动通信系统的时代,或许今后十年将会是第三代移动通信系统的天下。但我们不难发现每一个不同的移动通信系统均会有重复性的时间点,大约每十年就有一项技术更新,不过随着通信科技的日新月异,或许转变会更快、时间也会更短。对于移动通信服务业者、系统设备供货商或其他相关产业来说,必须随时注意移动通信技术的变化,以因应市场需求。

(明华)(网络世界)

   

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