未来宽带移动通信发展的一些思考

未来宽带移动通信网络技术发展的一些思考石晶林摘要：宽带移动通信已经成为国际新的一轮技术和产业竞争的焦点，今后十年将是宽带无线技术发展的关键时期。加快发展宽带移动通信已成为全世界业者的共识，但是什么样的技术将成为未来宽带移动通信技术的主流一直是产业和学术界争论的焦点。当前还没有哪一方面敢称自己研究的技术就是未来移动通信的主流，这也正好对发展中国家特别是像中国这样有一定技术储备、又有一定经济基础和市场的国家提供了潜在的后来居上的机会！这个机会我们能不能把握住现在还不能下结论。但可以肯定的是中国通过在第一代模拟无线通信上全部引进，第二代以GSM为代表的数字移动通信上进行消化吸收，第三代移动通信上以TD－SCDMA为代表进行赶超，在第四代宽带无线通信上有希望在某种程度上引领部分无线通信技术的发展潮流！最理想的目标则是在十五到二十年以后能从现在的通信网络大国成为真正的通信技术强国，全面引领国际通信技术发展的方向。把下面几个问题理解清楚也许会有助于目标的实现，那就是：人们对未来移动通信的应用需求是什么，有些什么样的特点？未来移动通信系统的技术特征可能是哪些？我们怎么样才能在技术发展的潮流中占据应有的位置？作者在本文中试图把自己的对这些问题的一些肤浅认识写出来与大家一起讨论。关键词：宽带移动通信移动新媒体业务技术特征1应用需求促进移动通信技术革命通信网络特别是移动通信网络1已经成为现代社会发展的重要基础，并日益改变着人们生活的方方面面，对人类社会的发展已经带来不可逆转的影响。而人类改变生活、提高生活质量的要求又反过来极大地促进了通信技术特别是无线移动通信技术的进步。我们先简单地回顾一下移动通信的演变过程。z国际航海发展催生无线信息传送技术的诞生18世纪以后，随着人类航海事业的大规模发展，产生了对跨越广袤空间的通信手段的需求。直到十九世纪，才有莫尔斯发明的电报和贝尔发明的电话，但这些都需有线连接。1887年赫兹在实验室里成功实现了人类历史上的第一次无线信息传送，紧接着1899年、1901年马可尼在横跨英吉利海峡的大西洋上空成功开展了远距离无线信息传送实验，终于实现了人类无线通信的长久夙愿。z战场指挥对实时双向通信的需求导致移动电话通信的出现刚出世的无线电通信只能实现单向的消息传送，而且过于笨重。此时，军事机动性的提高极大地刺激了军事领域对基于无线的移动式便携双工通信的需求，第二次世界大战加速了这种需求，于是在二战后不久科学家们研制出了双工无线通信收发设备。美国电报电话公司AT＆T则在1947年前后成功地将这种无线双工通信与公共有线电话连接起来，实现了真正意义上的移动电话通信服务，但这时的通信是模拟制式的，而且只能在很有限的区域内通信，这一阶段可以称之为无线通信的初生代。1这里的移动通信网络不仅仅专指无线通信，还包括有线情况下的漫游通信，它是一个集有线、无线与广播通信服务为一体的综合移动通信网络。z对便携与移动的渴望迎来了蜂窝电话的革命1947年双工无线电话通信实现后，直至1980年前的很长一段时间里，双工无线话音通信由于其高昴的成本仅能在特殊领域进行应用，因此无线技术在这一时期一直集中应用在广播领域。随着蜂窝覆盖技术的提出和无线移动切换技术的进步，加上计算机技术的快速发展以及芯片制造工艺的提高，使得电子设备的成本大幅度下降，体积得以大幅度减少，于是社会大众所希望的个人移动电话通信逐渐成为现实。1979年世界上第一个蜂窝电话通信系统在日本投入使用，这就是现在常说的第一代无线通信。但由于基于模拟技术，其通信质量和安全性差，用户容量很低，运营成本也很高，只能为少数有钱人提供服务。因此大众通信的需求和赚取更多利润的渴望直接促使具有高容量、高可靠性的数字蜂窝移动通信在90年代初投入使用，数字蜂窝移动通信的应用使得每个人只要使用一个通信终端便可以在蜂窝覆盖的范围内和其它任何人进行通信，从而极大地方便了人们的生活，这种通信便是我们常说的个人通信系统，也是第二代移动通信系统。z网络多媒体应用的爆炸性发展为第三代移动通信发展提供推动力也就是在第二代移动通信系统推出的同时，IP互联网络在全世界由点到面迅速发展起来，IP网络以人为本，自由发展的体制使得互联网上的各类新应用、新业务不断推出。人们的眼光，特别是新一辈年青人的眼光越来越被吸引到互联网上，资本投入和研发人员的兴趣更多地转向了互联网，从而导致传统电信网络中语音业务流量持续下降，语音业务收入特别是固定话音业务受移动话音业务和互联网语音业务（VoIP）的影响而加速下滑。这就迫使电信网络特别是以提供语音业务为主的第二代移动通信网络必须提供其它非话音业务。但是由于第二代移动通信传输带宽比较低，不太可能以第二代移动通信网为基础开发和提供各类新业务而不影响话音通信，因此可提供更高通信带宽，因而能在提供除话音服务的同时提供其它多媒体业务的第三代移动通信技术（3G）在90年代初就被迅速提上研发机构的议程，并在90年代中后期被逐步标准化。3G提出之初第二代蜂窝只能提供最大几十k比特/秒的上网速率，连骨干光纤网也只有几百兆比特/秒的带宽，因此3G研发之初定的2M带宽目标在当时来说确实是属于宽带无线通信。可惜，互联网提供的新型多媒体业务的应用发展实在太快，用爆炸式发展来形容一点都不过分，当3G在2000年前后推出其全套标准时，骨干网上传的各类业务所占带宽达到了千兆比特数量级，3G的2M共享带宽已无法再满足互联网上的多媒体应用的要求，于是3G的规模性商业应用一再被推迟，相应的IEEE推出的可提供高带宽传输服务的无线局域网技术、超宽带技术、无线城域网技术等基于IP的无线通信技术虽然在支持移动性方面并不怎么好，但却由于其低成本、部署简易而受到广大用户的青睐。另一方面，互联网上的可视电话、手机电视与移动多媒体游戏、移动Web2.02等应用极大地吸引了人们参与网络、享受网络生活的热情，而这些应用行为不是当前哪一种网络技术、哪一种系统单独能够满足的。于是，到底什么样的技术、什么样的系统、怎么样组织才能满足人们层出不穷的应用需求，特别是移动应用的需求成为学界和业界争论的热点。实际上，当前的通信网络系统特别是移动通信网络走到了一个十字路口，它需要革命性的解决方案才有可能满足人们应用的需求。2移动应用发展的新特点随着人们生活水平的持续提高和便携移动“通信与计算”终端的普及，人们不再满足于2Web2.0是互联网发展的下一个阶段，并没有严格的定义。相对于互联网络早期简单的网页浏览和BBS，Web2.0使用户成为了内容创建者。也有一种看法认为web2.0是以人为核心线索的网络。目前较为知名的Web2.0网站包括：社交网站MySpace、视频共享网站YouTube、网络百科全书维基百科、图片共享网站Flickr、社交网站Facebook、以及由社区为内容评级的新闻网站Digg等等。同传统网站相比，Web2.0网站拥有无数的内容贡献者，因此可以提供更加详细的信息。当前移动通信网络提供的简单话音通信服务。这实际上源于互联网深入人心，并已经改变了人们的通信习惯。现在人们已经对互联网上相对可靠、易用的业务习以为常，并且希望这些服务能在用户的便携终端上随时随地地得到。更甚的是用户还希望自己能主动参与服务或提供某些标识自己特色的新内容给其它用户，与此同时还要求移动运营商必须设法确保在移动环境下提供给用户与固定接入通信同样的业务质量。这些新的应用需求是当初诸多网络技术研究与设计者们所未充分预计到的，于是面对新出现的这些情况，科学家们需要研究设计新的移动通信系统。在设计移动通信网络系统前，仔细研究分析出未来新应用动向及其特征将十分有助于研究人员从宏观上把握技术应用的动向，从而最终设计出符合未来发展要求的新一代移动通信网络系统。那么未来移动应用的发展具有哪些特点呢？通过分析近年来技术发展和应用的状况，可以初步归纳为以下几方面：z用户主导业务、用户自创建业务将是未来移动通信网络主要应用之一。通信技术发展对用户带来最直接的好处除了通信费用大幅度下降之外就是用户可以根据自己的需要主导一个业务。传统运营商简单按用户所需响应的被动服务已经不能满足用户的需求。用户想要自己来主导业务，自己来主动选择业务，甚至是自己为自己创造新的业务并提供给其它人使用，并且能方便灵活地与其它同类用户之间实现互动，这是基于网络虚拟社区的一种高级表现形式。以社区为代表的人际交互需求将成为用户对互联网服务更核心的需求。人际互动能深化原创内容的挖掘，开拓互联网的信息来源，并密切了用户之间的联系。由此形成的线上互联网服务社区化以及新的线下服务模式，将成为各种服务创生新商业模式的关键要素。整合了新技术和新服务模式的个人关系管理以及个人信息管理服务将与原有的互联网基本服务逐渐紧密结合。z移动宽带新媒体业务的时代即将来临，并会占据网络传输带宽的大部分。移动通信进入宽带时代就必然带来更多的宽带消费服务内容。目前互联网的八大热门服务分别是电子邮箱、浏览新闻、搜索引擎、浏览网页（非新闻类）、在线音乐（含下载）、即时通讯、论坛/BBS/讨论组和在线影视（含下载）。其中在线音乐与在线影视进入互联网八大热门服务说明宽带业务应用的时代已经到来。用户主导和自创业务的发展将为宽带网络多姿多彩的应用，并为宽带的多元化发展提供无限的创造可能。这同时将让宽带运营商意识到宽带产业的竞争已经超越基础网络资源架构的层面，更大的竞争力将集中于对宽带网络应用的发掘层面上。这些可以用一个新词来表示，那就是“宽带新媒体业务”。近两年来宽带网络视频与Web2.0和P2P的结合产生了可视播客（ViewingPodcasting），手机照相录相带来了个人视频的兴起，便携媒体播放器PMP(MP3、MP4、iPod)和手机电视与手机游戏的应用促使广电业务、互联网业务和电信业务的融合等等都预示着未来宽带移动网络的应用即将向网络新媒体演化，在人们还未消化下2.0，Web时代又迎来了3.03！这些新兴的下一代宽带网络应用不但发展非常迅速，而且会成为未来网络的主流业务，同时将会消耗大量的网络带宽。z不同类型网络的业务将走向融合，并首先体现在移动终端融合上。三网融合提出已经很多年，但由于利益和政策的原因导致网络融合十分困难。幸运的是用户不全部受利益集团的控制，具有一定的自由权来选择接受什么样类型的业务服务，并且可以根据自己的需要设计或购买自己想要的便携终端类型，于是三网融合首先在终端3Web2.0是以用户为中心进行内容创作，作者认为Web3.0则是在很大程度上基于语义网格和知识网格的、能为用户提供更多可能性的虚拟数据服务平台。整个网络系统在web3.0时代对用户来说更像是一个单一的关系数据库，所有网络中的信息都连接在一起，并且有组织、有管理，不论用户什么时候、什么地点有需要，它都能为用户提供所需的服务。现出了曙光。得益于科技的进步，现在的PDA、手机终端等功能非常强大，这些智能终端支持各种不同的通信标准制式。制造商们将很多不同无线接入技术在一个终端上通过多模多频的形式整合起来，使得以手机为代表的个人智能终端能够将通信、计算、娱乐、保健、信息、广播电视等其他很多业务融合在一起。而且这些业务已经渗透到了人们生活的方方面面，将对整个移动通信市场从管理理念、经营模式以及各种服务的体现上带来非常大的变革和冲击。z业务内容服务的监管控制将是一类普遍的社会性需求。移动新媒体的发展，特别是用户自创业务的发展使得网络业务内容服务与业务信息数据的传输服务彼此相对独立。用户本身成为了网络服务内容的创作者，且其创作的内容将可以通过网络迅速传播到每一个角落。因此其内容的健康与否不再局限于局部范围或局部小群体，而是影响整个社会。此外，网络产生虚拟社区、虚拟个体并导致更多的网络欺诈和不文明的网络行为等都将对人类社会的发展产生重要影响。因此对网络内容服务的监控不再仅仅是一个国家、一个政府或一个部门的事，而是需要从不同层面、不同方面层层进行管理，从而有效地保证网上传播内容的健康，让网络发展为人类文明做出积极贡献。3未来宽带移动通信网络的挑战及特征通信技术的发展变化，可谓速度惊人。总的看来，网