国际电信业描绘第四代通讯(4G)美景
新华网纽约2月22日专电(记者张化)在第三代移动通讯技术(3 G)尚未正式营运与普及的时候,一些捷足先登的国际电信商已经开始描绘信息传输速度超过3G达1万倍的第四代移动通讯技术(4G)的远景。
国际电信业者目前还无法精确定义4G,但一些研究人员及电信营运商已将4G描绘成一个比3G更美好的新无线世界,将可创造出许多消费者难以想象的应用。爱立信公司称,4G是一个超越2010年以外的研究主
题
快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题
,4G是系统中的系统,可利用各种不同的无线技术。简单而言,4G是一种超高速无线网络,一种不需要电缆的信息超级高速公路。这种新网络可使电话用户以无线及三维空间虚拟实境连线。此外,负责传送无线信号的基站,将和电灯一样普及。4 G的概念来自其他无线服务的技术,从无线应用协定(WAP)、全球袖珍型无线服务到3G。
目前正在构思中的4G将可以每秒高达100万位元(MB)速度传输无线信息,目前手机的传输速度为每秒10个千位元(KG),两者相差1万倍。此外,研究人员宣称,4G的无线即时连接等某些服务费用将比3G便宜。
什么是4G?
4G研究已经起步。今年最热的通信话题就是3G的来临及WAP的发展方向。目前的手机网络技术仍处于WAP的阶段,在GPRS 2.5G开始起步的同时,每天不断听到有关3G的新闻。但电话网络商其实早已行动,开始著眼于研究未来第四代流动电话网络(4G)技术。究竟4G又会是怎样的呢?
无线互联网大同盟
美国的AT&T、Nortel和日本的DoCoMo,已著手研究4G科技。
3G的
标准
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化工作已逐渐告一段落,其频段、制式、业务和能力等都大体定了型,于是,4G研讨就成了流动通讯发展研究的热门话题了。4G,基本上,现时还只有一个主题概念,就是无线互联网(World Wide Wireless Web,简称WWWW)。
因为可以肯定的,是互联网会继续高速发展;电脑日趋向小型化、简便化,最终将所有技术整合为一个类似PDA的产品;卫星通讯和空间技术会成为常规技术。而流动通讯应用的相关技术,如更高频宽的应用、智能讯号处理技术、业务功能综合能力、网络技术及卫星技术等亦急速发展。
美国日本率先起步
与此同时,人们的生活空间、活动空间和参与领域也在迅速扩大,对流动手机的功能要求,也不仅仅是对话和通讯。可以预见,在不久的将来4G在业务上、功能上、频宽上均有别于3G,应该将会是将所有无线服务联合在一起,能在任何地方接入互联网,包括卫星通讯、定位定时、数据收集、远程控制等综合功能。
预料流动无线互联网会是无边无际,而预计两年后3G的传输速度上限2Mbps很可能会到达饱和。所以4G将会是多功能集成的宽带流动通讯系统,是宽带接入IP的系统。而所使用的频宽亦不是第三代的Wideband,而是Broadband。现时,己展开有关4G研发工程的,有美国的AT&T和Nortel,而日本DoCoMo亦表示,会拨出2亿4千8百万美元作为4G的研发。
4G 技术问世
【eNet消息】当3G试验如火如荼时候,4G技术已经问世。AT&T正在其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技术的系统的连接速率一开始就能达到拨号调制解调器的90倍,并可以随着发展变得更高。但是现在还不能立刻就能用上这种技术。AT&T的执行官们说,大约还需要5年这项技术才能发布。而且,第三代技术仍然在缓慢地进入市场。AT&T Labs负责无线研究部门的Nelson Sollenberger说,整个行业正在消化吸收第三代技术,这是很大的需要跨越的一步。
第四代移动通信技术将以几项突破性技术为基础,如一些光纤产品公司用来提高Internet主干带宽的技术。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。研究人员说,下载速率有可能达到5Mbps到10Mbps。
当然,这需要更新移动通信基础设施。目前的移动通信基础设施,由于向第三代技术的转移,正在经历着大量的变化。这种更新将减缓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还会有标准方面的争论。
4G移动通信展露曙光
编者按:国际电联确定第三代移动通信标准的初衷是希望统一全球纷杂的移动通信技术,但是,因为各个商家的利益得不到很好的协调而分化成如今三大阵营。然而,统一的呼声在业界仍然留存,希望在未来能够统一。目前相互兼容移动通信技术的第四代移动通信标准(亦有称后三代移动通信标准)正在业界萌动。
2000年11月3日,日本邮政省向国际电联通信技术审议会咨询了关于第四代(4G) 移动通信系统技术规格标准化的问题。国际电联通信技术审议会表示,将于2001年6月对日本邮政省的咨询做出答复。据日本邮政省官员透露,日本研究的第四代移动通信系统技术,将比目前9.6kbps的移动电话速度快千倍以上, 可以游刃有余地传输高清晰度图像。邮政省官员预计,第四代移动通信系统技术有望于2010年进入实用阶段。
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,日本邮政省将根据其答复提出日本的方案。
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软件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
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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。
4G悄然兴起
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公司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,例如一些光纤产品公司用来提高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。据专家介绍,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。
ITU开始制订4G标准
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。
据ITU电信标准局官员日前透露,第三代通信标准的讨论只是近两年的事情。两三年以后,大家不会再就这个问题进行争论了,ITU目前已经开始研究制订第四代移动通信标准。国际电信联盟的前身是国际电报电话咨询委员会(CCITT), 是世界上最早成立的一个国际组织,1947年被并做联合国的专门机构。它的决策层由秘书长、副秘书长以及电信标准局、无线电委员会和发展委员会的3个主任构成。ITU电信标准局直接决定世界电信的各项运行标准。
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, 正是希望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。
架设通向4G之桥
在第三代移动通信系统中,软件将会变得非常繁杂。为此, 专家们提议引入软件无线电技术,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。
软件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。软件无线电技术可以为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,在平台上运行各种软件系统,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公司以无线专用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公司则围绕其低电压(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。
第四代移动通信标准投入研制
“第三代移动通信标准的讨论只是近两年的事,两三年以后,他们就不会再争了。我们现在已经开始研究第四代移动通信标准了。”国际电信联盟电信标准局主任赵厚麟日前在接受本报记者专访时,透露了这一信息。
赵厚麟主任说,我们已于10月6日在加拿大蒙特利尔市成立了IMT2000 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。赵厚麟是国际电信联盟电信标准局的最高官员,此番来京,是专程来参加2000年国际工程科技大会的。
他说,第三代移动通讯标准的竞争正处于无可奈何的局面。目前国际电联承认的、在全球已有相当规模的移动通信标准共有GSM、CDMA和TDMA3大分支,每种都在抢占市场,但没人想过兼容的问题。这3大分支,取消哪个也不行。
赵主任说,国内所说的“全球通”,并不是真正意义上的全球通。因为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。而电信标准局正在研制的第四代移动通信标准,正是希望统一所有的标准,形成全球标准,并可以与internet直接联系在一起。据他预测,第四代移动通信标准应该比第三代标准具有更多功能,而且速率更快。
赵厚麟坦言,前段时间,由于国际电联没有及早插手移动电话标准的制订工作,结果美国和欧洲发起了第二代标准,以至如此庞大的中国市场被别人抢占。他认为,第三代标准只是在第二代基础上速率和能力的提高。
成立于1865年的国际电信联盟,前身是国际电报电话咨询委员会(CCITT),是世界上成立最早的一个国际组织,1947年被收做联合国的专门机构。它的决策层由秘书长、副秘书长以及电信标准局、无线电委员会和发展委员会的3个主任构成。
电信标准局直接决定电信的各种运行标准,而主任一职历来由欧洲人担任。1998年赵厚麟经过激烈的竞争,击败其他3个对手后,才得以当选。他是目前中国派到联合国级别最高的官员之一。
小资料
移动通信标准的演变
第一代移动通信系统(也叫1G),主要采用模拟和频分多址(FDMA)技术。其缺陷是受模拟信号传输带宽所限以及各类通信系统制式不统一,限制了移动通信的长途漫游,使得第一代移动通信系统只能是一种区域性移动通信系统。
第二代移动通信系统(2G)起于90年代初期,流行于90年代中后期。主要采用数字式时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)技术。第二代移动通信与模拟系统无多大差别,所不同的仅是移动通信性能增强了许多。
第三代移动通信系统(3G),也称IMT-2000,可提供前两代产品所不能提供的各种宽带信息业务,如高速数据、慢速图像与电视图像等,传输速率高达2Mbps,带宽可达5MHz以上。
4G手机将用3GHz以上带宽
据日本《每日新闻》报道,从今年5月起,日本第三代移动电话将开始提供服务,到2010年,日本第四代移动电话也将投入实际应用。
第四代移动电话的特点是不仅音质清晰,而且能进行高清晰度的图像传输。当然,以上特点需要高频率的电波带宽予以支持。第四代移动电话传输速度快达每秒数十兆比特,与传送画面粗糙的第三代移动电话相比,它可以传送高清晰度的美妙图像。因此,将来可以用这种移动电话来观看体育赛事的现场直播,它还可作为移动通信系统,用来观察救护车内患者的表情及患处,将这些情况进行远距离画面传送和远距离治疗,凡此种种,预计用途将十分广泛。
随着传输的高速化和移动电话用户增加,移动电话也正向更大带宽方向发展。现在的第二代移动电话采用的是800兆赫和1.5千兆赫的带宽,第三代移动电话将使用2千兆赫的带宽,而将来的第四代移动电话将采用3千兆赫以上的带宽。
据日本NTT多科莫公司预测,2010年日本移动通信市场将增加到目前的3倍,即21万亿日元。目前众多厂商都在积极推进第四代移动电话的开发。
日本制訂4G標准
本報訊 日本總務大臣的咨詢機構───信息通信審議會專門委員會日前完成了繼第三代移動通信系統“IMT-2000”之后的第四代移動通信系統(4G)標准提案。
該提案將4G的實用期定在2010年。IMT-2000的最大數據通信速度為2Mbit/秒,4G則將速度提高到了100Mbit/秒。另外,通過統一終端的標准,使用戶可以自由選擇終端的
合同
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運營商。信息通信審議會將于6月25日以“新一代移動通信系統前景展望”為題將標准提案提交給日本總務省。
日本總務省接到提案后,將從27日開始舉行的4G研討會“WP8F”上提交該標准提案。
分析:3G所承诺的让4G来实现
【eNews消息】运营商在3G中承诺的东西也许将在4G移动通信系统中实现,但是4G并非我们想象的那样遥遥无期,而且许多3G系统的不足将在4G系统中得到改善,因而4G系统更现实、更实用。
3G注定将成为泡沫
虽然3G移动通信技术被运营商和媒体大肆吹捧,但是从目前来看,不论是其当前的应用还是今后的前景都难让人放心,3G很可能就是昙花一现,不会结出果实。曾经被标榜为“下一代移动通信网络和第一个综合无线因特网”的3G技术注定又将成为一个被媒体炒作起来泡沫,等待它的命运当然是破灭。
那些3G运营商们在许可证上花费了数十亿美元的巨额资金,即使他们能够推出3G业务,也不能在短期内弥补这笔开销,而且在构建3G网络他们又得花费一笔不小的开支,同时他们还必须克服一系列的技术难题,提供吸引人的商业服务模式等等,在3G运营商目前正可谓困难重重。
也许,运营商应该重新考虑他们发展策略,放弃没有多少前途的3G技术,停止在3G上的荒谬投资,而把精力和资金放在4G移动通信技术上,因为它才是真正的下一代移动通信技术。
第四代移动通信(4G)概况
第四代移动通信(4G)是3G演化的结果,与3G相比,4G网络的建设成本和业务费用将更加合理化。在4G通信中将采用OFDM技术,这使数据传输速率可以达到10Mbit/s,目前在无线局域网中早已经采用了该技术。
4G将是一个超高速度的无线网络,其带宽可以与有线网络想媲美,因而无线用户之间可以进行三维虚拟现实通信。
与3G的UMTS系统相比,4G系统的一个主要优势在于OFDM技术能够高效使用无线频谱资源。不同于UMTS系统,OFDM每赫兹的带宽更高,这样无线系统的容量也就更大,而且它抗信号衰落性能更好。
3G劣迹斑斑,4G恰到好处
运营商要大规模推广3G网络,首先他们必须解决一系列的难题,然而这些问题在4G系统中则迎刃而解。
1.实现因特网协议,困难重重如果移动通信运营商决定发展3G网络,那么它们首先必须克服的障碍如何在3G系统中实现新版本的因特网协议(IPv6),该协议能够满足什么庞大的3G设备对网络地址的需求。
据业内人士估计,到2003年全球的移动电话用户将从目前的4.8亿增长到10亿,而因特网用户将从目前的4亿增长2005年的10亿,到2010年将突破30亿。由于这些用户都要与因特网相连,那么他们都需要新的因特网地址(IP地址),然而当前的因特网协议IPv4根本不可能产生如此庞大数目的地址。如果按照目前的发展情形,不但手机用户上网,连家用消费电子设备如电冰箱以及汽车也上网,那么根据Ipv4分配的因特网地址在2005年就会被耗尽。
为此,新版本的因特网协议IPv6应运而生,它能够解决当前IP地址不足的问题。因而,如果IPv6协议不能得到实现的话,大规模推广3G网络更是无从谈起。然而当前世界范围内经济的萧条,使得众多的运营商负债累累,因特网公司们也收缩了其研发资金,因而要想IPv6协议在3G网络得到成功的应用更是难上加难,这得花费数年的时间。
但是,在近进入4G通信时代以前,通信公司和因特网公司的状况将明显好转,它们将花费更多的时间开发IPv6协议,并将其集成到4G网络中。
2.数据传输速率不够高
运营商和媒体宣称3G系统的数据传输速率完全达到了移动环境下进行多媒体通信的需求,然而事实并非如此。3G系统中上行信道和下行信道的数据传输速率远远低于宽带的要求。实际上,在室内环境下3G系统只能提供低于2Mb/s的速率,而在车载运动中(最佳情形)其传输速率只能达到144kb/s。
而且试验中的测试表明,实际应用环境中的3G系统其数据传输速率比上述值要低20-40%。这也就意味着,3G系统中最引人注目的特色-高速的数据速率也令人怀疑。
然而4G则不同。北电网络已经对基于因特网协议的4G通信系统的特色进行了详细的描述,在静止环境下4G系统的速率课达到10Mb/s,在高速移动环境下,其速率也超过了384kb/s。最近,AT&T公司在演示了被其称之为4G接入网的一个非对称网络,该网络上行信道采用了EDGE技术,下行信道采用了宽带OFDM技术。这样做目的是加速数据的下载,因而特别适合于音频和视频数据流的下载,使得用户能够体验到真正的多媒体通信。
3.网络容量太小
3G移动通信系统应该不仅仅是一个高速率网络,同时更重要的应该成为一个大容量网络,而且每比特成本开销要低、能够及时提供市场所需求的业务。
日本邮电部门的研究表明,从1999年到2010年,语音业务的用户数将增长1.5倍,而且其业务量将翻番。然而自此以后,语音业务不会再有大幅度增长,将维持一个持续平稳的状态。不过,2010年后,基于3G系统的多媒体业务其增长速度相当可观。2010年,语音和多媒体业务流量的比率接近于1:2。
假定2010年后,多媒体业务量以40%的增长率发展,那么它将是目前的23倍,多媒体和语音业务量之间的比率为10:1。
然而当前3G系统有限的容量却很难应付今后爆炸式增长的多媒体业务量,在未来多媒体业务量至少是当前3G系统所承诺容量的10倍。
对移动运营商来说,为了使得其巨大的投资得到回报,它们当然希望业务量越大越好,然而具有讽刺意味的是3G有限的容量却不允许运营商这样做。而4G系统由于采用了OFDM技术,其容量显著增加,同时在今后引入新的频段也有助于解决容量不足的问题。
4.用户费用高昂
尽管3G运营商对其即将提供的3G业务尚未形成具体的概念,也不知道用户愿意为这些服务支付多少费用,这些运营商已经开始为其3G业务制定费用的计划了。
从理论上来说,3G系统可以使用户保持始终连上因特网的状态,而且运营商并不根据用户上网的时间进行收费,而是根据用户下载的数据量,或者根据交易的数目。如果用户下载了一个天气预报信息,则运营商只会根据用户下载的这个天气预报收费,而不管用户看这个报告花费了多长时间。
Herschel Shosteck协会最近的一项研究表明,由于运营商为3G许可证支付了巨额费用,它们将会把这笔费用转嫁到终端用户身上,为此3G高昂的费用会让用户望而生畏。运营商估计,3G业务的月租费将在90-100美元左右(110-130欧元)。然而,这笔费用还不包括用户下载的数据费用,每比特数据的下载费用也不会低到让人坦然接受的地步
但是在4G系统中,数据的传输费用将显著降低。斯德哥尔摩的皇家工学院的教授们已经着手制定降低数据传输成本的研究方案。
5.商业模型不确定
3G移动通信系统最终能否获得成功最终将取决于有效的商业模型。也许用户需要一种由广告驱动的MTV业务,或者在某个加油站消费一定数额后就能获得免费交通信息这类的业务。尽管目前新的业务模式不断出现,但是3G市场依然处于一种非连续状态。通常,用户为某一业务支付固定的费用,如为每月的交通信息报道服务支付3美元,为每月的可视会议服务支付15美元,或者为每月无限制接入因特网服务支付45美元。
然而,即使成功地运作了无线商业模式iMode的NTT DoCoMo公司也认为目前面向消费者的3G多媒体业务并没有多大的市场,因而它将其最初的3G业务只定位于商务应用。
撇开3G,从2.5直接过渡到4G
大规模地推广4G移动通信系统并非遥遥无期,当然还是需要一定时间的。但是如果运营商对无线高速数据业务强烈渴望的话,那么它们就有必要现在就进行4G系统的规划和测试。
移动运营商在其广告中宣称,在3G时代移动基站将遍布全世界,以确保移动用户无论何时何地都能接入高速的无线网络,但是这一切只有在4G时代才能成为现实,也只有在这时才能真正意义上的3G业务。
据业内人士估计,在2005年,50%的移动用户将进行数据通信,手机的数量也将超过PC机成为首先因特网接入设备。
在2G移动系统向3G的演化过程中,为了保证过渡的平滑性防止出现断层,运营商提出了2.5G系统的概念。现在,众多的运营商正将其精力集中在将GSM网络升级到2.5G系统,这样,移动通信系统的演化就出现了另一种可能的趋势-撇开3G,直接从2.5G升级到4G系统。因为既然3G系统也不能实现真正意义上多媒体通信,而当前2.5G系统的数据传输速率已经能够满足一的要求,那么消费者也会对GPRS系统心满意足,并最终等到4G系统中真正多媒体通信的来临。
也许我们应该学学瑞典移动运营商Telia的例子。他们期望在3G技术到来之前就在在斯德哥尔摩的Arlanda机场启动4G业务-“homeRun”无线局域网业务。这个想法可能将于今年晚些时候付诸实现。HomeRun使得用户可以通过GPRS网络接入互联网,则就意味着用户可以通过高速的局域网接入互联网,同时还可以通过GPRS网络收取文本文件或者电子邮件。
具有讽刺意味的是在Telia的提议案中,3G技术被完全忽略了,而是直接采用4G技术成为下一代移动网络的标准。
基站天线及其新技术发展
信息产业部电信传输研究所、中国泰尔实验室 张翔
随着移动通信事业在我国的迅猛发展,移动电话越来越多地为人们的工作和生活提供着方便和快捷。它的可移动性、随时随地可保持通信联系等优越特性是固定电话无可比拟的。基于这些优点,近十年来移动通信在世界范围内发展迅速,从第一代的AMPS、TACS、NMT等系统,第二代的GSM、窄带CDMA系统,直到现在即将问世的CDMA2000、WCDMA、STDCDMA等第三代移动通信系统,系统容量越来越大,话音质量越来越好。移动通信在我国的发展也非常迅猛,移动用户数不断增加,现位居世界第二位。可以断言,在不久的将来我国的移动用户数将位居世界第一。
基站天线的作用
先让我们看一下一个移动用户是如何和一个固定电话用户进行通信的:
从移动电话和有线电话通信示意图我们可以看到,移动用户的话音信号首先要通过移动台的天线发射到基站收发信机(BTS),再由基站收发信机经过地面电路传送给基站控制器(BSC),基站控制器将收到的无线编码的信号转换成固定电话信号,然后传送给移动交换中心(MSC),移动交换中心再将此信号传送给固定交换机,直到所需的固定电话用户。从这个原理图中我们不难看出,单有移动台是无法完成整个通话的过程,还必须有MSC 、BSC、 BTS的配合才行。其中在空中接口的物理层部分,移动台和 BTS的通信必须有基站天线的配合方可完成。 由此可见,移动台之所以有移动性是因为有了基站天线,基站天线在移动通信中扮演着"上传下达"的重要角色。
基站天线的分类
按天线辐射的方向图来分类,基站天线一般可以分为全向天线和定向天线。
全向天线一般用于移动用户密度较低的区域,例如市郊、农村等地区。它的水平面方向图应是360度,垂直面半功率波束宽度根据天线的增益不同可以有13度或6.5度。
定向天线一般用于移动用户密度较高的区域,例如市区、机场、商业中心等。它的水平面半功率波束宽度一般有65、90、105、120度;垂直面半功率波束宽度根据天线的增益不同可以有34、16或8度。
用全向天线的BTS 设置为全向扇区,用定向天线的BTS 设置为三扇区。三扇区配置的BTS用户容量远高于全向扇区配置的BTS。
众所周知,移动通信的无线信道是最为恶劣的,除了有电波衰落之外,还有多谱勒频移以及信道噪声。为了保证通信质量,BTS一般还配备另外一根空间分集接收天线。这样对于全向扇区配置的BTS可以一根天线用于收发共用,另一根天线则用于空间分集接收。
同理,对于三扇区配置的BTS一共有六根天线。我们经常会在高楼的楼顶上看到三角形的支架,支架的每一面都是一个扇区,这种结构就是三扇区配置。
空间分集接收的优点是分集增益高,缺点是还需另外一根单独的接收天线。为了克服这个缺点,近来又生产出定向双极化天线。定向双极化天线通过极化分集接收来达到空间分集接收的效果,只用一根天线,这样可以使城市更加美观。但这种天线的分集接收效果低于空间分集接收天线。国内生产这些天线的厂商主要有辽宁鞍天移动通信设备有限公司、广东三水盛络天线有限公司、京信通信系统(广州)有限公司、首信集团、汇能集团等。国外生产这些天线的厂商主要有KATHREIN、ALLGON等。
智能天线
为了使一个扇区中能够容纳更多的用户,最近又有一种新技术智能天线系统问世。
众所周知,为了使一个扇区中能够容纳更多的用户就必须降低系统的总噪声水平。特别对于CDMA 系统,系统容量直接取决于总噪声水平。对于一个用户来说,其他用户的信号都是干扰信号。只有降低每一个用户的信号或降低此用户对其他用户的干扰信号,才能大大提高系统容量。智能天线系统就是为此目的应运而生的。
智能天线系统主要包括天线设备和计算机系统。通过计算机系统的复杂运算,使天线形成非常窄的特定波束,这个特定波束直接到达特定的用户,这样就可以使这个用户对其他用户的干扰降低到最低。因为系统中同时会有多个用户同时通信,所以智能天线系统要形成多个非常窄的特定波束,并且这些特定波束要随着用户的增减而实时变化。因此智能天线系统非常复杂。目前只有国外的麦得威公司和国内的大唐信威公司生产这种智能天线系统。
天线参数
天线的主要技术参数有工作频段、方向图、增益、半功率波束宽度、三阶互调、功率容量、电压驻波比等。其中电压驻波比、三阶互调是比较重要的参数。如果天线的电压驻波比过大,则天线端的高频信号会反射回BTS的功率放大器,对功率放大器造成损坏。如果天线的三阶互调过大,则互调产物会干扰系统的正常通信。
聚焦基站天线
本刊产品部(乐宁执笔)
移动通信的飞速发展和巨大利润吸引了无数商家,基站天线作为移动通信系统中的重要部件自然也成为一些生产厂商的发展热点。本期"产品聚焦"栏目同时介绍了国内外几大生产厂家的部分产品,产品中既有普通天线,也有技术领先的智能天线。
聚焦厂家:麦得威国际通信公司、北京信威通信技术股份有限公司、首信集团、广东省三水市盛路天线有限公司和广东省京信通信公司。
麦得威
公司概况:
麦得威国际通信公司NASDAQMTWV是一家提供能使无线网络语音质量和数据容量大幅度提高的智能天线的全球性无线网络设备供应商。麦得威公司的SpotLight智能天线为CDMA、GSM和模拟网络的网络运营商提供经济地增加系统容量的频谱管理解决方案。该智能天线系统1999年曾在美国被评为最热门的十大通信技术之一。麦得威公司是第一家使智能天线产品商业化的公司。
产品推荐:
SpotLight 智能天线系统
SpotLight智能天线系统可以使CDMA、GSM及模拟网的网络增加容量,提高网络运行质量。本产品能使无线运营商以更低的投资成本获得网络干扰的降低,网络容量的增加,以及网络效率的提高。安装了SpotLight智能天线系统的基站提供比传统的基站更长的用户通话时间。作为一种有针对性提高网络容量的解决方案,网络运营商可以查明网络中的拥塞小区,并通过在这些小区使用SpotLight 智能天线来缓解容量紧张的问题。
用于GSM网络的SpotLight GSM智能天线系统的现场试验在上海取得了成功。试验是通过在中国目前最大的无线通信市场--上海市的市中心人口密集区域的GSM基站上安装SpotLight GSM智能天线系统来进行的。现场试验期间,对安装了SpotLight GSM智能天线系统的基站及其相邻基站的话务统计结果表明:对比试验前后的状况,SpotLight GSM智能天线系统不仅提升了GSM网络容量与质量,更有效降低了发射功率,从而在空间减少了无线通信所须的电磁辐射的能量或强度。对于手机用户来说,因为发射功率减少,还延长了手机电池的使用时间,因此它堪称一举数得的"绿色天线"。
SpotLight CDMA
运营商可以使用SpotLight CDMA产品来缓解网络中由于频繁而不均匀的话务分布造成的严重干扰。网络中单个基站的话务量根据时间不同而变化,这使得无线运营商面临着寻找合适的站址及为满足网络容量需求的有限频谱资源的挑战,SpotLight CDMA智能天线向运营商提供平衡话务量和获得额外网络容量的功能。
SpotLight GSM用于GSM小区的智能天线系统
麦得威公司CDMA产品的成功使其SpotLight GSM智能天线系统的商用化成为可能。在城市密集度高的GSM网络中由于同频和邻频的干扰,网络容量受到限制,SpotLight GSM通过在单个扇区使用窄波束天线阵列和波束切换技术实现降低网络干扰和增加网络容量的目的。运营商如果在大约40%的小区中安装了SpotLight GSM,可获得100%网络容量增加。
SpotLight GSM智能天线系统利用波束切换原理,用窄波束天线来覆盖传统的定向小区120度的区域。独有的数字信号处理方法使得系统在任何时候都选择最好的窄波束天线信号为手机用户服务。与传统的定向小区相比,由于120度的范围由4个窄波束天线覆盖,每个窄波束天线接受到的干扰信号量是原宽波束天线接受到的1/4,则系统的载干比增加了6dB。这个增益使得通讯信道的上行(手机-基站)和下行(基站-手机)都得到了改善。在上行方面,安装了智能天线系统的小区的载干比得到了增加;而在下行方面,原有的那些可视范围内的同频小区的载干比得到了增加。
适用情形之一:市中心高话务密度区
在容量需求大的地区如市中心高话务密度的地区安装SpotLight GSM
市中心高话务密度区的特征为高层建筑众多,高话务量,基站间距离很近
通过SpotLight GSM获得显著的干扰降低和容量增加
不仅对安装了SpotLight GSM的基站,对邻小区和同频基站都能起到容量增加和质量提高的作用
适用情形之二:
装有大波瓣天线的小区
装有大波瓣天线的小区产生并接受到更多的干扰,有待优化
SpotLight GSM窄波束天线和波束切换技术能降低干扰
SpotLight GSM使网络降低干扰并增加容量
使原来已无法增加载频的基站增加新的载频
适用情形之三:
无需新建基站
新建基站面临紧张的空间和房地产限制的问题
由于增加了新的基站使射频信号的辐射增加,同时站址密度增加,使得运用原来的频率规划方法难以使容量大幅度提升
SpotLight GSM使您的网络容量增加质量提高
SpotLight GSM帮助运营商节省建立和维护新基站的费用
SpotLight 智能天线系统中的嵌入式数据产品
2000年9月,麦得威公司收购了ATI公司,它是一家专门开发适合3G网络的智能天线技术的公司。目前,麦得威公司正在开发适合 cdmaOnecdma2000以及W-CDMA网络的嵌入式智能天线,它将使网络的语音和数据容量增加大约200%。
应用概况:
麦得威公司是第一家使智能天线产品商业化的公司,产品SpotLight智能天线系统已被全球范围内的许多无线网络运营商所使用。目前,北美、南美和欧洲均已安装了该公司的产品。在中国SpotLight GSM智能天线系统已在上海联通,广东联通等商用GSM网上成功完成了现场试验,取得了良好的效果。
信威公司
公司概况:
北京信威通信技术股份有限公司是由信息产业部原邮电部批准,大唐电信科技产业集团CATT、美国CWILL电信公司和博纳德投资有限公司Bonanza Investment共同投资组建的,从事无线通信产品开发、生产、市场销售、工程安装及售后服务的高新技术企业。公司开发的SCDMA无线用户环路系统技术处于国际领先水平,该系统是世界上第一套同时采用智能天线Smart Antenna和同步码分多址(Synchronous CDMA)技术的研究成果。该成果结束了在国际通信上没有中国人提出自己标准的历史。
产品推荐:
用于SCDMA无线用户环路系统中的智能天线 由信威公司研制的SCDMA无线用户环路系统中的智能无线,是将智能无线阵与同步CDMA及时分双工(TDD)等技术集成一起,同时使用空间的码分集,达到多个远区终端与一个基站间的高性能通信,以不影响系统的灵活性及增加系统的复杂性,改善无线通信质量和增加容量。
天线主要用于接收和发射无线信号。由于系统工作在较低发射功率小于4W和较高频段1.8GHz,因而由地面和建筑物等引起的无线电波传播的信号电平的衰落现象即多径干扰非常严重,所以SCDMA系统的基站设备采用了八振子环形天线阵,即智能天线CP11-18。智能天线是在八振子环形天线阵的基础上,通过基站上的四块收发信板共八只收发信机,经相干接收到的来自用户终端的信号,在每个天线元及其相连的接收机的反应,进行高速率的实时算法,以获得各通信码道相互独立的空间特征矢量及矩阵,并获得该信号的功率估值与到达方向,完成上行波束赋形以达到最佳接收效果;同时,由于系统采用上下行对称的TDD通信方式,从基站接收到的上行信号中求出的空间特征矢量完全能反映下行链路的特性而直接用于下行波束的赋形,即每个码道一个波束,从而实现智能天线功能。由于采用了智能天线,可使天线增益增加9dB并提供了用户终端的定位管理信息精度45.8m。智能天线由8支间距相同1/2波长约80mm、长560mm的天线元组成每个天线元的增益为8dB 天线阵通过N-K9A型接头与馈线相连。馈线与基站连有8只具有带通特性的防雷滤波器,将低于通带频率的大电流雷击对地短路,起到防雷作用。单多用户固定台采用平板式微带天线或全向天线。天线由N-K7A接口经馈线与单多用户固定台相连。
天线的品种、型式 全向杆状天线 全向杆状天线为窄条状微带天线面板外加强化玻璃钢防护套组成,具有增益高、频带宽、耐腐蚀、良好的防水及防雨溅性能、结构简单、使用方便等特点。适用于SCDMA无线用户环路系统固定终接设备和基站设备的杆状全向辐射天线。
智能天线阵 将上述8支全向杆状天线组成的智能天线阵按规定的距离及方位角排列组合,安装于铝合金托盘上,为智能天线的基带DSP优化处理提供射频硬件平台。天线托盘有护罩装置,具有良好的防水及防雨溅性能。由上述8支全向杆状天线按规定的距离和方位角排列组合而成的一组圆形天线阵,经8只相干射频收发信机和基带DSP优化算法处理,可根据需要为每个时隙或码道用户提供一个窄瓣定向赋形波束。智能天线阵主要用于SCDMA无线用户环路系统基站设备。
定向平板天线
定向平板天线由微带天线面板外套防护面罩组成,具有增益高、频带宽、前后比大、抗干扰能力强、良好的防水及防雨溅性能、使用方便等特点。适用于SCDMA无线用户环路系统固定终接设备的平板状定向辐射天线。
未来打算:
信威公司将继续致力于无线通信技术的开发和产业化工作,用创业的精神,不断创新开发出技术性能更为超前、质量更为可靠的产品。不断地推出阶段性新成果,使企业保持旺盛的生命力,力争在3-5年内成为世界一流的无线通信企业。
盛路公司
公司概况:
广东省三水市盛路天线有限公司创建于1992年,属民营高科技企业,专业从事各类通信天线的研制、开发和生产,属国内规模最大、技术最先进的专业通讯天线生产厂家之一,并于1999年通过英国SGS公司ISO9002国际质量体系认证。继1999年被广东省评为广东省民营科技企业后,又于今年3月获广东省高科技企业称号。
产品推荐:
TDJ-SA900-12-120 盛路公司开发出的产品有:基地台全向、定向系列;定向板型系列;抛物面系列;无线寻呼系列;信号倍增器系列;车载台全向鞭状系列天线。各系列天线频率从30MHz~3GHz不等,均具有用料考究、结构牢固、密封性好、抗老化、强度高、环境适应性强、电性能稳定等特点。其中,用于GSM基站的定向板型天线系列,其材料、工艺、电性能均接近国际先进水平。
GSM、CDMA基站天线系列:天线结构牢固,密封性好,抗老化强度高,电性能稳定,其中TDJ-SA900-12-120获国家级重点新产品称号。
(1)TQJ-900-12-T0 基站用全向玻璃钢天线 型号 TQJ-900-12-T0 电性能指标 频率范围(MHz) 870-960 输入驻波(VSWR) ≤1.5 输入阻抗(Ω) 50 增益(dBi) 11.5 极化形式 垂直极化 水平波瓣宽度(3dB) 360° 垂直波瓣宽度(3dB) 6.5° 主瓣下倾角 0° 互调dBc ≤-110 最大功率(W) 500 雷电保护 直流接地 输入接口 7/16DIN或N型阴头 机械指标 尺寸(D×H) φ52×3269 重量(kg) 9 夹码重量(kg) 0.5 抗风强度(m/s) 60 水平角范围 360° 天线罩材料 玻璃钢 支撑杆直径(mm)Φ60
(2)TDJ-SA900-15-65基站用定向板型天线 型号 TDJ-SA900-15-65 电性能指标 频率范围(MHz) 870-960 输入驻波(VSWR) ≤1.5 输入阻抗(Ω) 50 增益(dBi) 15.5 极化形式 垂直极化 水平波瓣宽度(3dB) 65° 垂直波瓣宽度(3dB) 16° 主瓣下倾角 0° 前后比(F/B) >27 互调dBc ≤-110 最大功率(W) 500 雷电保护 直流接地 输入接口 7/16DIN或N型阴头 机械指标 尺寸(H×W×D) 1290×254×105 重量(kg) 9 夹码重量(kg)
3 抗风强度(m/s) 60 水平角范围 360° 俯仰角范围 0°15° 天线罩材料 玻璃钢、防紫外线ABS 支撑杆直径(mm) Φ45-Φ80
应用概况:
盛路公司GSM、CDMA直放站室内覆盖天线占国内70%市场份额。多年来盛路公司在用户群体中树立了良好的信誉形象,1998年起至今一直被深圳华为公司列为一级供应商。并拥有青岛朗讯、中兴通讯、武邮、福邮、京信、三维、灵通等众多国内知名客户。
未来打算:
盛路公司将进行大量的投资,与国外著名天线生产厂家开展技术交流和技术合作,研制、开发三频基站天线(GSM900、GSM1800、3G频道)。这是继双频天线后的又一新发展,使用这些产品可以让移动通信运营商节省大量投资来降低运营成本。
首信
公司概况:
首信集团是中国最大的研发、生产、销售通信产品的国家高新技术企业之一,产品涉及移动通信系统、移动通信终端、传输系统(微波通信、光通信)、通信电源、计算机与Internet、Intranet网络系统产品、无线宽带接入设备、配线设备与天线、机械加工及特种防护用品等多个系列,能为电信、广电、邮政、电力等不同用户提供完整的产品集成和系统解决方案。
首信是国内唯一一家具有三阶交调指标
检测
工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训
条件的基站天线生产商。
产品推荐:
WT30系列基站天线产品:
WT30系列基站天线产品具有以下特点:1、门类齐全、品种多。既有定向天线,也有增益各异的全向天线;既有窄带天线,也有宽带天线;既有单频段的,也有双频段的;既有单极化的,也有双极化的。可为网络规划者提供各种灵活的选择。2、造型美观、防晒防水性能好。3、增强型的玻璃钢外罩有多种颜色可供用户选择,以使天线与周围环境协调一致,从而符合环保要求。WT30系列基站天线产品频率范围:824-896MHz/890-960MHz/1770-1880MHz 。其定向天线的水平面波瓣宽度有65°、90°、105°和120°四种 。定向天线和全向天线的驻波比都优于1.3 。
部分产品介绍:
800MHz全向天线(2款:WT30-800/360/0/8/V和WT30-800/360/0/11/V):频率范围为824894 MHz,驻波比≤1.5,增益分别为8dBi和11dBi,阻抗为50Ω,极化方式为垂直,最大功率为500W,输入L-29J,直径51mm,重量分别为5.5kg和9.1kg,最大风速为200km/h。 900MHz65°定向天线(4款:WT30-900/65/0/9/V、WT30-900/65/0/12.5/V、 WT30-900/65/0/15.5/V和WT30-900/65/6/15.5/V):频率范围为870960 MHz,驻波比≤1.3,增益分别为9dBi、12.5dBi、15.5 dBi和15dBi,阻抗为50Ω,极化方式为垂直,前后比分别大于20dB或25dB,最大功率分别为400W或500W,输入L-29J,最大风速为230km/h。
1800 MHz双极化天线(WT30-1800/65/0/18/X):频率范围为17101880 MHz,电压驻波比≤1.5,增益为2×18dBi,阻抗为50Ω,极化方式为+45°/-45°双极化,前后比>25dB,最大功率200W,隔离度>30 dB,输入2×L-29J最大风速为230km/h。 1800 MHz全向天线(WT30-1800/360/0/8/V):频率范围为17101880 MHz,驻波比≤1.5,增益为8dBi,阻抗为50Ω,极化方式为垂直,最大功率200W,输入L-29J,最大风速为200km/h。
服务承诺:
首信天线的用户将享受首信现场的服务支持。首信承诺,无论是安装问题,还是特殊培训,只要用户需要,无论何时何地,首信训练有素的工作人员都会亲临现场提供专业服务。
京信通信
公司概况:
广东省京信通信公司成立于1995年,她的使命是研发和生产移动通信的外围设备,并提供相关服务。在中国移动通信外围设备的制造和应用领域,已日益成为一支强大的驱动力。京信通信的产品包括:室外直放站、室内信号分布系统、天线及无源器件。
产品推荐:
京信通信公司自主开发设计和投入市场的天线产品主要应用于数字蜂窝移动通信领域。所有产品的频段覆盖了第2代数字移动通信GSM 900/1800 MHz, CDMA 800 MHz等频段,部分天线产品的工作频段则向高端扩展到了2300 MHz,从而兼顾了未来第3代数字移动通信的指标要求。其天线形式包括了多种基站天线、直放站天线、多波段共用的室内分布天线、以及其它满足特定覆盖要求的特殊天线。主要产品大致概括为以下四类:
1、野外覆盖天线 主要包括用在城市市区的双极化基站天线,用在郊区、村镇以及其它野外场合的直放站天线二类: ±45°双极化基站天线涵盖了GSM 900MHz、1800MHz两个频段,可按需选用不同的增益(1317.6dBi)、不同的方位角覆盖范围6590度。此类天线在设计上给予了特别的考虑,以保证两付正交天线之间良好的隔离度和交叉极化鉴别率指标,从而获得最佳的极化分集效果。京信通信的双极化基站天线经过北京移动通信设备质量监督检验中心的严格检测,各项指