当前,随着通信技术和计算机技术、话音业务和数据业务的日趋融合,无线互联网、移动多媒体已初露端倪。手机是继报纸、广播、电视、网络后,堪称未来的第五大媒体。在我国,随着3G手机的引入,手机网络除了能进行话音通讯外,还能用来上网浏览、收发电子邮件、传输文字和图像资料、开展电子商务等。这归功于各种技术的不断发展,这些技术的出现为普通移动电话向广义无线通讯的转变奠定了基础。
未来移动通信业务
3G开创了无线通信与互联网、视频相融合的新时代,由此而产生的业务也必将成为未来移动通信新的市场增长点,真正使移动用户享受掌上无线的精彩;而其中,以视频流媒体、移动手机动画、移动手机电视最为突出。
1.移动业务走向数据化和分组化
在传统的固定通信领域,话音业务正在受到数据业务的强有力挑战。全球数据通信量已过超话音通信量。与固定通信相比,移动通信目前的话音通信量依然占绝对优势,但随着新技术的引入,移动数据业务已开始呈现蓬勃发展的景象。WAP在窄带移动网络上的实现,使移动通信能提供低速率的信息访问。通过GPRS等技术对现有移动网络的改造,可以提供更高带宽的数据业务,使其更快速地上网浏览和开展其他信息服务,第三代移动通信系统(3G)更是以提供带宽的多媒体数据业务为一个主要出发点。
2.未来移动通信系统的三大主体结构
未来移动通信系统将由以下三大主体结构给予支撑:
设备制造商,负责制造移动通信系统设备和终端。
服务运营商,负责向用户提供移动通信业务服务。
业务设计商,负责向运营商提供用户喜闻乐见的业务形式和业务内容。
这种由三大主体构成的移动通信系统体系,是为了适应移动通信业务未来将从单纯提供话音业务向提供包括话音在内的多媒体业务的发展趋势。从这个意义上讲,未来移动通信的发展不仅将为设备制造商和业务运营商提供更大的市场空间,而且将造就一个庞大的业务服务群体,并为其提供良好的市场空间。
3.第三代移动通信(IMT-2000)概况
第三代移动通信技术即为3rd Generation,简称为3G。它最早于1985年由国际电信联盟(ITU)提出,当时被称为未来公众陆地移动通信系统(FPLMTS),1996年更名为IMT-2000(国际移动通信-2000),意即该系统工作在2000MHz频段,最高业务速率可达2000 kb/s。与第一代的模拟手机和第二代数字手机(包括GSM和CDMA)相比,3G手机结合了无线通信与互联网等多媒体通信,能够处理包括声音、图像、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务,而且更为安全可靠。凭借高速传输率优势、庞大的信息容量,3G手机具备了宽带互联网的一切特性,把我们带入一个前所未有的移动互联空间。
国际上3G技术标准分为3大流派:以欧洲厂商为代表的W-CDMA标准,它的支持者主要包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电,以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商;以美国高通为首的CDMA2000标准,它的支持者主要有摩托罗拉、朗讯和后来加入的三星(韩国现在成为该标准的主导者);还有就是中国大唐电信提出的TD-SCDMA标准,它的主要支持者包括大唐电信、中国普天、南方高科、华立、华为、联想、中兴、中国电子在内的本土厂商和西门子。
第二代向第三代的演进
(一)GSM向第三代的演进
向移动用户提供高速率的数据业务是推动第二代向第三代发展的重要内容。考虑到一些第二代的运营者很难获得第三代的运营执照,但又要保证其网络在相当长的一段时间内具有一定的竞争力。HSCSD(或原GSM系统)和GPRS系统都可以采用一种新的高电平调制方式-EDGE来提高调制的有效性,它可以使用户数据速率达到384kb/s。EDGE技术,可以说是GSM系统发展的最高终端技术。
1.WCDMA将成为中国发展3G的首选方案
众所周知,WCDMA基于GSM核心网,能够平滑过渡,并具有良好的网络兼容性。无论从标准、开放性还是服务上,WCDMA都适合中国运营商发展3G。当前,随着3G的开通运营,中国正“步步紧跟”全球3G的发展形势。
之前,中国电信极有可能选择WCDMA和TD-SCDMA两种技术共建网络,因为中国电信会支持由我国大唐电信提出的国际标准—TD-SCDMA,而WCDMA又具有建网成本低、标准开放、应用广泛等诸多优点,最重要的就是它可以和TD-SCDMA进行兼容,在大话务量地区可以进行自由切换。
运营商看重WCDMA技术,它除了具有第3代的诸多优势之外,最重要的一点就是建网成本低。这其中的因素有:首先是硬件设备的效率,硬件设备越少,成本越低;其次是频谱利用率,单位带宽的用户越多,所需的站点数越少;第三是QoS服务功效,如果没有QoS功能,会有更多额外的投入,而且仍不能保证提供高水平的服务;第四是规模经济。参照以上影响3G无线网络建设的因素来看,WCDMA标准在建网成本方面的优势十分明显。
2.从2G过渡到3G的通信技术——蓝牙技术
在向第三代过渡的过程中,起着关键作用的就是“蓝牙”。“蓝牙”是一种新型无线网络低功率无线接口,实时传输数字数据和语音信号。它是由移动通信公司与计算机公司联合开发的短距离无线通信产品,具有传输速率高、安全性强、价格较低等优点,可以使便携式计算机、移动电话以及其他移动设备进行无线通讯。有了它,就不必在各种电子设备间布设专用线缆和连接器。只要在电子设备中加装了这块芯片,局部区域内的电子设备便被一根无形的电缆连接起来,相关数据即可实现自动交换。
(二)、CDMA
1,窄带CDMA向第三代的过渡
窄带CDMA最初采用的是IS-95A技术,它的数据传输能力一般为14.4kb/s。为了提供较高速率的数据传输服务,自1999年开始采用了IS-95B技术。理论上,IS-95B可支持115.2kb/s的数据传输,但一般实际的IS-95B系统只能提供64kb/s的速率。
cdma2000-1X(cdma2000单载波方式)是cdma2000的第一阶段。cdma-2000-1X的容量是IS-95B系统的两倍,可支持308kb/s的数据传输。它的网络部分将引入分组交换方式,以支持移动IP业务。为了在cdma2000-1X基础上进一步提高传输数率,以便与WCDMA竞争,3GPP2曾制定支持速率高于2Mb/s的cdma2000-1X增强标准。其中高通公司的HDR(高数据速率)、摩托罗拉和诺基亚公司联合提交的1xtreme,还有中国的LAS-CDMA曾作为侯选技术探讨过,这类技术可以说是cdma2000-1X的边缘技术。
cdma2000-1X的发展方向,一种是沿着cdma2000-3X(cdma2000三载波系统)及更多载波方式发展,一种是采用直接扩频方式,即WCDMA。韩国和日本的窄带CDMA的运营者明显倾向于后者,三载波方式普遍不被看好。当然我国窄带CDMA发展情况,也将直接影响着世界移动通信发展的格局。
2.CDMA的独特优点
与FDMA和TDMA相比,CDMA具有许多独特的优点。
----系统容量大。CDMA系统中所有用户共用一个无线信道,当用户不讲话时,该信道内的所有其他用户会由于干扰减小而得益。因此利用人类话音特点的CDMA系统可大幅降低相互干扰,增加实际容量近3倍。
----系统通信质量更佳。软切换技术(先连接再断开)可以克服硬切换易掉话的缺点,CDMA系统采用确定声码器速率的自适应阈值技术、强有力的误码纠错、软切换技术和分离分多径分集接收机,可提供TDMA系统不能比拟的较高数据质量。
----频率规划灵活。用户按不同的序列码区分,不同CDMA载波可以在相邻的小区内使用,因此CDMA网络的频率规划灵活,扩展简单。
----频带利用率高。CDMA是一种扩频通信技术,尽管扩频通信系统抗干扰性能的提高是以占用频带带宽为代价的,但是CDMA允许单一频率在整个系统区域内可重复使用,使许多用户共用这一频带并同时进行通话,大大提高了频带利用率。
----适用于多媒体通信系统。CDMA系统能方便地使用多CDMA信道方式和多CDMA帧方式,便于传送不同速率要求的多媒体业务信息,处理方式和合成方式比TDMA方式和FDMA方式灵活、简便。
3.CDMA的关键技术
(1)功率控制技术
功率控制技术是CDMA系统的核心技术。CDMA系统是一个自扰系统,所有移动用户都占用相同的带宽和频率,CDMA功率控制的目的就是使系统既能维护高质量通信,又不对其他用户产生干扰。
(2)PN码技术
PN码的选择直接影响到CDMA系统的容量、抗干扰能力以及接入和切换的速度等性能。CDMA信道的区分是靠PN码来进行的,因而要求PN码自相关性要好、互相关性要弱、实现和编码方案简单等。目前的CDMA系统就是采用一种基本的PN序列----m序列作为地址码,利用它的不同相位来区分不同用户。
(3)RAKE接收技术
移动通信信道是一种多径衰落信道,RAKE接收技术就是分别接收每一路的信号并进行解调,然后叠加输出以增强接收效果。在CDMA系统中,多径信号不再是一个不利因素,而是变成了一个可供利用的有利因素。
(4)声码器速率的自适应阈值技术
CDMA系统使用了确定声码器速率的自适应阈值,自适应阈值可以根据背景声学噪音电平的变化改变声码器的数据速率。这些阈值的使用压制了背景声学噪声,因而在噪声环境下也能提供清晰的话音。
3G媒体新服务
1.中国联通手机流媒体的发展及前景
中国联通公司提供的CDMA 1x,用户网络带宽最多可以达到100kbit/s,足够提供QCIF大小的流媒体服务;随着3G无线网络的应用,用户的网络带宽可以达到384kbit/s。另一方面,手机设备运算能力越来越强,存储空间也越来越大。
在联通的网络上也存在着竞争,不同的操作系统存在着不同的平台之间的竞争。联通的UNIX平台上,采用了MPEG-4技术方案;高通的BREW平台上,采用了富年提供的H.264方案;还有微软平台。这三个平台互不兼容,平台技术的优劣将直接导致最终效果的差别。
不同的平台在手机终端支持数量上有一定的差异。目前,在这三个平台上,支持BREW平台的手机终端数量最多,达到十几款。这其中有LG、三星、摩托罗拉,以及国内的大唐。而联通新时讯主要还是大显CU928,西伯尔也只是通过包销拿到LG手机。
2.中国移动手机流媒体的发展及前景
2004年3月,广州移动正式开始向“全球通”用户提供手机流媒体服务,3G应用已提前来到了我们身边。奥运期间,北京移动与多方合作伙伴强强联手,推出了一项开拓性业务“流媒体”。
使用该业务的用户只需开通GPRS业务,并具备一部支持流媒体功能的2.5G手机,通过手机登陆(移动梦网—掌上北京—手机电视),便可以随时随地观看包括影视、体育、新闻、娱乐、奥运专题五大类20多个的媒体视频产品,率先体验3G最Hot的流媒体应用。
随着我国3G牌照的正式下发,移动流媒体视频业务将会有更大发展。移动流媒体业务成为3G移动视频市场的主要增长点,手机作为“第五媒体”使该项业务将会广泛推广;移动流媒体业务的用户数将会不断增加,在2007年,移动流媒体视频用户在流媒体总用户中将占20%以上;移动流媒体视频内容将更简短、个性化、更具交互性,各种服务能够运用文字、动画、图片和图像等各种传媒手段;移动终端将被广泛内置流媒体播放功能,更多低价视频手机丰富手机市场。
作者系文汇新民联合报业集团