20 世纪 9 0年代中期,以欧洲的全球移动通信系统(Global System for Mobile communication, GSM)和美国的cdmaOne(即IS-95)为代表的第二代
(Second-Generation, 2G)无线通信系统,采用数字调制技术,分别使用时分多址(Time-Division Multiple Access, TDMA)与码分多址(Code-Division Multiple Access,CDMA)技术,显著改善了通话质量,极大增加了系统容量。中国移动与中国联通基于GSM与IS-95,分别形成了各自当前的无线移动通信平台主体。
为了能够向用户提供更多的无线数据业务以及更高的无线数据传输速率,国际电信联盟(International Telecommunication Union, ITU)于20世纪90年代后期提出了国际移动电信2000(International Mobile Telecommunication 2000,IMT2000)系统,目的是为世界各国的无线通信系统制定统一标准。IMT2000系统,也即第三代(Third-Generation,3G )无线通信系统。
围绕 3G 无线通信系统的标准制定,各国部门、电信运营商和电信设备制造商等均不遗余力,次第登场,陆续向ITU提交了关于IMT2000系统的标准。在IMT2000系统的多个标准中,以欧洲的WCDMA标准和美国的cdma200标准最令人瞩目。为了促进IMT2000系统多个标准的融合,分别以WCDMA标准和dma2000标准为核心组成了第三代合作伙伴计划(Third-Generation Partnership Project, 3GPP)和3GPP2。中国的TD-SCDMA标准在频率利用方面优势非常明显,与WCDMA标准在频率利用方面有很好的互补性,已被3GPP接纳并进行了融合。
新千年伊始,3G无线通信系统的发展在世界各国均呈现出一派繁荣景象,到处只闻“清平之乐,笙竹之声”。但是,2001年世界范围的网络经济泡沫破裂以及全球经济发展的不景气使3G无线通信系统的发展遭遇了冷彻骨髓的寒冬。随着朗迅、北电网络、爱立信及诺基亚等电信设备制造商股价的全面下挫,美国华尔街的投资分析师们不断惊呼,互
联网是股市毒药,光纤是股市毒药,3G是股市毒药。
如果撤开网络经济泡沫破裂与全球经济不景气两个因素的影响,究竟是什么原因导致了3G无线通信系统的发展止步不前呢?技术分析家说,3G是因为没有性的技术才遭遇了“滑铁卢”。其实更准确的原因应该是,3G因为没有“杀手级”的应用才导致没有用户愿意掏腰包去“雾里看花水中望月”。另外,在2G无线通信系统基础之上发展起来的2.5G无线通信技术,如通用分组无线电业务(General packet Radio service,GPRS)与GSM演进型增强数据速率(Enhanced Datarates for GSM Evolution,EDGE)技术,也对3G无线通信系统的商业推广形成了杀伤力很强的市场挤兑效应。
如果对3G无线通信系统的发展现状进行戏说,那么它就象“周幽王的骊山烽火”,先是“戏弄”欧洲各主要电信运营商“诸侯”斥巨资购买3G频率许可证、电信设备制造商“诸侯”匆忙进行巨额技术投资,结果却使他们抱憾不己。譬如欧洲老牌的英国电信和德国电信均因为3G频率许可证费用而负债累累,元气大伤,至今仍举步维艰。但是,戏说总归是戏说。尽管3G无线通信系统的发展遭遇了严重挫折,但其商业化却是必然。2002 年,3G无线通信系统的发展己经开始恢复了生机,目前的重点是解决如何实用化的问题。由于市场培育是一个渐行的过程,因此3G无线通信系统的实用还有很长的路要走。
在无线通信技术的研究方面,人们并没有因3G无线通信系统的波折而裹足不前。目前,人们己开始了后三代(Beyond3G)无线通信系统的研究。后三代无线通信,也称为(Fourth一Generation,4G)无线通信或NextG 无线通信。显然,3G无线通信系统的不完善客观上成为了NextG 无线通信系统的“催生婆”。NextG无线通信系统的主要特征是“移动”,与3G的“无线”特征有一定差异。NextG无线通信系统将是一个能更好支持多环境和多业务的系统,多载波、多址与多天线等技术将在其中得到广泛应用。在NextG无线通信系统中,宽带数据业务、多媒体业务和因特网(Intemet)业务将逐渐代替语
音业务的主导地位。NextG无线通信系统大致可划分为NextG 无线接入系统与NextG无线移动系统两部分。
NextG无线接入系统主要基于无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)、无线城域网(wireless Metropolitan Area Network,WMAN)、无线个域网(wireless persona1 Area Network,WPAN)、无线家域网(Wireless Home AreaNetwork,WHAN)等一系列标准。由于广泛采用了具有更高频谱效率的正交频分复用(orthogonal Frquency Division Multiplexing,OFDM)调制技术,NextG无线接入系统能为用户提供比3G高很多的数据传输速率,速率可高达几十Mbps甚至上百Mbps,而且非常经济.目前,在美国、欧洲及日本,NextG无线接入系统的发展正进行得如火如荼。对于电信设备制造商而言,这无疑是一个数以万亿美元计的巨大市场,蕴涵着未可限量的商机。
围绕 NextG无线移动系统虽然尚未形成有代表性的标准,但相关研究却异常活跃,其中OFDM调制技术与CDMA多址技术的各种结合方法更是研究热点。虽然它们目前都还尚处于研究阶段,但长远看它们极有可能成NextG无线移动系统的核心技术。典型的OFDM-CDMA方法包括多载波码分多址(MultiCarrier Code-Division Multiple Access, MC-CDMA)、多载波直接序列码分多址(MultiCarrier Direct-Sequence Code-Division Multiple Access, MC-DSCDMA)以及多音码分多址(Multi-Tone Code-Division Multiple Access, MTCDMA)等。
中国如今己经拥有全球第一大手机用户群,中国巨大的无线通信市场,无疑为中国的民族科技和民族产业在无线通信领域异军突起提供了一个极好的机遇。面对中国如此巨大的无线通信市场潜力,3G无线通信系统与NextG无线通信系统均有无限商机。NextG无线通信系统可以在大学、公司内部、机场以及旅店等固定范围进行高速数据传输,而当无线终端用户随飞机和火车等高速行驶时,可以采用3G无线通信系统。另外,虽然3G无线
通信系统的传输速率远不及NextG无线通信系统,但它更适合于传输语音。在如语音IP(Voice over Internet Protocal, VOIP)这类对语音进行数码化的技术未完全成熟之前,3G无线通信系统仍将扮演重要角色。