本刊記者/楊凱
極速體驗,4G威武
本刊記者/楊凱
或許移動通訊的發展歷程恰似一個人的成長經歷一般,而4G正是移動通訊“跑起來”的標志。
4G來了,全中國的科技創業者都為之興奮,為何?多半是移動網絡網速將會更快,新產品、新應用要集中爆發,更多的行業開始進入“智能”時代,也就意味著創業者在新領域中“掘金”的機會更大。而這種興奮或許還源于科技圈內的一個普遍預期:未來幾年里,中國4G市場將出現一種爆炸式的增長態勢,而不是像3G剛推出時的漸進式增長。據愛立信最新發布的《移動市場報告》顯示,預計到2019年底,中國將以超過7億的4G用戶數成為全球最大的4G市場,而在全球,視頻流量在移動數據總流量中的占比也將從2013年的35%左右上升到50%以上。
或許移動通訊的發展歷程恰似一個人的成長經歷一般,而4G正是移動通訊“跑起來”的標志。1G(first generation)時代移動通訊技術呱呱墜地,其時各國多采用了模擬調制技術和FDMA接入方式,而我國也在1987年,建成首個TACS制式模擬移動電話系統并投入商用,但在使用中就暴露出了很多缺點,例如設備體積大成本高,頻譜利用率低,保密性差,只能提供低速語音業務等。

2G(second generation)時代是“蹣跚學步”的幼兒,此時采用了數字調制技術以及TDMA或CDMA接入方式,具有頻譜利用率較高、保密性好、系統容量大、接口標準明確等優點。基本滿足了人們對語音業務以及低速數據業務的需求,因此在世界范圍內得以廣泛應用。
3G(third generation)時代意味著移動通訊技術開始“行走”,通過寬帶數字通信系統,各種服務商提供了豐富多彩的移動多媒體服務,網絡傳輸為各種環境下的應用提供了活動平臺,“網速”成為用戶選擇移動運營商的重要考慮因素。3G設計目標便是為了提供比第二代系統更大的系統容量、更好的通信質量,而且要能在全球范圍內更好地實現無縫漫游及為用戶提供包括話音、數據及多媒體等在內的多種業務,兼具考慮與已有第二代系統的兼容性。
隨著國內三大電信運營商獲發4G牌照,拿到了啟動4G商用的資格,一些城市也開始能夠體驗4G,例如中國電信就獲準在全國超過40個城市開展4G規模網絡試驗,4G正是進入人們的實現。那么開始“奔跑”的4G又會多一些什么?

4G在全球
日本
作為最早進入3G時代的IT強國,日本的4G也同樣是名列世界前茅的,所以經過了3年的發展,如今的日本不僅4G服務越來越成熟,尤其是在流量資費方面的設計非常值得我們借鑒,另外有意思的是,日本的三大運營商更是競爭進入了白熱化的階段,甚至每一個更換運營商的用戶都可以獲得非常多的優惠等等。在日本,由于網絡覆蓋情況出色,而且4G手機的普及率也已經達到了很高的水平,所以盡管4G的速度很快,但是在人多的情況下速度并不能達到理論的最大下載速度,而是大多數維持在20Mbps(換算成日常使用的速度為總數除以8,也就是2.5MB/s)的水平,不過這樣的實際下載速度依然超越3G不少。
事實上4G通信并不是從3G通信的基礎上經過簡單的升級而演變過來的,它們的核心建設技術根本不同的,3G移動通信系統主要是以碼分多址(CDMA)為核心技術,而4G移動通信系統技術則以正交多任務分頻技術(OFDM)最受矚目;不過考慮到與3G通信的過渡性,第四代移動通信系統不會在未來僅僅只采用OFDM一種技術,CDMA技術會在第四代移動通信系統中,與OFDM技術相互配合以便發揮出更大的作用,甚至未來的第四代移動通信系統也會有新的整合技術如OFDM/CDMA產生。盡管第三代移動通信系統也能實現各種多媒體通信,但未來的4G通信能滿足第三代移動通信尚不能達到的,在覆蓋范圍、通信質量、通信價格上支持的,高速數據和高分辨率多媒體服務的需要。第四代移動通信系統提供的無線多媒體通信服務(包括語音、數據、影像等大量信息)通過寬頻的信道傳送出去,因此,第四代移動通信系統也稱為“多媒體移動通信”。第四代移動通信不僅僅是為了應對用戶數的增加,更重要的是,必須要應對多媒體的傳輸需求,當然還包括通信品質的要求。總而言之,首先可以容納更加龐大的用戶數、改善現有通信品質不良以及高速數據傳輸的要求。相比第三代移動通信技術來說,第四代移動通信技術在開發研制過程中使用和引入許多功能強大的突破性技術。由于利用了幾項不同的技術,所以無線頻率的使用比第二代和第三代系統有效得多。按照最樂觀的情況估計,這種有效性可以讓更多的人使用與以前相同數量的無線頻譜做更多的事情,而且做這些事情的時候速度相當快。
而在用戶體驗方面,4G通信帶來的將不止更快的“網速”。由于人們研究4G通信的最初目的就是為了提高蜂窩電話和其他移動裝置無線訪問因特網的速率,因此4G通信給人印象最深刻的特征莫過于它具有更快的無線通信速度。從移動通信系統數據傳輸速率作比較,第一代模擬式僅提供語音服務;第二代移動通信系統數據傳輸速率只有9.6kb/s,最高可達32kb/s;而第三代移動通信系統數據傳輸速率可達到2Mb/s;專家則預估,第四代移動通信系統可以達到10Mb/s至20Mb/s,甚至最高可以達到100Mb/s,這種速度可能相當于目前手機的傳輸速度的1萬倍左右。

但是要想使4 G通信達到100Mb/s的傳輸,通信營運商必須在3G通信網絡的基礎上,進行大幅度的改造和研究,以便使4G網絡在通信帶寬上比3G網絡的蜂窩系統的帶寬高出許多。據AT&T公司研究4G通信的專家觀點,預計每個4G信道將占有100MHz的頻譜,相當于W-CDMA 3G網路的20倍。
同時4G手機的功能,也將不再簡單地劃歸“電話機”的范疇,畢竟語音的傳輸只是4G移動電話的功能之一而已,未來4G手機不論從外觀和式樣上,都會有更新的突破,可穿戴移動設備將大規模進入人們的視野,眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋,都有可能成為4G終端。4G通信將使我們不僅可以隨時隨地通信,更可以雙向下載傳遞資料、圖畫、影像,當然更可以和從未謀面的陌生人網上聯線對打游戲、觀看體育比賽之類的各種現場直播。
要使4G通信盡快地被人們接受,不但考慮它的功能強大外,還應該考慮到現有通信的基礎,以便讓更多的現有通信用戶在投入最少的資金后就能很輕易地過渡到4G通信。因此,從這個角度來看,未來的第四代移動通信系統會具備全球漫游,接口開放能跟多種網絡互聯,終端多樣化,以及能從第二代、第三代平穩過渡等特點。
而由于4G通信不僅會解決了與3G通信的兼容性問題,讓更多的現有通信用戶能輕易地升級到4G通信,還將引入了更多尖端的通信技術,這些技術保證了4G通信能提供一種靈活性非常高的系統操作方式,因此相對其他技術來說,4G通信部署起來也會容易、迅速得多。目前在建設4G通信網絡系統時,通信營運商們是在3G通信網絡的基礎設施之上,采用逐步引入的方法,這樣也可以有效地降低運營者和用戶的費用。據研究人員稱,4G通信的無線即時連接等某些服務費用將比3G通信更加便宜、實惠。