技术层面的变革

一、技术层面的变革

现代的通信技术之门可以说是由四大技术开启的,它们是:通信卫星、蜂窝电话、数字寻呼以及数字传输技术。⁽³⁾通信卫星的最大成就在于改变了广播电视节目必须先录制成磁带,然后空运到目的地为听众和观众“重播”的历史,使跨洋直播成为现实,同时加快了“地球村”形成的步伐。而数字传输则为宽带通信铺平了道路,世界电信业开始步入了数字高速通信时代。而在本章要讨论的个人通信技术则得益于无线寻呼和蜂窝通信的发展。

(一)个人通信的基本概念及相关技术

个人通信是指任何用户在任何时间、任何地方与任何人进行任何方式(如语音、数据、图像)的通信。这是人们对电话“不满”之后对其提出的新设想,人们的要求越来越高,越来越细致,觉得应该有一种方式必须让人不仅能听到、还能看到,必须能够移动,必须能够同他人进行及时交流等等。为了使这些新设想实现,人们经历了漫长的技术的改造和推进的过程。

20世纪60年代初,美国贝尔实验室就提出了利用蜂窝结构实现频率空域服用的理论和方法。1962年,西雅图世界博览会上首次推出了名为“Bellboy”的无线电寻呼系统,标志着全新的个人通信时代就此拉开了帷幕。Bellboy是首个商用化的个人寻呼系统,同时也是晶体管在消费领域的首次应用,它们的大规模商用是进入20世纪80年代才开始的。同一年,贝尔实验室开始着手测试一个全新的移动通信概念——蜂窝无线电,从而为无线电技术向个人通信的发展铺平了道路。

移动通信包括移动电话、无线寻呼、集群通信、卫星移动通信和无绳电话等,它可以向人们提供终端的移动性。严格意义上说,终端移动性是指终端在不同位置或者在移动(包括低速、中速、和高速)中介入电信业务的能力以及网络,识别和定位该终端的能力,计费是针对所用终端进行的。蜂窝移动电话只能在其覆盖区域内达到这种效果,无线寻呼和无绳电话系统不具有定位用户终端的能力,与严格意义上的终端移动性还存在一定差距。移动通信还不等于个人通信,后者是一种提供个人移动性和个人电信业务轮廓管理(关于个人电信用户的通信手段、区域和业务范围等全部信息的记录)的电信业务。可使人摆脱终端束缚,建立个人与个人之间的通信来取代终端与终端之间的通信,每个用户有一个属于自己的唯一号码,在包括固定网和移动网在内的整个通信网内任何地理位置上,具有利用任何终端输入个人电信电码接入电信业务以及网络,按照用户的业务轮廓提供这些业务的能力,计费和服务都到个人。⁽⁴⁾虽然两者不等同,但是个人通信的发展要靠移动通信的支持。

个人通信技术的核心是通过数据的数字化——不管这些数据是话音、文本还是原始的计算机数据——来提供传输服务。个人通信技术能够将种种不同的数据类型交织成一条传输序列,因此能够同时传输话音和数据。⁽⁵⁾它所依靠的主要技术有以下这些:

1．GSM技术

全球移动通信系统(GSM)就是目前个人通信的一种常见技术代表。它是根据欧洲标准而确定的频率范围在900~1800MHz之间的数字移动电话系统,频率为1800MHz的系统也被美国采纳。GSM数字网具有较强的保密性和抗干扰性,音质清晰,通话稳定,并具备容量大,频率资源利用率高,功能强大等优点。

2．分布式数据库技术

个人通信终端是分布在全国甚至全球的各个角落中的,这就要求有一种技术能对遍布全球的个人通信网络来搜集数据,于是就出现了分布式数据库技术。另外由于每个业务控制区中的用户数目都很大,存有用户信息和业务信息的数据库必然是大容量或超大容量的。因此,要确保个人通信系统能够实现,必须研制专用数据库和方便用户和业务信息的频繁存储、查询与修改的技术,以保证满足大数量用户的需求,提高可靠性。

3．CDMA技术

CDMA与GSM一样,也是属于个人通信系统的一种技术, CDMA数字网具有以下几个优势:高效的频带利用率和更大的网络容量、提高通话质量、增强保密性、提高覆盖特性、延长用户通话时间。另外, CDMA手机话音清晰,接近有线电话,信号覆盖好,不易掉线。CDMA系统采用编码技术,其编码有4．4亿种数字排列,每部手机的编码还随时变化,不容易被盗码,一部CDMA手机与其他手机并机的可能性是微乎其微的。

4．编号和寻址技术

由于个人通信是利用个人身份号作为用户的唯一标识,但网络运行时内部还需引入终端号码(TN)和路由号码(RN),终端号码用以提供终端可移动性,路由号码用以标识被呼用户当前的网络接人点,为了对被呼用户寻址,编号在业务控制区内将编号转为相应的路由号码,供最终选择路由和建立呼叫。

5．漫游与切换技术

当用户终端穿越两个移动交换区的边界时,个人通信网必须保证对用户终端的呼叫仍被转接到该用户终端上,这时就需要用到漫游技术。该技术可以帮助用户终端在新区中进行位置登记,转移呼叫及呼叫建立。如果用户终端在通话的过程中穿越两个移动交换区时,网络应给该用户终端重新分配新的小区中的无线信道,以保证用户终端的通信不受影响,这时可以使用切换技术来实现目的。

6．PHS技术

PHS的英文全称为Personal Handyphone System,中文含义为个人手机系统。PHS是利用较低的功率发射无线电波信号,故涵盖范围较小,较适合城市型区域,相对的费率也较低。PHS提供完整的通信服务,其完整的数据传输能力能够支持无线多媒体通信。其次, PHS也提供多种上网接口,如:无线电接取、电话线路、光纤电缆等,又由于其基地设计非常轻便,能够支持如KTV、街道、公园和车站等,好让用户在日常生活中享有便利的通信服务。

7．低轨道卫星技术

为了使个人通信成为真正的全球通信网,卫星通信技术肯定是少不了的。将多个卫星的多个轨道面和各个卫星之间的多条星际链路连接在一起,通过卫星覆盖,将多个蜂窝交换机联网,可连通地球上任何一点,从而实现全球通信。

(二) 3G技术的演进和发展

个人通信系统依赖于移动通信的发展,后者每一次的重大技术突破都会给前者带来深远的影响,我们有必要了解一下移动通信的发展历程。移动通信的发展是渐进的,目前移动通信系统已经发展到了以第三代(简称3G)为主的时期了。20世纪80年代初的商用移动通信系统采用模拟传输技术,统称为第一代移动通信系统。它由于受到传输带宽的限制,不能进行移动通信的长途漫游,只能是一种区域性的移动通信系统,而且容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通话质量不高、不能提供数据业务等等。

20世纪80年代后期第二代系统采用了数字传输技术,它可提供良好的数据服务和先进的漫游功能,克服了模拟移动通信系统的弱点,极大提高了话音质量和保密性能,并可进行省内、省际自动漫游。移动通信技术到此完成了模拟技术向数字技术的转变,但由于第二代采用不同的制式,移动通信标准不统一,用户只能在同一制式覆盖的范围内进行漫游,因而无法进行全球漫游。同时,由于第二代数字移动通信系统带宽有限,限制了数据业务的应用,也无法实现高速率的业务,如移动的多媒体业务。

介于第二代数字通信和第三代分组型移动业务之间的第2．5代移动通信系统是指GPRS(通用无线分组业务: General Packet Radio Service)。简单地说, GPRS是一项高速数据处理的技术,其方法是以“分组”的形式传送数据。网络容量只在所需时分配,不要时就释放,这种发送方式称为统计复用。目前, GPRS移动通信网的传输速度可达115k/s。WAP(无线应用通讯协议: Wireless Application Protocol)是2．5G的协议,是移动通信与互联网结合的第一阶段性产物。这项技术让使用者可以用手机之类的无线装置上网,透过小型屏幕遨游在各个网站之间。打个比喻, GPRS和GSM都是马路,而WAP是在马路上的汽车。中国移动开通GPRS之后, WAP就行驶在GSM和GPRS两条马路上,而行驶在GPRS的马路上可以提高数据传输速度。因此,现有WAP上的内容一样可以通过GPRS进行浏览和应用。

第三代移动通信系统是指将无线通信与互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括电话会议、电子商务、无线接入Internet等多种信息服务。为了提供这种服务,无线网络必须能够支持不同的数据传输速度,也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2M/s、384k/s以及144k/s的传输速度。另外,它还提供包括卫星在内的全球覆盖并实现有线和无线以及不同无线网络之间业务的无缝连接。第三代移动通信在前面提到个人通信技术中的CDMA被认为是第三代移动通信(3G)技术的首选。

在第三代发展的同时,已经有不少人在畅想第四代第五代的到来了,尤其是第四代,有人已经分析出了它的特点和性能,认为第四代移动通信系统是多功能集成的宽带移动通信系统。在业务上、功能上、频带上都与第三代系统不同,比第三代移动通信更接近于个人通信。第四代移动通信技术可将上网速度提高到超过第三代移动技术50倍,可实现三维图像高质量传输等等。⁽⁶⁾

据调查机构IDC预计,受印度、韩国和菲律宾等地通信市场的推动, 2005年仅亚洲地区(日本除外)的3G用户数量就将达到1700万,与2004年相比增长50%。而除日本以外的亚洲地区移动收入将达到812亿美元,同比增长16%,其中,印度市场的涨幅将达到64%,韩国达到27%,而菲律宾将增长25%,马来西亚14%,泰国14%,中国内地11%,中国香港9%,新加坡8%,澳大利亚11%,中国台湾5%。3G手机产品的日益丰富,以及运营商新服务和优惠政策的不断推出,都将在很大程度上刺激3G用户的发展壮大。⁽⁷⁾