移动无线通信的发展格局

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一、引言

      当第三代移动通信的开发工作正在如火如荼地进行时，移动通信业界有关第四代移动通信的脚步声已经悄然响起。B3G/4G无线通信系统是指广泛应用于各种电信环境的无线系统的总和，包括蜂窝、固定无线接入、游牧（Nomadic）接入系统等。未来的B3G/4G移动通信系统，将是多个现有系统的融合和发展，为用户提供全接入的信息服务。目前，从无线传输、系统、业务和网络角度来看对新一代移动通信系统的共识主要有：

（1）统一的无线接入，全球无缝覆盖以及全球漫游。

（2）高速、高效的空中接口和接入网结构。

（3）动态支持各种传输类型、终端类型、无线环境、QoS类型和各种移动模式。

（4）基于路由的全IP网络，更多的多媒体应用业务。

（5）极大的系统容量，更高的频谱利用率。

二、网络的发展和融合

      随着技术条件的成熟，网络的融合正成为电信发展的大趋势。从话音和数据的融合到有线和无线的融合，从传送网和各种业务网的融合到最终实现三网的融合将成为下一代网络发展的必然趋势。

      移动通信网分为核心网、接入网和移动终端等。网络的融合必须解决这几个方面融合的问题。网络融合的目的是采用同一个核心网，支持不同的接入方式，使用相同的鉴权、认证和计费机制，并能在这个通信平台上开展各种业务。

（1）核心网的融合无线网路是有线网络的延伸，是在现有的有线网络的基础结构上提供的无线接入的方式。现有的有线网络基础结构主要有：主要用于语音通信的公共交换电话网（PSTN）、用于数据传输的Internet和用于有线电视信号传输的混合光纤同轴网（HFC）。这几种有线网络的基础架构中，基于IP分组的数据网络的发展最为迅速，已经成为了下一代网络要采用的基础架构。这种网络将为各种接入网提供合适的有线网络的基础结构。也就是说，IP技术的广泛应用使得不同的接入网络将基于IP网络层进行融合。

（2）接入网的融合在未来的B3G系统中。接入网络的异构性将是其显著的特点。移动终端将会面对包括WCDMA、cdma2000、GSM、WLAN、WPAN在内的不同的移动接入网络。这些接入网络覆盖不同的区域，具有不同的技术参数，提供不同的业务能力，执行不同的通信与控制协议，具有不同的网络结构。不同的接入网络需要协同工作以支持用户在异构无线环境中的无缝漫游。这些接入网络之间也需要具有一定的信息交互水平以支持基于IP的网络融合。软件无线电（SDR，SoftwareDefinedRedio）技术的发展使得移动终端具备了接入不同网络的能力。IP技术的广泛应用使得不同的接入网络将基于IP网络层进行融合。未来的B3G/4G移动通信系统，将是多个现有系统的融合和发展，为用户提供全接入的信息服务。

（3）业务的融合网络融合是以业务的融合为动力和目的。业务的融合要求网络提供统一的平台和对用户隐藏的自动切换的机制，让用户感觉无论在什么情况下都能进行无阻的最有效率的通信。业务的融合是指一种业务，可以通过多种接入技术，同时向多个终端提供服务。在异构无线环境中，业务将跨越具有不同业务支持能力的网络以及移动终端。业务不仅需要能够根据接入网络能力、终端能力、用户QoS需求选择合适的服务级别，也需要具有一定的适配能力以适应呼叫过程中可能动态变化的底层通信链路。新型通信网络将构建一个包括网络提供商、接入提供商、业务提供商、软件开发商、内容提供商甚至用户本身在内的灵活、良性互动的业务环境。该业务框架基于IP，融合移动通信、Internet、固定通信、边缘自组织网络（PAN，BAN、VAN）等多异构系统，借助环境感知、智能控制和开放业务技术，以用户易用、易理解以及易接受的方式提供复杂智能的业务。

（4）终端的融合未来终端的趋势是小型化、多媒体化、网络化、个性化，也是计算机、娱乐、通信集成的终端，即3C融合的终端。未来的异构无线环境中，用户设备的定义将得到极大的扩展，包括计算设备、消费电子设备等在内的多种多样的设备均将具有不同的无线接入能力。移动终端需要具有重配置的能力，必须在没有用户干预的情况下，综合考虑多种无线接入技术的能力、网络覆盖情况、网络的使用情况、业务需求、资费和用户的偏好等，自主地完成网络感知与选择、软件升级与下载等方面的工作，接入不同的网络，并能够实现主导的接入网络选择过程。软件无线电技术的发展。促进了多模可重配置移动终端的实现，从而单一移动终端具备了接入不同移动网络的能力。

融合是一个含义十分广泛的大课题，但无论哪一种意义上的融合都意味着成本的节约和管理的简化。融合将涉及大量的技术、业务、市场、体制和监管方面的问题，决不是一蹴而就的，而是一个漫长的，也许是永无止境的发展过程。

三、无线通信的愿景——泛在业务环境（MUSE）

      随着IT业的深入发展，信息将渗透到人们日常生活的方方面面。就像水、电等基础设施一样，今后信息也是我们所必不可缺的，而且是随处可得到的一种资源。这样的社会，可以称为“泛在信息社会”，即无论何时、何地、任何人都能够便捷地获得并使用信息。得益于微电子等技术的飞速发展。智能设备将嵌入周边，泛在计算越来越靠近我们的生活。RFID、无线传感器网络、智能电器等将遍布周围，并且具有无线接入的能力，能够感知人们的需求，主动地提供服务。

      通过对社会，经济等方面的分析后，结合未来无线通信技术发展的趋势，在WWRF2004北京会议上，提出了以用户为中心的通信系统参考模型，也就是移动泛在业务环境。在该业务环境中，通过对数字信息的综合采集、管理和有效利用，功能各异、形式多样的网络与设备的协同工作，以无处不在的灵活的业务提供，建立人与其周边的更加和谐的联系。移动泛在业务环境希望在机器之间、机器与人之间、人与现实环境之间实现高效信息交互方式，进一步通过信息的服务使各种信息技术融入社会行为，从信息采集、传输、处理、反应的整体上优化信息流通模式，通过效率的提升带动人类社会综合生产力的提高。

移动业务环境的演进如图1所示。

图1 移动业务环境的演进

      移动泛在业务环境的核心思想是：丰富多样的业务创造、充分适配的业务提供、网络的融合与协同、泛在智能的终端环境。它是一个拥有许多性能和机制的业务环境，通过各个异构网络的协同支持不同程度的移动无缝连接，同时泛在智能终端以及传感器网络能够进行环境感知和上下文信息采集。诸如个体化需求、周围环境的温度和湿度等信息，支持信息空间与物理空间的融合。协同网络同周边的泛在系统进行交互与融合，产生更为智能的业务提供环境，以向用户提供始终最佳的业务体验为最终目标，主动进行高效的适配性服务。

在移动泛在业务环境中，不管采取何种接入手段，都能通过该业务环境获取业务。在异构接入网络和动态变化终端的情况下，该业务环境也能提供用户透明的无缝业务切换的普遍业务。从用户角度看，移动泛在业务环境如图2所示。

图2 移动泛在业务环境

      移动泛在业务系统包括用户身份、终端业务环境、网络业务环境和业务。

      用户身份代表了在整个移动泛在业务环境中定制一系列特殊业务的用户实体。用户身份可以代表一个真实的个人用户、一群用户或是一个企业用户。一个用户可能会有多个用户身份。终端业务环境指的是用户周围的业务环境，能随用户移动。可由单个终端设备或一系列网络分布设备组成，向用户展示业务，同时协同网络终端环境获取业务。此外，为保证用户获得最佳用户体验，终端业务环境还提供终端能力的信息。

      网络业务环境包括多种异构网络，通过协同桥接终端业务环境与业务。异构的网络融合成自适应、自组织、自管理的网络环境。网络终端环境根据用户身份的配置信息来控制业务的资源分配。它能给业务和终端提供网络性能的信息，因此能给用户提供最佳业务体验，同时也提供开放的平台以推动以用户为中心的业务的快速开发与部署。
  
      用户通过移动泛在业务环境获取业务，业务也能通过移动泛在业务环境获取终端能力和网络性能。所以，业务提供者能更灵活地配制高质量的业务。同时，业务本身也能通过移动泛在业务环境的开放接口提供给用户，而不必去关注终端和网络细节。终端业务环境和网络业务环境共同完成对用户的移动管理，而这一切不为业务本身所知。

      未来新型移动通信以用户为中心，具备丰富的环境和感知能力，能提供便捷高效的信息支持和业务服务，提供面向用户的最佳个性化体验。移动泛在业务环境是新一代适合于未来个性化、专业化无线业务发展的更为安全、灵活和可靠的业务应用环境和网络架构。

       我们相信，在不久的将来，人们肯定会看到一个丰富多彩的无线通信世界，大到卫星网，小到无线个人局域网。它们彼此相连并与全球网络连接，为人类提供从窄带到宽带的各种无线服务，让人们尽情享用足够的带宽、智能化的个性服务以及无缝覆盖的移动性。