理论教育 移动和无线通信的趋势演进及未来应用

移动和无线通信的趋势演进及未来应用

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:移动和无线获得的成功远远超过了初期最好的设想。为了实现以前的设想,提出了泛欧洲移动通信系统,这使得欧洲的民众能够在欧洲大部分地方使用手机进行通信。在未来,随着设备的普及,移动和无线的应用和服务有可能更加普遍。此外,对等网络通信会扮演关键性的角色。

移动和无线通信的趋势演进及未来应用

移动和无线获得的成功远远超过了初期最好的设想。比如,在一些欧洲国家,移动通信的使用率为百分之百,这意味着,每个人至少都有一部手机。我们是怎么做到的?取得这么大成功的原因是什么?这些问题被一遍又一遍地讨论,这里也没有解释清楚。但是有一点毋庸置疑:在过去,某人以某种方式提出了一个观点,在“任何时间,任何地点”这句话的鼓励下,我们每个人都使用了个人通信设备。

在20世纪80年代的前几年里,欧洲处于移动通信(严格地说是语音通信)商业化的摸索中,几乎每个国家都有它自己的系统[也就是所谓的1G(1 st Generation)]。与在现在看来理所当然的漫游通信相比,当时即使在使用相同系统的国家间漫游,也不能实现。这种情况和我们今天完全不同。

为了实现以前的设想,提出了泛欧洲移动通信系统,这使得欧洲的民众能够在欧洲大部分地方使用手机进行通信。这样,全球移动通信系统(Global System for MobileCommunications,GSM)诞生了(一般被称为2G),其成功之处众所周知,此处不再赘述。

全球移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System,UMTS)(一般被称为3G)在欧洲的成功超过了GSM,因为它能够提供一系列GSM不能提供的服务,比如,多媒体(比如,从视频通话到网络接入)。自从UMTS的轮廓被描述出来后,已经习惯了使用手机进行通信的用户,有了新的方向,他们有机会在手机上使用新的服务进行新的通信。

随着移动无线通信系统的演进,我们瞥到了全新系统的一角,包括数字视频广播(Digital Video Broadcasting,DVB)、高性能无线局域网(High Performance Radio LocalArea Network,HIPERLAN)和蓝牙(Bluetooth),其中只有极少是在欧洲的初始设想中提到的(一些实际并没有应用到商务产品中)。除了欧洲,其他地方也发展了其他的系统,并且和欧洲的系统同时发展。

在未来,随着设备的普及,移动和无线的应用和服务有可能更加普遍。计算机和通信在很多设备中被融合在一起,从简单的传感器或交互式的器械(卡、戒指、眼镜等)到袖珍或者手持设备,再到壁挂显示器或者桌面显示器。这些技术会经历一些变革,从早期手机的昂贵的、难买到的“高科技”,到现在的每个人都能有一部手机,从不存在的技术到被现在的每个人认作理所应当。现在的蜂窝系统手机虽然有极好的移动性和覆盖范围,但是覆盖面积较大时却达不到满意的带宽,需要有不同的结构,在较大的覆盖范围使用较小带宽,在局部地区使用较大的带宽。此外,发明新的接入技术和网络架构很有必要,所以,未来移动无线通信的应用前景很好。这些设想挑战了目前移动无线通信中很多现有应用。

目前,仍然缺少4G的概念。新的设想需要提出来;正如在过去,人们几乎都会说,不断增加的成功的可能性可以通过设想对已存在的网络和系统的破坏来衡量。一方面,人们不能致力于牵强的目标,这些目标在定好的时间内很难达成。另一方面,有一些和奥林匹克口号(更快、更高、更强)类似的目标,用于现有的系统和技术(不只相同,而且更好),但是时间太短。

老的设想“任何地方,任何时间”可以简单地用“任何网络,任何设备,任何内容”替代。基本上,这个设想提出了很多应用,一些将会在下边进行讨论。(www.daowen.com)

我们不能期望用户把网络用于他们常用的系统中;因此,网络对用户通信类型的适应成为了首要特点。用户要的是他们想要怎样、在哪里、什么时间进行通信,但是这也意味着网络和系统的复杂度不能对用户可见,即使同时使用超过一个系统和/或同时传递信息也不行。

系统将会倾向于独立于设备应用。我们可以想象用户只需要拿着一张射频身份识别模块(Radio Frequency Subscriber Identity Module,RFSIM),例如一张简单的、很小的存有他们所有信息的存储卡,通过无线与其他设备进行通信。这方便用户使用不同型号的设备,这样他们在特定服务或位置能更加方便。个人局域网(Personal Area Networks,PAN)和Ad Hoc网络的更重要的作用是能设定新的边界。传感器网络也会变得更重要,并且人们携带的设备的数量(他们知道的或不知道的)也会增加。机器到机器之间的通信业肯定需要考虑进来,因为它们能帮助增加系统智能性,并且能够对用户隐藏一些技术。

通过有效的路径,或者说传输速度,用户将可以被提供他们想要的内容或信息。在未来,很多用户信息可能获得当地或不依赖位置的信息。此外,对等网络通信会扮演关键性的角色。“正确内容”和“正确时间”的约定和获得方法可以通过感知得到,并且在用户准备好后提供,具体实现可以利用合适的方法分析用户的个人信息和当前内容。有时,用户需要这些信息,比如“用户到信息”,然而另一些时间可能是“信息到用户”,基于用户的个人或组信息。到大范围的信息和内容的途径需要考虑用户的基础,因此使用必须简单直观。这些设想的成功取决于接入、服务的使用和设备操作的简单性。

服务内容阐明了这次改革不只是在通话上,而是远不止于此,不仅仅使这些天每个人都在讨论的无数的服务和应用成为了可能,还肯定会实现一些以前从没有被提出的东西。没有未来的应用和用户不可能完成未来的设想。人们能够描绘出的一个好的开始是找到孩子/孙子作为用户,而他们在15~20年后会成为主要用户。此外,服务内容必须有意义,一方面,无用信息(广告、垃圾邮件、病毒等)和隐私正成为当今通信的主要问题,这正如在电脑中的一样(邮件、弹出的或破坏性的网络连接);另一方面,信息过滤也很重要,这样用户能得到他们确实想得到的信息。

另一方面,有必要将移动无线通信的科技扩展到无线和计算机以外的区域。近来,在其优先考虑的研究和发展方面中,简单介绍如下:生物(例如计量生物学用于用户识别)、医学(例如测量健康状态、传递报警信息以防突发事件)、心理学(例如感知用户的情绪和心理状态)、社会学(例如人与人之间的交往)、纳米技术(电路或终端与其他用户用品的集成,比如眼镜)、材料学(服装业的衣服用于虚拟现实)、交通(车载终端)、环境(减少“电磁干扰”)、能源(延长电池寿命)等。最后,信息应该能通过所有感观获得。很明显,未来移动无线通信设想的实现需要多学科的研究和发展,打破了多种科学和工业的界限。

要把这些设想实现需要很多阶段,很明显,从宏观设想的规划来看,大量的任务和挑战需要确定和解决。COST 273的工作给后续的标准做出了一些贡献。

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