信息通信

未来宽带无线网:从异构融合走向泛在

作者:张平来源:中国电子报发布时间:2009-10-23 10:25我要评论


北京邮电大学教授 张平


 


编者按:日前在北京邮电大学举行的中国计算机学会青年计算机科技论坛 (YOCSEF)上,现任北京邮电大学无线新技术研究所所长、泛网无线通信教育部重点实验室主任的张平教授做了有关未来移动无线通信技术的报告,他在报告中对我国目前宽带无线网络的现状进行了分析,并展望了移动泛在网络的发展趋势。现将他演讲的部分内容整理成文,以飨读者。


作为未来信息社会的重要组成部分,宽带无线网络正经历着异构融合和泛在化的演变,对无线传输能力和传输质量的需求不断提高,对无线网络工作模式和移动无线业务应用也提出很多新的要求。


 


  4G必然是融合技术


 


移动通信是我国目前比较接近国际先进水平的一个领域,也是一个非常大的行业,出现了像中兴、华为、大唐等具有国际竞争力的企业,同时从基础研究、关键技术到整机开发,价值链日趋完善。


通过国家主导的TD产业化进程,我们已经积累了丰富和完善的研究开发和产业化综合推进经验,并且形成了完整的生态链,包括官、产、学、研、用的生态链。3G市场发展潜力巨大,不过除TD外,其他制式的3G技术因为知识产权纠纷,或多或少制约了企业对市场的进入。


3G之后马上就到4G,4G将把无线通信技术推向一个高峰,这个高峰不仅是空中接口上的,在系统、业务应用、移动计算方面也都会有新的特征,从而有可能加速移动通信产业的发展模式从技术驱动模式到需求牵引模式转变。宽带移动通信与宽带无线接入的区别日趋模糊,互联网、移动通信和数字化的广播电视网将在业务、网络和终端三个层面不断融合。这种融合会在政治层面、经济层面和产业层面体现。目前,“智慧地球”、“感知中国”等词汇的出现都和这种融合有一定关系。


 


“两链一网”是目标


 


我国的重大专项和中长期规划中已经明确了我国对移动通信发展的目标定位,即通过10到15年的努力,在2020年之前使我国成为无线通信技术、产业发展和服务与应用的领先国家之一。实施这一目标的途径主要包括:在4G的技术发展和标准制定上作为重要推动者;在低成本宽带无线接入和下一代宽带无线接入研发与产业化上寻求突破;自主发展短距离无线互联技术和产业,如传感性网络等。


总体而言,我们的目标是“两链一网”。两链即创新链和产业链,一网即基于IP技术,以宽带移动网为主的异构和泛在网,形成从技术、标准、研发、试验到应用的创新链,从芯片、终端、系统、网络到业务的产业链,研究多种无线技术无缝衔接的异构和泛在网络,支持以宽带无线移动网络为主的三网融合。


信息化中有三种因素是关联的,一是多种因素的互通,包括大尺度、小尺度和微尺度的互通;二是感知,即对信息的搜集、获取、加工、处理(再高一些就是推理和学习,到了认知阶段);三是智能化的业务应用方面。这三个因素构成了未来泛在社会的基本特征,可能会在很长一段时间内左右我们的研发和产业化的发展方向。


 


泛在网技术渐趋成熟


 


很多人认为“泛在网”最早是日本提出的,其实最早提出“泛在”概念的是美国科学家MarkWeiser,他预言了一个即将到来的伟大时代———“无所不在的计算”时代。他认为,“越是看不见的技术越深刻,因为它已经完全融入了日常的生活,以至无迹可寻。我们应该更多注重任务本身,而不是完成任务的工具,应该把硅嵌入到我们周边生活中,像空气、水一样不可见地为我们服务。”这些想法慢慢发展成了泛在网络或泛在社会的概念。现在,支持这一想法的相关技术已经成熟,如嵌入技术、分布式计算、RFID、传感网络、微功率、无线通信技术等,我们面临的挑战是如何有效利用现有基础设施实现“无所不在、无时不在,但又不可见”的服务,我们现有网络能否有效支持泛在的复杂环境。


世界无线研究者论坛(WWRF)预言,到2017年,全球将出现7万亿无线设备,泛在设备将服务于70亿人口,即未来会有上千个无线设备嵌入在周边为我们服务。从“泛在”的模式分析,它的特点是以人为中心的,注重人的感受和体验,计算机嵌入在周边环境,与物理环境积极交互,提供自然的人机接口,从基础架构到服务都是全面、自然的交互和服务。


 


异构和融合是演进路径


 


在这一趋势下,下一代无线通信网络的研究方向有两个:一方面是研究异构网络,研究终端需要什么样的体系才能提供无处不在的业务;另一方面是增强人类驾驭世界的能力,实现人人、时时、处处的通信,实现丰富多彩的业务。我们要将广域网、城域网、局域网、个域网的资源共享,在不同的域(如不同运营商的网络)之间实现协同通信。很多种异构网络的并存必会引起竞争,在这种演进趋势下究竟谁将幸存?我们认为幸存者肯定是符合达尔文的适者生存法则的,也就是并不是最强壮、最智能的能胜出,而是最能适应环境变化的技术能够最终生存。


所以,产业界应该思考,技术应该适应哪些变化。我们认为,从(分散的)互联互通到(未来的)融合是必要的。仅仅只是互通远远不能充分利用不同技术的潜力。一些新发展的技术,如PAN、VAN和SN,在本质上都是非常灵活的,但缺乏强有力的核心网、服务平台以及合适的业务模式的支持。运营商网络和短距离网络之间的互操作将是一种更好的新业务开发模式。在我们看来,网络演进存在一个更高级的阶段,即协同阶段。未来很可能会有更多的短距离“寄生网”存在,它没有好的控制或服务平台,会架构在原有网络的基础上,协同地为人们提供服务。


这样,终端也会发生变化。终端不仅会从单模到多模,还需要进行基于认知的重新配构。应用的概念在未来会强化,即在有需要的时候把我们周边的多种终端及时聚合起来,重构成一个网络为人们服务,当服务结束时,这个网络也随之解体。


业务是用户对通信要求的具体体现,网络最终的目的是把丰富的业务体现出来。驱动业务演进的因素,不单只有已认识的缺陷,还有人们对未来业务的可能性日益增多的认识。未来新的业务模式必定是上下感知、自动化、自组织、自然参与的。


 


从智慧地球到个性化感知


 


欧盟提出在2020年实现无所不在的信息社会。美国的智慧地球是一个非常大的概念,会有很多种实践方式,而且能解决就业等问题,让各个行业能够其乐融融,所以这种概念也更讨人喜欢。


2005年,我们代表中国向ITU提出了未来通信愿景。在我们的设计中,我们的环境中将有非常多的终端设备存在,这些终端的构网形式可能是随需求和任务的改变而改变的。但这中间产生的计算和连接不是完全自发和完全没有商务模式的,而是受控的。在受控的情况下,它还能够提供业务。这是一种有支撑的环境,软性的环境,能够提供更多的服务。我们为其取名MUSE(MobileUbiquitousServiceEn-vironment)。


20年前给我们很大冲击的信息高速公路,现在我们还能切身感受到其影响。我们也已经有了雷达和电话,但现在还缺少与自然的交互。我们未来的任务就是让地球更智慧,让人类能更多理解自然,甚至外太空。


总之,移动通信和宽带将有几个发展趋势,一是传输速率将提高到极高水平,二是接入的泛在化和泛网的融合化,三是将有综合的业务平台。不知道到我们能与动物和自然界自由沟通的时候,这个地球会是怎样的,产业界可以对此作出尝试和努力。(《中国电子报》连晓东 李侠整理)


责任编辑:电子信息产业网
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