Introducción al desarrollo de sistemas de comunicaciones móviles 4G
En la década de 1970, los Laboratorios Bell inventaron los conceptos de células y reutilización de frecuencias, y comenzaron a desarrollarse las comunicaciones móviles modernas. En 1978, se desarrolló el Sistema Avanzado de Telefonía Móvil (AMPS), el primer sistema de comunicaciones móviles celulares verdaderamente de alta capacidad. En 1979, Japón lanzó el sistema telefónico para automóviles de 800 MHz (HAMTS). Alemania Occidental completó la red C en 1984, con una banda de frecuencia de 450 MHz. En 1985, el Reino Unido desarrolló el Sistema de Acceso Total (TACS) en la banda de frecuencia de 900 MHz. Francia desarrolló el sistema 450. Canadá lanza el sistema de telefonía móvil (MTS) de 450MHz. Suecia y otros cuatro países nórdicos desarrollaron la red de comunicaciones móviles NMT-450 y la pusieron en uso en 1980, con una banda de frecuencia de 450MHz. Estos sistemas son sistemas analógicos dúplex basados en acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA) y se conocen como sistemas de comunicación móvil celular de primera generación.
El desarrollo de todas las tecnologías no se puede lograr de la noche a la mañana. Desde 2G, 3G, E3G hasta B3G (4G), se necesita una evolución continua y estas tecnologías pueden coexistir. Como todos sabemos, la primera tecnología de comunicación celular analógica solo puede proporcionar servicios de voz regionales, y el efecto de la llamada es deficiente, el rendimiento de seguridad no es bueno y el rango de respuesta del usuario es muy limitado. Con el rápido desarrollo de los teléfonos móviles y el rápido crecimiento de los usuarios, los métodos de comunicación tradicionales ya no pueden satisfacer las necesidades de comunicación de las personas. En este caso, los sistemas de comunicación móvil digitales surgieron como lo requieren los tiempos.
El primer estándar celular digital, GSM, se basó en TDMA y fue propuesto por Europa en 1992. Estados Unidos ha propuesto dos estándares de comunicaciones móviles digitales, a saber, el IS-54 basado en TDMA y el IS-95 basado en DS-CDMA de banda estrecha. El primer sistema celular digital de Japón fue el sistema PDC, que entró en funcionamiento en 1994. Actualmente, GSM utiliza acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) y acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA) como métodos de acceso, y la banda de frecuencia operativa es de 900-1900 MHz. En China, 900 MHz y 1800 MHz se utilizan principalmente para redes GSM terrestres. GSM entró en servicio comercial en 1991 y ha operado en más de 100 países, convirtiéndose en el estándar de facto de comunicaciones móviles celulares en Europa y Asia. La red digital GSM también tiene las ventajas de una gran confidencialidad y antiinterferencias, una calidad de sonido clara, llamadas estables, gran capacidad, utilización de recursos de alta frecuencia, interfaces abiertas y funciones potentes. Pero la velocidad de transmisión de datos que puede proporcionar es de sólo 9,6 kbit/s, lo que equivale a la tecnología popular y la velocidad de desarrollo dinámico del sistema de comunicación móvil 4G con acceso telefónico a línea fija hace cinco o seis años. En ese momento, Internet proporcionaba casi toda la información en texto plano. Los teléfonos móviles digitales más populares actualmente son los de segunda generación (2G), que generalmente utilizan tecnología GSM o CDMA. La segunda generación de teléfonos móviles puede proporcionar los llamados servicios de voz de "comunicación global" y ya puede proporcionar servicios de datos de baja velocidad, es decir, enviar y recibir mensajes de texto y similares. Aunque en teoría los usuarios de teléfonos móviles 2G pueden realizar comunicaciones móviles en todo el mundo, debido a la falta de estándares internacionales unificados, varios sistemas de comunicaciones móviles son incompatibles entre sí, lo que causa muchos inconvenientes a los usuarios de teléfonos móviles.
En vista de las deficiencias de la comunicación GSM, GSM97 propuso la tecnología de servicio general de radio por paquetes 2,5G, concretamente GPRS, que es uno de los contenidos de la especificación GSM Fase 2.1. La introducción de GPRS marca un paso importante en la historia del desarrollo de GSM. GPRS se utiliza para transportar servicios de datos como IP o X.25. Puede implementar aplicaciones TCP/IP existentes como una LAN y proporcionar acceso global a Internet y otras redes de paquetes.
En 1997, Ericsson propuso por primera vez la especificación EDGE a la Organización Europea de Normas de Telecomunicaciones. Esta tecnología de comunicación es una tecnología de transición entre la red móvil de segunda generación existente y la red móvil de tercera generación. La red móvil de tercera generación es uno de los sistemas móviles 2,75G más conocidos y se implementa en GSM99. Al mejorar efectivamente la eficiencia de codificación del canal GPRS, el rendimiento máximo del sistema EGPRS puede alcanzar 473,6 kbit/s, lo que puede cumplir con los requisitos de ancho de banda de las aplicaciones multimedia inalámbricas recientes. EDGE proporciona una solución de transición de GPRS a comunicaciones móviles 3G, lo que permite a los operadores de redes existentes maximizar el uso de los equipos de redes inalámbricas existentes y proporcionar a los usuarios servicios de comunicación multimedia personales con antelación antes de la comercialización de las redes móviles 3G.
Con la promoción continua de las tecnologías de comunicación emergentes, WCDMA, un símbolo de la comunicación 3G, también puede convertirse en la corriente principal de las tecnologías de comunicación del futuro. Esta tecnología puede ofrecer a los usuarios velocidades de transferencia de datos de hasta 2 Mbit/s. En tales condiciones, cualquier medio utilizado en la computadora se puede transferir fácilmente a través de la red inalámbrica. WCDMA no sólo maneja datos de sonido e imagen sin problemas, sino que también se conecta rápidamente a Internet mediante el uso eficaz de la banda ancha. Además, la combinación de WCDMA con la tecnología MPEG-4 también puede procesar imágenes dinámicas reales. El cuello de botella de la comunicación entre personas cambiará de la velocidad de transmisión de la red a la provisión de varias aplicaciones nuevas: cómo hacer que las redes inalámbricas sirvan mejor a las personas en lugar de causarles acoso, cómo permitir que todos obtengan rápidamente información del océano La información que necesita , cómo transportar y utilizar varios dispositivos terminales cómodamente, cómo trabajar juntos automáticamente entre varios dispositivos terminales, etc. Con base en las tecnologías de comunicación anteriores, la tecnología de comunicación inalámbrica puede eventualmente avanzar hacia la era de la tecnología de comunicación 4G.
Desde la perspectiva del desarrollo de los sistemas de comunicaciones inalámbricas, las tareas de los sistemas de comunicaciones móviles de primera generación se han completado y la etapa actual es la era de los sistemas de comunicaciones móviles de segunda generación. En los próximos diez años, los sistemas de comunicaciones móviles 3G estarán en pleno apogeo y quizás la cuarta generación de comunicaciones móviles domine el mundo en diez años. Pero no es difícil descubrir que cada sistema de comunicación móvil diferente tendrá un momento repetido en el tiempo y habrá una actualización tecnológica cada diez años. Sin embargo, con el rápido desarrollo de la tecnología de las comunicaciones, esta transición puede ser más rápida y más corta. Para los proveedores de servicios de comunicaciones móviles, proveedores de equipos de sistemas u otras industrias relacionadas, siempre debemos prestar atención a los cambios en la tecnología de comunicaciones móviles para satisfacer las necesidades del mercado.