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| 丁守谦教授(左)与主持人杨澜合影 |
南开新闻网讯 据搜狐网报道，在日前召开的“2008(中国成都)3G战略高峰论坛”上，著名主持人、“申奥大使”杨澜就TD-SCDMA的热点问题现场“拷问”包括南开大学教授、美国SID学会理事、中国电子学会会士丁守谦在内的8位业内知名专家。
由于现场回答时间有限，丁守谦教授特在会后就杨澜所提问题进行了详细的文字回复，并致信杨澜，在邮件中提出'希望你成为我国的“TD大使'！”，丁教授更表示，“由于亲身体验到你的主持风格，加上我曾读过你的大作《凭海临风》，我觉得有这种可能！”
以下为丁守谦教授致杨澜的邮件。
杨澜女士：
你好！
很高兴在成都3G峰会接受你关于3.5G 、3.9G、4G问题的提问，现将文字版的回答发给你(见附件)，使你对这一问题有更详细的了解，该文也已见报。当时进行口头回答，由于时间限制未能说得太清楚。
你或许会觉得奇怪，作为一位老教授、老科技工作者，为何为TD-SCDMA的发展到处奔走呼吁？正如我的老友李进良教授所著《创新的忧思》一书序言中所表达的主旨思想一样“为民族通信产业的自主创新而鼓与呼”。现在，又有了像你这样知名度很高的传媒人士来到这一领域，为具有自主知识产权的TD-SCDMA--中国的、也是世界的3G而助阵呐喊！希望你不仅是“申奥大使”，同时也希望你成为我国的“TD大使”！由于亲身体验到你的主持风格，加上我曾读过你的大作“凭海临风”，我觉得有这种可能！
即使是尖端科学，也离不开其他领域人士的扶持和启发。你注意到吗？三大主流3G标准：WCDMA, CDMA2000, TD-SCDMA有一个共同的字根即CDMA(Code Division Multiple Access码分多址)，虽然是由两位麻省理工学院(MIT)的高材生(高通Qualcomm公司的创建人)提出，有趣的是其基本思想却源于奥地利出身的著名影星海蒂。拉玛(Hedy LaMarr)和自动钢琴先锋派作曲家合作想出“跳频”摡念的结果，当时是为了盟军由无线电控制的鱼雷免受德军的干扰而能命中目标的一种方法。海蒂.拉玛在风靡世界的电影《神魂颠倒》中，令粉丝们着实神魂颠倒了一番;作为我和我的同道人还同样记住了她在高科技领域中所立下的功勋。而对于已进入3G领域的你，相信以你的聪慧和才智定会有更大的影响。
另外，给你拍的立体像我会尽快地处理出来，连同我设计的“立体成像器”一并送给你，以感谢你对中国人自己的3G——TD-SCDMA所作的努力。
祝好！
丁守谦08-7-17
(南开大学信息学院)
丁守谦答主持人杨澜有关3、4G问题的提问
(主持人杨澜提问--丁守谦教授主答)
2008.7.23.(中国成都)3G战略高峰论坛
杨澜提问：
在目前3G还没在大陆普及的时候，3.5G、3.9G乃至于4G这些概念就已经炒得沸沸扬扬，6月17日，TD产业联盟秘书长杨骅和TD技术论坛秘书长王静在展讯技术论坛上分别表示，中国移动等运营商正在大力推进北京、上海、广州等十个城市的TD-SCDMA试验网，向速度更快的3.5G技术HSDPA方面升级和市场化进程，目前由三个运营商负责的十个TD试商用城市月底全部实现升级，已经有四个确认完成升级完毕。
此次升级的目的是为提高TD-SCDMA网络数据传输速度，为用户提供更好的使用体验，HSDPA能够支持更高的传输速率，从而实现更丰富的多媒体数据业务。也有些人说中国可以直接跳入4G，这个4G又是一个什么概念呢？还有3.5G、3.9G，这些技术之间的区别在哪里？这个问题，我们请丁守谦教授来讲解一下。(丁教授作为主要回答人，其它嘉宾对此有没有需要补充的)
丁守谦答：
问题提得很好！这是一个比较大的问题，至少需要个把小时才能说透，但这里只允许我用15分钟左右的时间基本说清，需要进一步了解的同志，我只能用文字在平面媒体或网站上回答。我们得先弄清G是什么意思。G是Generation的缩写，表示第几“代”的意思，所谓1G, 2G, 3G, 4G就是指第一、二、三、四代手机。第一代手机就是70 ~ 80年代首次出现的手机，可谓儍、大、黑、粗，俗称“大哥大”，但它却是人地位的象征，买一个得一、两万元，每月话费也得一两、万元，但只能语音通话。用的是模拟信号,属模拟蜂窝移动电话,通信的频率、信令等也多种多样，于是产生各种制式，如AMPS; TACS; NMT等共8种之多。它们之间不能互通，而且很不安全，容易被人盗号偷用，这给人们帯来很大的不便。随着人们对通信的要求日益提高，加上数字信号的进步，于是就出现了第2代手机的设想。首先是将数字信号取代模拟信号，以提高通信质量和容量，其次是希望有统一的制式，以消除国际间漫游的不便。于是在国际电联(ITU)的倡议下，出现所谓2G。最早出现在欧洲，由于欧洲各国往来频繁，原来1G的多种制式，防碍了欧共体成员国之间的信息交流，统一制式有其迫切的需要，于是在欧盟的组织下统一成GSM制式，其原义是Global System for mobile communication，即全球移动通信系统。当初也叫“泛欧数字蜂窝移动通信系统”，1989年制订了标准，1991年正式在欧洲问世。它是一个数字蜂窝移动通信系统，采用时分多址技术，语音编码采用规则脉冲激励长期预测码(REP-LPC)算法，该系统发射频段基台为935 ~ 960 MHz，移动台为890 ~ 915 MHz，双工间隔为45 MHz，射频载波间隔为200 kHz。其频谱效率、用户容量与安全性高于以前的1G时代，现已在全球获得广泛的应用。目前中国移动和中国联通就是用这种第2代(2G)的GSM系统。
美国的高通公司(Qualcomm)在1986年发明了另一种新的方法：CDMA(Code Division Multiple Assess)，即码分多址方法，在同一频带上把每个用户的信息一条一条地堆砌起来，同时用编码区分它们并。码分多址不是将一个频帶分成狭窄的条，如频隙(频分多址)或时隙(时分多址)，而是使用了扩频技术，始终占用一个很宽的频段(GSM为200kHz ，CDMA为1250kHz要宽6倍)，在所有可用频段上为每一个呼叫或每一个连接展开信息。将其完善并在世界范围内推广则比GSM稍晚一点，1992年蜂窝技术工业协会CTIA(Cellular Techniques Industry Association)要求美国电信工业协会(TIA)加快在北美采用CDMA，并计划1993年年底推向西雅图市场，1993年高通与我国及韩国接触并开始外场实验，1995年CDMA网络在香港地区首次进入商用领域。1996年在韩国投入商用。2000年高通授权8家中国制造商使用CDMA技术，2002年中国联通推出全国CDMA网络。此外尚有其他两种2G制式，一种是美国AMPS模拟蜂窝移动电话数字化后取得应用的D-AMPS，另一种是只在日本取得应用的PDC。
2G就是目前大多数人所拥有的第二代手机，除语言通话外，还加有少量的数据通讯如短信，彩铃等，而一般语音经过数字化压缩后，所要求的传送速率几个kbit/s就够了，加上短信等及其他所需交流的东西总共几十个kbit/s就能满足要求，2G时代的主要特点是数字化，推行的是数字蜂窝系统，它能扩大用户量而又彼此不致相互干扰。除话音清晰外，短信沟通是其一大特色，手机外形精巧美观，价格便宜，为大众喜爱的产品，于是得到篷勃的发展，至于加上个小数码照相机等那只是增加其附加值，与通讯本身没有直接的关系。
由于时代的发展，特别是互联网的发展，使人们对网上数据的下载及上传己有了要求，加上手机的拥有者彼此间尚需传送相片等，上述几十kbit/s的通信速率已不能满足要求，于是出现了EDGE等过渡制式，它是英文Enhanced Data Rate for GSM Evolution的缩写，即增强型数据速率GSM演进技术。它主要是在该系统中采用了一种新的调制方法，即最先进的多时隙操作和8PSK(八进制移相键控)调制技术。由于8PSK可将现有GSM网络采用的GMSK(高斯最小移频键控)调制技术的信号空间从2扩展到8，从而使每个符号所包含的信息是原来的4倍。它实际的下载速率已升至200 kbit/s左右的水平，所以下载点MP3的歌曲或传送張静态相片等还可以，但要下载一部电影等所需时间太长，人们就没有这个耐性了。于是就产生了对第3代(3G)移动通信的要求。但这一过渡制式也有它的好处，主要原因是这种技术能够充分利用现有的GSM资源。因为它除了采用现有的GSM频率外，同时还利用了大部分现有的GSM设备，而只需对网络软件及硬件做一些较小的改动，就能够使运营商向移动用户提供诸如互联网浏览、电子邮件传输等无线多媒体服务的初步要求，即在第三代移动网络商业化之前提前为用户提供个人多媒体通信业务。由于EDGE是一种介于现有的第二代移动网络与第三代移动网络之间的过渡技术，因此也有人称它为"二代半(2.5G)"技术。
第三代3G与前两代的主要区别是传输数据速度上的提升，它的一个最基本的要求是下载的速率起码为384 kbit/s。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。说实际点，有了3G手机，你就能用手机看电视、打可视电话、随时上网、炒股、转账了。
3G时代移动通讯经国际电联(ITU)批准共有3种主流制式即欧洲的WCDMA;美国的CDMA2000;我国的TD-SCDMA，后来再加入一个WiMAX总共是4种制式，它们均满足ITU提出的基本要求，即：
(1)全球普及和全球无缝漫游，(2)具有支持多媒体业务的能力，(3)便于过渡和演进
(4)高频谱利用率。
WCDMA是宽带码分多址，欧共体已统一使用这种3G制式，CDMA2000也是码分多址，由美国髙通公司提出，主要用于北美，这两种制式都属于FDD，即频分双工型，釆用两个频段分别用于信号的上行和下行。而我国釆用的TD-SCDMA是时分-同步码分多址制式，与前两种不同，是TDD，即时分双工，只釆用一个频段，1.6MHz带宽。通过不同时隙用于信号的上行和下行；根据互联网下行信号总是多于上行信号，TDD可灵活地调节上行、下行时隙的多少来满足要求，因此有它独特的优点。此外还采用智能天线可降低发射功率，减少多址干扰，提高系统容量;软件无线电技术，易于实现多制式基站和多模终端，系统可免费升级到HSDPA;频谱效率高，其话音频谱利用率比WCDMA高达2.2倍，数据频谱利用率甚至高达3.1倍。此外尚有建网成本优势，因单信道成本比WCDMA至少便宜一半。
WCDMA为挽救这种劣势，于是又硏究出一种增强型技术，即所谓HSDPA，是指高速下行分组接入，它是3GPP在R5协议中为了满足上／下行数据业务不对称的需求而提出的一种调制解调算法，它可以在不改变已经建设的WCDMA网络结构的情况下，把下行数据业务速率提高到14.4Mbit/s的峯值速率(实际达到的一般为2Mbit/s左右，即使按此计算，其速率也已增长了5倍)。该技术是WCDMA网络建设后期提高下行容量和数据业务速率的一种重要技术。HSDPA技术的应用可以充分满足运营商在3G网络成熟期面临容量需求特别大时进行扩容。将提高系统的频谱效率和码资源效率，是一种提升网络性能和容量的有效方式。HSDPA像2G中的EDGE一样，只是一种过渡制式，故常称之为3.5G 。
我国在这方面不敢落后，于是在10个城市建成TD-SCDMA网以后也马不停蹄地将它们全部升级为HSDPA，也已达到同样的下载速率。因为它只需使软件升级，而无需攺动3G网络的硬件，故能这样快速地进行。
科学在不断地向前发展，人们的需求也不断地在增强，为了能让人自由自在地畅游信息的海洋,3G时的384 kbit/s甚至3.5G的14.4Mbit/s也不能满足人们未来对大量多媒体信息实时传输的需求。于是国际电信联盟提出了IMT-Advanced(B3G即后3G)的设想，也有人将此称之为4G 。
IMT-Advanced的规定的关键特性概括如下：
(1)需要在高移动性下支持100 Mbit/s，低移动性下支持1000 Mbit/s的高数据传输速率。(故一般地说，比3G时的传输速率起码超过1000倍)
(2)能够提供灵活广泛的基于分组交换的先进移动电信业务。
(3)要求有世界范围内的漫游能力，满足多种用户环境下的业务需求。
(4)显著提升多媒体应用的能力及高质量服务(QoS)；发射功率只有现在的十分之一或百分之一，不再对其他设备构成电磁干扰。
(5)基础设施和用户终端达到世界范围内的高度通用性；并支持手机互动功能。
随着WiMAX的发展与挑战，促使高速蜂窝移动网的标准化组织考虑是不是一定要等到2012年后的IMT-Advanced才能满足这些需求呢?认识到在3G与B3G之间还有一段间隙， 2004年底国际标准化组织3GPP在经过认真的讨论后提出了新的设想，打算在2007年实现峰值速率100Mbit/s的数据传输。这是一个巨大的挑战，并且还要求具有很好的向下兼容性，以保护现有的投资。这一新的系统被称作LTE(Long Term Evolution)，即长期演进计划。也有人将此称之为3.9G，即离4G只有一步之遥的意思。它的主要内容包括：
(1)要求目标峰值速率：下行链路100Mbit/s，上行链路50Mbit/s；
(2)适用于不同的带宽：1.25～20MHz；
(3)支持FDD和TDD的频谱分配；
(4)提高频谱效率：要求下行链路高于HSDPA 3～4倍；上行链路高于HSUPA2～3倍
其主要特性体现在高数据速率、分组传送、灵活带宽和后向兼容等方面。
在方案的征集过程中有6个提案，按照双工方式可分为频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两种；按照无线链路的调制方式或多址方式可分为码分多址(CDMA)和正交频分多址(OFDMA)两种；再按照上下行采用同类或不同类多址方式又可分为两种。
在最新结束的马耳他会议上，已有了最终的结果。FDD和TDD将尽量采用相同的多址技术，并且绝大多数公司支持的第二种方案：FDD SC-FDMA UL、FDD OFDMA DL
将作为以后开展LTE研究的前提条件。该方案的主要内容摡括如下：该提案上行链路(UL)采用单载波(SC)频分多址(FDMA)，主要的好处就是降低了发射终端的峰均功率比，减小了终端的体积和成本。下行链路(DL)使用了目前频谱效率很高的正交频分复用(OFDM)技术作为的主要调制方式，实现高速数据速率传送。其主要特点包括频谱带宽灵活分配、子载波序列固定、采用循环前缀对抗多径衰落和可变的传输时间间隔(TTI)等。
我国大唐公司提出的第4方案: TDD MC-TD-SCDMA UL/DL是TD-SCDMA标准的演进。其主要特点是尽可能继承TD-SCDMA的系统特点，例如相同的子信道带宽、信道结构，空分、时分、码分多域复用等；在此基础上通过多载波的方式扩展数据速率，满足LTE的需求。大会认为TD-SCDMA的帧结构在方案中作为一个选项得以保留，并且可以在多载波的演进方面继续开展研究。
至于未来的发展方向当然是4G。而4G就应看作是“后3G”或者说是3.9G演化成最理想化的结果。至于4G的确切定义到目前为止依然有待明确，它的技术参数、国际标准、网络结构、乃至业务内容还正在进一步商订。其实我们讲的1G、2G、3G以及4G的目的主要是给人民大众-手机使用者一个大致的分类摡念，好掌握，带有科普性，因为老百姓只关心今后的三、四代手机能为我做些什么，有什么新鲜的玩意在里面，而不关心你是怎么搞出来的。但对于搞技术的人就不太在乎这是几G，尤其是几点几G，应该着重的是在某个阶段内技术突出的重点是什么方面。所以沒有必要过份地看重4G的定义。
甚至应将4G的摡念看得更广义一些。有人认为全世界做4G的应朝着两个主要方向，一个就是上面谈到的高效频谱利用率、高效性价比、高速无线传输技术;另外一个就是开放无线结构。目前手机结构非常封闭，还是停留在传统80年代甚至是70年代的水平，4G时代及以后手机就应是一个开放平台，只要满足接口，用户可以组装手机，类似于电脑DIY(Do It Yourself)买些揷件根据自己的爱好及需求能进行个性化的组装。这时4G的概念明显超越了传统的电信领域。无线将变成多网合一，将来家里就一个端口，电视广播网、电信网、互联网三网都合一了，这就超越了电信的概念。
我国的4G又将走向何方？信息产业部副部长娄勤俭代我们作了回荅，TD-SCDMA向4G演进有两种可能，一是将技术融入国际上4G标准，二是提出独立的4G标准。中国希望通过TD-SCDMA的演进思路独立提出4G标准。如果按这一演进思路，中国应以TD做为未来4G的基石，那么今天大上TD就是为未来的4G打下产业基础。
現在剩下最后一个问题是不是中国可以从2G直接跳到4G？这一问题最早的提出者是美国尼葛洛庞帝，十多年前他曾著过《数字化生存》一书风靡全球，激发出许多年青人对未来信息世界的奇思异想，并获得“数字之父”的美誉。在2006年的第三届摩托罗拉中国科技研讨会上，他语出惊人，声称几年前就曾建议中国信产部官员直接超越3G去做4G。国内也有个别教授是响应了的，也认为3G无用，是一种“屠龙术”。
在三年前由搜狐IT及中国科技日报联合策划的“3G超级PK台”，由李进良教授作为擂主，我自然就成为他的副手(或二辩手)了。有意思的是我们这两个过七、望八的老人，居然像十七、八的超女一样也走向了PK台！当时参加的人众多，有电信领域的学者，相邻学科的专家，政府官员，还包括工程技术人员甚至平头百姓。好事的记者，将参予了该次辩论的人分成为8种类型，计有激进型、执着型、学术型、政策型、技术型、呐喊型、失意型。所幸将李和我归之为“执着型”。的确说对了，以致执着到现在。当时就应不应该上3G？何时上？以及怎样上？等一系列的问题进行了学术辩论。其辩论的结果大家都达到一个共识，认为3G是要上的，不可能一下跨越到4G。事实上从我上面较系统地介绍从1G发展到4G的历程来看，产业链也难以从2G直接跳到4G。光从信号的传送速率来看，2G时只有100kbit/s左右的速率怎么能一下子提升到4G时100Mbit/s，即提升了1000倍，这怎么能一步到位呢？从事物的发展来看，也都是一步一步、一阶段、一阶段的发展的，不经过牛顿力学是不可能直接到达爱因斯坦的相对论的。何况我们还有一个具有自主知识产权的3G制式：TD-SCDMA，目前正在国内大力推广，正可以此为基础，打造出自己的产业链，不致受制于人，并扩大其影响，增加国际话语权，并参予国际竞争。此外还可举出个旁证，曾号称为4G的WiMax制式，终于在截止期过后7年硬挤进3G制式中来，成为第四个3G制式，如果3G没有必要，你还挤进来干嘛！
作为学者的尼葛洛庞帝，特别是独具慧眼对数字化的重视是令人尊敬的，他能提出完美的理论而在对我国领导的倡议中有所欠周，他还为中国的儿童推广100羙元的廉价笔记本电脑，願望虽好，但因不切实际而失败，因其成本至少要200-300美元，这不能不令人遗憾。他还身兼摩托罗拉董事，在移动通信中曾稳居国际移动通信老二位置的摩托罗拉，这几年不得不让位于韩国的三星，而屈居第三，是不是与他的这种分析实际问题方法多少也有点关系？就不得而知了！
谢谢主持人，谢谢诸位佳宾！
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