第三代移動通信技術演進及業務模式

2019-11-03 09:13:36

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供稿：網友

中國移動通信集團公司3G研究組劉佳

　　第三代移動通信系統在國際上統稱為IMT-2000，簡稱3G，是國際電信聯盟(ITU)在1985年提出的工作在2000MHz頻段，預期在2000年左右商用的系統。當時稱為未來陸地移動通信系統，即FPLMTS，1996年正式更名為IMT-2000。

　　與第一代模擬移動通信(如TACS和AMPS等)和第二代數字移動通信系統(如GSM和IS-95 cdmaOne等)相比，第三代的最主要特征是可提供移動多媒體業務，其設計目標是為了提供比第二代系統更大的系統容量、更好的通信質量，且要能在全球范圍內更好地實現無縫漫游及為用戶提供包括話音、數據及多媒體等在內的多種業務，同時也要考慮與已有第二代系統良好的兼容性。

　　按照ITU的時間表和標準提交篩選過程，2000年5月最終確定了5種3G技術，即：

　　IMT-2000 CDMA-DS(IMT-2000 直接擴頻CDMA)，即WCDMA，它可以在一個寬達5M的頻帶內直接對信號進行擴頻；IMT-2000 CDMA-MC(IMT-2000 多載波CDMA)，即cdma2000，這是美國提出的技術，由1個或多個1.25M的窄帶直接擴頻系統組成的一個寬帶系統；IMT-2000 CDMA TDD(IMT-2000 時分雙工CDMA)：包括TD-SCDMA(又稱為低碼片速率TDD，LCR TDD)和HCR TDD。上述三種方式，是主流的3G標準。另外兩種技術為TDMA方式，一種是北美提出的UWC-136，目前已經全面轉向GSM EDGE和WCDMA，另一個是歐洲的DECT，完全是由于頻譜原因才作為3G標準的。

　　隨著技術的不斷發展，出現了3G的增強型技術，其技術能力已經遠遠超過了當初定義的最高2Mbit/s的數據速率。這些技術包括在cdma2000-1X基礎上演進的1XEV/DO(只支持數據業務，最高為2.4Mbit/s)和1XEV/DV(同時支持話音和數據業務，目前最高為3.1Mbit/s)以及在WCDMA基礎上演進的HSDPA(高速下行分組接入，最高支持10Mbit/s)。上述幾種技術目前均已經被ITU接納為國際標準。

　　業界所說的3G技術，實際上就是指在ITU被接受為3G標準的技術。目前主流的3G技術包括：WCDMA及演進的HSDPA、cdma2000-1X及演進的1XEV/DO、1XEV/DV和TDSCDMA技術。

　　關于cdma2000-1X是否是3G標準的問題，業界一直有不同看法，這也是有歷史原因的。按照 cdma2000-1X的能力(目前最高支持153.6kbit/s或144kbit/s)，的確屬于2G/2.5G的范疇，但由于1998年和1999年在兩種寬帶CDMA融合的過程中，以高通公司為代表的CDMA的支持方以同意cdma2000-1X為3G標準為條件，來同意技術融合，因此作為折中的結果，cdma2000-1X在ITU被接納為3G標準。

一、3G技術演變及發展周期預測

　　1．技術生命周期回顧及3G的發展周期預測

　　每一種技術的發展都經歷了從提出、成長、高速發展、成熟到衰退的過程。移動通信技術的發展可分為：第一代模擬移動通信、第二代數字通信、第三代和超三代的技術變革。列出了第一代、第二代和第三代移動通信以及目前剛剛提出概念的超3G技術發展的大體時間段。

　　可以看到，一項技術從提出到可用于商用系統，本身有一個漫長的成熟期。第三代移動通信的發展涉及到研究開發、設備制造、元器件提供、產業配套、建網運營、業務/內容提供、政府管制等各方面內容，其啟動、發展、成熟、平穩、被替代等必然有一個較長的生命周期。第三代移動通信系統在2010年前不會被其他技術替代。我們目前所經常討論到的一些3G增強技術，并不是一個完整的系統標準，只能作為3G系統的有益的補充。所以，3G系統的部署將是大勢所趨，技術發展的必然。

　　2．潛在的競爭型技術分析

　　目前，市場上可能影響3G發展時機和發展規模的技術有：現有的GSM /GPRS，IS-95 CDMA，小靈通PHS，無線局域網WLAN以及今后的超3G（IMT-2000 SYSTEMS BEYOND）技術。

　?。?）2G、2.5G技術

　　目前2G和2.5G移動通信技術主要包括了現有的GSM /GPRS，IS-95 CDMA等，這些技術主要是為提供話音業務和低速數據業務設計的，其使用頻段、頻率利用率、接入速率等特性無法滿足用戶數量增長和多樣化移動多媒體業務對網絡能力的需求，開發3G正是為有效解決這一問題。盡管2G/2.5G網絡的發展規模會影響3G網絡建設的時間，但不可能代替3G系統，同時，2G/2.5G的數據業務的開發也起到了培育3G市場的作用。從另一方面而言，過大的2G/2.5G網絡會加大轉網的成本。

　?。?）小靈通技術（PHS）

　　PHS原本是日本采用的一種小蜂窩、微小蜂窩的無線通信技術，由于所用的基站數量很大，無法在高速移動環境下保證業務質量，在日本市場PHS已處于衰退期。由于中國電信等固定業務運營商沒有移動業務牌照，固定話音業務受移動業務的沖擊很大，為抓住用戶對移動通信的需求，中國電信、中國網通在一些城市開始用PHS技術作為固定無線接入發展小靈通業務。由于小靈通在資費政策上的優勢，其用戶增長很快，目前用戶規模超過1000萬。

　　從技術角度來看，與3G相比，PHS提供數據通信的能力較弱，在高速的移動環境下會引起無線信道的頻繁切換，造成掉話和通話質量下降，實現漫游的代價較大，網絡維護成本隨網絡規模擴大而快速增長。因而無法對3G構成威脅。

　?。?）無線局域網（WLAN）

　　無線局域網（WLAN）技術是局域網技術向無線應用的一種拓展，在無線環境下提供數據通信能力（而非語音），它具有短距離覆蓋、帶寬高、便攜性、安裝簡易性等特點。WLAN應用環境有兩類：企業LAN和公眾服務，企業應用WLAN網絡一般還比較分散、獨立，要建設可運營、可廣域漫游的電信級WLAN網絡，還需解決諸如鑒權、計費等問題，因此WLAN可作為3G系統在某些特定場合下的有益補充。從技術上講，其本身還有一個繼續完善的過程，從應用的環境、系統成本等多方面考慮，也不具備取代3G技術的條件。WLAN和3G不是替代關系，兩種技術間存在互補性，需要協調發展。

　　（4）超3G（IMT-2000 SYSTEM BEYOND）

　　國際電聯將3G之后的移動通信技術定義為超3G，也就是人們俗稱的4G。1999年6月ITU-R TG8/1#17開始醞釀超3G(Systems Beyond IMT-2000)課題，在2001年10月WP8F會議上提出Systems Beyond IMT-2000的含義及數據速率達到100Mbit/s的概念，并將在2002年10月會議上通過并最終確定了關鍵的數據速率、時間表等。超3G是3G以后滿足人類未來（至少在15年以后）移動通信需求的新應用，其設計目標目前還沒有任何一項無線通信技術（即使在理論設想上）可以達到，不可能在幾年內產生現實系統。超3G與3G不是競爭關系，不可能相互替代。綜上，目前尚未出現3G的競爭型技術。

二、3G業務模式探析

　　1．3G技術可支持的業務

　　3G的主要特征是可提供移動多媒體業務，其中高速移動環境支持144kbit/s的速率，步行慢速移動環境支持速率達384kbit/s，在室內支持2Mbit/s的數據傳輸。其設計目標是為了提供比第二代系統更大的系統容量、更好的通信質量，而且要能在全球范圍內更好地實現無縫漫游及為用戶提供包括話音、數據及多媒體等在內的多種業務，同時也要考慮與已有第二代系統的良好的兼容性。除語音、可視電話、視頻會議電話及多媒體業務外，E－MAIL、WWW瀏覽、電子商務、電子賀卡等業務能與移動網絡相結合。移動辦公業務、教育類業務、股票信息、交通信息、氣象信息、位置服務、網上教室、網上游戲等移動應用將極大地豐富人們的生活。可以說，3G是為滿足容量及業務的需求，在綜合考慮現有技術的基礎上新生成的一代系統。

　　2．數據業務模式

　　3G業務運營與2G移動通信有很大的不同，數據業務特別是Internet業務將占據相當大的份額，更多的ICP和ISP來開發用戶關心的內容將充分發揮第三代移動通信網絡功能，并極大地吸引客戶。因此，3G的發展將改變2G發展的市場價值鏈，其業務模式將由運營商、信息服務商、終端、用戶共同建立。

　　3G數據業務模式有以下三種。

（1）在移動門戶平臺上由運營商自己經營內容。其優點是：便于經營管理，收入和盈利規模大，與用戶聯系緊密。其缺點是：信息資源有限，不利于3G業務的發展。通常運營商只做部分信息服務。

（2）在移動門戶平臺上建立“網上商場”，讓內容供應商進入經營。其優點是：信息資源豐富，充分發揮信息供應商和應用服務商針對移動用戶的個性化服務特點。其缺點是：運營商要分利給信息供應商，不便于管理。這種方式將可能是最普遍采用的方式。

（3）將移動門戶平臺出租，由接入（應用）服務商經營。其優點是：通過專業化服務，充分發揮移動應用服務商的市場開拓積極性，有利于3G業務的快速發展。其缺點是：利用網絡平臺組建虛擬接入網，運營商的收入和效益將減少。這種方式適于網絡運營商在建網初期忙于網絡建設，無暇顧及業務開展，而請第三方經營，以搶占市場。

三、WCDMA系統商用情況

　　由于在全球已頒發的3G執照中，有接近甚至超過80％是基于WCDMA的執照，因此在這里簡單介紹一下其發展情況。

　　1．商用網絡

　　截止到2003年5月，全球已正式商用的WCDMA網絡已有7個，商用網絡和時間分別是：和記瑞典(2003年5月)、和記澳大利亞(2003年4月)、和記意大利(2003年3月)、和記英國(2003年3月)、奧地利Mobikom (2002年9月開通網絡，2003年4月對用戶開通服務)、J-Phone (Vodafone日本子公司)和NTT DoCoMo。

　　更多的網絡將在近期開通。據全球500多個運營商的組織——GSM協會預計，至2004年2月，將有30～40個WCDMA網絡投入商用。

　　2．發展用戶

　　NTT DoCoMo在解決了手機價格(WCDMA單模手機目前售價200～300美元，成本300～400美元，與2代PDC基本相當)，待機時間(目前約200小時)后，用戶發展明顯加速。從2003年1月底的不到15萬戶發展到目前的約50萬戶。隨著室內覆蓋建設的繼續和更多應用的推出，用戶發展會進一步增加。

　　和記意大利公司自2003年3月15日推出服務以來，目前網上用戶5萬戶。需要指出的是，這5萬用戶的話務量非常高：平均每用戶100mErlang話音和10mErlang可視電話。和記意大利網絡目前正局部擴容，預計夏季用戶數將有更明顯增長。

　　J-Phone(目前3萬多3代用戶)及和記其它網絡等從今年下半年開始用戶增長預計出現較明顯的加速?！　∈袌龅陌l展帶動了技術的更新，還是新技術的飛躍刺激了市場的發展目前尚難定論，而性能價格比高、實用性強的新技術的成熟卻無一例外地刺激了新業務的發展。第三代移動通信是移動通信技術上的巨大進步，也是移動通信發展的必經之路，它所具有的技術優勢則是３G市場得以開啟并漸成熱潮的重要基礎，同時它所提供的網絡承載能力為更多應用帶來了更大的發展空間。

----《通信世界》