作者：郭靖  郭晨峰

    文章從B3G的定義出發，介紹了移動通信和寬帶無線接入兩大領域中的寬帶無線技術，最后探討了B3G網絡的演進路線。

    1、B3G接入技術定義

    B3G不僅是速度超過384kb/s速率限制的無線傳輸技術，而且是由無線全球研究論壇（WWRF）嚴格定義的通用名詞，在ITU中被稱為“IMT2000及超IMT2000系統”。

    圖1是WWRF建議中描述的未來系統能力圖。從圖1可以看到3G系統的未來發展、B3G系統的遠景規劃及其不同組成部分間的關系。

    圖1  未來系統能力示意圖

    其中，圖1中黑色部分指現有能力，中度灰色指增強IMT-2000，淺灰色指超IMT-2000系統的能力。移動程度按低移動性（步行速度）和高速60～250km/h（高速公路或快速列車）進行分類。

    根據圖1的定義，新的空中接口在高移動性下最高約達到100Mb/s，低速移動性下最高約1Gb/s的速率。包括現在發展的HSDPA、HSUPA、CDMA20001xEV-DO、CDMA20001x EV-DV，還包括新出現的WiMAX、Wi-Fi及DTV、DAB等技術。

    之所以稱為B3G，而不是4G，是因為未來系統及標準必須繼續仰賴3G標準組織已發展的多項新定標準加以延伸，如全ip核心網、開放業務架構及IPv6。同時，其規劃又必須滿足整體系統架構能夠由3G系統演進到未來B3G架構的需求。

    在系統架構上，B3G的終端設備將可以利用單一或少數的無線接口、軟件無線電、智能型天線，并以最符合頻寬需求或具經濟可行性的方式，選擇通訊時的接取接口及協議。其可選擇的接口包括WLAN、2G、2.5G、3G接口，以及B3G新規劃的高速無線接口。

    2、現有移動網絡的接入技術

    B3G技術的發展，不僅僅包括移動通信領域技術，也就是3GPP和3GPP2國際標準組織定義的接入技術標準發展演進路線，還包括寬帶無線接入領域新技術及廣播電視領域技術。

    在移動通信領域中，目前全世界是第二代數字移動系統和第三代寬帶移動系統共存的狀況。各個國家的移動網絡正在從第二代移動系統演進到第三代移動系統，但由于市場發展的各種情況，這兩種系統將在未來至少5～10年的時間內共同發揮作用。目前第二代移動系統使用GSM、TDMA、CDMAOne，第三代移動系統主要使用WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三種標準。移動通信領域3G無線技術的演進路線如圖2所示：

    圖2  3G無線技術演進路線

    從3G演進的路線來看，GSM/WCDMA的B3G發展首先是實現HSDPA（P1）R5，上行和下行速率分別達到1.8Mb/s和3.6Mb/s；進一步是實現HSDPA（P2）R6和HSUPA，上行和下行速率分別達到8Mb/s和14.4Mb/s。從時間上來看，HSDPA今年很難大規模商用，明后年將是大規模商用的一個時間段。

    GSM/TD-SCDMA的進展也非常迅速，其后續技術的演進路線已經十分清楚。首先會采用單載波的HSBTA技術，速率達到2.8Mb/s；然后采用多載波的HSBTA，速率達到7.2Mb/s，并在逐步提高它的接入能力。預計明年第一季度將實現HSDPA單載波的商用，第二季度將實現HSDPA多載波的商用。

    CDMA/CDMA20001X的發展演進和WCDMA及TD-SCDMA略有不同，由于基礎信道帶寬的不同，首先實現的CDMA20001xEV-DO R0，其上行和下行速率分別達到153.6kb/s和2.46Mb/s；進一步是實現1x EV-DO RA和1x EV-DV，上行和下行速率分別達到1.6kb/s和3.1Mb/s及3倍的1x EV-DO速率。今年1x EV-DO將大規模商用，明后年將是1x EV-DV大規模商用的時間。

    3、寬帶無線接入技術

    現在移動通信市場正在為越來越多的無線接入技術所瓜分。作為B3G技術的一部分，寬帶無線接入這個全新的領域正在突起。這些新無線技術的加入，使移動通信網絡架構發生了重大的變化。在這個領域中，WLAN、Bluetooth、WiMAX、Wi-Fi、正交頻分復用（OFDM）等無線接入技術更好地提高了網絡的品質，增加了網絡的容量，實現了更高效的頻譜使用率。

    同時，廣電系統包括數字電視系統（DTV）和數字多媒體廣播（DMB）也是未來接取服務的選擇接口，也被列為B3G技術未來的發展之列。

    寬帶無線接入技術是通過無線方式以與有線接入技術相近的數據傳輸速率和通信質量接入核心網絡，寬帶無線接入技術在高速因特網接入、信息家電聯網、移動辦公、軍事、救災、空間探險等領域具有非常廣闊的應用空間。根據目前的技術標準和將來的發展，主要寬帶無線接入技術的分類如圖3所示：

    圖3  寬帶無線接入技術分類

    如圖3所示，寬帶無線接入技術包括四類：

    （1）無線個域網（WPAN）技術

    包括藍牙（Bluetooth）、IEEE802.15和UWB技術。

    （2）無線局域網（WLAN）技術

    包括IEEE802.11b/a和Wi-Fi。

    （3）無線城域網（WMAN）技術

    包括IEEE802.16和WiMAX。

    （4）無線廣域網（WWAN）技術

    包括IEEE802.20。

    下面分別介紹主要幾種寬帶無線接入技術和廣播技術。

    （1）Wi-Fi—802.11b

    IEEE802.11b具有在信號較弱或有干擾的情況下，可自動調整帶寬大小的特點，有效地保障了網絡的穩定性和可靠性。其主要特性為：速度快、可靠性高、在開放性區域通訊距離可達305米。

    Wi-Fi技術與藍牙技術一樣，同屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術。該技術使用的是2.4GHz四周的頻段，該頻段目前尚屬未許可的無線頻段。Wi-Fi的電波覆蓋范圍可達300英尺左右（約100米），甚至可在整棟大樓中使用。傳輸速度非?？欤梢赃_到11Mb/s。由于覆蓋距離，目前Wi-Fi主要應用于室內或者熱點地區，不需耗費資金來進行網絡布線接入，從而節省了大量成本。但Wi-Fi技術傳輸的無線通信質量不是很好，數據安全性能也較差，傳輸質量也有待改進。Wi-Fi網絡主要為快速反應機構（如警察、消防、救護和邊防人員等）提供服務。在網絡范圍內，行駛時速為130km時也可以進行多方IP語音通話。

    （2）WiMAX—802.16e

    WiMAX（全球微波接入互操作性）是基于IEEE802.16標準的寬帶無線接入城域網技術。WiMAX能夠在城域網范圍，提供點對多點的寬帶無線接入手段。WiMAX具有幾大技術優勢：傳輸距離遠、接入速度高、無“最后一公里”瓶頸限制、提供廣泛的多媒體通信服務。WiMAX能提供最高峰值達70Mb/s的接入速度，是3G寬帶速度的30倍。WiMAX的無線信號傳輸距離最遠可達50公里，其網絡覆蓋面積是3G基站的10倍。WiMAX目前還沒有真正的商用網絡，WiMAX要到2009年才能開始商用。

    另外，韓國的WiBro業務與802.16標準相兼容，可以看作是802.16e的一個分支，未來可能會統一為一個標準。

    （3）Flash-OFDM——802.20

    802.20標準定位于寬帶高速移動數據業務，支持大約為250km/h的移動性，可提供互聯網接入、VoIP話音、移動廣播等業務。FLASH-OFDM是802.20的主要候選技術。Flash-OFDM使用400MHz到3.5GHz之間的頻段，帶寬為1.25MHz，使用成對頻譜運行?；贔LASH-OFDM技術，移動寬帶網絡的傳輸速度在300kb/s到1.6Mb/s之間，最高峰值可達3.2Mb/s。每年使用費用非常低廉，僅有600美元，接近DSL業務的價格。

    （4）DMB——數字多媒體廣播

    DMB是繼調幅、調頻廣播之后的第三代廣播。DMB采用數字技術及獨特的信道編碼技術，具有音質好（CD質量）、可實現多媒體接收、可高速移動接收、可加密、單頻組網能力、發射功率小、覆蓋面積大、頻譜利用率高、有很強的抗干擾和在惡劣環境下接收的能力，并可利用衛星大幅度提高廣播的覆蓋率等優點，DMB單通道的傳輸速率在1.5Mb/s-1.8Mb/s。

    我國的DMB發展尚需時日，還有幾個主要問題亟待解決，包括我國DMB標準的制定、頻率規劃的制定、保障措施、政策保證等。

    由以上對無線接入的介紹，我們可以知道，到B3G時代有眾多的寬帶無線接入技術可供選擇。每種技術都有自身的優勢特點和一定的劣勢，下面以圖形和表格形式簡單說明。幾種寬帶無線接入技術及發展特點的比較如圖4和表1所示：

    圖4  各種寬帶無線接入技術比較

    表1  WiMAX和FLASH-OFDM比較

    4、未來用戶需求

    隨著網絡帶寬和速率的增加，人們對網絡的需求已逐漸向滿足社會與個人綜合性全球通信要求的方向發展。未來，用戶期待網絡是一個一體化的解決方案，使用時可以不用知道用的是哪一種接入技術，而后臺卻擁有一個強大的一體化平臺，來治理不同接入技術之間在提供服務時所需要的鑒權、授權、結算、計費等。而一體化平臺具有分布性、開放性與標準性的特點，能夠產生豐富的業務種類與市場應用。通過多元化接入技術的融合，消除家庭網絡、企業網絡、以及運營商的無線網絡和固定網絡之間的障礙。網絡具有豐富的多業務、移動寬帶智能化、高質量開放性、安全兼容性及可治理性等一系列基本明顯特征，是目前因特網、電信網、移動網、廣播電視網綜合起來的特征。不管采用何種設備，不管身在何處，網絡都將提供無縫連接的、直觀的、合適的接入方式，實現各種不同的應用，實現實時的、方便的溝通。

    考慮到這些需求，B3G移動網絡未來采用的無線接入技術，必須具有足夠的可擴展性和容量，這不是一種無線接入技術就可以解決的問題。

    5、B3G網絡的演進路線

    從眾多技術的特點來看，在B3G時代，不可能出現一個獨立的、可以替代2G和3G系統的下一代移動技術。目前，由于應用領域及無線通信環境的目標都有很大的不同，不管從技術角度還是從經濟角度來說，再開發一個統一的系統來替代現存所有系統恐怕難以實現。另外，眾多技術也從各自角度解決了網絡中存在的問題，因此B3G移動網絡的演進必將走多元化路線。B3G系統將能夠應對越來越復雜和多樣化的通信系統，以保證各種網絡之間的不間斷服務。

    由于市場和用戶的需求不同，在現階段很難猜測哪一種技術最后會以哪種方式處于支配地位，或者這幾種技術將會是何種共存方式?一系列問題將直接影響未來網絡的架構和發展策略等方面。

    對于已有運營商已經投資建設的移動網絡，由于成本和投資的關系，在B3G時代可能仍然以移動通信網絡為基礎，加入寬帶無線接入如WiMAX和/或Flash-OFDM為輔助技術進行網絡的演進。對于新運營商來說，由于頻率許可證及投資成本等問題，在B3G時代可能會以WiMAX和/或Flash-OFDM等技術發展移動通信網絡，而會以HSDPA為輔助技術進行網絡的演進?；蛘哌@兩種方式同時進行，或者以幾種技術組合方式進行演進。因此，B3G將是一個多元化復雜組合形式的網絡演進路線。只有這樣，才能在技術的層面發展并滿足用戶的自身需求，也就是滿足市場的發展。

    6、結論

    伴隨著B3G網絡的多元化演進，未來移動世界將發生革命性的變化。而移動網絡的組織和未來的發展策略等方面將會隨之發生巨大的改變，因此對于B3G的演進要有深刻的熟悉。