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【導(dǎo)讀】全球移動通信，從第一代模擬技術(shù)，到第二代GSM和CDMA，再到今日被各國廣為關(guān)注的3G(第三代移動通信)，一直牽動著世界電信業(yè)的神經(jīng)中樞。
全球移動通信，從第一代模擬技術(shù)，到第二代GSM和CDMA，再到今日被各國廣為關(guān)注的3G(第三代移動通信)，一直牽動著世界電信業(yè)的神經(jīng)中樞。3G從概念的提出，到今天逐漸步入實用化，期間走過了漫長曲折的道路。在錯綜復(fù)雜的環(huán)境下，我國政府在3G的發(fā)展上采取了十分穩(wěn)健的政策，保持了我國通信產(chǎn)業(yè)高速穩(wěn)定的增長，并首次提出了具有自主產(chǎn)權(quán)的TD-SCDMA技術(shù)，具有重要的示范作用。從移動通信技術(shù)發(fā)展趨勢和可實現(xiàn)業(yè)務(wù)功能分析，基于CDMA制式的3種標(biāo)準(zhǔn)被普遍看好，分別對應(yīng)cdma2000、WCDMA和TD-SCDMA三種技術(shù)，它們被認(rèn)為是3G的三大主流應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。目前，中國的3G即將進入商用化階段，對技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的取舍選擇也成為移動運營商要仔細考慮的問題，因此有必要對這三種主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行比較分析，以期為我國3G標(biāo)準(zhǔn)的選擇提供有益的參考。三種主流的3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)上各有千秋，從目前的情況來看，不會出現(xiàn)哪種標(biāo)準(zhǔn)“一統(tǒng)江湖”的局面，而至于誰能在3G時代占據(jù)更大的市場份額，關(guān)鍵是看哪個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)更符合市場需求和競爭的需要了。
一、三大標(biāo)準(zhǔn)及其發(fā)展分析
鑒于寬帶多媒體綜合業(yè)務(wù)市場需求背景，ITU于1996年正式將1985年提出的FPLMTS更名為IMT-2000，其核心工作頻段為2000MHz以及多媒體業(yè)務(wù)最高運行速率第一階段為2000kbit/s。ITU-R第8研究組的TG 8/1任務(wù)組決心推進IMT-2000無線電傳輸技術(shù)(RTT)的評估、融合工作。至1998年9月，RTT提案包括對MSS(移動衛(wèi)星業(yè)務(wù))在內(nèi)多達16個，它們基本來自IMT-2000的16個RTT評估組成員，包括歐洲ETSI的UTRA W-CDMA及DECT，美國TIA及TIPI的cdma2000、UWC-136、WIMS W-CDMA及W-CDMA/NA，日本 ARIB的W-CDMA，中國CATT的TD-SCDMA，韓國 TTA的Global CDMA(同步)、Global CDMA(異步)及 LEO衛(wèi)星系統(tǒng)SAT-CDMA，ESA的寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)SW-CDMA及混合寬帶CDMA/TDMA衛(wèi)星系統(tǒng) SW-C-TDMA，ICO全球通信公司的ICO RTT以及 INMARSAT的衛(wèi)星系統(tǒng) Horizons與 Iridum LLC公司的衛(wèi)星系統(tǒng)INX。其中前10種為IMT-2000地面系統(tǒng)RTT提案，后6種RTT反映了將MSS納入IMT-200O的努力。縱觀此10種地面RTT候選技術(shù)，除UWC-136及EP-DECT外，其余8種均為CDMA技術(shù)，因而寬帶CDMA無疑是IMT-2000的主流技術(shù)，而且這8種CDMA技術(shù)中，如上所述有5種屬W-CDMA范疇，僅兩種屬cdma2000，因此W-CDMA在這方面亦處于有利的地位。而中國 CATT的 TD-S-CDMA獲得了歐洲原先有關(guān)TD/CDMA提案者的支持，將智能天線、軟件無線電及多用戶檢測等先進技術(shù)有機組合在一起，構(gòu)成一種較有效的CDMA-TDD方式。
CDMA 1X系統(tǒng)的下一個發(fā)展階段被稱作1x EV-DO，與IS-95/cdma2000 1X 相比，1xEV-DO技術(shù)能夠提供高達十幾倍的高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),它能在1.25MHz(同cdma2000-1X帶寬)內(nèi)提供高達2.4Mbit/s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，是cdma2000-1X的增強性技術(shù)。1xEV-DO 的諸多技術(shù)與cdma2000 1X 相同，組網(wǎng)簡單，并能利用現(xiàn)有投資進行平滑升級。目前，cdma20001x EV-DO已經(jīng)具備商用化條件，并在美國、韓國實現(xiàn)商用。
1.CDMA2000技術(shù)特點及發(fā)展
cdma2000的發(fā)起者主要以美國和韓國為主的以IS-95 CDMA為標(biāo)準(zhǔn)的制造商和運營公司，它是從cdmaOne演進而來的第三代移動通信技術(shù)。cdma2000繼承了IS-95窄帶CDMA系統(tǒng)的技術(shù)特點，網(wǎng)絡(luò)運營商同樣可以在窄帶CDMA網(wǎng)絡(luò)中更換或增加部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備過渡到3G。事實上，cdma2000標(biāo)準(zhǔn)是一個體系結(jié)構(gòu)，稱為cdma2000 family，它同樣還包含一系列的子標(biāo)準(zhǔn)。其技術(shù)特點有:前反向同時采用導(dǎo)頻輔助相干解調(diào);通過不同的相位偏置區(qū)分不同的小區(qū)和用戶;射頻帶寬從1.25MHz到20MHz可調(diào);快速前向和反向功率控制;下行信道中采用公共連續(xù)導(dǎo)頻方式進行相干檢測，提高系統(tǒng)容量;碼片速率分別為1.2288Mcps 和3.6864Mcps，多載波方式能很好地兼容IS-95網(wǎng)絡(luò);核心網(wǎng)絡(luò)給予ANSI-41網(wǎng)絡(luò)的演進，并保持與ANSI-41網(wǎng)絡(luò)的兼容性;支持軟切換和更軟切換;在同步方式上cdma2000與IS-95相同，基站間同步采用GPS方式等。
從2000年開始，3GPP2就在cdma2000 1X基礎(chǔ)上制定了1X的增強技術(shù)，即1X EV的標(biāo)準(zhǔn)，目前1X EV分為兩個階段。在CDMA2000 1X EV兩個發(fā)展階段中，第一階段是cdma2000 1X EV-DO，支持平均速率650kbit/s、最高可達2.4Mbit/s速率的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);第二階段為cdma20001X EV-DV，它屬于數(shù)據(jù)、話音改進型，具有數(shù)據(jù)信道與話音信道合一的特點，可同時傳輸數(shù)據(jù)和話音兩種業(yè)務(wù)，最大數(shù)率可達到5Mbit/s。
2.WCDMA技術(shù)特點及發(fā)展
WCDMA的發(fā)起者主要是歐洲和日本標(biāo)準(zhǔn)化組織和廠商，WCDMA繼承了第二代移動通信體制GSM標(biāo)準(zhǔn)化程度高和開放性好的特點，標(biāo)準(zhǔn)化進展順利。WCDMA支持高速數(shù)據(jù)傳輸(慢速移動時384kbit/s，室內(nèi)走動時2Mbit/s)，支持可變速傳輸。其主要特點如下:基站支持異步和同步的基站運行方式，組網(wǎng)方便、靈活;調(diào)制方式方面上行為BPSK，下行為QPSK;導(dǎo)頻輔助的相干解調(diào)方式;適應(yīng)多種速率的傳輸，同時對多速率、多媒體的業(yè)務(wù)可通過改變擴頻比和多碼并行傳送的方式來實現(xiàn);上、下行快速、高效的功率控制大大減少了系統(tǒng)的多址干擾，提高了系統(tǒng)容量，同時也降低了傳輸?shù)墓β?核心網(wǎng)絡(luò)基于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的演進，并保持與GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的兼容性;支持軟切換和更軟切換，切換方式包括三種，即扇區(qū)間軟切換、小區(qū)間軟切換和載頻間硬切換等。
3GPP的R99、R4、R5、R6等各版本中，R6尚未凍結(jié);R5雖已于2002年3月凍結(jié)，但目前正處于各廠家落實設(shè)備開發(fā)進程而大量提交CR的階段，協(xié)議還很不穩(wěn)定，近兩三年內(nèi)尚不具備大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)建設(shè)條件;R4于2001年3月凍結(jié)，協(xié)議已基本穩(wěn)定;3GPP R99于1999年12月凍結(jié)，成熟穩(wěn)定，目前已有多個網(wǎng)絡(luò)運營實例。上述不同版本的改進主要體現(xiàn)在核心網(wǎng)，無線網(wǎng)則改動不大。
3.TD-SCDMA技術(shù)特點及發(fā)展
TD-SCDMA目前主要是中國大唐集團和鼎橋公司在開發(fā)，TD-SCDMA技術(shù)進展迅速:順利通過信息產(chǎn)業(yè)部 MTnet一、二階段測試的同時，成功的戶外演示顯示出TD-SCDMA 走向最終商用的不可逆轉(zhuǎn)之勢;3G 頻譜規(guī)劃的出臺，TDD獲得了總共155M的頻譜資源， 結(jié)合TD-SCDMA技術(shù)在頻譜利用率方面的優(yōu)勢，必將為TD-SCDMA在未來的發(fā)展上提供廣闊的空間;TD-SCDMA試驗網(wǎng)的成功試運行，也進一步加速了TD-SCDMA的產(chǎn)業(yè)化及商用進程。TD-SCDMA其主要技術(shù)特點為: 信號帶寬為1.6MHz;碼片速率為1.28Mchip/s;采用智能天線技術(shù)，提高了頻譜效率;采用同步CDMA技術(shù)，降低上行用戶間的干擾和保持時隙寬度;接收機和發(fā)射機采用軟件無線電技術(shù);采用聯(lián)合檢測技術(shù)，降低多址干擾;多時隙，具有上下行不對稱信道分配能力，適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);采用接力切換，降低掉話率，提高切換的效率;核心網(wǎng)絡(luò)基于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的演進，并保持與它們的兼容性;基站間采用GPS或者網(wǎng)絡(luò)同步方式，降低基站間干擾。
二、三大標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)層面比較及優(yōu)劣勢分析
cdma2000、WCDMA和TD-SCDMA同屬3G的主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但在技術(shù)上cdma2000和WCDMA是FDD的標(biāo)準(zhǔn)，而TD-SCDMA則是一個TDD標(biāo)準(zhǔn)。WCDMA和cdma2000都滿足IMT-2000提出的全部技術(shù)要求，包括支持高比特率多媒體業(yè)務(wù)、分組數(shù)據(jù)和IP接入等。這兩種系統(tǒng)的無線傳輸技術(shù)均基于DS-CDMA作為多用戶接入技術(shù)，單就技術(shù)來說，WCDMA和cdma2000在技術(shù)先進性和發(fā)展成熟度上各具優(yōu)勢，但總體來看，WCDMA似乎更勝一籌，WCDMA具備一定優(yōu)勢，各家電信企業(yè)也因此更加傾向于采用該標(biāo)準(zhǔn)。另外，在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和市場推廣上，WCDMA占據(jù)著更大的優(yōu)勢。由于全球移動系統(tǒng)有85%都在用GSM系統(tǒng)，而GSM向3G過渡的最佳途徑就是歷經(jīng)GPRS演進到WCDMA，所以傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上的絕對優(yōu)勢使得cdma2000難以對WCDMA形成真正的挑戰(zhàn)。TD-SCDMA技術(shù)的優(yōu)點是能夠為網(wǎng)絡(luò)運營商提供從第二代網(wǎng)絡(luò)向通過現(xiàn)有的傳輸鏈接提供第三代業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)的漸進、無縫的轉(zhuǎn)換，頻譜的利用率可能會比普通GSM高出3到5倍，這些技術(shù)優(yōu)勢將會給運營商和終端OEM帶來較以往更連貫的經(jīng)營模式，并能夠縮短類似3G業(yè)務(wù)的面市時間，促進應(yīng)用和內(nèi)容的開發(fā)，后者是實現(xiàn)ARPU增長的關(guān)鍵因素。作為ITU-T接受的低碼片率TDD世界級標(biāo)準(zhǔn)，能夠在一個移動連接過程中大幅度地調(diào)節(jié)分配給上行鏈路和下行鏈路通信的時間比例，是TD-SCDMA的一個獨一無二的性能。這種特性最大限度地提高了頻譜的利用率，對于在亞太區(qū)呈現(xiàn)增長態(tài)勢的移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，頻譜是一個緊缺的寶貴資源。
1.CDMA2000 主要優(yōu)劣勢分析
CDMA2000的優(yōu)點主要是產(chǎn)品成熟度較高，近期建網(wǎng)成本可能稍低;其次非核心頻段的產(chǎn)品已大規(guī)模商用，有成熟的組網(wǎng)經(jīng)驗，網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)也比較容易;還有CDMA20001X商用終端種類較多，已經(jīng)超過300種。當(dāng)然CDMA2000也有缺點，這主要包括:第一，將來的規(guī)模效應(yīng)較小;第二，全球漫游能力有一定的局限性，尤其在歐洲;第三，核心頻段上的產(chǎn)品尚未成熟;第四，必須采用GPS同步，所以存在一定的風(fēng)險。
2.WCDMA主要優(yōu)劣勢分析
WCDMA的優(yōu)勢首先是規(guī)模效應(yīng)大，全球漫游能力強，因為GSM網(wǎng)絡(luò)用戶占移動用戶的70%以上，116家獲得3G牌照的運營商中的絕大多數(shù)(114家)選擇了WCDMA;第二，WCDMA已有核心網(wǎng)基于R4軟交換構(gòu)架的商用產(chǎn)品，向全IP網(wǎng)絡(luò)演進的路線明確;第三，WCDMA可以采用異步和同步方式，風(fēng)險小。WCDMA劣勢主要表現(xiàn)在:第一，標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品成熟度較低，版本更新頻繁;第二，目前商用終端種類10種左右，相對較少，并且互操作性有待驗證;第三，目前商用用戶較少，市場有待進一步培育。
3.TD-SCDMA主要優(yōu)劣勢分析
與WCDMA和CDMA2000共享的頻分雙工FDD模式不同的是，TD-SCDMA所用的時分雙工TDD技術(shù)是國際電聯(lián)選用的3種3G標(biāo)準(zhǔn)中惟一的TDD技術(shù)，TD-SCDMA組網(wǎng)可以采用TSM和LCR兩種方式。這使TD-SCDMA在某種程度上具有不可替代的優(yōu)越性，它不是其他制式的補充�！ D-SCDMA無線接入網(wǎng)可部署在現(xiàn)有的GSM核心網(wǎng)基礎(chǔ)上，這種方式已由CWTS制訂為TSM標(biāo)準(zhǔn)。TSM可以采用混合組網(wǎng)和獨立組網(wǎng)兩種方式。TSM混合組網(wǎng)時，其核心網(wǎng)設(shè)備使用現(xiàn)有的GSM核心網(wǎng)設(shè)備，無線子系統(tǒng)以A/Gb接口接入核心網(wǎng)設(shè)備，TSM獨立組網(wǎng)時，則需要新建TSM核心網(wǎng)設(shè)備，一般是GSM核心網(wǎng)設(shè)備。
當(dāng)然，與前兩種標(biāo)準(zhǔn)相比，尤其是與WCDMA比起來，TD-SCDMA也有“尚顯稚嫩”的地方。比如，在對CDMA技術(shù)的利用方面，TD-SCDMA因要與GSM的小區(qū)兼容，小區(qū)復(fù)用系數(shù)為3，降低了頻譜利用率。又因為TD-SCDMA頻帶寬度窄，不能充分利用多徑，降低了系統(tǒng)效率，實現(xiàn)軟切換和軟容量能力較困難。另外，TD-SCDMA系統(tǒng)要精確定時，小區(qū)間保持同步，對定時系統(tǒng)要求高。
三、三大標(biāo)準(zhǔn)的演進能力分析
CDMA2000在新技術(shù)的探索方面是所有3G技術(shù)中最活躍的。在無線接口方面，為進一步加強CDMA 1X的競爭力，3GPP2從2000年開始在CDMA1X基礎(chǔ)上制定1X的增強技術(shù)，即1X EV標(biāo)準(zhǔn)。目前專家把1X EV的發(fā)展分為了兩個階段，第一階段將以發(fā)展1X EV-DO為主，第二階段則以1X EV-DV為發(fā)展目標(biāo)。相對WCDMA來說，CDMA2000已經(jīng)是非常成熟，大概在明年，有更多的運營商會推出CDMA2000的業(yè)務(wù)，CDMA的商業(yè)化進程將快于WCDMA。就CDMA2000而言，它比WCDMA早幾年將應(yīng)用推向市場。之所以能做到這一點，關(guān)鍵是CDMA2000在設(shè)備的射頻部分、頻率和帶寬都沒有變化。關(guān)鍵的變化是數(shù)字芯片，如果人們可以以新的數(shù)字芯片加載一些軟件，你就可以從IS95A或B演進到CDMA2000，并可向后兼容。
從現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)演進到WCDMA網(wǎng)絡(luò)時，不論采用哪種演進策略，都充分考慮了如何改造和利用2代已有的長途骨干網(wǎng)、信令網(wǎng)、智能網(wǎng)、關(guān)口局及HLR/AUC、SC等設(shè)備。這樣既最大限度地保護了運營商在GSM/GPRS等方面的已有投資，又可以使運營商根據(jù)自己地區(qū)的業(yè)務(wù)開展情況和經(jīng)營狀況，逐步、漸進地提供豐富的3G系統(tǒng)業(yè)務(wù)，從而達到優(yōu)化自己的網(wǎng)絡(luò)資源配置、簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和便于運營、管理的目的。這充分體現(xiàn)了WCDMA系統(tǒng)對GSM/GPRS現(xiàn)網(wǎng)設(shè)施的繼承性和保護。但與cdma2000 1X相比，由GSM向WCDMA的兼容相對來講則是有限的。由于GSM與WCDMA分別采用TDMA和CDMA兩種調(diào)制解調(diào)方式，因此由GSM向WCDMA的過渡中，除核心網(wǎng)可以保持兼容外，基站子系統(tǒng)幾乎無法實現(xiàn)兼容，TDMA和CDMA兩種調(diào)制解調(diào)方式存在本質(zhì)差異，當(dāng)GSM升級到第三代后，必須對現(xiàn)有基站進行改造。這種不兼容使得現(xiàn)有的GSM手機無法在未來的WCDMA網(wǎng)絡(luò)中使用，而未來的WCDMA手機也無法在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)中使用，兩者之間必須由一種適合兩種需求的雙�；蚨囝l手機才能實現(xiàn)互通，而無法實現(xiàn)真正意義上的平滑過渡。
由于TD-SCDMA的商用要在國內(nèi)市場率先實現(xiàn)，運營商在TD-SCDMA大規(guī)模獨立組網(wǎng)等方面經(jīng)驗的缺乏肯定影響其業(yè)務(wù)提供的進度，這將對新移動運營商構(gòu)成較嚴(yán)重的打擊。另外，技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展能力往往成為運營商(尤其是新運營商)進行制式選擇的重要考慮因素。WCDMA有HSDPA，cdma2000有EV-DO，而在“2005 TD-SCDMA國際峰會”上，TD-SCDMA增強型技術(shù)也被首次提出。增強型技術(shù)對于3G的意義并不僅僅限于數(shù)據(jù)速率的提升，在更高的頻譜利用率的基礎(chǔ)上，還可以降低每用戶的運營成本，并增強網(wǎng)絡(luò)覆蓋和網(wǎng)絡(luò)容量，同時保證系統(tǒng)的后向兼容性。目前，國內(nèi)企業(yè)對TD-SCDMA增強型技術(shù)的研發(fā)已經(jīng)進入到了實質(zhì)性階段。據(jù)TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長楊驊介紹，在TD-SCDMA增強型技術(shù)的研發(fā)上，產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟已經(jīng)給出了技術(shù)演進路標(biāo)，并在商用時間節(jié)點上有著相對統(tǒng)一的規(guī)劃。在此基礎(chǔ)上，技術(shù)演進路線由各個廠家自行制訂。有業(yè)內(nèi)分析人士表示，TD-SCDMA向增強型技術(shù)的演進，將使TD-SCDMA具備更長遠的競爭力。但是，從現(xiàn)實情況來看，TD-SCDMA方面在增強型技術(shù)的演進開發(fā)速度上還需要進一步加強。
不管是WCDMA、CDMA2000還是TD-SCDMA都各有千秋。技術(shù)最先進和發(fā)展最成熟是一對矛盾，技術(shù)最先進的往往不是發(fā)展最成熟的，發(fā)展最成熟的也往往不是最先進的，除了技術(shù)先進性、設(shè)備成熟度以外，筆者認(rèn)為運營商將來可能采用的制式還和將來的市場規(guī)模效益有關(guān)。上述內(nèi)容，純屬作者本人觀點，歡迎磋商探討。
----《通信世界》
