談?wù)劦谌�代移�?dòng)通信3G

　　摘要　文章詳細(xì)介紹了第三代移動(dòng)通信概念的提出、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、頻段的劃分及其發(fā)展的時(shí)間表，并著重就ITU-R對(duì)第三代移動(dòng)通信中的無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)所做工作和我國(guó)對(duì)第三代移動(dòng)通信的貢獻(xiàn)作了詳細(xì)闡述，并提出了作者對(duì)我國(guó)發(fā)展第三代移動(dòng)通信的一些看法。


　　關(guān)鍵詞　3G IMT-2000 第三代移動(dòng)通信


　　1　概述


　　最近十多年來(lái)，蜂窩移動(dòng)通信的技術(shù)和業(yè)務(wù)得到了迅速的發(fā)展，尤其是第二代移動(dòng)通信出現(xiàn)后用戶(hù)數(shù)量激劇增長(zhǎng)，許多國(guó)家和地區(qū)的移動(dòng)電話(huà)的普及率超過(guò)50％，不少地方的移動(dòng)電話(huà)已超過(guò)了固定電話(huà)，這將成為世界電話(huà)發(fā)展中的一種必然趨勢(shì)。


　　隨著移動(dòng)通信用戶(hù)的增長(zhǎng)，對(duì)頻率資源提出了更大的需求量，已經(jīng)分給移動(dòng)通信使用的那些頻率顯得不夠用了，尤其在人口密集的繁華大都市和人口眾多、國(guó)土面積小而經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家，人們尋找新的頻率資源，探索頻率利用率高的移動(dòng)通信技術(shù)成為移動(dòng)通信發(fā)展中的熱點(diǎn)。


　　另外，從第二代移動(dòng)通信技術(shù)來(lái)看，主要是GSM和CDMA制式，所承載的業(yè)務(wù)是語(yǔ)音和低速數(shù)據(jù)，所以在快速發(fā)展的同時(shí)，人們出于不同原因，期望有一種全球化的、無(wú)縫覆蓋的、統(tǒng)一頻率、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，能在全球范圍內(nèi)漫游的，集語(yǔ)言、數(shù)據(jù)、圖像和多媒體等多種業(yè)務(wù)的移動(dòng)通信系統(tǒng)出現(xiàn)，以便更好適應(yīng)信息化社會(huì)的需要，也可帶來(lái)更多經(jīng)濟(jì)利益。


　　基于上述原因，第三代移動(dòng)通信的概念于1985年正式提出來(lái)了。近年來(lái)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展，人們更加迫切地期望在移動(dòng)的環(huán)境下，能夠方便地完成互聯(lián)網(wǎng)的寬帶接入。這就更加強(qiáng)了人們對(duì)第三代移動(dòng)通信需求的迫切性。


　　第三代移動(dòng)通信最初的名字FPLMTS(future public land mobile telecommunication system)，國(guó)際電聯(lián)ITU成立了IWP8/13工作組來(lái)研究，1991年正式成立了ITU-R TG8/1組專(zhuān)門(mén)來(lái)研究無(wú)線傳輸標(biāo)準(zhǔn)組織工作，1996年ITU正式把第三代移動(dòng)通信更名為IMT-2000（international mobile telecommunication），有人把這2000解釋為利用2000MHz頻段，在2000年左右提供商用，最高速率可達(dá)到2000kbit/s的移動(dòng)通信系統(tǒng)。它是一個(gè)由地面移動(dòng)通信系統(tǒng)和衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)組成的全球覆蓋的，綜合了語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像和多媒體業(yè)務(wù)的具有高智能的，適應(yīng)信息化社會(huì)的，有足夠用戶(hù)容量潛力的，能支持個(gè)人化通信的第三代移動(dòng)通信，簡(jiǎn)稱(chēng)3G。本文主要闡述地面移動(dòng)通信系統(tǒng)。


　　2　頻率劃分


　　在世界范圍內(nèi)，各國(guó)使用的第一代和第二代移動(dòng)通信制式不統(tǒng)一，分配給它們的頻率也不一致，這就給實(shí)現(xiàn)全球使用統(tǒng)一頻率的第三代移動(dòng)通信帶來(lái)了麻煩。盡管如此，在1992年國(guó)際電聯(lián)負(fù)責(zé)全球無(wú)線電頻譜管理和分配的組織WARC-92大會(huì)（world administrative radio conference）為當(dāng)時(shí)稱(chēng)為FPLMTS系統(tǒng)分配了230MHZ頻率、1885-2025MHz和2110-2200MHz。其中有2×30MHz分配給衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)（MSS）。正因?yàn)閹讉�(gè)主要移動(dòng)通信發(fā)達(dá)的國(guó)家對(duì)第三代移動(dòng)通信頻率分配的不一致，尤其是美國(guó)現(xiàn)行的頻率劃分與WARC-92的建議頻率差異較大，因?yàn)槊绹?guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）已經(jīng)把1865-1990MHz頻段拍賣(mài)給了PCS業(yè)務(wù)，使IMT-2000頻率統(tǒng)一和國(guó)際漫游帶來(lái)困難。


　　另外，隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，手機(jī)上網(wǎng)的用戶(hù)會(huì)越來(lái)越多，所以原先分配給第三代移動(dòng)通信的230MHz頻率顯得不夠了，希望在原先分配的頻率基礎(chǔ)上，再進(jìn)行擴(kuò)展以適應(yīng)今后的發(fā)展。


　　在2000年召開(kāi)的WRC-2000大會(huì)上，把原先分配的頻率稱(chēng)為核心頻帶（core band），又建議了擴(kuò)展頻帶806-960、1710-1885、2500-2690和2300-2400MHz，由各國(guó)的通信主管部門(mén)根據(jù)各國(guó)的實(shí)際狀況掌握使用。這對(duì)IMT-2000的頻率統(tǒng)一具有深遠(yuǎn)的意義。


　　3　技術(shù)要求


　　如前所述，第二代移動(dòng)通信的業(yè)務(wù)主要是語(yǔ)音和低速數(shù)據(jù)，盡管短信息業(yè)務(wù)應(yīng)用十分廣泛，服務(wù)種類(lèi)也很多，但數(shù)據(jù)速率僅在9.6kbit/s范圍內(nèi)。第三代移動(dòng)通信的目標(biāo)除了語(yǔ)言傳輸外，還需承載圖像和多媒體業(yè)務(wù)，具體的傳輸速率要求是室外車(chē)輛速度時(shí)要達(dá)到144kbit/s；步行速度時(shí)要達(dá)到384kbit/s；室內(nèi)環(huán)境下要達(dá)到2Mbit/s；另外，在衛(wèi)星移動(dòng)環(huán)境下滿(mǎn)足9.6kbit/s傳輸速率。


　　除了對(duì)傳輸速率的要求外，傳輸速率的按需分配和上、下行的不對(duì)稱(chēng)傳輸也是所要求的。正因?yàn)檫@些目標(biāo)要求才構(gòu)成第三代移動(dòng)通信的特征，也成為開(kāi)發(fā)第三代移動(dòng)通信中的技術(shù)難點(diǎn)。


　　4　發(fā)展歷程


　　自從1985年第三代移動(dòng)通信的概念提出以后，許多國(guó)家十分重視對(duì)它的研究，ITU成立了專(zhuān)門(mén)的工作小組來(lái)組織各國(guó)共同研究，討論標(biāo)準(zhǔn)，并制定了時(shí)間表，最終實(shí)現(xiàn)在2000年左右把第三代移動(dòng)通信投入運(yùn)行，并開(kāi)放業(yè)務(wù)，具體時(shí)間安排如下：


　�。�1）1997年3月，ITU向各國(guó)發(fā)出征求第三代移動(dòng)通信無(wú)線接口要求的無(wú)線傳輸技術(shù)（RTT）候選方案通知。


　�。�2）1998年6月為提交無(wú)線傳輸技術(shù)方案的截止日期。


　　在此期間ITU收到了來(lái)自歐洲ETSI、美國(guó)TIA、日本ARIB、中國(guó)CATT和韓國(guó)TTA組織等10個(gè)方案，還收到有關(guān)衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)的6個(gè)方案。中國(guó)提交了TD-SCDMA方案，受到了世界的關(guān)注。


　�。�3）1998年9月為各國(guó)向ITU提交評(píng)仨報(bào)告的截止日期。


　　在全范圍范圍內(nèi)，共有10余個(gè)評(píng)仨組對(duì)所提交的方案進(jìn)行評(píng)仨，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)向ITU報(bào)告。中國(guó)RTT評(píng)仨協(xié)調(diào)組ChEG在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)向ITU提交了評(píng)估報(bào)告，從方案的頻譜使用頻率、技術(shù)復(fù)雜性、質(zhì)量、無(wú)線技術(shù)靈活性、對(duì)網(wǎng)絡(luò)接口的影響、支持手機(jī)終端的能力以及覆蓋與功率效率等7個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行評(píng)估。中國(guó)的評(píng)估報(bào)告里等7個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行評(píng)估。中國(guó)的評(píng)估報(bào)告里對(duì)WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA三種方案進(jìn)行了評(píng)估。


　　（4）1999年完成IMT-2000無(wú)線傳輸技術(shù)規(guī)范和各種接口的規(guī)范工作。


　　在此期間，首先要在1999年3月前選定無(wú)線傳輸技術(shù)的關(guān)鍵參數(shù)。


　　ITU-R TG8/1工作組第16次會(huì)議就上述通過(guò)了建議，另外，工作組在無(wú)線接口技術(shù)規(guī)范方面做了大量的評(píng)估協(xié)調(diào)融合工作，在1999年11月在分蘭赫爾辛基閉幕的TG8/1工作組第18次會(huì)議，最終通過(guò)了IMT-2000的無(wú)線接口技術(shù)規(guī)范建議IMT和RSPC，其中有5個(gè)無(wú)線傳輸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及各自的關(guān)鍵參數(shù)得到確認(rèn)。中國(guó)提出的TD-SCDMA方案也在其中，它們是：


　　IMT-2000　　CDMA-DS:　　USRA/WCDMA


　　IMT-2000　　CDMA-MC:　　cdma2000MC


　　IMT-2000　　CDMA-TDD:　　TD-SCDMA和UTRA TDD


　　IMT-2000　　TDMA-SC:　　 UWC136


　　IMT-2000　　TDMA-FT:　　DECT


　�。�5）2000年后，核心層標(biāo)準(zhǔn)化完成，開(kāi)始進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)階段，并將投入正式商用運(yùn)行。
　　許多國(guó)家和地區(qū)正在進(jìn)行第三代移動(dòng)通信的運(yùn)營(yíng)執(zhí)照發(fā)放，芬蘭已發(fā)放了四張執(zhí)照，成為第一個(gè)開(kāi)放第三代移動(dòng)通信執(zhí)照的國(guó)家。


　　5　中國(guó)的貢獻(xiàn)


　　由于諸多的原因，我國(guó)在第一、二代移動(dòng)通信研制、生產(chǎn)起步較晚，盡管政府和通信主管部門(mén)十分重視移動(dòng)通信設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題，情況有所改變，但總體來(lái)講具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)設(shè)備在市場(chǎng)的占有率仍然偏低，尤其是手機(jī)終端。


　　幾乎與國(guó)外在同一起跑線的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)給我國(guó)的通信產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了極大的機(jī)遇，為此主管部門(mén)十分重視這項(xiàng)工作，積極鼓勵(lì)和組織有關(guān)部門(mén)參與ITU關(guān)于體制和無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際活動(dòng)。另外，中國(guó)移動(dòng)通信勝訴　激增，使其成為移動(dòng)通信用戶(hù)的第二大國(guó)，在第三代移動(dòng)通信的國(guó)際活動(dòng)中的作用越來(lái)越顯著和重要，在國(guó)際活動(dòng)中所發(fā)表的意見(jiàn)的力度越來(lái)越有分量，在國(guó)際活動(dòng)中積極提出我們的要求和權(quán)益。


　　20世紀(jì)90年代初我國(guó)就開(kāi)始參加ITU-RTG8/1。


　　1997年，成立IMT-2000無(wú)線傳輸技術(shù)（RTT）評(píng)估協(xié)調(diào)組，成員包括電信部門(mén)相關(guān)人員、大學(xué)教授、研究單位和部分企業(yè)中的專(zhuān)家組成，并在ITU正式注冊(cè)。協(xié)調(diào)評(píng)估組組長(zhǎng)又擔(dān)任了ITU-R TG8/1第5工作組主席。


　　1998年通信主管部門(mén)成立IMT-2000領(lǐng)導(dǎo)小組，具體領(lǐng)導(dǎo)評(píng)估協(xié)調(diào)組和技術(shù)開(kāi)發(fā)組。同年成立IMT-2000技術(shù)開(kāi)發(fā)組，并向ITU提交了TD-SCDMA方案。中國(guó)評(píng)估協(xié)調(diào)組向ITU提交了評(píng)估報(bào)告，對(duì)WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA進(jìn)行了評(píng)估。


　　1999年，中國(guó)無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)研究組（CWTS）代表中國(guó)的無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)化組織參加了3GPP和3GPP2工作組。其中3GPP是制定以GSM核心網(wǎng)為基礎(chǔ)UTRA為無(wú)線接口的第三代移動(dòng)通信技術(shù)規(guī)范，3GPP2是制定以ANSI-41核心網(wǎng)為基礎(chǔ)，cdma2000為無(wú)線接口的第三代移動(dòng)通信的技術(shù)規(guī)范。中國(guó)向ITU提交的TD-SCDMA無(wú)線傳輸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在TG8/1 18會(huì)議上得到確認(rèn)。


　　6　幾點(diǎn)看法


　　第三代移動(dòng)通信是人們所向往的，如何從第二代過(guò)渡到第三代移動(dòng)通信又是人們極為關(guān)注的問(wèn)題，尤其是第二代移動(dòng)通信發(fā)展較好的運(yùn)營(yíng)單位更是這樣。


　　在第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的融合方面ITU和各國(guó)做了大量的工作和努力，但國(guó)家多，又有技術(shù)專(zhuān)利等經(jīng)濟(jì)利益的趨動(dòng)，從現(xiàn)在看要達(dá)到頻率和標(biāo)準(zhǔn)的安全統(tǒng)一似乎是不可能的。


　　我國(guó)是個(gè)移動(dòng)通信用戶(hù)大國(guó)，GSM的迅速發(fā)展，使我國(guó)有著最大的GSM網(wǎng)絡(luò)和用戶(hù)，但從普及率來(lái)看，還是屬于偏低的，具有巨大的市場(chǎng)潛力。


　　從目前業(yè)務(wù)來(lái)看，90％以上是話(huà)音，但在最近5-8年時(shí)間里，仍然會(huì)以話(huà)間業(yè)務(wù)為主。


　　中國(guó)移動(dòng)和聯(lián)通有著覆蓋全國(guó)的GSM網(wǎng)，為了覆蓋和系統(tǒng)容量的需要，都還在投入相當(dāng)?shù)馁Y金以滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。


　　中國(guó)地域遼闊，要新建一個(gè)覆蓋全國(guó)的移動(dòng)通信網(wǎng)需要巨大的資金和時(shí)間，這也是我國(guó)比其他小國(guó)家在投資決定上格外要慎重的重要因素之一。


　　第三代移動(dòng)通信工作在2GHz頻段，在無(wú)線技術(shù)上的平滑過(guò)渡幾乎不可能，這也是運(yùn)營(yíng)者必須要考慮的問(wèn)題。　我國(guó)提交的TD-SCDMA方案被ITU確認(rèn)，為我國(guó)通信產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了新的機(jī)遇。


　　鑒于上述種種特點(diǎn)，如果目前運(yùn)營(yíng)單位格局不變的話(huà)，預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)下列情況：


　�。�1）第二代移動(dòng)通信，尤其是GSM還將繼續(xù)發(fā)展，與第三代將共存一段相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。


　�。�2）預(yù)計(jì)在2002年左右，在我國(guó)的少數(shù)發(fā)達(dá)地區(qū)，出現(xiàn)規(guī)模不大的第三代移動(dòng)通信試驗(yàn)網(wǎng)是完全可能的。但大規(guī)模地新建一個(gè)第三代移動(dòng)通信網(wǎng)可能要在2005年之后。


　　（3）在技術(shù)發(fā)展方面，GPRS仍然會(huì)作為向第三代移動(dòng)出現(xiàn)前的過(guò)渡，被大多數(shù)的運(yùn)營(yíng)商采用，其數(shù)據(jù)速率會(huì)逐步提高，最終至115kbit/s。


　�。�4）EDGE技術(shù)可以把GSM速率提高到384kbit/s，對(duì)于能夠拿到第三代執(zhí)照的運(yùn)營(yíng)商是否采用它將需慎重。但對(duì)于拿不到第三代執(zhí)照的運(yùn)營(yíng)商極有可能采用EDGE技術(shù)，來(lái)與第三代運(yùn)營(yíng)商競(jìng)爭(zhēng)，但我國(guó)似乎不存在這個(gè)可能。


　�。�5）倘若新的運(yùn)營(yíng)商出現(xiàn)，一步就跨入第三代移動(dòng)通信的可能性是存在的。


　　7　結(jié)束語(yǔ)


　　從1985年第三代移動(dòng)通信概念的提出至今，已有15個(gè)年頭，人們不管出于何種動(dòng)機(jī)，都顯之付出了巨大的勞動(dòng)。各種意見(jiàn)的爭(zhēng)論基本結(jié)束，設(shè)備生產(chǎn)商正按著規(guī)范開(kāi)發(fā)設(shè)備的生產(chǎn)，運(yùn)營(yíng)商也正緊張地做運(yùn)營(yíng)前的準(zhǔn)備，許多國(guó)家政府已經(jīng)或正著手經(jīng)營(yíng)許可證的發(fā)放，這一切充分表明，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用離開(kāi)我們不遠(yuǎn)了。


　　隨著社會(huì)的發(fā)展，技術(shù)進(jìn)步也是無(wú)止境的，當(dāng)人們等待著第三代移動(dòng)通信出現(xiàn)的時(shí)候，第四代移動(dòng)通信的字眼已經(jīng)悄悄地出現(xiàn)，人們已經(jīng)開(kāi)始在醞釀和探討第四代移動(dòng)通信的概念了，這就是技術(shù)發(fā)展的規(guī)律。


　　摘自《電子技術(shù)》2001.4