無(wú)線通信業(yè)前兩代的發(fā)展特點(diǎn)主要表現(xiàn)在對(duì)提高業(yè)務(wù)質(zhì)量的需求,提高頻譜利用率以及對(duì)更大容量的需求。FDD、FDMA用于第一代(1G)無(wú)線系統(tǒng)的技術(shù),主要側(cè)重于模擬蜂窩電話(huà)業(yè)務(wù)。FDD、TDMA和FDD、CDMA用于第二代(2G)無(wú)線系統(tǒng)的技術(shù),它將語(yǔ)音從模擬提高到數(shù)字蜂窩和PCS,面對(duì)語(yǔ)音與數(shù)據(jù)綜合性多媒體無(wú)線通信設(shè)備的發(fā)展,無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展要求高速數(shù)據(jù)傳輸,第三代無(wú)線通信將是移動(dòng)IP標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng),這種系統(tǒng)需具備;更高的頻譜效率和移動(dòng)速度,以更好地支持“移動(dòng)通信”以及不對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù),更高的吞吐量和更少的延遲,以提高各項(xiàng)“IP”能力,在這種需求驅(qū)動(dòng)下,各種技術(shù)涌現(xiàn),到1998年6月30日,即第三代移動(dòng)通信無(wú)線傳輸技術(shù)(RTT)標(biāo)準(zhǔn)征集截止日,ITU-R共收到16種3G RTT標(biāo)準(zhǔn)提案,其中有6種是衛(wèi)星移動(dòng)的RTT標(biāo)準(zhǔn)提案,其余10種是地面移動(dòng)的3G RTT標(biāo)準(zhǔn)提案,這些提案分別來(lái)自于美、歐、中、日、韓等國(guó)家和地區(qū)。下面來(lái)看看各種3G技術(shù)的特點(diǎn)和相互比較。
一、CDMA和TDMA
ITU-R通過(guò)的五個(gè)無(wú)線傳輸技術(shù)的3G技術(shù)規(guī)范中有三個(gè)是基于CDMA技術(shù)的,有二個(gè)是基于TDMA技術(shù)的:
----基于CDMA技術(shù)的技術(shù)規(guī)范:
IMT-2000 CDMA DS(WCDMA、cdma2000)
IMT-2000 CDMA MC(cdma2000 MC)
IMT-2000 CDMA TDD(TD-SCDMA、TD-CDMA)
----基于TDMA技術(shù)的技術(shù)規(guī)范:
IMT-2000 TDMA SC
IMT-2000 TDMA MC(DECT)
1.CDMA將是3G發(fā)展趨勢(shì)
(1)高的數(shù)據(jù)傳輸率是移動(dòng)通信系統(tǒng)具備強(qiáng)大功能的基礎(chǔ)。盡管TDMA系統(tǒng)的業(yè)務(wù)綜合能力較高,能進(jìn)行數(shù)據(jù)和話(huà)音的綜合,但是終端接入速率有限。
。2)相比而言CDMA技術(shù)更具有系統(tǒng)容量大,話(huà)音質(zhì)量好,抗干擾性強(qiáng),保密性等優(yōu)點(diǎn)。
。3)細(xì)說(shuō)CDMA----CDMA即碼分多址,是由美國(guó)Qualcomm公司首先提出的技術(shù),其原理基于擴(kuò)頻技術(shù),即將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬的信息數(shù)據(jù),用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制,使原數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)展,再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去,接收端由使用完全相同的偽隨機(jī)碼與接收的帶寬信號(hào)做相關(guān)處理,以實(shí)現(xiàn)信息通信,與FDMA和TDMA相比,CDMA具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),歸納起來(lái),CDMA應(yīng)用于數(shù)字移動(dòng)通信的優(yōu)點(diǎn)有:
----系統(tǒng)容量大,在CDMA系統(tǒng)中所有用戶(hù)共用一個(gè)無(wú)線信道,當(dāng)用戶(hù)不講話(huà)時(shí),該信道內(nèi)的所有其他用戶(hù)會(huì)由于干擾減小而得益。因此利用人類(lèi)話(huà)音特點(diǎn)的CDMA系統(tǒng)可大幅降低相互干擾,增大其實(shí)際容量近3倍。CDMA數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)的系統(tǒng)容量理論上比模擬網(wǎng)大20倍,實(shí)際上比模擬網(wǎng)大10倍,比GSM大4-5倍。
----系統(tǒng)通信質(zhì)量更佳,軟切換技術(shù)(先連接再斷開(kāi))可以克服硬切換容易掉話(huà)的缺點(diǎn),CDMA系統(tǒng)工作在相同的頻率和帶寬上,比TDMA系統(tǒng)更容易實(shí)現(xiàn)軟切換技術(shù),從而提高通信質(zhì)量,CDMA系統(tǒng)采用確定聲碼器速率的自適應(yīng)閾值技術(shù),強(qiáng)有力的誤碼糾錯(cuò),軟切換技術(shù)和分離分多徑分集接收機(jī),可提供TDMA系統(tǒng)不能比擬的,極高的數(shù)據(jù)質(zhì)量。
----頻率規(guī)劃靈活,用戶(hù)按不同的序列碼區(qū)分,不同CDMA載波可以相鄰的小區(qū)內(nèi)使用,因此CDMA網(wǎng)絡(luò)的頻率規(guī)劃靈活,擴(kuò)展簡(jiǎn)單。CDMA網(wǎng)絡(luò)同時(shí)還具有建造運(yùn)行費(fèi)用低,基站設(shè)備費(fèi)用低的特點(diǎn),因而用戶(hù)的費(fèi)用也較低。
----頻帶利用率高。CDMA是一種擴(kuò)頻通信技術(shù),盡管擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗干擾性能的提高是以占用頻帶帶寬為代價(jià)的,但是CDMA允許單一頻率在整個(gè)系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)可重復(fù)使用,使許多用戶(hù)共用這一頻帶同時(shí)進(jìn)行通話(huà),大大提高了頻帶利用率。這種擴(kuò)頻CDMA方式,雖然要占用較寬的頻帶,但按每個(gè)用戶(hù)占用的平均頻帶來(lái)計(jì)算,其頻帶利用率是很高的。CDMA系統(tǒng)還可以根據(jù)不同信號(hào)速率的情況,提供不同的信道頻帶利用動(dòng)工,使給定頻帶得到更有效的利用。
----適用于多媒體通信系統(tǒng),CDMA系統(tǒng)能方便地使用多CDMA信道方式和多CDMA幀方式,傳送不同速率要求的多媒體業(yè)務(wù)信息,處理方式和合成方式都比TDMA方式和FDMA方式靈活、簡(jiǎn)便、有利于多媒體通信系統(tǒng)的應(yīng)用,比如可以在提供話(huà)音服務(wù)的同時(shí)提供數(shù)據(jù)服務(wù),使得用戶(hù)在通話(huà)時(shí)也可以接收尋呼信息。
----CDMA手機(jī)的備用時(shí)間更長(zhǎng)。低平均功率、高效的超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)和先進(jìn)的鋰電池的結(jié)合顯示了CDMA在便攜式電話(huà)應(yīng)用中的突破。用戶(hù)可以長(zhǎng)時(shí)間地使用手機(jī)接收電話(huà),也可以在不掛機(jī)的情況下接收短消息。
然而,寬帶CDMA系統(tǒng)的應(yīng)用也還面臨著一些技術(shù)困難,多址干擾的降低和抵消是CDMA的基本課題,也是提高寬帶CDMA系統(tǒng)容量,發(fā)揮寬帶CDMA系統(tǒng)特長(zhǎng)的重要課題。
2.CDMA的關(guān)鍵技術(shù)
。1)功率控制技術(shù)
功率控制技術(shù)是CDMA系統(tǒng)的核心技術(shù)。CDMA系統(tǒng)是一個(gè)自擾系統(tǒng),所有移動(dòng)用戶(hù)都占用相同帶寬和頻率,CDMA功率控制的目的就是使系統(tǒng)即能維護(hù)高質(zhì)量通信,又不對(duì)其他用戶(hù)產(chǎn)生干擾。
。2)PN碼技術(shù)
PN碼的選擇直接影響到CDMA系統(tǒng)的容量,抗干擾能力,接入和切換速度等性能。CDMA信道的區(qū)分是靠PN碼來(lái)進(jìn)行的,因而需求pn碼自相關(guān)性要好,互相關(guān)性要弱,實(shí)現(xiàn)和編碼方案簡(jiǎn)單等。目前的CDMA系統(tǒng)就是采用一種基本的PN序列----m序列作為地址碼,利用它的不同相位來(lái)區(qū)分不同用戶(hù)。
(3)RAKE接收技術(shù)
移動(dòng)通信信道是一種多徑衰落信道,RAKE接收技術(shù)就是分別接收每一路的信號(hào)進(jìn)行解調(diào) ,然后疊加輸出來(lái)增強(qiáng)接收效果,在CDMA系統(tǒng)中多徑信號(hào)不再是一個(gè)不利因素,而且變成了一個(gè)可供利用的有利因素。
。4)聲碼器速率的自適應(yīng)閾值技術(shù)
CDMA系統(tǒng)使用了確定聲碼器速率的自適應(yīng)閾值,自適應(yīng)閾值可以根據(jù)背景聲學(xué)噪音電平的變化改變聲碼器的數(shù)據(jù)速率。這些閾值的使用壓制了背景聲學(xué)噪聲,因而在噪聲環(huán)境下也能提供清晰的話(huà)音。
二、TD-SCDMA技術(shù)
1.GSM移動(dòng)通信在發(fā)展中遇到的問(wèn)題
近幾年來(lái),中國(guó)GSM移動(dòng)通信網(wǎng)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁,移動(dòng)用戶(hù)數(shù)已超過(guò)1億用戶(hù),且仍在高速增長(zhǎng)。
GSM網(wǎng)繼續(xù)高速發(fā)展,面臨的第一個(gè)問(wèn)題是頻率資源問(wèn)題,例如我們廣東的大多數(shù)城市人口密集,因此頻率資源是制約移動(dòng)通信高速發(fā)展的重要因素之一?梢杂900M/1800M雙頻組網(wǎng)的方式來(lái)解決頻率資源不足的問(wèn)題。但1800M頻率的衰減比900M差,因此,在城區(qū)1800M GSM的覆蓋半徑很小,不能完全與900M GSM基站同址建設(shè),建設(shè)成本將增加。隨著部分城區(qū)用戶(hù)對(duì)高速移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的增長(zhǎng),單一用戶(hù)所占頻帶寬度增加,中國(guó)加入WTO后,勢(shì)必增加新的電信服務(wù)運(yùn)營(yíng)者,要將有限的頻率資源分配給更多的運(yùn)營(yíng)者,這些都將進(jìn)一步加劇移動(dòng)通信頻率資源緊張的矛盾。
GSM網(wǎng)高速發(fā)展面臨的另一個(gè)問(wèn)題是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸速率的問(wèn)題。隨著因特網(wǎng)的高速發(fā)展,手機(jī)上網(wǎng)也越來(lái)越成為一種時(shí)尚需求。而現(xiàn)在GSM網(wǎng)的用戶(hù)數(shù)據(jù)傳輸速率只有9.6kb/s,將成為手機(jī)上網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展的瓶頸。拓寬GSM網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸速率的迫切性已成為急待解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,除此之外,進(jìn)一步提高用戶(hù)的數(shù)據(jù)傳輸速率,仍是需要等待解決的問(wèn)題。
2.中國(guó)3G不落后
近幾年來(lái),國(guó)家投入了數(shù)億元從事第三代移動(dòng)通訊的技術(shù)研究和開(kāi)發(fā)。于去年11月5日有了重大突破,我國(guó)提出的第三代移動(dòng)通信TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)建議已被國(guó)際電聯(lián)正式采納,成為第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)(IMT-2000)系列中的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。這是我國(guó)百年電信史上首次完整地提出自己的標(biāo)準(zhǔn),并成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。這也標(biāo)志著我國(guó)的通信技術(shù)的發(fā)展程度已經(jīng)由單純的跟蹤轉(zhuǎn) 到創(chuàng)新的階段,是一個(gè)開(kāi)創(chuàng)性的轉(zhuǎn)變。
3.TD-SCDMA技術(shù)
TD-SCDMA特點(diǎn)是采用時(shí)分雙工模式(TDD)的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng),其主要的技術(shù)特點(diǎn)為:
----采用智能天線技術(shù)
----采用上行同步方式
----采用接力切換方式
----采用低碼片速率
TD-SCDMA是目前世界上唯一采用智能天線的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)。在TD-SCDMA系統(tǒng)中,由于采用了TDD模式,上、下行鏈路采用同一頻率,在同一時(shí)刻上下行鏈路的空間物理特性是完全相同的,因此,只要在基站端依據(jù)上行數(shù)據(jù)進(jìn)行空間參數(shù)的估值,再根據(jù)這些估值對(duì)下行鏈路的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字賦形,就可以達(dá)到自適應(yīng)波速賦形的目的,充分發(fā)揮智能天線的作用。
CDMA系統(tǒng)中多個(gè)用戶(hù)的信號(hào)在時(shí)域和頻域上是混疊的,接收時(shí)需要把各個(gè)用戶(hù)的信號(hào)分離開(kāi)來(lái)。理想情況下,利用擴(kuò)頻碼的正交特性可以保證解調(diào)時(shí)能無(wú)偏差的解調(diào)出戶(hù)數(shù)據(jù)。而實(shí)際系統(tǒng)中由于同步的不準(zhǔn)確,空間信道的多徑特性等造成的影響,導(dǎo)致各用戶(hù)信號(hào)之間不能維持理想的正交特性,這時(shí)對(duì)某一特定用戶(hù)而言,所有工作在同頻段的其他用戶(hù)的信號(hào)都是干擾信號(hào),隨著用戶(hù)數(shù)目的增多,干擾逐漸增大,系統(tǒng)用戶(hù)數(shù)增加到一定數(shù)量時(shí),干擾增大到無(wú)法將有用信號(hào)提取出來(lái),因此,CDMA系統(tǒng)是個(gè)干擾受限的系統(tǒng)。
采用智能天線和上行同步技術(shù)后,可極大的降低多址干擾,只有來(lái)自主瓣方向和較大副瓣方向的多徑才對(duì)有用信號(hào)帶來(lái)干擾,因此,可有效地提高系統(tǒng)容量,從而明顯提高了頻譜利用率,智能天線的采用,也可有效的提高天線可以采用多個(gè)小功率的線性功率放大器來(lái)代替單一的大功率線性放大器,而單一大功率線性放大器的價(jià)格遠(yuǎn)高于多個(gè)小功率線性放大器的價(jià)格,所以智能天線可大大降低基站的成本。智能天線帶來(lái)的另一好處是提高了設(shè)備的冗余度。
智能天線的采用可大致定位用戶(hù)的方位和距離,因此,基站和基站控制器可采用接力發(fā)換方式,根據(jù)用戶(hù)的方位,距離信息來(lái)判斷手機(jī)用戶(hù)現(xiàn)在是否移動(dòng)到了應(yīng)該切換給另一基站的監(jiān)近區(qū)域,如果進(jìn)入切換區(qū),便可通過(guò)基站控制器通知另一基站做好切換的準(zhǔn)備,達(dá)到接力切換的目的。接力切換可提高切換的成功率。
TD-SCDMA系統(tǒng)僅采用1.28Mb/s的碼片速率,只需占用單一的1.6M頻帶寬度,就可傳送2Mb/s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),而3G FDD的方案,要傳送2Mb/s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),均需要2*5M的帶寬,即需兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的5M帶寬,分別作為上、下行頻段,且上下行頻段間需要有幾十M的頻率間隔作為保護(hù)。在目前資源十分緊張的情況下,要找到符合要求的對(duì)稱(chēng)頻段非常困難,而TD-SCDMA系統(tǒng)可以“見(jiàn)縫插針”,只要有滿(mǎn)足一個(gè)載波的頻段(1.6M)就可使用,可以靈活有效地利用現(xiàn)有的頻率資源。
TD-SCDMA是TDD工作模式,上下行數(shù)據(jù)的傳輸通過(guò)控制上、下行的發(fā)送時(shí)間來(lái)決定,發(fā)送時(shí)段內(nèi)不接收,接收時(shí)段內(nèi)不發(fā)送,而且可以靈活控制和改變發(fā)送和接收的時(shí)段長(zhǎng)短比例,對(duì)于因特網(wǎng)等非對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸,下行數(shù)據(jù)量是遠(yuǎn)大于上行數(shù)據(jù)量的,這時(shí)可控制增加下行的時(shí)段時(shí)間,縮短上行的時(shí)段時(shí)間,以達(dá)到高效率傳送非對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)的目的。
根據(jù)上述特點(diǎn),TD-SCDMA系統(tǒng)適合用于大中城市及城鄉(xiāng)結(jié)合部。在這些地區(qū)人口密度高,頻率資源緊張,移動(dòng)速度不要很高(200km/h以?xún)?nèi)),但需要大量小半徑、高容量的小區(qū)覆蓋,同時(shí)在這些地區(qū)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),特別是因特網(wǎng)等非對(duì)稱(chēng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求比較大,能充分發(fā)揮TD-SCDMA的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
三、LAS-CDMA技術(shù)
LAS-CDMA技術(shù)具有以下特點(diǎn):
----高于任何2G或3G技術(shù)的頻譜效率;
----優(yōu)于各種不同速率數(shù)據(jù)服務(wù);
----LAS-CDMA技術(shù)適合未來(lái)“全I(xiàn)P系統(tǒng)(3.5G或4G)的要求”
LAS-CDMA(大區(qū)域同步碼分多址聯(lián)接)在性能上的優(yōu)點(diǎn)如下:
。1)附加頻譜。由于LAS-CDMA可提供比現(xiàn)有2G標(biāo)準(zhǔn)高20多倍的容量以及比cdma2000高3至6倍的容量,所以可最大限度地減少附加網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和開(kāi)支,從而使電信公司能比較低的成本在市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng),并以最經(jīng)濟(jì)的方式向客戶(hù)提供新穎和改良的服務(wù)。
。2)新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。從設(shè)計(jì)角度看,LAS-CDMA技術(shù)不僅能夠強(qiáng)化當(dāng)前的第二代網(wǎng)絡(luò),而且還能為3G提供前所未有的功能,并能成功的推動(dòng)第四代(4G)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。
。3)全球兼容性。世界各地所采用的無(wú)線電信技術(shù)不甚相同,現(xiàn)行的幾種技術(shù)包括GSM、CDMA、TDM等。由于LAS-CDMA與所有現(xiàn)行和未來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)兼容,故易于現(xiàn)有系統(tǒng)向LAS-CDMA過(guò)渡。此外,LAS-CDMA還能順應(yīng)各項(xiàng)可進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能和容量的先進(jìn)技術(shù)。作為一項(xiàng)空中接口技術(shù),LAS-CDMA可通過(guò)配置使用其作為一種增強(qiáng)模式與UTRA,IS-95以及TD-CDMA等其他現(xiàn)用系統(tǒng)兼容。
。4)提高服務(wù)器,LAS-CDMA可通過(guò)其專(zhuān)利擴(kuò)頻技術(shù)大幅度地消除目前CDMA系統(tǒng)上出現(xiàn)的干擾現(xiàn)象。因?yàn)檫@種現(xiàn)象不僅影響語(yǔ)音服務(wù)質(zhì)量,而且最終也會(huì)影響數(shù)據(jù)服務(wù)質(zhì)量,在LAS-CDMA系統(tǒng)中,所有信號(hào)的ISI(碼間干擾)和MAI(多址干擾)都可在“無(wú)干擾”時(shí)間窗口內(nèi)降為零,ACI(相鄰蜂窩區(qū)干擾)也可降低到邊際水平,因此,LAS-CDMA不僅提高了系統(tǒng)性能和容量,而且也不會(huì)在其它CDMA系統(tǒng)上增加任何復(fù)雜性,LAS-CDMA TDD模式從設(shè)計(jì)上已將LAS-CDMA技術(shù)與已被IP選取的TDD技術(shù)綜合為一體,因此非常適合于支持移動(dòng)IP業(yè)務(wù)。LAS-CDMA TDD模式具有以下特點(diǎn):
----高速移動(dòng)性。在傳統(tǒng)的CDMA TDD系統(tǒng)中,功率控制速率受幀長(zhǎng)度限定。因此,系統(tǒng)不能取得快速的閉環(huán)功率控制。因?yàn),補(bǔ)償高速信道衰落需要這一控制,并以此提供速度較高的移動(dòng)性,所以,傳統(tǒng)的CDMA TDD系統(tǒng)不能支持高速移動(dòng),但是,在LAS-CDMA TDD系統(tǒng)中,所有信號(hào)均將通過(guò)雙同步而被保持在一個(gè)“無(wú)干擾”的時(shí)間窗口內(nèi)。所以LAS-CDMA系統(tǒng)不需要高速功率控制,它只采用低速功率控制節(jié)省移動(dòng)站的電力。
----不對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)。LAS-CDMA TDD系統(tǒng)采用FDMA/TDMA/CDMA組合多址聯(lián)結(jié)方案,在這一方案中,發(fā)射/接收基于的單元為“子幀(或時(shí)隙)--碼--頻率”。待數(shù)據(jù)單元模塊化后,該方案可經(jīng)過(guò)修改用來(lái)支持可變數(shù)據(jù)速率,特別是分組數(shù)據(jù),由于上行鏈路和下行鏈路的交換點(diǎn)可在一個(gè)幀內(nèi)靈活地分配,而且所有子幀(時(shí)隙)亦可靈活地分配到上行鏈路或下行鏈路,所以在支持IP不對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)方面這是一個(gè)理想的方案。
----兼容性。LAS-CDMA TDD模式所基于的擴(kuò)頻技術(shù)與所有其他TDD系統(tǒng)兼容,其中包括UTRA TDD、TD-SCDMA等等。LAS-CDMA只需在物理層上做很小的修改便可結(jié)合到現(xiàn)有的TDD系統(tǒng),用以取得較高的系統(tǒng)性能和容量。
四、演進(jìn)策略
要從GSM一步跨越到以上方案無(wú)論是從經(jīng)濟(jì)上還是從技術(shù)都是不切實(shí)際的,因此真正的3G技術(shù)還應(yīng)該包括從1G、2G過(guò)渡到3G的通信技術(shù)。
1.從2G過(guò)渡到3G的通信技術(shù)
簡(jiǎn)單地說(shuō)由GSM網(wǎng)的傳輸速率9.6kbsp----利用GPRS技術(shù)將使GSM網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率達(dá)115Kbps----利用EDGE技術(shù)的應(yīng)用將再次提升GSM網(wǎng)絡(luò)傳輸速率達(dá)到384kbps,高質(zhì)量圖像傳輸成為可能----3G時(shí)代的真正來(lái)臨,WCDMA和MPEG-4技術(shù)結(jié)合達(dá)到2Mbps傳輸速率,帶來(lái)真實(shí)的動(dòng)態(tài)圖像。
在向第三代過(guò)渡的過(guò)程中,還必須提到的就是“藍(lán)牙”!八{(lán)牙”是一種新型無(wú)線網(wǎng)絡(luò)低功率無(wú)線接口,實(shí)時(shí)傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和語(yǔ)音信號(hào),它是由移動(dòng)通信公司與計(jì)算機(jī)公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的傳輸范圍約為10米左右的短距離無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn),具有傳輸速率高、安全性強(qiáng)、價(jià)格較低等優(yōu)點(diǎn),可以使便攜式計(jì)算機(jī),移動(dòng)電話(huà)以及其他的移動(dòng)設(shè)備相互進(jìn)行無(wú)線通訊。有了它,就不必在辦公室,家庭和旅途中在各種電子設(shè)備間布設(shè)專(zhuān)用線纜和連接器。只要在電子設(shè)備中加裝了這塊芯片,局部區(qū)域內(nèi)的電子設(shè)備便被一根無(wú)形的電纜連接起來(lái),相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交換。
應(yīng)用“藍(lán)牙”,你的裝置就可以在任何時(shí)間,任何地點(diǎn)與其他人或設(shè)備取得聯(lián)系,即使碰到了固體障礙物也沒(méi)關(guān)系,任意“藍(lán)牙”設(shè)備一旦搜尋到另一個(gè)“藍(lán)牙”設(shè)備,巴上就可以相互“咬合”,無(wú)須用戶(hù)進(jìn)行任何設(shè)置!八{(lán)牙”的另一大優(yōu)勢(shì)是它應(yīng)用了全球統(tǒng)一的頻率設(shè)定,消除了“國(guó)界”的障礙,而在蜂窩式移動(dòng)電話(huà)領(lǐng)域,這個(gè)障礙已經(jīng)困擾用戶(hù)多年。“藍(lán)牙”是“無(wú)線錢(qián)包”的核心技術(shù),在不久的將來(lái),如果你懷揣一部藍(lán)牙手機(jī),你就可以拎著精心挑選的食物,大搖大擺地走過(guò)超市的收銀臺(tái),而無(wú)需掏出錢(qián)包,因?yàn)樵谀阕哌^(guò)時(shí),手機(jī)就已替你把帳結(jié)清了。
在過(guò)渡中第一步的GPRS技術(shù)是一種極其經(jīng)濟(jì)高效的分組數(shù)據(jù)技術(shù)。它在普通GSM網(wǎng)絡(luò)的傳統(tǒng)電路交換中增加了分組交換數(shù)據(jù)功能,數(shù)據(jù)被分割成數(shù)據(jù)包而不是以穩(wěn)定的數(shù)據(jù)流進(jìn)行運(yùn)輸。按每數(shù)據(jù)比特的發(fā)送和接收來(lái)收費(fèi)的能力將確?蛻(hù)只支付使用費(fèi)用,這樣費(fèi)用就會(huì)大大降低,實(shí)現(xiàn)GPRS功能也是一項(xiàng)巨大的工程,除了要改造全網(wǎng)的基站、基站控制器外,還要新增GPRS手機(jī)及SGSN、GGSN網(wǎng)絡(luò)關(guān)口設(shè)備。愛(ài)立信公司率先提出了GPRS解決方案,今年愛(ài)立信推出了首部藍(lán)牙移動(dòng)電話(huà)T36及第一部使用藍(lán)牙技術(shù)的GPRS電話(huà)R520,只需把這種輕巧的設(shè)備戴在耳邊,不需要靠近通訊設(shè)備如手機(jī),電腦等就可以自由通話(huà),而在2000年中國(guó)國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)研討會(huì)暨展覽會(huì)上,大打技術(shù)牌的西門(mén)子移動(dòng)電話(huà)則亮出了具有世界領(lǐng)先水平的HSCSD和GPRS技術(shù)產(chǎn)品,并且全面展示了從GSM跨越到UMTS的里程碑技術(shù)。三頻HSCSD手機(jī)S40支持藍(lán)牙技術(shù),可以使“無(wú)線上網(wǎng)”的速度超越,“有線上網(wǎng)”。我省的廣東移動(dòng)通信也在廣州和深圳正式推出了GPRS業(yè)務(wù),預(yù)計(jì)七期建設(shè)后約達(dá)到3000多GPRS用戶(hù)。摩托羅拉計(jì)劃在年內(nèi)將第一款GPRS手機(jī)L2000g投放市場(chǎng),愛(ài)立信公司和諾基亞公司的GPRS手機(jī),也將分別于2001年第一季度和第二季度上市。
EDGE(改進(jìn)數(shù)據(jù)率GSM服務(wù))是一種有效提高了GPRS信道編碼效率的高速移動(dòng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),它允許高達(dá)384kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率,可以充分滿(mǎn)足未來(lái)無(wú)線多媒體應(yīng)用的帶寬需求,EDGE提供了一個(gè)從GPRS到第三代移動(dòng)通信的過(guò)渡性方案,從而使現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商可以最大限度地利用現(xiàn)有的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,在第三代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)商業(yè)化之前提前為用戶(hù)提供個(gè)人多媒體通信業(yè)務(wù)。由于EDGE是一種介于現(xiàn)有的第二代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與第三代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)之間的過(guò)渡技術(shù),因此也有人稱(chēng)它為“二代半”技術(shù)。EDGE同樣充分利用了現(xiàn)有的GSM資源,保護(hù)了對(duì)GSM作出的投資,目前已有的大部分設(shè)備都可以繼續(xù)在EDGE中使用。
WCDMA(寬帶碼分多址)帶來(lái)了最高2Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率,在這樣的條件下,現(xiàn)在計(jì)算機(jī)中應(yīng)的任何媒體都能通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)輕松的傳遞。WCDMA通過(guò)有效的利用寬頻帶,不僅能順暢的處理聲音、圖象數(shù)據(jù)。與互聯(lián)網(wǎng)快速連接;此外WCDMA和MPEG-4技術(shù)結(jié)合起來(lái)還可以處理真空的動(dòng)態(tài)圖像。
2.適合國(guó)情的3G演進(jìn)策略
中國(guó)選擇什么樣的3G演進(jìn)策略,應(yīng)充分考慮中國(guó)現(xiàn)在的國(guó)情,中國(guó)移動(dòng)通信的國(guó)情特點(diǎn)是,現(xiàn)在移動(dòng)電話(huà)的人口普及率7.7%,仍然面臨著高速增長(zhǎng)的,以話(huà)音業(yè)務(wù)為主的用戶(hù)需求;因此,新建的3G網(wǎng)必需與GSM網(wǎng)有很好的后向兼容性,充分利用已有的GSM網(wǎng),選擇頻譜利用率高的制式,應(yīng)該是我國(guó)第三代移動(dòng)通信建設(shè)考慮的重點(diǎn),中國(guó)受經(jīng)濟(jì)條件的限制,難以象建設(shè)GSM網(wǎng)一樣,在短時(shí)間內(nèi)用大規(guī)模全覆蓋的方式,再重建一個(gè)完整的第三代移動(dòng)通信網(wǎng),具體地說(shuō)中國(guó)第三代移動(dòng)通信的演進(jìn)策略應(yīng)該如下:
(1)依托900M GSM網(wǎng),采用雙頻雙模終端
鑒于我國(guó)有移動(dòng)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的用戶(hù)主要集中在大城市及經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的中、小城市;因此,中國(guó)第三代移動(dòng)通信網(wǎng)的建設(shè),只可能是先在一些有需求的大、中城市建孤島式的第三代移動(dòng)通信覆蓋區(qū),具體到我們廣東省,由于整個(gè)球江三角洲經(jīng)濟(jì)都較發(fā)達(dá),可以建一個(gè)小型的第三代移動(dòng)通信覆蓋網(wǎng)。
而且在初期應(yīng)考慮雙頻雙模組網(wǎng)方式,3G的終端為GSM/3G雙頻雙模終端,在3G的覆蓋區(qū)內(nèi),用戶(hù)的雙頻雙模終端可得到3G的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的服務(wù),也可得到話(huà)音業(yè)務(wù)的服務(wù)。在某一3G孤島內(nèi)注冊(cè)的用戶(hù)終端,到達(dá)另一3G覆蓋的孤島時(shí),仍可得到3G高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及話(huà)音業(yè)務(wù)的服務(wù)。而3G的雙頻雙模終端到達(dá)無(wú)3G覆蓋,而只有900M GSM網(wǎng)覆蓋的區(qū)域時(shí),3G的雙頻雙模用戶(hù)終端仍可得到900M GSM話(huà)音業(yè)務(wù)的支持,并可享有漫游,切換功能。采用這種方式建3G網(wǎng),既可以充分利用已建好的全國(guó)900M GSM大網(wǎng),又可用較少的代價(jià)為用戶(hù)提供3G業(yè)務(wù),待3G業(yè)務(wù)需要不斷增加,3G覆蓋的孤島不斷增多,擴(kuò)大,逐步形成局部區(qū)域或城市全覆蓋,最終形成全國(guó)覆蓋的3G網(wǎng)。
。2)采用3G基站子系統(tǒng)進(jìn)行GSM網(wǎng)的擴(kuò)容
由于3G的基站與2G或2.5G的基站相比,2G或2.5G的終端不能在3G網(wǎng)中得到前向兼容的支持,因此,在3G網(wǎng)開(kāi)始大規(guī)模建設(shè)后,在中國(guó)將形成GSM 2G(或2.5G)G與3G的兩大獨(dú)立的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(基站子系統(tǒng))并存的局面。由于3G的業(yè)務(wù)速率,頻譜利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于GSM,且單位成本(每用戶(hù),每赫茲)低于GSM,所以,隨著時(shí)間的推移,3G網(wǎng)絡(luò)的用戶(hù)數(shù)將越來(lái)越多,最終將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)GSM的用戶(hù)數(shù),到那時(shí),由于GSM2G和2.5G的用戶(hù)不能在3G網(wǎng)中使用,其處境與現(xiàn)在模擬網(wǎng)的用戶(hù)不能在GSM網(wǎng)中使用的情景很相似。
因此,在3G的基站子系統(tǒng)及終端成熟后,應(yīng)盡早先用于GSM網(wǎng),來(lái)取代GSM基站子系統(tǒng)的擴(kuò)容。而不用等待第三代的核心網(wǎng)建成后,才開(kāi)始使用3G的基站子系統(tǒng)設(shè)備,這樣,既可滿(mǎn)足高速增長(zhǎng)的移動(dòng)話(huà)音及數(shù)據(jù)用戶(hù)的需求,又可在3G規(guī)模建設(shè)的前期,避免與3G不前向兼容的2G和2.5G基站子系統(tǒng)的大量建設(shè)投入,盡可能2G向3G演進(jìn)中帶來(lái)的損失。
(3)充分利用TD-SCDMA的特點(diǎn),與WCDMA混合組網(wǎng)
由于TD-SCDMA第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)具有頻譜利用率高,僅需單一1.6M的頻帶就可提供速率達(dá)2M的3G業(yè)務(wù)需求,而且非常適合非對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)的傳輸。在TD-SCDMA的終端及基站子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,均考慮了GSM/TD-SCDMA雙頻雙模的使用,完全符合前面所述的依托900M GSM網(wǎng),以孤島形式逐步建設(shè)3G網(wǎng)的要求。因TD-SCDMA同時(shí)滿(mǎn)足Iub、A、Gb、lu、lur多種接口的要求,所以TD-SCDMA的基站子系統(tǒng)既可作用2G和2.5G GSM基站的擴(kuò)容,又可作為3G網(wǎng)中的基站子系統(tǒng),能同時(shí)兼顧現(xiàn)在的需求和長(zhǎng)遠(yuǎn)未來(lái)的發(fā)展。也就是說(shuō)TD-SCDMA3G系統(tǒng)能同時(shí)滿(mǎn)足前面所術(shù)這的兩條演進(jìn)策略。
TD-SCDMA為T(mén)DD模式,在應(yīng)用范圍內(nèi)有其自身的特點(diǎn),一是終端的移動(dòng)速度受現(xiàn)有DSP運(yùn)算速度的限制只能做到240km/h;二是基站覆蓋半徑在15km以?xún)?nèi)時(shí)頻譜利用率和系統(tǒng)容量可達(dá)最佳,所以,TD-SCDMA適合在城市和城郊使用。
(4)3G核心網(wǎng)的演進(jìn)策略
原900M、1800M GSM的核心網(wǎng)是電路交換型的,數(shù)據(jù)傳送速率只有9.6KB/S,為滿(mǎn)足高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸,先要經(jīng)過(guò)GPRS升級(jí),每個(gè)基站控制器BSC要升級(jí)成具有GPRS功能的E-BSC,除話(huà)音業(yè)務(wù)和電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)繼續(xù)通過(guò)A接口到MSC外,分組型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可通過(guò)Gb接口到SGSN,在GPRS網(wǎng)中最高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率可達(dá)115kb/s,進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率的限制在物理層的基帶處理,而Gb接口和SGSN的能力可支持384kb/s甚至2Mb/s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率。
因此,通過(guò)GPRS升級(jí)后,核心網(wǎng)的數(shù)據(jù)承載能力已大幅提高,這時(shí)可用TD-SCDMA基站子系統(tǒng)來(lái)擴(kuò)容GSM網(wǎng)的基站子系統(tǒng),直接接入GPRS網(wǎng)的A接口和Gb接口,分別提供話(huà)音業(yè)務(wù)和2Mb/s以?xún)?nèi)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。這時(shí)的基站控制器已稱(chēng)為RNC,除支持A接口和Gb接口外,還支持Iub、Iu、IuR接口的標(biāo)準(zhǔn)還在不斷完善。待3GPP的標(biāo)準(zhǔn)R99和R00完善后,RNC可用Iub、Iu、IuR接口與3G核心網(wǎng)互聯(lián),從而演進(jìn)完整的第三代核心網(wǎng)。
總之,第三代移動(dòng)通信網(wǎng)無(wú)論是基站子系統(tǒng),還是核心網(wǎng),都是通過(guò)逐步演進(jìn)而實(shí)現(xiàn)的,要充分依托已有的,寵大的GSM網(wǎng)絡(luò),使得在演進(jìn)過(guò)程,最大限度的保護(hù)已有的投資,保證用戶(hù)業(yè)務(wù)的連續(xù)性。
摘自《郵電商情》2001.15