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隨著科學(xué)技術(shù)，信息技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的高速發(fā)展，無線通信技術(shù)也在高速發(fā)展著。從第一代的模擬技術(shù)到第二代的數(shù)字技術(shù)，以及現(xiàn)在的第三代移動通信技術(shù)，只經(jīng)歷了短短的20年時間�，F(xiàn)在，全世界的移動通信用戶和市場每年以50%的速度遞增。當(dāng)前的蜂窩移動通信系統(tǒng)已從AMPS和TACS為代表的第一代模擬系統(tǒng)進(jìn)入了以GSM與CDMA One為代表的第二代數(shù)字系統(tǒng)。雖然第二代系統(tǒng)克服了第一代系統(tǒng)的系統(tǒng)容量小，頻譜利用率低等缺陷，但是業(yè)務(wù)種類主要局限于話音業(yè)務(wù)和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，已經(jīng)很難滿足未來發(fā)展的需要。因此，上個世紀(jì)90年代初期，ITU提出了第三代（3G）移動通信的概念。這套系統(tǒng)工作在2000MHz頻段，并希望于2000年后提供商用，ITU將這套系統(tǒng)稱為IMT-2000（International Mobile Telecommunication-2000）。
3G系統(tǒng)的特點與發(fā)展
ITU從全球系統(tǒng)、新業(yè)務(wù)和新功能、演進(jìn)和過渡及靈活性等方面提出了IMT-2000應(yīng)具備以下主要關(guān)鍵特征和指標(biāo)：
1) 具備高速和多種速率傳輸能力，支持從話音分組數(shù)據(jù)到多媒體業(yè)務(wù)，包括低速尋呼、話音以及與視像和文件傳輸有關(guān)的高速業(yè)務(wù)。最低無線傳輸要求是：
* 車輛通信144kb/s；
* 步行通信384kb/s；
* 室內(nèi)通信2Mb/s。
2) 全球覆蓋及全球無縫漫游。全球共用一個頻段，可在世界范圍內(nèi)使用一個小型袖珍終端，但也可以容納各種其他終端，雖不要求各系統(tǒng)在無線傳輸設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部技術(shù)完全一致，但要求在網(wǎng)絡(luò)接口、互通和業(yè)務(wù)能力方面的統(tǒng)一與協(xié)調(diào)。
3) 具有較高的頻譜利用率。
4) 高服務(wù)質(zhì)量：要求各類移動通信的質(zhì)量能與固定網(wǎng)業(yè)務(wù)質(zhì)量相比美。
5) 高度靈活性：按需分配帶寬以支持大范圍、可變速率信息的傳送；具有支持上行和下行速率不對稱的能力，包括衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。大范圍的工作環(huán)境，包括海、陸、空間的通信；能與有線網(wǎng)互連與兼容。適合發(fā)展中國家的需求。具有從第二代系統(tǒng)演進(jìn)、用戶從第二代系統(tǒng)過渡以及IMT-2000內(nèi)部演進(jìn)的靈活性。
6) 進(jìn)一步改善安全性。滿足具有巨大需求的個人通信的安全性要求。
7) 個人化：用戶可用唯一個人電信號碼（PTN）在任何終端上獲取所需要的電信業(yè)務(wù)，超越了傳統(tǒng)的終端移動性，真正實現(xiàn)個人移動性。
為此各國紛紛提出了自己的3G標(biāo)準(zhǔn)提案。經(jīng)過修改和融合，ITU最終確定了3G無線電傳輸技術(shù)（RTT）標(biāo)準(zhǔn)：它分為CDMA和TDMA兩大類共五種技術(shù)，其中主流技術(shù)為三種CDMA技術(shù)：1）IMT-2000 CDMA－DS（直接擴(kuò)頻），即歐洲和日本共同提出的WCDMA技術(shù)；2）IMT-2000 CDMA-MC（多載波），即美國提出的CDMA2000技術(shù)；3）IMT-2000 CDMA TDD，包括我國提出的TD-SCDMA和歐洲提出的UTRA TDD。
向3G演進(jìn)的選擇
三大主流技術(shù)中，前兩種工作方式為FDD，它適合于大區(qū)制的大面積覆蓋系統(tǒng)，適合于諸如話音、交互式實時數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等對稱業(yè)務(wù)。而后一種工作方式是TDD，與FDD相比它具有以下優(yōu)勢：根據(jù)目前對市場的預(yù)測，IMT-2000在投入運行后不久，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將會超過話音業(yè)務(wù)。而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的最主要部分將是非對稱、IP型的業(yè)務(wù)，而TDD正適合高密度用戶地區(qū)、城市及近郊區(qū)的局部覆蓋，適合于對稱及不對稱的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；而且TDD能使用各種頻率資源，不需要成對的頻率；另外 TDD上下行工作于同一頻率，對稱的電波傳播特性使之便于使用諸如智能天線等新技術(shù)，達(dá)到降低成本的目的。據(jù)估計，TDD系統(tǒng)設(shè)備成本比FDD系統(tǒng)設(shè)備成本低20%-50%。
在選擇何種方式向第三代移動通信系統(tǒng)演進(jìn)時，不但要考慮各種標(biāo)準(zhǔn)的特點，還要結(jié)合各國的實際國情，三大主流技術(shù)中的WCDMA和CDMA2000突出的特點是，能夠提供高速率的電路和分組業(yè)務(wù)，其無線接口的最高速率可達(dá)2Mb/s，但由于WCDMA與 cdma2000是歐洲及美國的標(biāo)準(zhǔn)，每項標(biāo)準(zhǔn)均包含2000項左右的專利技術(shù)，采用這兩個標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)我國的第三代移動通信網(wǎng)，它需要一步到位地建立一個嶄新的網(wǎng)絡(luò)，需要花費大量的外匯從國外引進(jìn)設(shè)備或購買專利，這將使投資龐大的第二代網(wǎng)絡(luò)造成極大的浪費，而且直接建立三代網(wǎng)絡(luò)也承擔(dān)著一定的風(fēng)險。
目前我國擁有世界上最大的GSM網(wǎng)絡(luò)，而且需求又以世界上最快的速度在增長，但由于GSM本身體制的原因，我國900MHz頻率資源已非常緊張，因此第三代移動通信系統(tǒng)與GSM網(wǎng)絡(luò)的平滑過渡是最為現(xiàn)實和緊迫的任務(wù)，它可最大限度地保護(hù)運營商和用戶的已有投資。我國在第二代移動通信領(lǐng)域僅有市場優(yōu)勢，而無技術(shù)優(yōu)勢，這種情況可望在第三代移動通信領(lǐng)域得以改觀�？紤]到以上的種種因素以及我國的具體情況，選用具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的第三代移動通信TD-SCDMA系統(tǒng)，接入GSM網(wǎng)絡(luò)來發(fā)展我國的第三代移動通信產(chǎn)業(yè)將是一個行之有效的方案，它將為民族移動通信產(chǎn)業(yè)贏得搶先進(jìn)入市場的先機(jī)，也將為民族移動通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造一個百年不遇的機(jī)遇。而且我們也可以用TD-SCDMA的專利來與國外公司擁有的專利交叉使用，省去巨額的專利提成費及設(shè)備購買費。也將為中國民族移動通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造一個寬松的環(huán)境。
向3G演進(jìn)的策略
TD-SCDMA系統(tǒng)設(shè)計思想是在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上逐步向三代系統(tǒng)過渡，以減少風(fēng)險和首期投資�？梢苑謨蓚�階段進(jìn)行：
一、在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)中增建TD-SCDMA基站
在用戶集中的地區(qū)的GSM基站中增建TD-SCDMA的基站，基站控制器使用GSM和TD-SCDMA共用的增強型基站控制器，不需要增建機(jī)房和配置其他設(shè)備，也不需要進(jìn)行頻率規(guī)劃，相鄰小區(qū)可以使用相同頻率，每個小區(qū)內(nèi)可以根據(jù)用戶密度使用多個載頻。用戶使用TD-SCDMA/GSM雙頻雙模終端，在TD-SCDMA基站覆蓋范圍內(nèi)提供3G業(yè)務(wù)，在覆蓋范圍外使用GSM系統(tǒng)。由于TD-SCDMA系統(tǒng)的頻譜利用率為GSM系統(tǒng)的3～5倍，建立TD-SCDMA基站，利用第三代頻譜，可以解決GSM系統(tǒng)容量不足的問題，同時又滿足了用戶密集區(qū)的移動通信的需要，還可為部分用戶提供第三代業(yè)務(wù)，為今后全網(wǎng)進(jìn)入第三代打下基礎(chǔ)，按照這樣的規(guī)劃，第三代移動通信的覆蓋范圍可逐步擴(kuò)大到城市一級。
二、過渡到第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)
預(yù)計，從2004起，第三代移動通信系統(tǒng)將開始進(jìn)入高速發(fā)展的階段，全面建設(shè)第三代移動通信的核心網(wǎng)絡(luò)，此時的第三代核心網(wǎng)絡(luò)可同時支持第二代的GSM網(wǎng)及第三代的 TDD系統(tǒng)或FDD系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)中投資最大的BTS部分已經(jīng)在第一階段建設(shè)完畢，唯一需要投入的費用是不同系統(tǒng)接入第三代核心網(wǎng)的接口軟件的升級，第二代的GSM系統(tǒng)仍然可以工作，只是不再發(fā)展，而第三代系統(tǒng)將迅速發(fā)展并最終完全取代第二代系統(tǒng)。
我國提出的TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)在網(wǎng)絡(luò)上充分考慮到與第二代GSM的兼容性，在技術(shù)上也考慮與GSM雙模切換兼容向TD-SCDMA體制第三代系統(tǒng)演進(jìn)，一開始就解決了全國覆蓋的問題，對保護(hù)我國在GSM系統(tǒng)上的投資極為有利，可以為國家節(jié)省大量的外匯，為民族移動通信產(chǎn)業(yè)的崛起搶占先機(jī)，完全滿足ITU對IMT-2000的全部要求。因此可以說，在我國采用TD-SCDMA技術(shù)向第三代移動通信系統(tǒng)的演進(jìn)是個行之有效的策略。
摘自《通訊世界》2001.11
