中國電信發(fā)展移動通信的制式與頻段選擇(張奇)
[摘要] 本文探討了當(dāng)前中國電信若發(fā)展移動通信業(yè)務(wù)所能選擇的制式與頻段,指出:
從純技術(shù)角度看,爭取800MHz頻段的窄帶CDMA是上策,其次是1900MHz或1800MHz頻
段的CDMA,而發(fā)展GSM1800是下策,但綜合各種因素,GSM1800是最現(xiàn)成而又最無奈
的選擇。
[關(guān)鍵詞] 中國電信;移動通信;制式;頻率;CDMA;GSM1800;3G
當(dāng)前,中國電信發(fā)展移動通信業(yè)務(wù)的呼聲相當(dāng)高漲,盡管目前此事前景尚不明
朗,但研究和探討中國電信發(fā)展移動通信的制式及頻段選擇已十分迫切和必要。
在目前中國移動和中國聯(lián)通已發(fā)展移動通信業(yè)務(wù)多年,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模已十分龐大,網(wǎng)
絡(luò)影響已深入人心,并已搶先占用了最利于發(fā)展陸地蜂窩移動通信業(yè)務(wù)的800MHz與以
900MHz頻段的情況下,此時此刻的中國電信若發(fā)展移動通信業(yè)務(wù)必將不可避免地面臨
許多困難,其中制式與頻段選擇就是兩個相互密切相關(guān)的重要難題。從目前情況看,
可供中國電信選擇的移動通信制式與頻段都不太理想。
1 制式選擇原則
我國移動通信制式選擇必須而且也只能在國家政策允許的范圍內(nèi)進行。在選擇制
式時,應(yīng)盡量綜合考慮以下諸因素:
(1) 技術(shù)的先進性與產(chǎn)品的成熟性
包括:覆蓋性能(市區(qū)與鄉(xiāng)鎮(zhèn)的覆蓋性能、室內(nèi)與室外的覆蓋性能等)、切換的
質(zhì)量與速度、移動性能(所允許的最大移動速度等)、話音質(zhì)量。組網(wǎng)能力以及維護
和營運管理是否方便等因素。
(2) 價格因素
市場化的運作必須考慮投資成本,這樣才能在競爭中立于不敗之地。對中國電信
而言,主要應(yīng)分析主設(shè)備及配套設(shè)備的費用、用戶設(shè)備的費用、運營及維護管理的費
用、實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)降低價格的速度等。
(3) 標(biāo)準(zhǔn)的公開性與系統(tǒng)的開放性
包括:主流設(shè)備與頻段是否與國際接軌、是否有多個廠家的同類設(shè)備可供選擇、
各種不同的設(shè)備是否易于配套組網(wǎng)、兼容和互通以及是否易于引入先進的技術(shù)和不同
的應(yīng)用、是否存在技術(shù)(專利)壁壘等。
(4) 系統(tǒng)的靈活性與網(wǎng)絡(luò)的擴展性
包括:系統(tǒng)設(shè)備是否模塊化,能否從小而簡單的配置開始,以最小的初始投資部
署該系統(tǒng),能否依據(jù)用戶數(shù)量,覆蓋區(qū)域和業(yè)務(wù)類型進行擴展,技術(shù)和質(zhì)量能否逐步
升級,建網(wǎng)資金能否分階段投入等。
(5) 能否按需要提供一整套完整的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等先進的非話業(yè)務(wù);
(6) 能否在國內(nèi)及國際漫游和/或互聯(lián)互通;
(7) 能否平滑地向第三代移動通信系統(tǒng)(3G)演進,頻段與3G是否沖突。
2 制式選擇
當(dāng)前可供中國電信選擇的移動通信技術(shù)體制只能是第二代蜂窩移動通信系統(tǒng),即
窄帶CDMA(N-CDMA)及GSM系統(tǒng)。
目前,國內(nèi)外正在竭力推進3G,它的特點是寬帶化、多媒體化和智能化,可提供
多元傳輸速率的高性能、高質(zhì)量服務(wù),但3G的實用化估計至少還得l-2年時間。
2.1 N-CDMA
雖然N-CDMA與GSM一樣同屬第二代移動通信系統(tǒng),但其總體性能要優(yōu)于同一頻段的
GSM系統(tǒng)。優(yōu)點如下:
(1) 容量大、頻譜利用率高,大約是GSM的2-3倍;
(2) 在同樣頻段,覆蓋要比GSM好,因而可節(jié)省投資;
(3) 話音清晰,質(zhì)量好;
(4) 良好的軟切換性能;
(5) 手機功率低;
(6) 保密性高;
(7) 便于向第三代移動通信系統(tǒng)的熱門候選標(biāo)準(zhǔn)cdma2000過渡;
N-CDMA的缺點:
(1) 受國家政策影響較大,國家已將N-CD-MA獨家營運權(quán)交給了中國聯(lián)通,且中國是
否采用CDMA制式與中美貿(mào)易息息相關(guān);
(2) 目前國內(nèi)只有N-CDMA的試驗網(wǎng),還沒有正式的網(wǎng)絡(luò),缺乏組網(wǎng)及運維經(jīng)驗;
(3) N-CDMA是北美制式,知識產(chǎn)權(quán)完全掌握在Qualcom公司手上,需高額的專利費用。
主設(shè)備也基本上依賴進口,國內(nèi)產(chǎn)品基本上不成熟,預(yù)計價格要比GSM高許多;
(4) CDMA所要求的精確的同步及定位需要GPS,而GPS受美國控制,因而網(wǎng)絡(luò)安全性
較差;
(5) 只能與存在CDMA網(wǎng)絡(luò)的國家和地區(qū)漫游,與中國移動、中國聯(lián)通及廣大歐洲國
家無法漫游。
從頻段上看,雖然800MHz與900MHz頻段均已被完全占用,但尚有爭取的余地,因此
目前可考慮的N-CDMA制式有800MHz頻段的CDMA以及PCS1900、CDMA1800三種。
(1)800MHz頻段的CDMA
當(dāng)前800MHz頻段已被完全瓜分。但據(jù)傳長城公司可能并入聯(lián)通,這樣中國聯(lián)通在
800MHz頻段就將擁有15MHz+15MHz(即825-835MHz/87O-880MHz以及835-840MHz/
880-885MHz)的頻寬,再加上900MHz頻段的6MHz+6MHz以及1800MHz頻段的10MHz+10MHz,
總共擁有的頻段達31MHz+31MHz之寬。因此,如果國家允許,從其800MHz頻段騰出部分頻
段給中國電信發(fā)展CDMA是可能的。
由于800MAz頻段的CDMA不但具有CDMA的所有優(yōu)勢,而且傳播特性佳,因此從純技術(shù)角
度看,當(dāng)前中國電信發(fā)展移動通信的首選制式應(yīng)該是800MHz頻段的N-CDMA。
(2) PCS1900
PCS1900具有N-CDMA的諸多優(yōu)點,但由于頻段的原因,其覆蓋不如800MHz頻段的CDMA。
另外,其頻段與3G核心頻段相重疊,因此我國目前嚴(yán)格控制該頻段的使用,已批準(zhǔn)的都是
臨時性的。
(3) CDMA1800
采用1800MHz頻段的N-CDMA也不失為一種選擇,并可避免與3G第一階段頻譜沖突的問
題。CDMA1800有兩種方案:
一是采用上下行間隔為80MHz的國際標(biāo)準(zhǔn),但這樣就需重新規(guī)劃我國的1800MAz段頻率。
二是采用我國標(biāo)準(zhǔn)的上下行間隔為95MHz的標(biāo)準(zhǔn),但這需進行設(shè)備改造,需要額外的
費用與時間。
2.2 GSM1800
優(yōu)點:
(1) 技術(shù)成熟
盡管目前國內(nèi)尚無GSM1800單獨組網(wǎng)經(jīng)驗,但除射頻部分外,GSM1800系統(tǒng)具有與
GSM900系統(tǒng)基本相同的軟硬件結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、基本相同的無線頻率規(guī)劃方法與工具
以及運維原理,因此基本可以從GSM900網(wǎng)絡(luò)照搬經(jīng)驗。另外,無論中國移動還是中國聯(lián)通
,均已建成較多的GSM900/1800混合網(wǎng)。
(2) 基本充裕的頻段保證
GSM1800頻段目前尚有25MHz頻率,且有進一步拓展的余地,這可以滿足中國電信幾年
的容量需求。
(3) 國產(chǎn)主設(shè)備及手機已經(jīng)比較成熟,價廉物美
華為、中興、大唐、金鵬等國內(nèi)通信設(shè)備制造企業(yè)已經(jīng)在GSM系統(tǒng)主設(shè)備生產(chǎn)及組網(wǎng)
運營上積累了比較豐富的經(jīng)驗,采用國產(chǎn)設(shè)備不但可以降低成本,而且有利于本地化。
另外,國產(chǎn)GSM手機也已大量上市,國家已批準(zhǔn)十家企業(yè)生產(chǎn)手機。
為與國內(nèi)企業(yè)競爭,國外GSM設(shè)備制造商也已大幅度降價。
這無疑將極大地有利于中國電信降低成本。
(4) 便于與中國移動、中國聯(lián)通及廣大的GSM制式的歐洲國家漫游;
(5) 可以向第三代移動通信系統(tǒng)的另一熱門候選標(biāo)準(zhǔn)W-CDMA過渡。
缺點:
(1) 覆蓋小,投資大
1800MHz頻段的無線傳播衰減大,基站覆蓋小,因而其最適于吸收話務(wù),而不太適于
解決覆蓋。當(dāng)然,在話務(wù)密集的城市市區(qū),用GSM1800解決覆蓋應(yīng)該不會有太大問題,但
用于農(nóng)村及城鎮(zhèn)顯然不太適合。
不過,由于在900MHz頻段屬于ETACS頻段的885-890MHz/930-935MHz頻段的歸屬目前
尚未正式確定,因此,如能申請到這5MHz+5MHz頻段(盡管5MHz的頻段寬度實在有限),
則可用于發(fā)展中國電信農(nóng)村及城鎮(zhèn)的GSM網(wǎng)絡(luò),組成與GSM1800的混合網(wǎng)。
另外,農(nóng)村地區(qū)也可考慮用450MHz頻段的信號進行大范圍覆蓋,但由于尚未有與
GSM1800混合組網(wǎng)的經(jīng)驗,還需進行技術(shù)上的論證。對移動設(shè)備供應(yīng)商來說,勢必要對基
站設(shè)備進行較大的改動,因此將提高設(shè)備的價格與供貨周期。
(2) 業(yè)務(wù)上無新意,不易吸引用戶
由于中國移動及中國聯(lián)通的移動網(wǎng)絡(luò)均為GSM制式,因而如中國電信的移動網(wǎng)絡(luò)也為
GSM,則肯定不利于吸引用戶,尤其不利于吸引高端用戶。
2.3 3G
在發(fā)展3G的思路上,筆者認為應(yīng)該有以下認識:
(1) 3G技術(shù)目前還不成熟,商用化尚需時日,估計最早也要到2001年底左右;
(2) 發(fā)展ZG,必須考慮向3G過渡的問題,而且從ZG到3G的過渡是一個逐步演進的過
程;
(3) 3G的兩大主流技術(shù)。cdma2000及W-CD-MA,估計較難統(tǒng)一,因此,不論是N-CDMA
還是GSM都應(yīng)該可以向3G過渡,只不過演進的方式、代價不同擺了。
(4) 對3G的業(yè)務(wù)需求,最終還得由市場決定,切忌盲目樂觀;
(5) 對發(fā)展3G的成本要有清醒認識,設(shè)備費用及運營執(zhí)照費用估計都是不菲的。
3 頻段選擇
頻率資源是發(fā)展移動通信業(yè)務(wù)的最重要因素之一。在我國,由于具有最佳傳播特性
的800MHz。900MHz頻段已被中國移動、中國聯(lián)通、中國長城及尋呼等單位和業(yè)務(wù)瓜分完
畢,因此,頻率資源問題將是制約中國電信發(fā)展移動通信業(yè)務(wù)的最大障礙之一。以下主
要就1.8GHz、1.9GHz與IMT-2000頻譜的可利用度進行分析。
3.1 IMT-2000頻譜分析
歐洲 UMTS目前對3G的頻率規(guī)劃為:1885-2025MHz,2110-2200MHz。其中陸地移動業(yè)
務(wù)頻段為1885-1980MHz(上行)、2110-2170MHz(下行)及2110-2170MHz(TDD方式)3
段,衛(wèi)星移動通信業(yè)務(wù)段為1980-2010MHz和2170-2200MHz。
UMTS認為3G近期和遠期的頻率需求為:
①到2002年,陸地業(yè)務(wù)需 2 X 40MHz,衛(wèi)星業(yè)務(wù)需2 X30MHz;
②到2005年,陸地業(yè)務(wù)需( 2x60+20+15)=155MHz,衛(wèi)星業(yè)務(wù)需2 X 30MHz;
③到2010年,陸地業(yè)務(wù)在原155MHz帶寬的基礎(chǔ)上,還需要185MHz的頻率。
而ITU-R TG8/1對于IMT-2000的頻譜計劃則示于表1:
表1 ITU-R TC8/1對于IMT-2000的頻譜計劃表
時間 | 2005年 | 2010年 | 2015年 |
發(fā)面部分共需帶寬(MHz) | 318 | 510 | 618 |
可見,不管按那種方案考慮,IMT-2000的頻寬都是不夠的,這就需考慮從已劃分的ZG
系統(tǒng)(包括900MHz頻段)轉(zhuǎn)移到 3G的可能性,即將目前用于2G系統(tǒng)的806-960MHz與
1710-1850MHz頻段用于3G。
鑒于此,今年的世界無線電會議(WRC)上,ITU代表規(guī)定了3個新的IMT-2000全球頻
段,以滿足移動電話和移動寬帶數(shù)據(jù)服務(wù)快速增長的需要。這3個頻段是:806-960MHz、
1710-1885MHz和2500-2690MHz。不過,ITU同時也稱,WRC采納的全球移動寬帶計劃提供了
極大的靈活性,不排除將這3個頻段用于其他服務(wù)的可能性。
3.2 我國頻段情況
在我國,根據(jù)現(xiàn)有的無線電頻率劃分表,1700-2300MHz劃分用于移動業(yè)務(wù)、固定業(yè)務(wù)
和空間業(yè)務(wù)。該頻段內(nèi)有大量的微波通信系統(tǒng)正在使用,還有一定數(shù)量的無線電定位設(shè)備
使用。
1996年12月,國家無委為了發(fā)展蜂窩移動通信和無線接入的需要,對2000MHz的部分
地面無線業(yè)務(wù)頻率進行重新規(guī)劃,但劃分的頻段與國際電聯(lián)給IMT-2000的頻率規(guī)劃有一定
的沖突,公眾蜂窩移動通信1.9GHz的頻段和無線接入的頻段均占用了IMT-2000頻段的一部
分。
我國頻段具體分配如下:
分配給無線本地環(huán)路的頻率為:1880-1900MHz、1960-1980MHz(FDD)(中國電信及
中國聯(lián)通的部分城市享有使用兩頻段至2002年底的權(quán)利)和1900-1920MHz(TDD);
分配給公眾蜂窩移動通信頻率為:1710-1755MHz、1805-1850MHz、1945-1960MHz。頻
段的具體分配還可見表2。
表2 我國在1.8GHz及1.9GHz頻段的規(guī)劃表
頻段(MHz)
占用情況