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3G
第三代移動通信技術
3G徠是第三代移動通信技術,是指支持高速數據傳輸的蜂窩移動通訊技術。3G服務能夠同時傳送聲音及數據信息。3G是將無線通信與國際網際網路等多媒體通信結合的一代移動通信系統。
所謂第三代移動通信技術,即3G網路技術,與第一代移動通信技術(即 1G)與第二代數字手機通信技術(即 2G)相比,3G 手機主要是將無線通信和國際網際網路等通信技術全面結合,以此形成一種全新的移動通信系統。這種移動技術可以處理圖像、音樂等媒體形式,除此之外,也包含了電話會議等一些商務功能。為了支持以上所述功能,無線網路可以對不同數據傳輸的速度進行充分的支持,即無論是在室內、外,還是在行車的環境下,都可以提供最少為2Mbps、384kbps與144kbps的數據傳輸速度。
第三代移動通信技術(3G),3G網路技術是該領域發展的必然。3G對移動通信技術標準做出了定義,使用較高的頻帶和CDMA技術傳輸數據進行相關技術支持,工作頻段高,主要特徵是速度快、效率高、信號穩定、成本低廉和安全性能好等,和前兩代的通信技術相比最明顯的特徵是3G網路技術全面支持更加多樣化的多媒體技術。
海蒂.拉瑪經典黑白照
1938年3月納粹正式進入奧地利,隨後,她也逃到倫敦,以遠離她失敗的婚姻和眾多的納粹“朋友”。順便也把納粹無線通信方面的“軍事機密”帶到了盟國。這些機密主要是基於無線電保密通信的“指令式制導”系統,用於自動控制武器,精確打擊目標,但為了防止無線電指令被敵軍竊取,需要開發一系列的無線電通信的保密技術――受過良好教育的她偷偷地吸收了許多極具價值的前瞻性概念。
但最終1942年8月她還是得到了美國的專利,在美國的專利局,曾經塵封著這樣一份專利:專利號為2,292,387的“保密通信系統”專利,這個專利的通過時間是1942年8月11日,申請時間是1941年6月10日,展布頻譜技術(擴頻技術)Spread Spectrum。美國國家專利局網站上的存檔這個技術專利最初是用于軍事用途的。
海蒂·拉瑪最初研究這個技術是為幫助美國軍方製造出能夠對付納粹德國的電波干擾或防竊聽的軍事通訊系統,因此這個技術最初的作用是用于軍事。二戰結束后因為暫時失去了價值,美國軍方封存了這項技術,但它的概念已使很多國家對此產生了興趣,多國在60年代都對此技術展開了研究,但進展不大。
直到1985年,在美國的聖迭戈成立了一個名為“高通”的小公司(現成為世界五百強),這個公司利用美國軍方解禁的“展布頻譜技術”開發出一個被名為“CDMA”的新通訊技術,就是這個CDMA技術直接導致了3G的誕生。世界3G技術的3大標準。美國CDMA2000,歐洲WCDMA,中國TD-SCDMA,都是在CDMA的技術基礎上開發出來的,CDMA就是3G的根本基礎原理,而展布頻譜技術就是CDMA的基礎原理。
1995年問世的第一代模擬制式手機(1G)只能進行語音通話。1996到1997年出現的第二代GSM、CDMA等數字制式手機(2G)便增加了接收數據的功能,如接收電子郵件或網頁。
2008年5月,國際電信聯盟正式公布第三代移動通信標準,中國提交的TD-SCDMA正式成為國際標準,與歐洲WCDMA、美國CDMA2000成為3G時代最主流的三大技術之一。
作為一項新興技術,CDMA、CDMA2000正迅速風靡全球並已佔據20%的無線市場。截止2012年,全球CDMA2000用戶已超過2.56億,遍布70個國家的156家運營商已經商用3G CDMA業務。包含高通授權LICENSE的安可信通信技術有限公司在內全球有數十家OEM廠商推出EVDO移動智能終端。2002年,美國高通公司晶元銷售創歷史佳績;1994年至今,美國高通公司已向全球包括中國在內的眾多製造商提供了累計超過75億多枚晶元。3G也就是在這個大背景下誕生。
國際電信聯盟(ITU)在2000年5月確定WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三大主流無線介面標準,寫入3G技術指導性文件《2000年國際移動通訊計劃》(簡稱IMT—2000);2007年,WiMAX亦被接受為3G標準之一。
CDMA是Code Division Multiple Access (碼分多址)的縮寫,是第三代移動通信系統的技術基礎。第一代移動通信系統採用頻分多址(FDMA)的模擬調製方式,這種系統的主要缺點是頻譜利用率低,信令干擾話音業務。第二代移動通信系統主要採用時分多址(TDMA)的數字調製方式,提高了系統容量,並採用獨立通道傳送信令,使系統性能大大改善,但TDMA的系統容量仍然有限,越區切換性能仍不完善。CDMA系統以其頻率規劃簡單、系統容量大、頻率復用係數高、抗多徑能力強、通信質量好、軟容量、軟切換等特點顯示出巨大的發展潛力。下面分別介紹一下3G的幾種標準:
WCDMA,全稱為Wideband CDMA,也稱為CDMA Direct Spread,意為寬頻分碼多重存取,這是基於GSM網發展出來的3G技術規範,是歐洲提出的寬頻CDMA技術,它與日本提出的寬頻CDMA技術基本相同,目前正在進一步融合。WCDMA的支持者主要是以GSM系統為主的歐洲廠商,日本公司也或多或少參與其中,包括歐美的愛立信、阿爾卡特、諾基亞、朗訊、北電,以及日本的NTT、富士通、夏普等廠商。該標準提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演進策略。這套系統能夠架設在現有的GSM網路上,對於系統提供商而言可以較輕易地過渡。預計在GSM系統相當普及的亞洲,對這套新技術的接受度會相當高。因此WCDMA具有先天的市場優勢。WCDMA已是當前世界上採用的國家及地區最廣泛的,終端種類最豐富的一種3G標準,佔據全球80%以上市場份額。
ARTT FDD
非同步CDMA系統:無GPS
帶寬:5MHz
碼片速率:3.84Mcps
中國頻段:1940MHz-1955MHz(上行)、2130MHz -2145MHz(下行)
CDMA2000是由窄帶CDMA(CDMA IS95)技術發展而來的寬頻CDMA技術,也稱為CDMA Multi-Carrier,它是由美國高通北美公司為主導提出,摩托羅拉、Lucent和後來加入的韓國三星都有參與,韓國成為該標準的主導者。這套系統是從窄頻CDMAOne數字標準衍生出來的,可以從原有的CDMAOne結構直接升級到3G,建設成本低廉。但使用CDMA的地區只有日、韓和北美,所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。不過CDMA2000的研發技術卻是目前各標準中進度最快的,許多3G手機已經率先面世。該標準提出了從CDMAIS95(2G)-CDMA20001x-CDMA20003x(3G)的演進策略。CDMA20001x被稱為2.5代移動通信技術。CDMA20003x與CDMA20001x的主要區別在於應用了多路載波技術,通過採用三載波使帶寬提高。中國電信正在採用這一方案向3G過渡,並已建成了CDMAIS95網路。
RTT FDD
同步CDMA系統:有GPS
帶寬:1.25MHz
碼片速率:1.2288Mcps
中國頻段:1920MHz -1935MHz(上行)、2110MHz -2125MHz(下行)
全稱為Time Division-Synchronous CDMA(時分同步CDMA),該標準是由中國大陸獨自製定的3G標準,1999年6月29日,中國原郵電部電信科學技術研究院(大唐電信)向ITU提出,但技術發明始於西門子公司,TD-SCDMA具有輻射低的特點,被譽為綠色3G。該標準將智能無線、同步CDMA和軟體無線電等當今國際領先技術融於其中,在頻譜利用率、對業務支持具有靈活性、頻率靈活性及成本等方面的獨特優勢。另外,由於中國內地龐大的市場,該標準受到各大主要電信設備廠商的重視,全球一半以上的設備廠商都宣布可以支持TD-SCDMA標準。該標準提出不經過2.5代的中間環節,直接向3G過渡,非常適用於GSM系統向3G升級。軍用通信網也是TD-SCDMA的核心任務。相對於另兩個主要3G標準CDMA2000和WCDMA它的起步較晚,技術不夠成熟。
RTT TDD
同步CDMA系統:有GPS
帶寬:1.6MHz
碼片速率:1.28Mcps
中國頻段:1880-1920MHz、2010-2025MHz
2300-2400MHz
GSM與CDMA
CDMA是碼分多址的英文縮寫(Code Division Multiple Access),它是在數字技術的分支--擴頻通信技術上發展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術。它能夠滿足市場對移動通信容量和品質的高要求,具有頻譜利用率高、話音質量好、保密性強、掉話率低、電磁輻射小、容量大、覆蓋廣等特點,可以大量減少投資和降低運營成本。
3G是第三代移動通信技術,是下一代移動通信系統的通稱。3G系統致力於為用戶提供更好的語音、文本和數據服務。與現有的技術相比較而言,3G技術的主要優點是能極大地增加系統容量、提高通信質量和數據傳輸速率。此外利用在不同網路間的無縫漫遊技術,可將無線通信系統和Internet連接起來,從而可對移動終端用戶提供更多更高級的服務。
3G與2G的主要區別是在傳輸聲音和數據的速度上的提升,它能夠在全球範圍內更好地實現無線漫遊,並處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式,提供包括網頁瀏覽、電話會議、電子商務等多種信息服務,同時也要考慮與已有第二代系統的良好兼容性。為了提供這種服務,無線網路必須能夠支持不同的數據傳輸速度,也就是說在室內、室外和行車的環境中能夠分別支持至少2Mbps(兆比特/每秒)、384kbps(千比特/每秒)以及144kbps的傳輸速度(此數值根據網路環境會發生變化)。
模擬移動通信具有很多不足之處,比如容量有限;制式太多、互不兼容、不能提供自動漫遊;很難實現保密;通話質量一般;不能提供數據業務等。
第二代數字移動通信克服了模擬移動通信系統的弱點,話音質量、保密性得到了很大提高,並可進行省內、省際自動漫遊。但由於第二代數字移動通信系統帶寬有限,限制了數據業務的應用,也無法實現移動的多媒體業務。同時,由於各國第二代數字移動通信系統標準不統一,因而無法進行全球漫遊。比如,採用日本的PHS系統的手機用戶,只有在日本國內使用,而中國GSM手機用戶到美國旅行時,手機就無法使用了。而且2G的GSM的信號覆蓋也盲區較多,一般高樓、偏遠地方都會信號較差,都是通過加裝蜂信通手機信號放大器來解決的。
第三代移動通信和第一代模擬移動通信和第二代數字移動通信相比,第三代移動通信是覆蓋全球的多媒體移動通信。它的主要的特點之一是可實現全球漫遊,使任意時間、任意地點、任意人之間的交流成為可能。也就是說,每個用戶都有一個個人通信號碼,帶著手機,走到世界任何一個國家,人們都可以找到你,而反過來,你走到世界任何一個地方,都可以很方便地與國內用戶或他國用戶通信,與在國內通信時毫無分別。能夠實現高速數據傳輸和寬頻多媒體服務是第三代移動通信的另一個主要特點。這就是說,用第三代手機除了可以進行普通的尋呼和通話外,還可以上網讀報紙,查信息、下載文件和圖片;由於帶寬的提高,第三代移動通信系統還可以傳輸圖象,提供可視電話業務。
國務院總理溫家寶2008年12月31日主持召開國務院常務會議,同意啟動第三代移動通信牌照發放工作。會議指出,TD-SCDMA作為第三代移動通信國際標準,是中國科技自主創新的重要標誌,國家將繼續支持研發、產業化和應用推廣。發放第三代移動通信牌照對於拉動內需,優化電信市場競爭結構,促進TD-SCDMA產業鏈成熟,具有重要作用。
伴隨著“六合三”的改革重組完成後,3張3G牌照也將發放,當時就有專家估計,按進度國家或將在第四季發放3G牌,最快2009年第三季中國將步入第三代移動通信時代。將發放的3張3G牌基本採用三個不同標準,TD-SCDMA(時分同步碼分多址)為中國自主研發的3G標準,已被國際電信聯盟接受,與WCDMA(寬頻碼分多址)和CDMA2000合稱世界3G的三大主流標準。
根據電信業重組方案,3G牌照的發放方式是:中國移動獲得TD-SCDMA牌照,新中國電信獲得CDMA2000牌照,新中國聯通獲得WCDMA牌照。電信企業改革重組工作基本完成,已具備發放第三代移動通信TD-SCDMA和WCDMA、CDMA2000牌照的條件。會議同意工業和信息化部按照程序,啟動牌照發放工作。2008年12月31日,國務院常務會議通過決議,同意啟動3G牌照發放工作。
2009年1月7日14:30,工業和信息化部為中國移動、中國電信和中國聯通發放3張第三代移動通信(3G)牌照,此舉標誌著中國正式進入3G時代。其中,批准:中國移動增加基於TD-SCDMA技術制式的3G牌照(TD-SCDMA為中國擁有自主產權的3G技術標準);中國電信增加基於CDMA2000技術制式的3G牌照;中國聯通增加了基於WCDMA技術制式的3G牌照。
3g
中國已經成為全球最大的移動通信消費國,2008年中國移動通信用戶已經超過6億,手機新聞、手機博客、手機收發郵件等一系列移動網際網路的新發展得到普及,然而這一切都僅僅被應用於個人,移動商務的應用需求越來越迫切,讓企業通過移動網際網路實現企業與用戶之間的信息互動,並由此開展深層次、全方位應用是今天企業的最大需求,伴隨工業和信息化部的成立,“3G中國”的啟動成為下一步“以信息化帶動工業化”的重要舉措。
中國3G處於快速發展階段。隨著TD-SCDMA網路已經在國內10個城市試商用並成功地服務於北京奧運會、運營商重組圓滿落下帷幕以及馬上面臨的國內3G牌照發放,使2008年成為中國3G產業發展的關鍵一年。此外,中國行動電話用戶總數已突破6億大關,網際網路用戶數也達到了2億戶。由此可見,移動通信和網際網路的高速發展也讓中國3G向更高的目標邁進。
TD-SCDMA網路在北京奧運會開幕式上得到了一定規模的使用,在北京有近7000個用戶在當晚使用了TD-SCDMA網路,其中使用視頻通話的次數達到800多次。而中國移動的3G網路也經歷了最嚴峻的考驗:在國家體育場及奧林匹克中心區內舉行開幕式時,移動通信的網路通話峰值達到每小時110065次。
2008年8月,工信部發布《關於同意中國移動通信集團公司開展試商用工作的批複》,同意中國移動在全國建立TD網路並開展試商用。
而中國聯通在出售CDMA網路資產和業務之後,不僅獲得了可觀的資金保障,而且藉助重組的快速推進以及擁有WCDMA技術和產業鏈最為成熟的優勢,中國聯通有望獲得超過2G時代的市場份額,並已經著手進行3G網路的規劃建設。種種跡象顯示,3G在中國的發展初期即擁有了較好的成績,也為其今後的穩步發展打下了堅實的基礎。
2008年5月24日,工業和信息化部、國家發改委、財政部聯合發布《關於深化電信體制改革的通告》,鼓勵中國電信收購中國聯通(600050,股吧)CDMA網(包括資產和用戶),中國聯通與中國網通合併,中國網通的基礎電信業務併入中國聯通,中國鐵通併入中國移動,國內電信運營商由5家變為3家。
2008年6月2日,中國聯通向中國網通提出以協議安排方式對兩家公司實施合併,每股中國網通股份將換取1.508股中國聯通股份,每股中國網通美國存托股份換取3.016股中國聯通美國存托股份。同時,中國電信將以總價1100億元收購聯通CDMA網路。2008年10月15日,網通紅籌公司在香港聯交所和紐約證券交易所退市。
2008年10月15日,新聯通公司正式成立,此次電信重組改革在資本市場層面的工作全部結束。
2008年6月2日,中國電信、中國聯通及中國網通H股公司均發公告,公布了電信重組細節,而此時,距離5月23日上述運營商由於電信重組停牌,剛剛過去6個半交易日。隨著電信重組方案的確定:中國移動 鐵通=中國移動,中國聯通(CDMA網)中國電信=中國電信,中國聯通(GSM網)中國網通=中國聯通,從而中國電信運營商形成了三足鼎立之勢。在本次電信重組中,中國鐵通被併入中國移動集團,變成了中國移動一家全資子公司。那麼此前中國鐵通無論是固定電話用戶還是寬頻用戶都被轉成中國移動的用戶。
中國電信CDMA2000的網路建設速度最快,網路穩定性和質量已超過WCDMA和TDCDMA。中國電信極力打造終端產業鏈,全球知名終端廠家已全部與中國電信合作,CDMA2000終端的種類也與WCDMA持平,目前中國電信已成為全球CDMA用戶最多的電信運營商。
2008年7月29日,中國電信集團宣布未來三年投資800億元發展CDMA業務,並提出把CDMA用戶數由約4300萬增至1億,屆時在中國移動通信市場的佔有率將達15%。
2008年10月1日,中國電信開始與中國聯通進行C網交割,並於60天內完成。
2008年12月22日,中國電信發布移動業務品牌“天翼”,189號段在部分省市投入試商用,全面轉型為全業務運營商。
寬頻上網
與傳統的OA系統相比,手機辦公擺脫了傳統OA局限於區域網的桎梏,辦公人員可以隨時隨地訪問政府和企業的資料庫,進行實時辦公和處理業務,極大地提高了辦公和執法的效率。
3G時代,傳統的語音通話已經是個很弱的功能了,到時候視頻通話和語音信箱等新業務才是主流,傳統的語音通話資費會降低,而視覺衝擊力強,快速直接的視頻通話會更加普及和飛速發展。
3G時代被談論得最多的是手機的視頻通話功能,這也是在國外最為流行的3G服務之一。相信不少人都用過QQ、MSN或Skype的視頻聊天功能,與遠方的親人、朋友“面對面”地聊天。今後,依靠3G網路的高速數據傳輸,3G手機用戶也可以“面談”了。當你用3G手機撥打視頻電話時,不再是把手機放在耳邊,而是面對手機,再戴上有線耳麥或藍牙耳麥,你會在手機屏幕上看到對方影像,你自己也會被錄製下來並傳送給對方。
從運營商層面來說,3G牌照的發放解決了一個很大的技術障礙,TD和CMMB等標準的建設也推動了整個行業的發展。手機流媒體軟體會成為3G時代最多使用的手機電視軟體,在視頻影像的流暢和畫面質量上不斷提升,突破技術瓶頸,真正大規模被應用。
對用戶來說,這是比較實用型的移動網路服務,也能讓人快速接受。隨時隨地用手機搜索將會變成更多手機用戶一種平常的生活習慣。
在無線網際網路發展成熟的日本,手機音樂是最為亮麗的一道風景線,通過手機上網下載音樂是電腦的50倍。3G時代,只要在手機上安裝一款手機音樂軟體,就能通過手機網路,隨時隨地讓手機變身音樂魔盒,輕鬆收納無數首歌曲,下載速度更快。
隨著帶寬的增加,手機辦公越來越受到青睞。手機辦公使得辦公人員可以隨時隨地與單位的信息系統保持聯繫,完成辦公功能。這包括移動辦公、移動執法、移動商務等等。極大地提高了辦事和執法的效率。
不少人都有在淘寶上購物的經歷,但手機商城對不少人來說還是個新鮮事。事實上,移動電子商務是3G時代手機上網用戶的最愛。90%的日本韓國手機用戶都已經習慣在手機上消費,甚至是購買大米、洗衣粉這樣的日常生活用品。專家預計,中國未來手機購物會有一個高速增長期,用戶只要開通手機上網服務,就可以通過手機查詢商品信息,並在線支付購買產品。高速3G可以讓手機購物變得更實在,高質量的圖片與視頻會話能使商家與消費者的距離拉近,提高購物體驗,讓手機購物變為新潮流。
與電腦的網游相比,手機網游的體驗並不好,但方便攜帶,隨時可以玩,這種利用了零碎時間的網游是年輕人的新寵,也是3G時代的一個重要資本增長點。3G時代到來之後,遊戲平台會更加穩定和快速,兼容性更高,即“更好玩了”,像是升級的版本一樣,讓用戶在遊戲的視覺和效果方面感覺更有體驗。
距離國務院常務會議研究同意啟動3G牌照僅一周,工業與信息化部就迅速向三大運營商發放了3G牌照。工業和信息化部宣布,批准中國移動通信集團公司增加基於TD-SCDMA技術制式的3G業務經營許可,中國電信集團公司增加基於CDMA2000技術制式的3G業務經營許可,中國聯合網路通信集團公司增加基於WCDMA技術制式的3G業務經營許可。
對於運營商來說,3G牌照發放意味著新一輪市場角逐的開始;對於設備商來說,這意味著3年至少2800億元的投資大蛋糕擺在了面前;而對於用戶來說,3G意味著手機上網帶寬飆升,資費越降越低。
3G手機是基於移動網際網路技術的終端設備,3G手機完全是通信業和計算機工業相融合的產物,和此前的手機相比差別實在是太大了,因此越來越多的人開始稱呼這類新的移動通信產品為“個人通信終端”。
即使是對通信業最外行的人也可從外形上輕易地判斷出一台手機是否是“第三代”:第三代手機都有一個超大的彩色顯示屏,往往還是觸摸式的。3G手機除了能完成高質量的日常通信外,還能進行多媒體通信。用戶可以在3G手機的觸摸顯示屏上直接寫字、繪圖,並將其傳送給另一台手機,而所需時間可能不到一秒。當然,也可以將這些信息傳送給一台電腦,或從電腦中下載某些信息;用戶可以用3G手機直接上網,查看電子郵件或瀏覽網頁;將有不少型號的3G手機自帶攝像頭,這將使用戶可以利用手機進行電腦會議,甚至使數字相機成為一種“多餘”。
3G通信是移動通信市場經歷了第一代模擬技術的移動通信業務的引入,在第二代數字移動通信市場的蓬勃發展中被引入日程的。在當今Internet數據業務不斷升溫中,在固定接入速率(HDSL、ADSL、VDSL)不斷提升的背景下,3G移動通信系統也看到了市場的曙光,益發為電信運營商、通信設備製造商和普通用戶所關注。
已擁有商用3G網路的國家和使用標準為:
阿根廷(CDMA2000 1X)
澳大利亞(WCDMA:Telstra)
奧徠地利(WCDMA)
亞塞拜然(CDMA2000 1X)
白俄羅斯(CDMA2000 1X)
百慕大群島(CDMA2000 1X)
巴西(CDMA2000 1X)
加拿大(CDMA2000 1X)
智利(CDMA2000 1X)
中國大陸(CDMA2000 1X、EV-DO Rev.A:中國電信);(WCDMA:中國聯通);(TD-SCDMA:中國移動)
中國澳門(CDMA2000 1X、EV-DO Rev.A:中國電信);(WCDMA:澳門電訊、3澳門)(註:這也正是中國電信澳門資費遠遠低於移動與聯通的原因)
中國香港(CDMA2000 1X、 EV-DO Rev.A:電訊盈科);(WCDMA:3香港、CSL、數字通、電訊盈科)
日本(CDMA2000 1X、EV-DO:KDDI);(WCDMA:NTT DoCoMo、Softbank、E Mobile)
韓國(CDMA2000 1X、ev-do:LG);(WCDMA:SK,KT);(TD-SCDMA:SK電訊測試網)
新加坡(WCDMA)
中國台灣(CDMA2000 1X:亞太電信);(WCDMA:中華電信、台灣大哥大、威寶電信、遠傳電信);(TD-SCDMA:威寶電信測試)
哥倫比亞(CDMA2000 1X)
丹麥(WCDMA)
多明尼加(CDMA2000 1X)
厄瓜多(CDMA2000 1X)
喬治亞(CDMA2000 1X)
德國(WCDMA:T-Mobile、沃達豐、 O2-DE、 ePlus)
希臘(WCDMA)
瓜地馬拉(CDMA2000 1X)
印度(CDMA2000 1X)
印尼(CDMA2000 1X)
以色列(WCDMA)
義大利(WCDMA)
牙買加(CDMA2000 1X)
哈薩克(CDMA2000 1X)
吉爾吉斯斯坦(CDMA2000 1X)
馬來西亞(WCDMA 明訊,西爾康,Digi,MiTV,TimeCell)
墨西哥(CDMA2000 1X)
摩爾多瓦(CDMA2000 1X)
荷蘭(WCDMA)
紐西蘭(CDMA2000 1X)(WCDMA測試中)
尼加拉瓜(CDMA2000 1X)
奈及利亞(CDMA2000 1X)
挪威(WCDMA)
巴基斯坦(CDMA2000 1X)
巴拿馬(CDMA2000 1X)
秘魯(CDMA2000 1X)
波蘭(CDMA2000 1X)
羅馬尼亞(CDMA2000 1X)
俄羅斯(CDMA2000 1X)
斯洛維尼亞(WCDMA)
南非(WCDMA測試中)
西班牙(WCDMA)
瑞士(WCDMA)
泰國(CDMA2000 1X)
阿拉伯聯合大公國(WCDMA)
英國(WCDMA)
美國(CDMA2000 1X:Sprint, Verizon);(WCDMA:AT&T,T-mobile)
烏茲別克(CDMA2000 1X)
委內瑞拉(CDMA2000 1X)
越南(CDMA2000 1X)
簡評:可見WCDMA及CDMA2000為國際上較為通用的3G制式,TD-SCDMA網路不僅在我國大陸地區,還在我國台灣地區有所部屬,希望到不同的國度均能使用到當地的3G網路的朋友可以更多地關注多模終端。
按照中國移動5G網路商用規劃,2019年便將進行友好用戶測試,2020年正式商用。這也意味著中國移動或將在2020年前便會將3G網路全部退網。
隨著移動通信網路技術的發展壯大,各個領域對該類技術的應用都不可或缺,但是各個通信企業對相關技術手段制定的標準都不相同,這大大遏制了該技術的發展,後來3G業務的出現改變了這一混亂的局面,此外3G業務擁有更高速、更智能、更穩定、更多樣化等諸多優良特質,逐漸過渡到全IP網路。未來的網路與今天的IP最大區別是可經濟有效地提供多種業務 並支持端到端的服務質量。MPLS是一個逐漸明朗的發展趨向。
3G技術是三大關鍵技術的集成:無線、數據(IP和ATM)和電話(電路交換和分組交換)。保證3G網路成功的要素涵蓋相關網路在國際標準組織里所提倡的開放介面標準和統一的管理,和用戶終端的及時商用。GPRS終端的多次推遲發布讓人們有些擔心,實際上這種擔心不無道理,縱觀整個3G終端的各個手機製造廠 商各自為政,並沒有像3G業務平台那樣形成一個統一的標準,此外,對於這種全新的多媒體終端設備的研究也遭受一定的挫折,其相關技術還需要進行大量的更換和跌代。但其實對於3G業務來說最重要的還是開發商能否獲得應有的收益,畢竟這是一個商用的用途,沒有利益也就意味著過程的失敗。
第三代移動通信採用碼分多址技術,現已基本形成了三大主流技術,包括有:W-CDMA.CDMA-2000和TD-SCDMA。這三種技術都屬於寬頻CDMA技術,都能在靜止狀態下提供2Mbius的數據傳輸速率。但這三種技術在工作模式、區城切換等方面又有各自不同的特點。
W-CDMA,全稱為Wideband CDMA,也稱為CDMA Direct Spread,意為寬頻分碼多重存取,這是基於GSM網發展出來的3G技術規範,是歐洲提出的寬頻CDMA技術,它與日本提出的寬頻CDMA技術基本相同,目前正在進一步融合。WCDMA的支持者主要是以GSM系統為主的歐洲廠商,日本公司也或多或少參與其中,包括歐美的愛立信、阿爾卡特、諾基亞、朗訊、北電,以及日本的NTT、富士通、夏普等廠商。該標準提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演進策略。這套系統能夠架設在現有的GSM網路上,對於系統提供商而言可以較輕易地過渡。預計在GSM系統相當普及的亞洲,對這套新技術的接受度會相當高。因此WCDMA具有先天的市場優勢。WCDMA已是當前世界上採用的國家及地區最廣泛的,終端種類最豐富的一種3G標準,佔據全球80%以上市場份額。
CDMA-2000是由窄帶CDMA(CDMA IS95)技術發展而來的寬頻CDMA技術,也稱為CDMA Multi-Carrier,它是由美國高通北美公司為主導提出,摩托羅拉、Lucent和後來加入的韓國三星都有參與,韓國成為該標準的主導者。這套系統是從窄頻CDMAOne數字標準衍生出來的,可以從原有的CDMAOne結構直接升級到3G,建設成本低廉。但使用CDMA的地區只有日、韓和北美,所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。不過CDMA2000的研發技術卻是目前各標準中進度最快的,許多3G手機已經率先面世。該標準提出了從CDMAIS95(2G)-CDMA20001x-CDMA20003x(3G)的演進策略。CDMA20001x被稱為2.5代移動通信技術。CDMA20003x與CDMA20001x的主要區別在於應用了多路載波技術,通過採用三載波使帶寬提高。中國電信正在採用這一方案向3G過渡,並已建成了CDMAIS95網路。
TD-SCDMA全稱為Time Division-Synchronous CDMA(時分同步CDMA),該標準是由中國獨自製定的3G標準,1999年6月29日,中國原郵電部電信科學技術研究院(大唐電信)向ITU提出,但技術發明始於西門子公司,TD-SCDMA具有輻射低的特點,被譽為綠色3G。該標準將智能無線、同步CDMA和軟體無線電等當今國際領先技術融於其中,在頻譜利用率、對業務支持具有靈活性、頻率靈活性及成本等方面的獨特優勢。另外,由於中國內地龐大的市場,該標準受到各大主要電信設備廠商的重視,全球一半以上的設備廠商都宣布可以支持TD-SCDMA標準。該標準提出不經過2.5代的中間環節,直接向3G過渡,非常適用於GSM系統向3G升級。軍用通信網也是TD-SCDMA的核心任務。相對於另兩個主要3G標準CDMA2000和WCDMA它的起步較晚,技術不夠成熟。
W-CDMA能夠工作在FDD和TDD兩種方式下,和GSM系統使用同一時鐘,實現CDMA與GSM系統手機的雙模工作,是一種兼容的系統。FDD是使用分離的兩個對稱頻帶實現上行和下行傳輸的雙工模式。它需要成對的頻率通過頻率來區分上、下行。W-CDMA能夠支持移動終端在時速500公里左右時的正常通信。在TDD方式中,W-CDMA的擴頻增益不變,可使用多碼傳輸,實現高速數據通信。它的最大特點是具有上行鏈路多用戶檢測技術,多用戶檢測技術可通過測量各用戶擴頻碼之間的非正交性,用矩陣求逆法或迭代法來消除多用戶間的相互干擾。而CDMA-2000隻支持FDD工作模式。
TD-SCDMA是我國提出的IMT-2000系統設計方案,採用TDD模式。TDD是將上行和下行的傳輸使用同一頻帶的雙工模式,根據時間來區分上.下行並進行切換,物理層的時隙被分為上、下行兩部分,不需要成對的頻率,上下行鏈路業務共享同一通道,可以不平均分配,特別適用於非對稱的分組交換數據業務。TDD的頻譜利用率高而且成本低廉,但由於採用多時隙的不連續傳輸方式,基站發射峰值功率與平均功率的比值較高,造成基站功耗較大,基站覆蓋半徑較小,同時也造成抗衰落和抗多普勒頻移的性能較差,當手機處於高速移動的狀態下通信能力較差。TD-SCDMA只能支持移動終端在時速120公里左右時的正常通信。TD-SCDMA在高速公路及鐵路等高速移動的環境中處於劣勢。
W-CDMA在扇區間及小區間採用了 “軟切換”技術,即當手機發生移動或目前與手機通信的基站業務繁忙使手機需要與一新基站通信時,先與新基 站連接后再中斷與原基站的聯繫,W-CDMA的越區 切換是採用非同步軟切換方式進行的,W-CDMA的基站之間不需同步,也不需特別的同步參考源。載頻間的切換採用的硬切換,也就是說,先中斷與原基站的 聯繫再與新基站連接。
CDMA-2000也採用了越區“軟切換”技術 ,CDMA-2000需要基站間的嚴格同步,因面必須藉助GPS等設備來確定手機的位置並計算出到達兩個基站的距離。載頻間採用的是硬切換。
TD-SCDMS採用了越區“接力切換“技術,智能天線可大致定位用戶的方位和距離,基站和基站控制器可根據用戶的方位和距離信息,判斷用戶是否移動到應切換給另一基站的臨近區域。如果進入切換區,便由基站控制器通知另一基站做好切換準備,移動台在越區切換前與認定的基站同步,並報告網路,由網路控制移動台完成越區切換。該方法即適用於同頻切換也適用於異頻切換。接力切換是一種改進的硬切換技術,降低了掉話率,提高切換成功率,與軟切換相比所用的信令和資源都很少。TD-SCDMA需要基站間的嚴格同步,採用GPS或者網路同步的方法,降低基站間的干擾。
W-CDMA採用直接序列擴頻方式,其碼片速率為3.84Mchip/s碼片速率高能有效地利用頻率選擇性分集以及空間的接收和發射分集,可以有效地解決多徑問題和衰落問題。W-CDMA的每個載波僅佔5MHz帶寬載波帶寬越高,支持的用戶數就越多,在通信時發生網塞的可能性就越小。
CDMA-2000在F行鏈路中存在兩種主要的通道結構:多載波和直接擴頻。多載波的下行鏈路傳輸一般是在5MHz帶寬內使用3個連續的載波,每個載波的碼片速率為122288Mchip/s;對於直接擴頻方式的下行鏈路傳輸通常採用3.6864Mchip/s的碼片速率。當採用多載波方式時,能支持多種射頻帶寬採用的是不同射頻通道帶寬,它可以,1.2kbps-2Mbps甚至更高的速率來傳送數據。CD-MA-2000系統還可增加為使用6個、9個、12個基本通道,其信號帶寬也會相應地提高,數據傳輸速率將會更高。
TD-SCDMA的碼片速率為1.28Mchip/s。TD-SCDMA採用三載波設計,每載波具有1.6M的帶寬。由於採用TDD雙工模式,因此只需佔用單一的1.6M帶寬,就可傳送2Mbps的數據業務。而W-CDMA與CDMA-2000要傳送2Mbps的數據業務,均需委兩個對稱的帶寬,分別作為上、下行頻段,因而TD-SCDMA對頻率資源的利用率是最高的。
W-CDMA的信號調製上行採用的是BPSK,下行採用的是QPSK方式。擴頻編碼上行採用walsh(通道化)+Gold序列241-1(區分用戶),下行採用walsh(通道化)+Gold序列218-1(區分小區)。通道編碼為卷積碼及RS級連碼,分集採用RAKE接收加天線分集。功率控制採用開環K慢速閉環(1.6K)。聯合檢測時導頻符號輔助相干檢測RAKE,上行採用專用導頻符號,下行採用perch通道+專用導頻符號。
CDMA-2000的信號調製上行採用的是BPSK調製方式,下行採用的是QPSK調製方式。擴頻編碼上行採用walsh(通道化)+Gold序列241-1(區分用戶),下行採用walsh(通道化)+Gold序列215-1(區分小區).在聯合檢測時,上行採用公共導頻通道,下行採用專用導頻通道。TD-SCDMA的信號調製方式採用的是QPSK/BPSK調製方式。擴頻編碼上行採用Walsh(通道化)+時隙號(區分用戶),下行採用walsh(通道化)+Gold序列(區分小區).功率控制採用開環+快速閉環(0-200Hz).聯合檢測時,上/下行同步信號Gold碼+訓練序列。
TD-SCDMA中採用的關鍵技術是智能天線技術。智能天線是在基站採用陣列天線自適應地形成多個波束,分別跟蹤多個共享同一通道的用戶。接收時通過空域濾波抑制同通道干擾,並將各用戶分離;發射時,通過多波束形成使期望用戶接收的信號功率最大,對其它位置上非期望用戶的干擾最小。這樣,即可降低信號的發送功率,又可減少來自其他用戶的干擾,從而提高了系統的容量和通信質量。TD-SCDMA智能天線的高效率是基於上行鏈路和下行鏈路的無線路徑的對稱性(無線環境和傳輸條件相同)而獲得的。智能天線還可以減少小區間及小區內的干擾。智能天線的這些特性可顯著提高移動通信系統的頻譜效率。
TD-SCDMA系統採用了智能天線和低碼片速率信號傳輸,信號的頻譜利用率很高,它能夠解決高人口密度地區頻率資源緊張的問題,它在網際網路瀏覽、非對稱移動數據傳輸、視頻點播多媒體業務等方面具有突出的優勢。
TD-SCDMA採用了軟體無線電技術,在運營部門增加業務時它能在同一硬體平台上利用軟體處理基帶信號,通過載入不同的軟體來實現不同的業務性能。
當採用同步CDMA通信方式時,下行到達每個移動台的信號是同步的,上行到達每個基站的信號也是同步的,通過對基站到移動台信號的精確傳播時延的測定可獲得移動台信號的準確發送時間。TD-SCDMA採用了上行同步CDMA技術,使上行信號與基站解調器完全同步,既降低了上行用戶間的干擾和保護時隙的寬度,又提高了系統容量,使硬體得到了簡化,成本明顯降低。
基於3G的數據傳輸
現階段在無線通信中已經對高速電路交換數據進行了廣泛的運用,將單個業務通道中數據的速率由9.6kb/s提升至14.4kb/s,並且將四條通道同時復用在相同的時隙內,進而將數據經營人員傳送可達57.6kb/s的傳輸速率,同時這也是現階段運行數據傳輸速率的6倍以上。但是諾基亞所研發的GPRS,能夠在1載頻或是8個通道中進行捆綁,將各個通道數據的傳輸速率提升至到14.4kb/s,為此,GPRS的最大傳輸效率最高可達115.2kb/s。這種數據傳輸方式主要運用了TDMA的語音傳輸方式,分組的形式主要為數據傳輸,同時,這也代表用戶一直是在線按流量計費,將服務成本迅速降低。該技術介於2G與3G之間,一般會被稱作勢2.5G無線通信 技術,以上所屬三種技術均是基於第三代移動通信技術不斷過渡的通信技術。
3G無線介面標準與特點
早在1999年芬蘭已經開會通過了第三代移動通信系統中所囊括的無線介面技術標準。以此也可以得知,第三代移動通信技術主要是將寬頻CDMA系統作為主要系統,CDMA也就是碼分多址技術,而移動通信的主要特色便是運用多址技術,多址技術即基站四周移動台所運用的基站進入與接收信號相關技術,只有移動台佔領了一個通道,以此才能夠進行移動通信。在第三代移動通信技術的基礎上的網際網路技術目標主要是實現全球性的移動綜合業務數字網路,該網路中不僅綜合了無繩、移動數據以及移動衛星等一些移動通信技術的基本功能,同時也能夠提供固定電信網路的兼容服務,同時提供話音與非話音服務。
3G基礎結構
第三代移動通信技術中主要包含了四個功能子系統,為核心網、無線接入網、移動台以及用戶識別模塊四種。在這其中無線接入網主要應用了ITU基礎上的五種接入標準,但是核心網則應用了將2G電路交換行水升級為高速電路交換與分組交換的基本形式。第三代核心網中涵蓋了移動交換網與業務服務網兩種網路形式,移動交換網主要負責進行無線網與固定網之間的連接與終端移動性能功能的管理,而業務服務網則主要為移動用戶提供和固定用戶相同的業務與服務,例如用戶可以享受到電子商務、計費以及呼叫等一系列服務。
第三代移動通信系統仍是基於地面標準不一的區域性通信系統 ,儘管其傳輸速率在成熟的WCDMA標準下, 靜止時理論值為7.2Mb/ s ,而實際在商用網路中由資源及無線環境種種限止遠遠達不到該值。仍無法滿足諸多多 媒體通信的要求,支持不了對速率要求較高的通信。對動態範圍的多速率業務提供不足。而且目前商用的三大標準空中介面所支持的核心網未能有統一的標準,難以提供具有多種QoS及性能的多速率業務。不能真正實現不同頻段的不同業務環境間的無縫漫遊。對於採用不同頻段的相異業務環境 ,需要移動終端配置有相關不同的軟、硬體模塊,且3G移動終端並不能實現這業務環境的不同配置。正是3G系統存在這些局限性,所以各種公司和機構 早就著手了LTE的研究。