3G移动通信技术标准
潘瑞瑾陈焕讯
从移动通信技术的更新换代来看,第一代(1G)移动通信是模拟制式无线移动通信,第二代(2G)移动通信是GSM、TDMA等数字移动通信;EDGE、GPRS等被人们称之为2.5G、2.75G技术。
第三代(3rdGeneration--3G)移动通信(国际电信联盟的命名为IMT-2000(国际移动电话2000),欧洲电信业巨头称其为“UMTS”(通用移动通信系统)),一般是指无线广域网通信和互联网等多媒体通信相结合的数字移动通信系统(不仅支持语音通信,还可以听音乐、看手机电视,支持通过互联网进行网页浏览、电子商务等多种的增值服务;但是从全世界目前的应用来看,3G手机依然主要是使用在语音、可视电话和定位业务上,在移动中进行大量数据下载或者是看手机电视的用户并不多)。
3G技术作为一种完整的、覆盖范围连续的(包括完整的核心网和接入网)、有质量保证的、可以向用户提供话音和数据服务的无线网络,在全球拥有统一的频谱资源,其空中接口规范、核心网系列规范和业务规范等都已经完成了标准化的工作,已经可以支持ITU的高速移动无线通信规范(并与GSM、TDMA和CDMA相兼容)。
国际电联IMT-2000标准规定:移动终端以车速移动时的上、下行数据传输速率皆为144Kbps,室外静止或步行时皆为384Kbps,室内皆为2Mbps(随建筑物内具体频率规划的不同而异);在人口稀少的地区,采用3G接入移动互联网可能更为有利。
目前,3G移动通信技术标准(Standards for third generation mobile communicationtechnology)有:
WCDMA(Wideband Code Division MultipleAccess--宽带码分多重存取,亦称CDAMADirectSpread)标准:
3GPP(3rd Generation PartnershipProject-第三代移动通信伙伴项目或第三代移动通信伙伴计划)阵营的WCDMA由GSM网发展而来;3GPP组织的目标是实现由2G到3G网络的平滑过渡。
WCDMA的版本有R99、R4、R5和R6等(R7、R8标准正在制定中);不同版本的数据传输速率不同。
WCDMAR6,采用频分双工(FDD)方式(上、下行数据链路占用不同的频点),工作频率1920~1980MHz/2110~2170MHz,信道带宽5MHz,2GHz频段覆盖范围2~3Km,支持高速移动通信(理论峰值下行数据传输速率14.4Mbps、上行5.76Mbps)。
WCDMA的支持者主要是以GSM系统为主的欧洲和日本厂商;其商用网络数和用户数都在迅速发展。
中国联通获得WCDMA牌照。
CDMA2000(Code Division Multiple Access 2000)标准:
3GPP2(3rd Generation Partnership Project2)阵营的CDMA2000由北美高通公司为主提出,初期为CDMA2000 1x,此后改进为CDMA2000 1xEV-DO(Evolution-Data Optimized);CDMA2000 1xEV-DO有Rev.0、Rev.A、Rev.B几个版本。3GGP2负责CDMA2000标准的开发工作。
CDMA2000 1x EV-DORev.A,采用频分双工(FDD)方式(上、下行数据链路占用不同的频点),工作频率1920~1980MHz/2110~2170MHz,信道带宽1.25MHz,2GHz频段覆盖范围2~3Km,支持高速移动通信(理论峰值下行数据传输速率3.1Mbps、上行1.8Mbps);建设成本低廉。
CDMA2000 1x EV-DO Rev.B,第一阶段峰值下行数据传输速率9.3Mbps、峰值上行速率可5.4Mbps;第二阶段峰值下行数据传输速率14.7Mbps。
目前,CDMA2000主要使用地区有韩国和北美等。
中国电信获得CDMA2000牌照。
TD-SCDMA(时分同步码分多址)标准:
是由中国提出并被国际电信联盟ITU接纳的第三代移动通信标准之一,可以全面满足ITU所提出的IMT-2000的要求。
TD-SCDMA集成了频分(FDMA)、时分(TDMA)、码分(CDMA)和空分(SDMA)四种多重存取(多址)接入技术,融入有同步CDMA和软件无线电等技术,采用时分双工方式,在频谱利用率、频率灵活性和成本等方面具有优势,支持高速移动通信(2009年,中国TD-SCDMA的理论峰值下行数据传输速率2.8Mbps、上行384Kbps)。
ITU规定TD-SCDMA使用2.3GHz~2.4GHz频段(带宽100MHz);全球一半以上的设备厂商都可以支持TD-SCDMA。
中国移动获得TD-SCDMA牌照,使用的是1880MHz~1900MHz和2010MHz~2015MHz频段。。
WiMAX标准:
2007年10月19日,国际电信联盟ITU接纳WiMAX为3G标准之一。
WiMAX使用3G(IMT-2000)技术中的2.3GHz~2.4GHz频段(带宽100MHz)。
至此,3G移动通信技术已经有4种国际标准。
目前,WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA都是我国第三代移动通信的行业标准。
WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三种网络制式的主要区别在于其空中接口部分;其它的网络逻辑架构基本相同。
WCDMA、CDMA2000和TD -SCDMA移动通信技术标准都是采用码分多重存取方式(都存在着多址干扰的问题,3G扩容必须首先提高其抗干扰的能力),都绕不开CDMA技术。
因为截至目前为止,移动WiMAX(802.16e和其增强技术IEEE802.16m)标准还没有经过中国通信标准委员会的审定、不能作为中国的国家标准,所以目前移动WiMAX还不能在中国使用。
移动WiMAX被中国排斥在外,一个重要的原因就是移动WiMAX使用2.3~2.4GHz频段、被认为和TD-SCDMA存在一定的频谱资源竞争关系;此外,移动WiMAX和Wi-Fi手机允许用户安装个人基站(用户有可能安装个人基站),这会影响到运营商的利益。
目前我国部分城市城域无线网所使用的WiMAX技术是固定WiMAX(802.16d),所使用的频率是3.5GHz的固定无线接入频率资源。
3G是电信领域以无线广域网为基本模式、以公众语音和多媒体数据为内容、以全球范围内漫游的个人手机为服务对象的一种技术,其QoS有较高的保证。
3G的优点是在无线广域网范围内的性能稳定,用户可以随处使用其服务;缺点是上行的速率远低于其下行的速率。
当前,全球3G所开通的业务主要有:普通通话、视频通话、移动音乐、移动上网、移动视频、移动社交网络、移动商务、移动广告、移动公益服务等。