3G标准与比较

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[摘 要 ] 本文主要对3G的三种主流标准从技术和在中国的市场前景进行了分析与比较,提出了对各移动运营商如何合理发放3G牌照,建议我国政府应尽快发放3G牌照,以此拉动我国国民经济的进一步发展.

[关 键 词 ] 3G WCDMA CDMA2000 TD-SCDMA

一、引言

ITU (国际电信联盟)1998年开始讨论和制定下一代移动蜂窝技术标准IMT-2000(国际移动电信-2000).在IMT-2000协议发展过程中,北美推进更高效、带宽更窄的全球标准1.25MHz扩展频段即CDMA2000,而欧洲寄希望于G绘制的宽频5MHz RTT,该技术称为宽频CDMA 即WCDMA.CDMA2000技术和WCDMA这两个标准都得到了IMT-2000的认可,二者都可以兼容现已的标准.TD-SCDMA(时分同步码分多址接入),它是由中国的大唐公司第一次提出并在RTT的基础上与国际合作,成为CDMA TDD标准的一员.2001年IMT-2000正式接纳TD-SCDMA为3G标准.这是中国移动通信界的一次创举,也是中国对第三代移动通信发展的贡献.CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA 国际三大3G标准正式形成.

第三代移动通信系统最显著的特点是宽带多媒体通信和高速数据业务.3G系统能提供多类型的高质量多媒体业务,能实现全球无缝覆盖,具有全球漫游能力与固定网络兼容.

二、3G三种主流标准技术比较

CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA同属3G的主流标准,但CDMA2000、WCDMA是FDD标准,而TD-SCDMA则是TDD标准.

1.CDMA2000与WCDMA

CDMA2000和WCDMA都满足IMT-2000提出的全部技术要求,都是基于DS-CDMA作为多用户接入技术.从技术上讲,WCDMA具备一定的优势,以下为二者比较的结果:

(1)WCDMA使用的带宽和码片速率(3.84Mcps)是CDMA20001x演进家族三倍以上,因而能提供更大的多路径分集、更高的中继增益和更小的信号开销.此外,更高的码片速率也改善了接受机解决多径效应的能力.

(2)WCDMA在小区站点同步方面的设计是使用异步基站,而CDMA2000基站则通常通过GPS实现同步,这将造成室内和城市小区(采用室外天线)部署的困难.

(3)由于支持1xEV-DO的TDM接入系统采用共享时分复用下行链路,它具有固定时隙,因此CDMA2000物理层兼容性较差.

(4)WCDMA进行功率控制的频率几乎是CDMA2000的两倍,达到每秒1500次(1.5KHZ),因而能保证更好的信号质量,并支持更多的用户.

(5)CDMA2000的导频信道大约需要下行链路总传输功率的20%,相比之下,WCDMA只需要10%,因而可以节省更多的功用信道的开销.

(6)为支持基于G的GPRS业务而部署的所有业务也支持WCDMA业务,而为了完善新的数据/话音网络,CDMA1x必须添加额外的网元和进行功能升级.

(7)在混合话音和数据流量方面,WCDMA的系统性能也表现的较为出色.

2.TD-SCDMA

与CDMA2000、WCDMA相比,TD-SCDMA相对具有如下优势:

(1)频谱利用率高:TD-SCDMA采用TDD方式、CDM和TDMA的多址技术,在传输中很容易针对不同类型业务设置上行、下行链路转换点,因而使总的频谱效率更高.

(2)支持多种通信接口:TD-SCDMA同时满足Iub,A,Gb,Iu,IuR多种接口要求,基站子系统既可作为2G和2.5g的G基站的扩容,又可作为3G网中基站子系统,能同时兼顾现在的需求和未来长远的发展.

(3)频谱灵活性强:TD-SCDMA第三代移动通信系统频谱灵活性强,仅需单一1.6M的频带就可提供速率2M的3G业务需求,还适合非对称业务的传输.

(4)系统性能稳定:TD-SCDMA收发在同一频段上,上行链路和下行链路的无线环境一致性很好,更适合使用新兴的“智能天线”技术;利用CDMA和TDMA结合的多址方式,更利于联合检测技术的采用,这些技术减少了系统干扰,提高了系统的性能稳定性.

(5)与传统系统兼容性好:TD-SCDMA支持现存的覆盖结构,信令协议可以向后兼容,网络不必引入新的呼叫模式,能够实现从现存的通信系统到下一代移动通信系统的平滑过度.

(6)系统设备成本低:TD-SCDMA上下行工作于同一频率,对称的电波传输特性使之便于利用智能天线等技术,这也可达到降低成本的目的.

(7)支持与传统系统间的切换功能:TD-SCDMA技术支持多载波直接扩频系统,可利用现有的框架设备、小区规划、操作系统、账单系统等,在所有环境下支持对称和非对称的数据速率.

但TD-SCDMA仍有不足的地方,如在对CDMA技术利用方面.又如TD-SCDMA频带宽度窄,不能充分利用多径,降低了系统效率,实现软切换和软容量很困难.另外,TD-SCDMA要精确定时,小区间保持同步,对定时系统要求较高,而WCDMA则不需要小区间同步,可适应室内、室外甚至地铁等不同的环境下.WCDMA对移动性的支持更加优质,适合宏蜂窝、蜂窝、微蜂窝组网,而TD-SCDMA只适合微蜂窝,对高速移动的支持也较差.在传统网络基础和市场推广上,WCDMA也占据着更多的优势.

三、3G标准在中国的市场发展前景

第3代移动通信技术,不仅拥有庞大的市场,更涉及材料,精密加工,软件等众多相关行业,有着很强的产业带动能力,同时3G给企业带来的机遇也是诱人的.因此我国政府对3G标准的选择、分配也是小心谨慎.政府担心的主要问题是避免3G网络的重复建设,因为3G网络在短时期规模不大,不足以支持多家运营商,而根据国外经营3G业务的情况,其前景并不容乐观,另外3G技术也还没有成熟到可以大规模应用的程度.

TD-SCDMA作为中国3G国家标准,得到了我国政府的大力扶持.中国人在TD-SCDMA拥有知识产权,国家的出发点就是扶持、保护民族工业,所以TD-SCDMA从标准的研制到实验、测试都得到政府财力和物力的大力支持.TD-SCDMA在中国也正逐渐形成产业链联盟和规模生产能力.如果我国在5年内将现存4亿多用户5亿容量的2G网络平滑过渡到3G网络,60%使用国产TD-SCDMA设备建网总费用至少节约1200亿元.发展TD-SCDMA可以说是民族工业的大发展,因为整个产业链在国内外创造的产值和推动国民经济发展的价值不可低估,所以从这个意义上讲,TD-SCDMA相对于另外两种标准推广力度和范围在中国会更为广阔.但是国家标准并不是完全的护身符,市场才是真正的决定者,TD-SCDMA是从实验室走出的3G标准,与WCDMA、CDMA2000相比,没有任何的商用经验,存在着一定的风险,而TD-SCDMA前期测试的结果也不是很理想.


目前,中国政府正采取积极务实的政策推动第三代移动通信在中国的发展.中国移动和中国联通主要经营陆地无线移动业务;中国铁通主要经营固网和陆地宽带无线固定接入业务;中国电信和中国网通60%~70%经营固定业务和陆地宽带无线固定接入业务,30%~40%经营陆地无线移动业务;卫星公司主要经营卫星无线业务.因此在组网方式上,中国移动应该以TD-SCDMA为主,重点覆盖城市热点,以WCDMA为辅,重点覆盖海洋和农村等开阔地区,逐步形成全国混合组网3G覆盖,取得成熟的组网和业务经验,将TD-SCDMA带向国际,实现中国TD-SCDMA在世界上三足鼎立的愿望.中国电信和中国网通宜采用TD-SCDMA与WCDMA的混合组网制式,统一规划、设计组成一张全国网,分南北片运营,发挥固定和移动网络的综合业务优势.中国联通采用cdma2000制式组网,应该继续搞好CDMA网.中国卫星主要考虑3G卫星业务应用.

四、结论

3G技术继续日新月异,然而2.5G向3G的升级在中国仍然处于胶着状态之际,宣称技术更好的4G甚至5G却提前报到了.任何的标准,只有经过市场的考验,才能稳健、成熟,TD-SCDMA也不例外.我国政府应该尽早发放3G牌照,这不仅有利于设备制造商、电信运营商等一系列产业链相关的民族企业茁壮成长,也能让消费者尽早体验到3G全新的业务,尽快实现我国从电信产业“大国”到“强国”的转变,让TD-SCDMA成为名副其实的3G标准.

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