3g基础讲座(编辑修改稿)

3g基础讲座(编辑修改稿)内容摘要：

CDMA 和 cdma2020 同为 FDD 的 CDMA 技术，技术上没有本 质差别，许多仿真和现场试验结果反映系统性能基本相当。 TD－ SCDMA 与其它两种技术有较大差别，要做更多的仿真和试验验证其性能。 业务提供能力 目前业务的竞争已经成为现有运营商的竞争焦点，对于新的移动运营商也不例外，只有能够提供全方位的大众业务和特色业务，才能更多地争取用户，提高竞争力。 3GPP 和 3GPP2 都对业务分类和业务生成机制进行了规范，在业务种类方面二者基本相同，包括 基本话音业务、补充业务以及多种数据业务。 在业务生成机制方面， 3GPP 中定义了多种业务生成机制，例如基于网络的 OSA 和用户化应用移动网络增强逻辑（ CustomisedApplicationforMobileNetworkEnhancedLogic，CAMEL）、移动执行环境（ MobileExecutionEnvi ronment， MExE）和 USAT（ USIMApplicationToolkit，USIM 应用工具箱，其中 USIM 是 UniversalSub scriberIdentityModule 通用用户识别 模块）等。 这些机制都着眼于能使运营商方便快速地提供业务，并本着业务的提供和基础网络相分离的原则，使得业务可以由运营商以外的第三方提供，在业务和网络之间采用开放的标准接口，业务的开发主要由 IT 开发人员来完成，运营商负责网络的运营和对众多的业务提供商的组织和管理。 3GPP2 也提出了相应的业务理念，在智能网方面有 WIN 规范，在开放业务体系方面，目前并无相关规范，打算采用 3GPP 的 OSA 概念。 所以 3GPP2在开放业务体系方面起步较晚，没有 3GPP 完善。 总之， 3GPP 组织在业务规范上更完善，目前除了基于 CAMEL 的智能网业务以外，其他业务方式还未得到广泛应用，但它们为将来的业务开发奠定了良好的基础。 目前，高通公司推出的 BREW（ BinaryRuntimeEnvironmentforWireless）业务是一种非标准化的业务，它为无线业务提供了端到端的解决方案，包括向应用开发者提供 BREW 软件开发工具包，向设备制造商提供 BREW 应用平台，向运营商提供控制和管理 BREW 的分发系统，向最终用户提供应用下载能力， BREW 目前主要应用于 cdma2020 系统。 设备成熟度 设备成熟度是运营商建设网络要考虑的一个重要因 素，它关系到网络运行的稳定性、可靠性。 从目前的情况看， cdma2020 是最成熟的，尤其在终端方面，商用终端种类达到一百多种（使用频段在 800MHz～ ），用户可以有更多的选择。 cdma2020 已经在韩国、日本、美国、加拿大等国家运营，截止到 2020 年底用户总数达到 2700 万。 WCDMA 的 R99 版本的系统产品也基本成熟，终端仍是开展业务的瓶颈，目前商用终端种类只有十种左右（使用频段为 2GHz）。 已经开通的商用网络主要是日本NTTDoCoMo 和 2020 年底刚刚开通的 J－ phone 的网络，用户数在 15 万 左右。 目前，不论在系统还是终端方面， TD－ SCDMA 的产品成熟度都落后于 WCDMA 和 cdma2020，尚无商用网络开通，还缺少网络规划和测试的工具。 在系统方面，预计 2020 年将先推出基于 TSM 的产品，基于 3GPPR4 核心网的产品尚在研发；在终端方面，有推出多模终端的计划，但将先推出 GSM/TD－ SCDMA双模终端， GSM/WCDMA/TD－ SCDMA 三模终端的推出时间将会更晚。 漫游能力 良好的全球漫游能力有利于与其他运营商的合作和吸引高端用户，影响漫游能力的主要因素包括运营商的采用情况、使用频 段以及信令的互通性。 从运营商的选择看，虽然 cdma2020 的商用早于 WCD MA 和 TD－ SCDMA，而且应用范围也较广，但是从全球主要运营商的选择来看， 80％的运营商选择 WCDMA 技术，这就为 WCDMA 的漫游能力提供了良好的发展机会。 从使用的频段看， cdma2020 多采用带内演进的方式实现，即多数运营商使用 cdmaOne 的 800MHz 频段， WCDMA 多采用 ITU 规定的 2GHz 频段。 在我国，信息产业部已经公布了 3G 的频率规划，可以看出，对于 FDD 和 TDD 方式都是首先启用 2GHz 频段。 从信令互通性看 ，在核心网方面， WCDMA 基于 GSM 的移动应用协议（ MAP），用户识别使用和 GSM系统相同的 IMSI（国际移动用户识别），实践证明具有良好的互通性。 cdma2020 采用基于 cdmaOne 的 ANSI－ 41 协议，用户识别使用基于 MIN 的 IMSI，虽然在技术上实现互通不成问题，但要对系统进行升级，实践证明这些都影响了漫游能力。 TD－ SCDMA 目前还没有商用网络，其漫游将有赖于多模终端的出现。 知识产权的影响 由于知识产权对设备厂商的生产成本有一定影响，所以也会影响到运营商的建网成本。 知识产权问题十分复杂，这 里只作简单分析。 WCDMA 主要的专利技术分布在多个专利拥有者手中，其中最主要的由爱立信、诺基亚、高通、西门子、 DoCoMo 公司拥有，目前，以 NTTDoCoMo、爱立信、诺基亚、西门子为首的 WCDMA 联盟率先共同提出专利许可计划，该计划把 WCDMA 的累计专利费率控制在 5％以下。 cdmaOne 的绝大部分核心专利都由高通公司拥有，在 cdma2020 专利中，其它公司也声称拥有基本专利，其主要原因是在 cd ma20201x/EV－ DO/EV－ DV 的标准中，其它公司的专利多了起来，虽然高通拥有的专利较多，但 优势已经在 cdmaOne 中减小。 TD－ SCDMA 技术由大唐电信提出，因此在这方面具有较多的基本专利，一般认为 TD－ SCDMA 的基本专利主要集中在大唐和西门子手中，高通也占一部分，这些专利多为核心专利，地位和作用都更为重要。 但最近其它公司也声称拥有 TD－ SCDMA 基本专利，其主要原因是大唐电信的专利主要集中在空中接口物理层面上，核心网技术的专利较少，其它公司声称的专利主要集中在核心网方面。 与 WCDMA 和 cdma2020相比，显然国有企业拥有 TD－ SCDMA 的知识产权更多，在专利谈判中更有发言权，有利于降 低设备成本。 知识产权费用的最终确定决定于谈判的结果，这方面有赖于政府的协调和设备厂商及单纯专利许可人（例如高通）的配合。 从以上分析可以看出，三种技术各有优缺点，并没有一个单一的完美方案。 另外，以上分析都基于现阶段的情况，有些因素会随时间推移而改变，尤其是设备的成熟度问题，所以新运营商应根据网络建设开始的时间综合考虑各种影响因素来选择具体技术。 第五课、 TDSCDMA 在 3G 建设中的重要作用 在第三代移动通信 (3G)标准领域，为了避免重演在 2G领域由于各国 (地区 )频率分配的方式及制式技术选择 的不同而造成的全球漫游困难，国际电信联盟 (ITU) 在 3G 中提出了 IMT2020(国际移动通信 2020)的倡议，并由此而催生了最终的三大主流国际标准： WCDMA 、 cdma 2020 和 TDSCDMA。 其中，由中国提交的 TDSCDMA 标准，虽然在 ITU 的标准征集阶段是后来者，却凭借其独特的技术优势最终胜出。 同时，作为三个主流标准中惟一一个 TDD 标准，该技术从诞生初始就一直备受世人关注。 那么， TDSCDMA技术在我国 3G 网络建设中将扮演什么角色、发挥什么作用。 将会对移动通信运营商和设备制造商产生哪些 影响。 TDSCDMA 将有效缓解频率资源紧张 中国的移动通信用户截止到 2020 年 4 月底已达到 亿，但普及率仅为 %，远低于欧、美、日等普及率为 60%以上的发达国家，而且仍以超过 500 万用户 /月的速度稳步增长。 同时，由于中国的移动通信用户分布严重不均，人口密度相对较高的城市地区移动通信用户的密度也远远高于平均水平，加之大城市中以商务人员和旅游者为主的流动人口越来越多，这些人大部分持有手机，所以部分地区 GSM 系统已经出现频率资源紧张的问题。 与此同时，面向数据业务的 GPRS 业务占用的资源成 倍增长 (GPRS 使用时将占用多个信道 )，也加剧了 GSM 的频率危机。 2G移动通信的进一步发展已经受到频率瓶颈的严重制约。 因此，从某种意义上讲， 3G 也是移动数据业务进一步发展与 2G频率资源严重不足之间难以调和的矛盾下的必然发展方向。 那么， 3G 的出现能否缓解这种危机呢。 ITU、国内及欧洲对 3G 频率的规划方案 ITU 在 3G 标准方案的征集之初，出于充分利用频率的考虑同时征集 FDD 和 TDD 两种方案，共收到10 种地面移动标准提案。 从这些提案中可以得出的最后结论，欧、日、美提交的 WCDMA 和 cdma 2020 标准草案中均含有 FDD、TDD 两种方式。 只是在后来的标准融合过程中，最终确定了欧洲提出的 UTRATDD(TDCDMA)和中国提出的 TDSCDMA 为 TDD 国际标准。 在后续的产业化开发中，由于 TDSCDMA 明显的技术优势，使得所有从事于 UTRATDD 开发的公司全部放弃或转向了 TDSCDMA 的开发。 也就是说，目前世界上顺利进行产业化开发的 3GTDD 国际标准只有 TDSCDMA 标准，也就意味着国际统一划分的 TDD 频段，将全部由TDSCDMA 技术使用， TDSCDMA 实现全球应用及漫游首先具备了宝贵 的频率资源。 2020 年初，美国联邦通信委员会 (FCC)也正式对外公布了最新的 TDD 频谱分配方案。 其中将原先由联邦政府控制的 216220MHz 、 13901395MHz、 14271435MHz 、 16701675MHz、 23852390MHz 共 27MHz的频率转为 TDD 商业通信服务用途，加上以前分配的 19101930MHz的 20MHzTDD 频段，目前共有 47MHz的频率可用于 3 GTDD 移动通信。 在 3G 牌照发放上步伐较快的欧洲，基本上采取了将 FDD 频段与 TDD 频段捆绑发放的原则， 几乎每个获得 3G 牌照的运营商都同时得到了 FDD 与 TDD 频段。 单纯依靠 FDD 技术难以有效解决 3G 的频率紧张问题 从 3 GFDD 系统运营所需的基本频率的角度来进行分析。 对 FDD 中的 WCDMA 技术来讲，其基本带宽为 5MHz 2，如果运营者建设多层网，即用宏蜂窝完成大面积覆盖，用微蜂窝覆盖热点地区，用微微蜂窝提供高速接入，则至少需要 3 个频点，即 15MHz 2 的频率。 考虑到在使用过程中的一定灵活性，某些国家也考虑使用 20MHz 2 频率。 我国的实际 3G 频率状况是： 3GFDD 制式 (包括 cdma 2020 和 WCDMA) 在中国分得 60M 2 的频率。 假设在 3G 实施时国内有 4 家运营商经营 3 GFDD 移动通信业务，由于不同运营商的 3 GFDD 网络间难以同步，因此，不同的运营商的 3 GFDD 网会产生邻频共存干扰。 为消除干扰的影响，则要求不同运营商在相邻频段之间预留 5M 2 的保护频段，以保证各运营商之间的运营质量，四家运营商间至少需要 15M2(30M) 的保护频段。 其结果是其中三家运营商仅能得到 10M 2 的 FDD 频率，另一家得到 15M 2 的 FDD频率。 仅有一家运营商的频率勉强可以支撑 3 GFDD 的全国综合 性大网。 尤其是 3G 不再单纯以话音业务为主，而是话音加多媒体数据业务的模式，而单一数据终端的传输速率就可达到 2 Mbps ，同时要占用 5M 2 的频宽。 同时，除了人 ——— 人间的通信外，在 3G 应用时还会出现大量的机 ——— 机之间的数据通信，因此，频率紧张的矛盾会更突出。 从另一个角度讲，目前的 2G 运营商可以使用现有的 2G 频率构成 3G 宏蜂窝，但现实的情况是， 2G网络的用户数太多，网络短时期内不会在我国退出历史舞台，也就是说， 2G 网络将与 3G网络长期共存。 因此，短期内让同时拥有 2G 和 3G 运营牌照的运营商清退出 2G 频率开展 3G 业务，是不现实的。 短期内可启动的扩展频段只有尚未使用的 GSM 1800M 部分频段，但频段的频率有限。 除此之外，只有启用 2GHz以上的频段，由于该频段的频率较高，覆盖半径会降低，从而使组网成本上升。 TDSCDMA 的频率使用特点将有效解决 3G 频率紧张的矛盾 对 TDSCDMA 技术来讲，该技术的单载波带宽为 ，而且不需要对称频段，在考虑三级网络结构时，分配 5MHz 就可组建一个基本的全国网。 中国的 3G频率规划中为 TDD 模式划分了 155M 频率，完全可以满足多个 TDSCDMA 运营商大容量建网的频率需求。 同时， TDSCDMA 的技术特点尤其适合 3G 的应用。 在 TDD 的工作模式中，上下行数据的传输通过控制上、下行的发送时间长短来决定，可以灵活控制和改变发送和接收的时段长短比例，这尤其适合今后的移动因特网、多媒体视频点播等非对称业务的高效传输。 由于因特网业务中查询业务的比例较大，而查询业务中，从终端到基站的上行数据量很少，只需传输网址的代码，但从基站到终端的数据量却很大，收发信息量严重不对称。 只有采用 TDD 模式时，才有可能通过自适应的时隙调整将上行的发。