移动通信和个人通信发展动向

发布时间:2005-04-17 作者:雷震洲Lei Zhenzhou 阅读量:

1 引言

 

    时间已跨入20世纪90年代中期,以蜂窝电话为主的移动通信经过十余年的发展在世界各地欣欣向荣、盛而不衰,成为增长最快的电信市场之一。从表1可见,直至1996年底全世界蜂窝电话用户数的年增长率始终保持在60%左右,尤其令人吃惊的是蜂窝通信第二大国——日本1996年的增长率竟高达125%。不少发展中国家的年增长率也都非常高,如沙特阿拉伯为1005%,印度为403%,印度尼西亚为175%,以色列为122%,哥伦比亚为103%,黎巴嫩为98%,巴西为97%,韩国为94%。蜂窝通信的发展速度大大超出人们意料,一年前人们还预测,到2000年,全世界蜂窝用户数可望达到2~2.5亿,而事实是今年一季度就突破2亿。按目前的速度发展,到2000年,全世界蜂窝用户数将达5亿之多。在中国也同样,今年7月17日蜂窝用户数已突破1000万大关,本世纪末的目标也从1800万调整到了3000万以上。

 

 

2 三大技术走向

 

    90年代初,蜂窝电话开始进入数字化过渡时期,已形成的国家和地区标准有欧洲的GSM系统,美国的IS-54 TDMA系统和IS-95 CDMA系统,日本的PDC系统。在蜂窝通信发展的同时,移动通信的另一分支——无绳电话也在迅速成长,虽然表面上看来不如蜂窝电话轰轰烈烈,但实际上其用户基础比蜂窝电话还大,仅在美国现在就有6000多万无绳电话用户。蜂窝电话和无绳电话分别从宏小区覆盖高速移动和微小区覆盖慢速移动两个方面刺激了市场需求,积累了应用经验,现在又一起步入数字化进程,并朝着个人通信发展。欧、美、日不同的技术选择在世界上形成了三大技术走向。

      以欧、美、日为代表的三大技术走向。它们都经由第1代、第2代,再向第3代过渡,目前均处在第2代的发展阶段。由图可见,它们之间的主要差别发生在第2代系统上,尤其是美国的做法相去更远。欧洲和日本在第2代都分别引入一种数字蜂窝标准(DCS-1800是GSM的衍生)和一种数字无绳标准。所不同的是欧洲在中间过渡了一个CT2(临时标准),而日本没有这个过渡,故它们的做法相差不多。然而,美国除了采纳两种数字蜂窝标准以外,在个人通信系统(PCS)上引入了7种标准,其中两种属于无绳电话,5种属于PCN。如再加上900MHz频段的窄带,PCS就更加热闹了。

     如果再看看第2代的蜂窝系统,欧洲的GSM、美国的IS-54 TDMA和日本的PDC均采用TD-MA技术,从本质上讲没有很大区别,尤其是美国的IS-54 TDMA和日本的PDC就更相近了(见表2)。其中,唯有美国的IS-95 CDMA系统独树一帜,在容量和质量方面都有了较大突破。经过7年的开发和试验,目前正走向大规模商用。

     在第2代系统中,最主要的是GSM和CDMA。GSM系统推出最早,已从欧洲走向全球。到目前为止,已有100个国家153个GSM网络经营者,用户已超过5000万(包括DCS1800和PCS1900)。

    CDMA在美国已后来居上。美国十大蜂窝通信公司中有7家选用CDMA,即表3中的AirTouch、US West、Nynex、BAM、GTE、Ameritech、Sprint。美国40个最大市场中34个用CDMA,覆盖人口达1.34亿。在美国的PCS市场中,CDMA占55%,GSM占25%,TDMA占15%,RACS占5%,其余5%未定。美国Primeco个人通信公司于1996年11月12日开通了全国第一个CDMA PCS网,向美国16个城市提供商用PCS业务。

    在国际上最早决定采用CDMA的是韩国,现在已发展到25个国家和地区选用CDMA,共建有40多个网,用户超过200万,其中韩国占150万。表4列举了若干例子。值得一提的是,日本最近把选用CDMA作为国家通信政策之一,以解决频率资源紧张问题。日本DDI和IDO两家公司计划投资30亿美元建CDMA网。至于CD-MA的设备制造,到目前为止,制造网络设备的公司有北美的AT&T、摩托罗拉和北方电信,韩国的金星、现代和三星公司以及日本的NEC公司;制造移动台的公司有30家之多,制造仪表设备的公司包括Advantest、HP等9家美国公司和德国的Rohde&Schwarz公司。表4列出了其中比较主要的公司。

     为了加速CDMA的发展,由30多家公司成立的CDMA发展组织(CDG),现已发展到80多个成员。其主要任务是提出一整套符合CDMA特点的技术要求,促进开放式标准的制定,以保证CDMA系统之间的互通,给用户提供最好的服务,开拓CDMA业务市场,加快TIA工作进程。目前,在CDG中有将近12支技术队伍以及200多名专家在短消息、语音信箱、异步数据和传真、蜂窝寻呼、主叫号码显示、高速率话音、用户空中激活、智能卡、手机睡眠模式等方面开展工作。为了迎接下一个更大的挑战,发展宽带多媒体移动通信,CDG最近提出一个“先进系统倡议”,研究内容包括高速数据传输、全活动视像、会议电视、In-ternet接入以及向先进系统的演进方法。

     在无绳系统方面,CT2推出最早,打响了开发数字无绳电话系统的第一炮。后来由于该系统的先天性问题已经由兴盛走向衰退。香港是最典型的例子。香港原有3家公司经营CT2业务,用户最多时达到17.8万,后受蜂窝电话减价的影响,用户大量流失,目前所剩不到10万。其中一家公司已宣布今年7月终止CT2业务,其余两家正以优惠办法鼓励现有用户改用蜂窝电话。CT2提出退出香港市场的原因,一是该业务在世界上不普及,生产厂家少,手机价格相对较贵;二是基站覆盖范围小,难与蜂窝匹敌;三是先天不足,只能打出不能打入,功能较蜂窝电话弱;四是经营成本高,在香港须发展20万用户才能支付基站租金,故即使在高峰期经营者也难有盈利。紧接着CT2,欧洲又推出了功能更为完善的数字无绳标准DECT,现已被26个国家采用。但推出以后在室外应用方面并不顺利,现欧洲正在规划DECT与ISDN互通、DECT与GSM以及DCS1800互通等新的应用环境。日本NTT、DDI和Astel 3家公司的PHS系统均于1995年7月1日开通。由于PHS全月费用与寻呼机费用相当,仅为蜂窝电话的三分之一。PHS手机可在地铁中通话,而蜂窝电话却不行,故PHS在日本较受欢迎,截至1997年2月已有550万用户。据预测,到2010年日本PHS用户将达到3800~4300万户。美国有两种无绳标准,一种基于DECT技术,另一种是PACS,它是PHS与Bellcore提出的WACS系统相结合的产物,PACS系统在PHS系统的基础上在不少方面得到了改进。其中最大的好处是,不管在哪种应用场合下,PACS系统可以比PHS系统少建很多基站。但从产品和市场的成熟程度来看,目前PHS系统优于PACS。估计要到1997年,PACS系统才能达到商用。

     从三大技术走向可以看到,全球移动卫星通信系统也是通往第3代系统必不可少的一个手段。全球移动卫星通信主要靠中、低轨道卫星系统来提供。迄今约有10个工业财团宣布要建这样的系统,但其中只有4个可能得以实现,它们是:国际海事卫星组织的ICO中轨道系统(10颗星)、摩托罗拉的低轨道“铱”系统(66颗星)、Lo-ral集团的Globlastar低轨道系统(48颗星)和TRW公司的Odyssey中轨道系统(12颗星)。从对这四个系统的综合评价来看,普遍认为Odyssey更好一些,它减少了所需卫星数目,免除了许多复杂的交叉链接,简化了网络管理的要求,不仅在很大程度上改进了通信质量和服务连续性,而且还大幅度地减少了起动、操作的成本费用,延长了使用周期,用户设备和服务费用都偏低。作为地面移动通信的一种补充或延伸,移动卫星通信的市场是确实存在的,这是因为现有地面系统在覆盖方面总是会有很大的空隙需要卫星系统来补充,但与地面系统相比,卫星系统的用户规模不会很大。美国一家咨询公司曾预测,到2003年,全世界移动卫星用户约1200万,后来又把此数下降至500~600万。估计最早要到1998年才能投入使用,投资的回报则要到本世纪末才开始。

     第3代系统最早是国际电联(ITU-R)在1985年提出的,当时的命名为未来公众陆地移动通信系统(FPLMTS)。由于该系统预期在2000年使用,工作频段在2000MHz,故于1996年易名为IMT-2000。总的来讲,第3代系统将是一个综合系统,涵盖地面系统和卫星系统,包括海、陆、空三维服务面,集成话音、数据、视像、ISDN和多媒体多种业务,从不到50m的微微小区一直到大于500km的卫星小区,采用多种空中接口和接入方式,可向高速与慢速移动的用户提供服务,是一个高度智能的、全球覆盖的、具有个人服务特色的移动通信网。

     目前国际电联有关IMT-2000的概念和原则、要求和结构以及技术评估和选择程序的建议均已通过,共15个。根据电联的工作计划,1997年3月到1998年6月为各国开始提交无线传输技术的待选方案期,1997年10月到1998年9月对这些方案进行评估,历时12个月。1999年3月最终确定入选的技术,并于1999年底完成技术规范建议的起草工作。也就是说,IMT-2000技术标准的制定工作已进入实质性阶段。

从图1中可以看到,欧洲的第3代系统叫通用移动通信系统(UMTS),于1987年开始研究,其目标基本与IMT-2000相同。为了实现UMTS,欧洲首先通过RACE、ACTS、COST等重大计划,大力开展科学研究,为UMTS开发新技术,然后在此基础上制定UMTS的标准。UMTS的科研工作已取得很多成果,但仍在进行,而UMTS的标准化工作才刚刚开始。欧洲决心在第3代系统的开发上胜过美、日,计划1997年前确定UMTS的法规政策框架,1999年完成技术标准大纲,2000年进行可行性试验并进一步完善该技术,2001年完成标准细则,2005年推向市场。欧洲当然希望国际电联能把UTMS的标准作为IMT-2000的标准。但不管怎样,可以预见,UMTS的一些技术标准将会纳入IMT-2000。

    日本在80年代,由于目光短浅、决策失误,它的模拟系统和第2代系统都自搞一套标准,失去了世界市场,因此决心在第3代系统的研究开发上抢先一步,力争把自己的技术通过电联成为国际标准,即使因为欧美阻力不能成为国际标准,也要尽量使它成为亚洲标准,走向国际市场。日本从1993年着手进行第3代系统的研究,并形成了由邮政省指导、联合通信和产业部门共同研究开发的一支队伍。计划于1998年完成标准制定工作,比国际电联提前一年。目前,日本正在积极寻找和亚洲国家,特别是和中国在发展第3代系统方面的合作。并准备在2000年左右引入第一阶段的IMT-2000系统。

     对第3代移动通信系统,美国没有像欧、日那样有计划、有组织、有目标地进行,曾经提出过的UPCS系统后来变得无声无息。其原因有:(1)目前占世界蜂窝市场50%以上的如此庞大的AMPS用户不能被忽视;(2)美国的第2代系统刚刚开始规模性建设,将投下巨额资金,必须考虑如何保护这些投资;(3)美国无线行业倾向于第3代系统标准尽可能开放和灵活,以容纳随市场需求而崛起的新技术。尽管如此,美国的一些实力雄厚的公司也在积极开发第3代系统的技术。最近美国朗讯、摩托罗拉、北电和Qualcomm四大CDMA公司决定联合制定新一代无线数字通信标准,故美国对国际电联标准制定工作的影响力不可低估。

 

 

 

3 市场趋势

 

    (1)蜂窝通信的市场潜力仍然很大,但市场将发生明显转移,亚洲成为欧洲和美国争夺的战场。

    蜂窝通信开始大规模发展到现在还只有短暂的历史,全世界蜂窝电话普及率才2.83%,这样低的普及率和这样快的发展速度,都预示着蜂窝通信诱人的前景。据预测,到2000年,全世界蜂窝电话用户将达到5亿,分布在125个国家。届时,北美用户所占之比例将下降,而亚太地区则上升,并超过美国。实际上,今年年底亚太地区的蜂窝用户数就将增至6800万,超过欧洲和美国。到本世纪末可望超过1亿,比欧洲多50%。可见市场将发生较大的转移。市场向亚太地区转移的原因主要有:该地区的固定电话服务十分贫乏,而经济正步入发展或发展最快阶段,以及蜂窝市场正在逐步放开。亚洲将成为欧洲和美国争夺的战场。

    (2)蜂窝通信正在加快向数字化过渡,但模拟蜂窝仍是主体,并在不断开发新业务。

    随着数字系统的日益成熟和完善,蜂窝通信向数字化的过渡正在加快。1997年1月全球有20%用户使用数字系统,到2000年将达80%。其中欧洲发展最快,1995年在欧洲销售的蜂窝电话中70%以上是GSM系统。据统计,1996年底欧洲的蜂窝用户已达3500万,其中数字用户为2271万占65%。预计到2004年,亚太地区88%的用户将采用数字蜂窝通信系统。但目前,从世界范围来看,模拟蜂窝仍占主导地位。1995年底,模拟蜂窝占全部蜂窝市场的84%,其中AMPS为55%、TACS为19%、NMT为5%。同时,模拟蜂窝还在不断推出新业务,以吸引用户,增强竞争力。例如在美国的模拟蜂窝上,推出的业务有:话音拨号业务、单一号码业务、一人一号业务、数字传信业务、查号业务、信息服务业务、新闻通报业务、汽车路边业务、信用卡业务、留言业务以及专项业务等。

    (3)蜂窝系统的基站成本和终端价格不断下降,来自每用户的平均收入也呈下降趋势。

    蜂窝系统的基站成本和终端价格随着蜂窝通信的发展一直在不断下降,尤以模拟蜂窝系统更为明显。在美国,每个基站的平均投资从1989年的126万美元下降至1994年的97.6万美元,移动终端的平均价格到1994年则从1983年的2628美元下降至79美元。随着价格的下降,用户越来越多,但蜂窝通信公司来自每用户的平均收入并没有增加,反而呈下降趋势。还以美国为例,近年来蜂窝通信公司来自每用户的平均收入一直以5.7%到10.8%的速度在下降,蜂窝电话用户平均费用从1990年的每月80美元下降到1995年的每月51美元。据预测,在今后两年里,亚太地区移动电话业务收入将翻一番,但亚太地区在未来10年里每个用户平均消费将降到1995年消费水平的三分之一左右。分析起来,主要原因有两个:一是随着蜂窝电话普及率的提高和住宅电话总用户数的不断增大,每单机的使用率降低;二是蜂窝电话资费的下调。

    (4)移动数据通信正在兴起,是一个不容忽视的市场。

    由于移动数据通信是企业提高劳动生产率的一个有效工具,而且除了提供基本数据业务(如电子信箱、传真、局域网接入等),还可提供在无线环境下特有的业务(如船队管理、自动车辆定位、个人数字助理等),所以深受发达国家企业界的欢迎。另外,各种笔记本电脑、掌上型电脑的日益普及也为实现移动数据通信创造了条件。移动数据业务目前主要通过3种技术途径来提供。第1种是专门设计的采用分组交换技术的蜂窝数据通信系统;第2种像在有线网上一样,利用传统的模拟蜂窝电话网专门设计的调制解调器来传数据;第3种是在模拟蜂窝网的基础设施上附加分组数据处理装置,利用蜂窝网的空闲信道来传数据。当然,利用数字蜂窝系统来传数据更是更顺理成章的事情。

据预测,到2000年,全世界约有2000万移动数据用户,美国约为1000~1500万,欧洲约为500~1000万。

    (5)移动终端中手持机向多功能微型化发展,车载台有成为汽车附件的趋向。

    随着技术的进步,移动终端中的手持机花样将越来越多。目前已有一些公司推出了新颖的手持机,例如日本最近推出了世界上首台无绳手提可视电话机,带有2.5英寸彩色液晶显示器,重量仅406g,与PHS系统完全兼容。摩托罗拉推出号称世界上最小的“佩戴式”随身电话,重量仅88g,可以别在胸前或挂在颈上,售价1400美元。AT&T推出可连接互联网的移动电话。用户除了打电话外,还可以用它接收和发送电子邮件,调阅WWW信息,在液晶屏上实现信息(分3行)显示。该话机售价500美元左右,月租费比普通移动电话贵30美元。然而,车载台有可能成为汽车附件,像汽车收音机一样于出厂时在车内安置,还可配合话音拨号技术,使行车更加安全。这种趋势有可能促使汽车制造厂和蜂窝通信设备制造厂形成某种程度的联合。

    (6)亚太地区的无线本地环路市场将会迅速发展。由于无线本地环路具有建设快、投资回报早、每用户成本低、维护费用低、系统实施灵活等优点,在有线电话普及率不高的亚太地区将会迅速发展起来,有较大的潜在市场。

    据美国EMCI公司预测,到2000年全球无线本地环路用户将达6000万户,其中亚太地区的用户将占世界发展中国家用户的2/3。到2005年,全球用户将达2亿,发展中国家将有1.48亿用户,其中3/4在中国;而发达国家只有5400万。无线本地环路业务的主要市场将在中国、印度、印度尼西亚和巴西。此外,无线本地环路随着市话竞争的开放,在城市地区也会得到更多的使用。

    (7)无绳PBX开始在欧洲崛起,市场前景乐观。

     无绳PBX自在1993年引入以来,一直发展缓慢。其主要原因是用户对它的好处没有认识到,后来通过对批发商、零售商、医疗中心、旅馆等典型客户做宣传工作,并让它们试用,使它们认识到无绳PBX对提高工作效率和随时保持同客户联络有很大好处。因为经调查表明,事实上,这些单位有60%的业务电话是由于工作人员暂时离开而没有接通,使单位的生意受到损失。再加上无绳PBX系统的价格不断下降、开放式标准的形成、参与这一市场的公司日益增多等因素,最近无绳PBX在欧洲的市场越来越看好。据预测,在今后3年内,无绳PBX的市场将以每年65%的速度增长。到1999年,欧洲的无绳PBX系统数将从1996年的4500个增加到62625个,市场规模将从1996年的2亿美元增加到7.15亿。在欧洲,德国的无绳PBX市场最大,法国和英国次之。据称,到1999年,德国装用的无绳PBX系统将达25000个,法国为9000个,英国为7500个。在美国由于起步较晚,这一市场还没有兴起。而在东欧、亚太和拉美地区的不少国家已经开始使用无绳PBX。

    (8)PCS市场要到本世纪末才会加速发展,但前景十分可观。

    虽然在理想情况下,个人通信的普及率可达到全世界人口的80%左右,亦即达到每成年人一部手机,但是目前PCS才刚刚起步,同时还面临着蜂窝通信的竞争,所以PCS的市场估计要到本世纪末才会加速发展,不过它的市场前景是十分可观的。这也就是美国有这么多公司竞相购买PCS频率的主要原因。据美国估计,到2000年PCS将获得27%的移动通信市场,产生100亿左右的业务收入,但在2005年之前,在美国移动通信市场中蜂窝电话仍将占主导地位。

     对于第3代系统,由于实现难度大,技术规范难以协调统一;欧、日、美3股势力各有打算,各国利害关系难以均衡;第2代系统向第3代系统过渡难以平滑;用户心态和接受程度难以估测等等因素,估计在本世纪末,不能形成国际电联所希望的第3代系统。届时能推出的产品预计只能是第3代系统的初期产品。未来第3代系统取得成功的三大因素是:(1)技术的综合性:第3代系统的实体决不是一两种技术所能完成的,它将是许多技术的大规模综合,能否把这些技术完美地综合在一起,形成无缝覆盖是十分关键的;(2)业务的多样性:第3代系统必须提供更多的新业务和新功能,尤其是富有个人服务的特色和丰富多彩的多媒体服务,使不同的用户能选到自己所需的服务,充分体会到第3代系统的优越性;(3)价格的合理性:第3代系统必须规模经营,向用户提供合理的价格,让用户获得最佳的性能价格比,也许最终这是最关键的一个因素。□

 

(收稿日期:1997-08-28)

[摘要] 本文介绍了以欧、美、日为代表的移动通信和个人通信三大技术走向,以及国际上第3代移动通信系统的开发现状,具体分析了移动通信市场的发展趋势。

[关键词] 移动通信 个人通信 码分多址 卫星移动通信 移动数据通信

[Abstract] The paper introduces three technical trends of mobile com-munications and personal commu-nications represented respective-ly by Europe,America and Japan.The current situation of the development of the third genera-tion of mobile communication sys-tem is presented.The develop-ment trend of the market of mo-bile communications is concretely analyzed.

[Keywords] Mobile communication Per-sonal communication CDMA Satellite mobile communication Mobile data communication ■