第二代移动通信向第三代移动通信的演进

发布时间:2005-03-16 作者:曹淑敏(信息产业部电信传输研究所) 阅读量:

▲ 移动多媒体技术无疑是移动通信的发展方向,但只有第三代移动通信才能真正满足其发展要求。

▲ 由于近期移动通信仍将以话音业务和低速数据业务为主导业务,所以第三代移动通信网与第二代移动通信网会共存很长时间。

▲ 中国的电信运营和信息产业部门已经在为第三代移动通信的引入和产品国产化积极部署,中国的第三代移动通信的发展将兼顾运营和产业两大利益。

 

1 中国移动通信发展现状

 

     从1987年中国开始提供移动业务以来的十多年里,移动业务年均增长率超过100%。移动电话用户数目前已达3 200多万户,用户规模居世界第3位。

     中国从1995年开始的GSM应用,发展速度非常迅猛,特别是1998年GSM增加1 000多万户。现在中国电信和中国联通两大运营者的GSM网总用户数已达2 000多万户,占整个移动用户的70%以上。从1997年起在北京、上海、广东等移动通信发展迅速的地方已开始了GSM1800的商用试验,如今GSM900/1800已成为中国移动通信网的主体,其覆盖范围早已超过模拟网。中国电信的GSM用户已达到1 800万户,是世界上最大的GSM运营者。

    另外,中国已决定规模发展CDMA。根据联通公司的计划,到2003年,其CDMA网络容量将达到4 000万,用户2 800万户。从1996年开始,原中国电信长城网和中国联通已分别在几个城市进行了800MHz CDMA的商用试验(原中国电信长城网试验城市为:北京、上海、西安、广州;中国联通网试验城市为:天津、上海、广州)。现在已有CDMA商用用户5万多户。

     第一代模拟蜂窝移动通信网TACS在经过了十几年的运行之后,已处于保持状态,并正在逐渐腾出频率给GSM网使用。

 

2 向第三代移动通信过渡是移动通信发展的必然

 

     虽然中国的移动通信发展非常快,但目前普及率仍不到3%,发展潜力非常大,根据“九五”计划,到2000年全国蜂窝移动电话用户将达4 600万户,普及率也才不到4%。有关部门预测,到2003年全国移动电话用户将可能达到1亿户左右,普及率将达到8%左右;2005年将可能达到3亿户左右。

    这样大的发展规模,单靠现有的技术和频段是很难满足需求的,所以需要采用新的频段和频谱利用率更高的技术。

    从业务的发展角度来看,虽然目前的移动电话网主要以话音为主,而且相当长的时间内话音业务仍将占据主导地位。但移动通信和Internet两大发展最快的领域的结合产生的移动多媒体技术,无疑是移动通信的发展方向。要实现移动中的多媒体,现有的第二代移动通信技术能力非常有限,现有的频段也不可能满足这一要求。需要发展第三代移动通信系统。

    第三代移动通信系统主要特征之一,就是能提供多媒体业务,而且它的频谱利用率比第二代的技术更高。第三代移动通信系统能够很好地满足移动和多媒体两个方面的要求,所以第三代移动通信是中国移动通信下一代的发展方向。

 

3 第三代移动通信网应以第二代移动通信网为依托

 

    虽然第三代移动通信是移动通信的发展方向,但第三代移动通信的发展,无论是网络,还是业务,以及研究开发和产业化都应充分考虑第二代已有的基础。主要应遵循如下一些原则。

 

3.1第三代移动通信网的核心网络要与第二代移动通信网后向兼容

     据分析,中国将在2003年引入第三代移动通信系统,到那时,第二代的网络规模将达到8 000万左右。这么大的网络规模和巨大的投资必须得到保护和利用,因而当第三代的核心网络开始建设时,应以第二代的网络为依托,与第二代共用一个网络平台。这样才能保证不必在全国范围重新铺开一个网络,而只在容量紧张或业务需要的地方局部建设,保证不影响全国范围的漫游。

     目前中国第二代的核心网主要以GSM MAP为主,在今后几年内,将同时拥有IS-41核心网络。所以我们希望第三代的网络在这两个“家庭成员”过渡演进到第三代的同时,还要实现他们的互联互通,以保证终端在不同网络之间的无缝漫游。另外对于第三代的业务,希望两个核心网能采用统一的定义和协议,以使两个核心网逐渐过渡为一个理想的统一的第三代核心网络。

 

3.2 第三代移动通信的无线技术应遵循的原则

(1)尽可能采用国际统一标准

    在第三代移动通信无线接口技术的采用上,中国一贯坚持采用国际标准,并一贯支持标准的统一和融合,一直为促成标准的统一而作各种努力。我们认为统一标准可以促进整个无线通信在全球的成功发展,统一标准无论对运营者、厂家还是最终用户来讲都是最好的结果。

    对运营者来说,可以降低投资的风险,促进厂家之间的竞争,降低设备价格;对厂家而言,可以避免对不同标准的重复研究开发,降低开发费用和投资风险;对于用户则可以最低的终端价格、最低的服务价格,进行全球漫游。

    我们经过对两种宽带CDMA技术,即W-CDMA和cdma2000的评估和研究之后,认为它们彼此之间的共同点很多,融合成一个标准的可能性是有的。目前国际上两种宽带CDMA融合方面已取得重大进展,FDD CDMA DS即W-CDMA和cdma2000的直接序列扩频方式的两个主要参数已经统一,并正在实施;FDD CDMA DS和FDD CDMA MC两种模式的高层协议将同时支持GSM MAP和IS-41两个核心网,并且也提出了实施的框架。

(2)TDD和FDD同样重要

     频率复用分割(FDD)作为蜂窝移动通信技术,在第二代已得到成功的应用,在第三代无疑还会作为主要方式应用。但同时,我们认为时间复用分割(TDD)会变得越来越重要,因为TDD在支持非对称的Internet业务方面有着FDD不可比拟的优势。而Internet业务将是第三代移动通信的主要业务之一,所以中国非常重视和支持TD-SCDMA技术。

(3) 知识产权问题尽可能小

     知识产权的问题若不能妥善解决,将很可能制约和影响第三代移动通信的发展,所以我们希望欧美之间能尽快解决知识产权问题,使第三代移动通信能在一个健康、正常的环境中发展。

(4)第三代的终端可通过双频双模的方式实现与第二代网络之间的漫游

     由于第三代无线接口采用的技术和使用的频段都与第二代不同,所以必须采用双频双模的终端才能在第二代向第三代网络的过渡演进中平滑衔接。

 

4 第三代移动通信和第二 代移动通信之间的关系

 

     新业务的需求、频谱的紧张及竞争将是影响第三代移动通信引入时间的三个主要因素。

(1)从业务需求来看,第三代不会很快替代第二代,而将与第二代长期互补共存地发展

     第二代移动通信主要以提供话音和低速数据业务为主;第三代移动通信则在改善话音业务的基础上,以能提供中高速的数据业务及多媒体业务为主要特征,二者在业务能力上是互补的。

    特别是在第三代移动通信商用的初期,由于那时第二代移动通信的技术已非常成熟,网络覆盖范围和用户规模都非常大,设备的价格很低;第三代移动通信则恰恰相反。

     另一方面,话音业务和低速数据业务在今后的相当长的时间里仍是移动通信的主导业务,据预测对移动多媒体业务的需求到2005年以后才会明显增长。

因此,从业务发展角度来看,第二代移动通信还将有一个长期的发展过程,第三代移动通信的发展将是一个渐进的过程。

(2)第二代频谱资源的紧张会加快第三代移动通信的引入

    中国由于市场需求大,移动通信发展迅速,现有的900MHz  TACS和GSM频段在大城市早已非常紧张,已开始启用1 800MHz。而已规划的45MHz的1 800MHz频段也很难满足2005年移动用户发展的需要。所以由于频谱资源的紧张会使中国的第三代移动通信在2003年左右商用。

(3)竞争也将是加快第三代移动通信发展的另一个因素

     与第二代移动通信相比,第三代移动通信无论从业务能力、质量等方面都有明显的先进性,所以随着中国移动通信市场竞争的加剧,必然会作为竞争的一个有利的手段而较早引入。

     综上所述,第三代移动通信由于业务、频谱和竞争的原因会在几年后在中国引入,同时由于移动通信仍将以话音业务和低速数据业务为主导业务,所以第三代与第二代会共存很长时间。

 

5 第二代移动通信向第三代移动通信过渡的步骤

 

     第二代移动通信网络向第三代过渡和自己本身的演进是同时进行的。同时由于第三代采用的技术与第二代相比有明显的飞跃,因而我们的运营、标准及产业都应在两个方面做好准备。

(1)对于核心网的演进

    如前所述,核心网的演进是在现有网的基础上演进的,同时必须进行相应的增补才能满足第三代新的业务的要求,如无线接口采用宽带CDMA技术,核心网引入ATM和IP技术等,所以首先要继续做好第二代网络本身的演进,适时增加新的功能,如GSM的分组交换业务(GPRS)、无线智能业务(CAMEL)等。另外要研究采用新的无线技术和实现第三代新的业务和功能引起网络的变化及网络演进的方案等。

(2)无线接口

    对于无线接口而言,尽管中国还没有决定第三代无线接口采用什么技术,但很可能采用主流的宽带CDMA技术,而宽带CDMA技术与第二代GSM相比,变化是革命性的,所以必须尽早进行研究。从运营上应尽早进行试验、积累经验;从产业上来讲,应马上进行研究开发,可在窄带CDMA开发的基础上进行。

     中国提交的TD-SCDMA TDD技术由于是在成熟的SCDMA的基础上发展而来,因而会较快形成产品。

    当前,国际上第三代移动通信的标准化工作正在紧张地进行,很多标准还没有最终确定。中国会继续积极参与国际标准的制定,反映中国的要求,提出自己的建议。无论是中国的运营部门还是产业部门已经在为第三代移动通信的引入和产品国产化而积极地部署,中国的第三代移动通信的发展将兼顾运营和产业两大利益。

 

(收稿日期:1999-07-09)