第3代移动通信的业务承载和业务发展

• 3G系统在业务能力、业务承载和开发平台、业务种类等方面都比2G有了质的飞跃
  
• 3G业务的标准化是业务能力的标准化
  
• 2G/2.5G向3G的演进实质是业务的演进
  

　　1 概述

　　第3代移动通信(3G)技术是未来移动通信技术的发展方向，已得到广泛的共识。特别在业务能力、业务承载和开发平台、业务种类上，3G都比传统的第2代移动通信(2G)系统有了质的飞跃和提高，使3G业务特性成为3G标准化和系统中最具特色的部分。
　　在业务的标准化上，IMT－2000定义了具体的业务能力：提供灵活的多业务接入能力和更加丰富的业务；增加对宽带业务的支持；根据业务需求分配带宽；通过协商机制，提供保证不同服务质量(QoS)的高比特率的业务承载，满足突发性、非对称业务的需要。

　　2 3G业务平台

　　2.1 3G业务性能

　　3G的业务范围从最基本的寻呼、话音到多种分组和数据业务，速率从几个字节每秒到2 Mbit/s。IMT－2000提供业务的一个总的目的是能够同时提供话音、分组和图像等，用户得到的业务必须依赖系统业务能力和终端能力。IMT－2000业务的标准化重在3G业务能力的标准化，具体的业务应用将根据市场驱动不断开发和完善。我们可以根据用户调查和现有业务的分析，对未来3G业务进行预测和定义，使之无论怎样灵活多变，只要在3G业务能力范围内，都可以通过3G的承载来实现。ITU对IMT－2000业务的最低性能要求进行了定义(见表1)。

表1　IMT－2000业务的最低性能要求

　　2.2 3G业务能力

　　以3GPP R99标准为例，3G系统提供的业务可以被分为基本业务和补充业务两大类。

　　基本业务按功能又可分为电信业务(teleservices)和承载业务(bearer services)。

　　电信业务是指为用户通信提供的，包括终端设备功能在内的完整信息表达能力，属于高层能力。3GPP R99定义了部分电信业务，包括：话音业务；点对点短消息业务(SMS－PP)，在UMTS和GSM接入网间提供无缝隙的点对点短消息；小区广播短消息业务(SMS－CB)，在UMTS和GSM接入网间提供无缝隙的小区广播短消息；紧急呼叫，UMTS R99支持GSM标准中定义的紧急呼叫。

　　承载业务则提供用户接入点(也称用户/网络接口)间信号传输的能力，属于低层能力，如电路承载、分组承载等。

　　3GPP R99支持的电路承载，其电路交换数据业务和实时数据业务应当同PSTN/ISDN一起联网提供，用户不会感觉到在使用不同的业务接入网(在UMTS接入网、GSM接入网或在不同接入网之间切换)。电路承载支持透明(固定时延)业务和非透明(使用流量控制的零差错)业务，在GSM接入网和UMTS接入网之间切换时，数据业务应保持最小的数据损失。

　　分组承载业务应当同其它分组网，如IP网和LAN联网提供，应确保切换基于业务分组的连续性。

　　补充业务是对两类基本业务的改进和补充，它不能单独向用户提供，必须与基本业务一起提供。同一补充业务，可应用到若干个基本业务中，比如呼叫转移、来电显示等等。

　　2.3 3G业务平台

　　3GPP定义的3G业务平台包括业务承载、业务开发和具体业务提供3个层面。

　　2.3.1 3G业务承载平台

　　3G业务承载平台(services bearer platform)具体包括有线子网(wire subnetwork，3G核心网子系统)和无线子网(wireless subnetwork，3G无线接入网子系统)。

　　由于采用了CDMA技术和ATM网络协议结构，使得3G系统在无线接入侧和核心网络侧都以宽带系统来设计，比2G/2.5G有着巨大优势。WCDMA系统采用DS－CDMA方式，其空中接口的码片速率是3.84 Mcps，载波带宽5 MHz。核心网基于增强的MAP协议，支持宽带业务。

　　3GPP R99核心网分为电路域(CS)和分组域(PS)两部分。CS域主要处理传统的电路型业务，如语音电话及ISDN等；PS域则处理分组数据业务。

　　R99核心网技术标准是在现有的GSM/GPRS基础上发展的，它把GSM MAP 协议作为上层核心网协议。为了支持高速数据业务，提高数据的传输速率，3GPP在核心网和无线接入网之间增加了开放的基于ATM的Iu接口，替代原来的A接口与Gb接口。

　　R99核心网CS域在业务方面不仅要完全支持MAP Phase 2阶段以上的业务和GPRS的业务，还要对未来业务进行支持，并且新的系统要提供与现有固定网一致的较高的服务质量。R99核心网PS域主要为移动用户提供数据承载业务，包括点对点(PTP)数据业务和点对多点(PTM)数据业务，同时还支持补充业务和短消息业务，提供以通用分组无线业务(GPRS)承载业务为基础的各种电信业务，如网络应用业务。3G可以通过协商业务量和QoS特征的方式支持高比特率的业务承载，还可以有效地支持突发和不对称业务，支持 Internet接入、移动多媒体、多呼叫等。在应用方面，通过增强和综合，提供定位服务和移动智能业务等。

　　在向全IP方式演进的3GPP R4/R5版本中，MSC分成两个不同的实体：MSC Server和MGW(媒体网关功能)，分别负责处理信令和用户数据。HSS用于存储用户签约信息的主数据库，信令网关RSGW主要完成不同网间七号信令和IP信令之间的转换。TSGW是连接公众交换电话网(PSTN)和3G核心网之间的信令网关。

　　基于全IP的R4/R5版本的网络结构基于分组技术，可同时实现实时和非实时业务。IP用于所有数据和信令的下层传输，通过在IP网上构建逻辑独立的信令处理服务器(如Softswitch)处理控制信令和构建多种业务应用服务器(service application server)提供业务，实现全网的“业务、控制、核心路由、接入”各层的逻辑分离。全IP网络是通信发展的趋势，一旦VoIP和IP QoS技术成熟，即可实现移动网络与IP网络的统一。

　　2.3.2 3G业务开发平台

　　3G标准化中，没有定义标准的业务，而是定义了业务生成的工具，如MEXE，CAMEL，USAT等，便于运营商和业务提供商迅速开发出具有特色的、为用户需求的、廉价的多媒体业务。

　　对业务开发平台来讲，无线传输环境和接入技术都是透明的。3G业务承载平台为业务开发平台提供了承载控制(bearer control)、呼叫控制(call control)、移动控制(mobile control)等功能。承载控制主要是业务承载的建立、释放和重建。3G标准定义一个呼叫可以同时建立多个承载，而且在每个呼叫周期，承载可以自由释放和重建。呼叫控制和移动控制分别负责呼叫的建立和位置管理。

　　业务开发平台提供标准应用开发接口(API)，不同的业务提供者可以在此基础上自行设计电信业务，并做到设计周期短、代价小，不影响其它网上运营的业务。

　　2.3.3 3G业务提供

　　在未来3G系统中，移动多媒体业务将占有重要地位。因此3G系统除传统电信业务外，应能有效地支持移动多媒体业务。多媒体业务在一个呼叫中集合了两种或两种以上的媒体组件，例如语音、数据、图像、影像。多媒体业务可以包括多个呼叫方和连接不同的呼叫方，可以提供不同的媒体组件，因此要求多媒体业务应该具有足够的灵活性，以便增加和删除多媒体组件和呼叫方。

　　多媒体应用和业务一般分为两类：互动式业务和分配式业务。

　　互动式业务可以是会话、消息通信或检索。一般来讲会话业务是实时双向的，不存储和转发，要求较低的端到端时延(小于100 ms)， 并且对不同媒体组件之间的同步级别要求较高，可视电话和会议电视是典型的会话业务；消息业务要求有存储和转发功能；检索业务可以使用户在一个或多个信息中心中检索信息，信息中心发送给用户的信息是受用户控制的，接入的每个信息中心可以提供不同的媒体组件，例如高分辨率图像、录音和一般的存档信息等。分配式业务属于广播业务，可以使用或不使用用户控制功能。

　　2.4 3G终端

　　3G无线空中接口标准化的多样性，决定了3G多媒体终端会有几个技术标准(目前至少有两种技术有可能成为主流)。当IMT－2000的全球统一的无线接入标准的理想最终夭折时，采用自适应技术、空中软件下载技术、超大规模集成电路技术开发多模/多频3G终端，支持不同标准系统的接入成为实现全球漫游的最佳解决方案。

　　同时3G终端可以集成很多功能模块，例如网页浏览器、MP3播放器、游戏机、电子钱包、个人ID等，未来的3G终端将是集通信、娱乐、记事簿、信用卡、身份证于一身的多功能个人事务处理设备，支持丰富的3G多媒体业务。

　　3 3G业务演进

　　3.1 业务演进

　　从业务发展的角度看，2G/2.5G向3G的演进，实质是业务的演进。

　　3G业务演进的上游有两个方向，一个是2G/2.5G业务是3G业务的子集，另一个就是互联网的普及和应用。

　　在3G业务的发展初期会沿袭大量的2G/2.5G系统的业务以得到市场的认可和漫游的支持。在业务演进中，运营商需要根据市场和用户需求，在不同的时间和地点，通过引入和更新网络设备逐步引入有特色的3G业务。在业务标准化方面，MAP Phase 2＋定义的虚拟归属环境(VHE)、无线定位业务(LCS)等3G业务的概念在3G业务中都有继承和发展，以GPRS为代表的移动数据网络的运营模式，也已经开始向3G业务运营模式过渡。而大量的、为人们所熟悉的互联网业务，会逐步通过3G网络的承载，具备移动的特性，这是3G业务进一步丰富的重要来源。

　　所以，基于移动通信个人化和互联网业务的特性，在进行3G电信业务设计中，需要考虑诸如检索业务(如Internet业务)的非对称性，特别是支持用户主动获取信息的能力和主动为用户提供有价值的信息的能力等。

　　3.2 3G业务需求分析

　　i－mode的成功，充分说明了移动数据业务在移动通信领域的巨大潜力，为3G提供了新的运营参考模式，其经营模式与业务内容成为全球各大电信业者争相模仿与研究的对象。截至2001年2月，日本最大的移动运营商NTT DoCoMo拥有移动用户3 500万户，占日本移动用户总数的59％。i－mode 业务采用简化的HTML协议，利用PDC的分组交换平台提供丰富的移动数据业务和应用，用户使用彩色显示的i－mode手机。i－mode 1999年3月开始商用，2000年3月由最初的4.8万人上升至749.9万人，目前已有用户2 100万户，共有近4万个相关业务网站。

　　那么，什么样的移动数据业务会带动国内3G市场的发展呢？

　　除了具体的技术条件，非技术因素在3G业务的需求中起重要作用，具体可以概括为业务演进方向、用户接受程度、价格、时尚、消费习惯、消费心理、文化传统等，还有与互联网的嫁接关系。

　　在i－mode中，新型的移动数据业务更受年轻消费者的青睐(占用户总量的75％ 以上)。这一消费阶层的特点是有活力、善于接受新事物、习惯于互联业务、讲究品位和流行时尚、追求前卫，但又因社会地位而消费能力不足，所以更倾向于物美价廉的业务。他们的需求是未来移动数据业务发展的重点。

　　互联网的消费群以年轻人为主，网上聊天、Email、娱乐已经是他们生活的一部分。互联网通信方式和他们生活习惯，会导致移动通信也具有互联网的特性。所以消费者选用移动数据业务时更强调互联网通信功能，更重视可在移动环境中随时收发信息的能力；同时互联网在人们日常生活中的普及程度和影响力，也决定了移动数据业务的被接受和迅速普及。

　　手机有操作简易的特性，但利弊并举，关键要看在提供移动数据业务时如何兴利除弊。i－mode推出了多元的、符合大众消费心理的业务和增值服务，这就使得将近6成的i－mode用户，舍弃PC而选择以手机上网。

　　如果将具体移动数据业务分为邮件、资讯、网页浏览3类，则可以看出多数使用者除打电话的基本功能外，收发短信息和电子邮件类型的业务量最大，生活资讯方面次之，而网页浏览算是附属功能。毕竟手机屏幕较小，用于浏览网页不如PC方便，价格也决定了移动数据业务在大数据量下载和浏览上没有优势。

　　资讯类业务可分高端和低端市场。低端属简单的信息发布，较适合一般消费者；高端则包括今后市场潜力很大的行人移动导航、车用导航服务、LCS等，对高消费人群和商务人士有吸引力，但需要移动数据市场进一步发展和高度发达的互联网内容提供能力。

　　借鉴i－mode业务的成功经验，结合中国移动通信发展强于互联网发展的实际，建议可重点发展以下几类数据业务：

　　(1)移动E－mail
　　这是最实用的、最受欢迎的移动数据业务，因为一般移动用户肯定也是互联网电子邮件的用户，而电子邮件的用户都是未来潜在的移动用户。对很多消费者而言，移动E－mail也许是他们接触的第一个真正的移动数据业务，将会直接影响他们对移动数据业务的消费习惯。

　　(2)移动多媒体短消息
　　在2G网络中，无论在国内外，短消息已经成为话音之后发展最快的业务。今后的3G网络将突破纯文本短消息方式，发展图片与文本结合、多媒体与文本结合的短消息业务，加大短消息的信息量，开发出丰富的供下载的数据库。

　　(3)生活资讯
　　生活资讯可分不同的资讯类型和栏目以电子杂志的方式通过短消息平台承载，由消费者鉴别、选择，然后登记订阅，或在具体区间发送商业信息，对消费者进行商业宣传。付费分为消费者付费和ICP付费等方式。

　　(4)娱乐型业务
　　娱乐型业务主要有MP3下载、游戏下载、卡通贺卡、幽默、时尚资讯等，由具有丰富数据和服务的主题网站或门户网站提供。这部分业务很可能成为移动业务利润最高的业务，但要通过引导消费者使用来逐步产生示范效应。

　　(5)高端数据业务
　　针对高端用户的电子商务、移动局域网、移动登录等高端业务，初期市场份额会较小，但主要以大客户为主，业务消费稳定，发展潜力巨大。

　　4 总结

　　发展合适业务、培育市场需求是3G良性发展的关键点，已经成为业界的共识。

　　在业务方面，3G系统制造商应重视3G业务平台的开发，同时为3G网络业务提供商(ISP)和内容供应商(ICP)提供相关设备和技术方案的支持；应与运营商密切合作，利用自身的技术优势，直接为用户开发适合的3G业务；应在原有2G的WIN开发基础上，继续发展3G无线智能网。

参考文献

1 3GPP. R99 TS 22101. 2001. UMTS Service Principles. 2001,5
2 3GPP. R99 TS 22105. 2001. Services ＆ Service Capabilities. 2001,5