3G時代的先進(jìn)國家信息化運營——3G與信息化建設(shè)

[摘 要] 隨著通信網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)的不斷發(fā)展，3G技術(shù)環(huán)境下電信增值業(yè)務(wù)進(jìn)入了高速發(fā)展階段，業(yè)務(wù)范圍持續(xù)擴(kuò)大，經(jīng)營主體趨向多元化，經(jīng)營模式日益創(chuàng)新。本文介紹了3G(第三代移動通信系統(tǒng))的含義及3G技術(shù)的基本特點，分析了3G技術(shù)在通信中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞] 3G技術(shù); 信息化建設(shè); 通信應(yīng)用

doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2010 . 20. 025

[中圖分類號]TN929.5 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1673 - 0194(2010)20- 0069- 03

一、引言

面向未來，人們對3G技術(shù)充滿了美好的期待。目前3G還處于起步階段，但對其發(fā)展前景十分看好。隨著通信網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)的不斷發(fā)展，3G技術(shù)環(huán)境下電信增值業(yè)務(wù)進(jìn)入了高速發(fā)展階段，業(yè)務(wù)范圍持續(xù)擴(kuò)大，經(jīng)營主體趨向多元化，經(jīng)營模式日益創(chuàng)新。

自2009年1月7日以來，工信部向我國3家電信運營商發(fā)放了第三代移動通信(3G)牌照，標(biāo)志著中國進(jìn)入了3G時代。

在3G融合(通信、IT、消費電子)的大趨勢下，全球移動通信產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷從話音服務(wù)到移動互聯(lián)網(wǎng)、移動多媒體的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。當(dāng)前，國家高度重視3G的發(fā)展，國務(wù)院曾多次對3G的建設(shè)和應(yīng)用發(fā)出重要批示，2009年8月溫家寶總理在視察物聯(lián)網(wǎng)基地時又作出指示，要求傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展要與TD等3G技術(shù)結(jié)合，加大科研投入，建立“感知中國”中心。由此可以看出，中國電信業(yè)正迎來前所未有的機遇，3G技術(shù)在與傳統(tǒng)技術(shù)和信息化應(yīng)用融合方面大有作為。

目前全球主要有3種3G技術(shù):WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA，3種技術(shù)由于時間推出不一，各國政府支持的標(biāo)準(zhǔn)也不同，因此，這3種技術(shù)在全球的發(fā)展前景也有所不同。

WCDMA的發(fā)展。WCDMA主要起源于歐洲和日本的早期第三代無線研究活動，目前WCDMA標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)有4個版本，其中R99版本有可靠的全套設(shè)備和運營網(wǎng)絡(luò)可供采用，該版本數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供能力不如CDMA 2000 lx EV-DO，同時終端提供業(yè)務(wù)的能力較弱。R4版本是向全分組化演進(jìn)的過渡版本，R5和R6是全分組化的網(wǎng)絡(luò)，在R5中提出了高速下行分組接入(HSDPA)的方案，可以使最高下行速率達(dá)到10Mbit/s，目前標(biāo)準(zhǔn)仍在制定過程中。

從發(fā)展態(tài)勢來看，目前WCDMA是3G領(lǐng)軍技術(shù)，發(fā)展勢頭強勁。截至2010年7月底，全球已有82個WCDMA網(wǎng)絡(luò)在37個國家內(nèi)實現(xiàn)了商業(yè)化運營，其中有22個網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)于2005年，并且即將有7個網(wǎng)絡(luò)加入這一陣營。據(jù)調(diào)查，目前全球WCDMA/HSDPA終端產(chǎn)品的款式已達(dá)到186種，由26家供應(yīng)商提供，其中在過去的半年內(nèi)商家總共推出了70款新終端。

多數(shù)國內(nèi)運營商會選擇WCDMA標(biāo)準(zhǔn)。中國移動選擇WCDMA的可能性最大，因為WCDMA這套系統(tǒng)能夠架設(shè)在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)上，這樣過渡會比較便捷。中國電信也停止了對TD-SCDMA技術(shù)的測試，轉(zhuǎn)向WCDMA技術(shù)。據(jù)了解，中國鐵通和中國電信已各自建成基于WCDMA的若干基站，已經(jīng)投入正在進(jìn)行的3G場外測試中。

目前以歐洲為據(jù)點的WCDMA標(biāo)準(zhǔn)的商用化進(jìn)程正在加快。奧地利、日本、芬蘭等5個運營商已經(jīng)宣布推出基于WCDMA技術(shù)的3G服務(wù)，基于WCDMA的H3G英國、H3G意大利等將很快推出。

由此可見，在商用化方面，WCDMA已經(jīng)走在前面。

CDMA 2000標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)發(fā)展趨勢。CDMA 2000 是 TIA 標(biāo)準(zhǔn)組織用于指代第三代 CDMA 的名稱。適用于 3G CDMA 的 TIA 規(guī)范被稱為 IS-2000，該技術(shù)本身被稱為 CDMA 2000。

CDMA 2000標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)有多個版本，目前CDM A2000標(biāo)準(zhǔn)是基于Ro版本之上，并演進(jìn)成EV-DO和EV-DV兩個標(biāo)準(zhǔn)。EV-DO標(biāo)準(zhǔn)已商用，目前有Ro和Ra版本，其中Ro已成熟，單載波最高上下行速率可以達(dá)到153.6kbit/s。Ra是Ro的加強，但尚未成熟，單載波最高速率可以達(dá)到307.2kbit/s，并且支持話音業(yè)務(wù)和分組業(yè)務(wù)的并發(fā)。EV-DV標(biāo)準(zhǔn)有Rc和Rd版本，版本標(biāo)準(zhǔn)已確定。

截至2004年9月，全球46個國家有98個網(wǎng)絡(luò)提供商業(yè)化3G CDMA 2000服務(wù)，用戶數(shù)量達(dá)到了1.126億人。

在北美，CDMA共有6 450萬用戶，是該地區(qū)占統(tǒng)治地位的手機技術(shù)。2003年3月，北美地區(qū)有一多半的用戶采用的CDMA技術(shù)。在加拿大和美國共有36家CDMA運營商，其中有16家業(yè)已開展或者準(zhǔn)備轉(zhuǎn)向CDMA 2000。

在亞洲，日本和韓國是CDMA 2000 1X商用的成功典范。在日本市場方面，KDDI于2002年推出采用CDMA 2000技術(shù)的第三代移動電話服務(wù)，“CDMA 2000 1x”，總用戶數(shù)達(dá)到1 500萬戶。

CDMA 2000系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)研發(fā)是目前各標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)度最快的，許多3G手機已經(jīng)率先面世。

TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)發(fā)展趨勢。TD-SCDMA已成為發(fā)展最快的國際3G標(biāo)準(zhǔn)，融入3GPP的R4標(biāo)準(zhǔn)后，又參與了對3GPP的R5、R6標(biāo)準(zhǔn)的完善、更新。現(xiàn)在北京、成都和重慶等地建設(shè)了3個試驗網(wǎng)，測試結(jié)果表明，TD-SCDMA系統(tǒng)初步具備全境覆蓋獨立組網(wǎng)的能力。與此同時，TD-SCDMA還參加了信息產(chǎn)業(yè)部移動模擬試驗網(wǎng)(MTNet)第一、二階段的測試，指標(biāo)基本通過，系統(tǒng)整體設(shè)備運營基本穩(wěn)定。

TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)設(shè)備由于技術(shù)上具有獨特性和在我國擁有龐大的市場，該標(biāo)準(zhǔn)受到各大主要電信設(shè)備廠商的重視，核心網(wǎng)投入研發(fā)的有北電、中興、西門子、華為、普天、阿爾卡特等廠商;接入網(wǎng)方面，大唐、中興、普天、華為、西門子等廠商都在大力推動TD-SCDMA的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

對于TD-SCDMA終端的研發(fā)，中國電子、南方高科、海信、三星等九大廠商已經(jīng)融入。歐美制造商也紛紛向TD-SCDMA靠攏，不光有早期的西門子、飛利浦，如今，摩托羅拉、諾基亞也表示將生產(chǎn)支持TD-SCDMA技術(shù)的手機。今年3月底，大唐移動研制成功了全球第一臺TD-SCDMA手機，標(biāo)志著TD-SCDMA在終端研發(fā)上取得重大突破，向大規(guī)模商用又前進(jìn)了一步。

業(yè)界普遍認(rèn)為，TD-SCDMA的市場定位應(yīng)該跟WCDMA捆在一起會比較好一點，這樣才會在全球有發(fā)展空間。

二、3G技術(shù)基本特點

從目前已確立的3G標(biāo)準(zhǔn)分析，其網(wǎng)絡(luò)特征主要體現(xiàn)在無線接口技術(shù)上。蜂窩移動通信系統(tǒng)的無線技術(shù)包括小區(qū)復(fù)用、多址/雙工方式、應(yīng)用頻段、調(diào)制技術(shù)、射頻信道參數(shù)、信道編碼及糾錯技術(shù)、幀結(jié)構(gòu)、物理信道結(jié)構(gòu)和復(fù)用模式等諸多方面。縱觀3G無線技術(shù)演變，一方面它并非完全拋棄了2G，而是充分借鑒了2G網(wǎng)絡(luò)運營經(jīng)驗，在技術(shù)上兼顧了2G的成熟應(yīng)用技術(shù);另一方面，根據(jù)IMT-2000確立的目標(biāo)，未來3G系統(tǒng)所采用無線技術(shù)應(yīng)具有高頻譜利用率、高業(yè)務(wù)質(zhì)量、適應(yīng)多業(yè)務(wù)環(huán)境等特點，并具有較好的網(wǎng)絡(luò)靈活性和全覆蓋能力。3G在無線技術(shù)上的創(chuàng)新主要表現(xiàn)在以下幾方面:

(一) 采用高頻段頻譜資源

為實現(xiàn)全球漫游目標(biāo)，按ITU規(guī)劃IMT-2000將統(tǒng)一采用2G頻段，可用帶寬高達(dá)230MHz，分配給陸地網(wǎng)絡(luò)170MHz，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)60MHz，該網(wǎng)絡(luò)為3G容量發(fā)展，實現(xiàn)全球多業(yè)務(wù)環(huán)境提供了廣闊的頻譜空間，同時可更好地滿足寬帶業(yè)務(wù)。

(二) 采用寬帶射頻信道，支持高速率業(yè)務(wù)

充分考慮承載多媒體業(yè)務(wù)的需要，3G網(wǎng)絡(luò)射頻載波信道根據(jù)業(yè)務(wù)要求，可選用5M/10M/20M等信道帶寬，同時進(jìn)一步提高了碼片速率，系統(tǒng)抗多徑衰落能力也大大提高。

(三) 實現(xiàn)多業(yè)務(wù)、多速率傳送

在寬帶信道中，可以靈活應(yīng)用時間復(fù)用、碼復(fù)用技術(shù)，單獨控制每種業(yè)務(wù)的功率和質(zhì)量，通過選取不同的擴(kuò)頻因子，將具有不同QoS要求的各種速率業(yè)務(wù)映射到寬帶信道上，實現(xiàn)多業(yè)務(wù)、多速率傳送。

(四) 快速功率控制

3G主流技術(shù)均在下行信道中采用了快速閉環(huán)功率控制技術(shù)，用以改善下行傳輸信道性能，這一方面提高了系統(tǒng)抗多徑衰落能力，但另一方面由于多徑信道影響導(dǎo)致擴(kuò)頻碼分多址用戶間的正交性不理想，增加了系統(tǒng)自干擾的偏差，但總體上快速功率控制的應(yīng)用對改善系統(tǒng)性能是有好處的。

(五) 采用自適應(yīng)天線及軟件無線電技術(shù)

3G基站采用帶有可編程電子相位關(guān)系的自適應(yīng)天線陣列，可以進(jìn)行發(fā)信波束賦形，自適應(yīng)地調(diào)整功率，減小系統(tǒng)自干擾，提高接收靈敏度，增大系統(tǒng)容量。另外軟件無線電技術(shù)在基站及終端產(chǎn)品中的應(yīng)用，對提高系統(tǒng)靈活性、降低成本至關(guān)重要。

三、3G時代先進(jìn)國家信息化運營的成功經(jīng)驗

信息化帶來最有說服力的效果是它對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了舉足輕重的推動作用。以美國為例，20世紀(jì)90年代后期，美國約1/3的經(jīng)濟(jì)增長來自信息化的拉動，超過其他任何行業(yè)。在利用信息化手段改變傳統(tǒng)經(jīng)營模式方面，發(fā)達(dá)國家的企業(yè)更是取得了突破性的進(jìn)展。例如福特汽車公司通過網(wǎng)上采購，使汽車零部件的采購成本下降了30%，布洛克巴斯特公司建立了3 600萬個家庭的娛樂消費檔案。隨后開展了以互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為主要內(nèi)容的信息化革命，并帶來了豐厚的利潤。

目前全球3G市場已經(jīng)進(jìn)入發(fā)展期。從商用網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量來看，到2009 年7月，全球CDMA 2000 1X 和EV-DO 用戶數(shù)分別達(dá)到3.6 億和1.3 億戶，WCDMA 用戶總數(shù)突破4 億戶。3G時代在信息化方面的應(yīng)用更加引人注目。廣大用戶，特別是行業(yè)、政府用戶在信息化方面對開放性、實時性、移動性提出更高的要求，而日韓等國電信運營商因勢而變，取得了很多寶貴的經(jīng)驗。

日韓等國由于進(jìn)行了良好的3G市場培育，用戶熱衷于使用新業(yè)務(wù)，因此兩國成為全球3G新技術(shù)、信息化新應(yīng)用的試驗和運營場地。韓國SK電訊先后推出一系列創(chuàng)新性的跨行業(yè)服務(wù)，涵蓋了行業(yè)信息化、移動視頻流媒體、移動音樂等多個領(lǐng)域，由于這類創(chuàng)新業(yè)務(wù)適應(yīng)市場需求，發(fā)展非常迅猛，其業(yè)務(wù)總量達(dá)到6 300多種。日本DoCoMo公司則利用已有資源(包括當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)的熱門業(yè)務(wù))，創(chuàng)新衍生出一批移動新業(yè)務(wù)，如手機信息搜索、地圖定位服務(wù)，再比如醫(yī)療、刑偵、交通和物流等行業(yè)的彩信/彩E圖像應(yīng)用、定位應(yīng)用;他們充分利用手機的第五媒體特征，探索與其他行業(yè)的產(chǎn)品服務(wù)捆綁營銷，以及第三方支付營銷模式等。同時隨著3G移動通信速率的大大提升，手機流媒體信息化應(yīng)用在逐漸增多，SK、DoCoMo等運營商通過與交通、郵政、水利等行業(yè)合作，相繼開通移動視頻業(yè)務(wù)和移動辦公等服務(wù)。

2009年8月日本制定出至2015年的中長期信息技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略——“i-Japan 2015”。其要點是大力發(fā)展電子政府和電子地方自治體，推動醫(yī)療、健康和教育的電子化，大力發(fā)展以綠色信息技術(shù)為代表的環(huán)境技術(shù)和智能交通系統(tǒng)等重大項目。日本將利用包括3G在內(nèi)的信息技術(shù)，使全體國民的生活變得更加便利。

三、結(jié)語

世界各國近年來紛紛推出新的信息技術(shù)戰(zhàn)略。美國注重各種智能系統(tǒng)和先進(jìn)通信技術(shù)的發(fā)展，英國推出了“數(shù)字英國”計劃，澳大利亞、新西蘭紛紛出臺國家寬帶信息化戰(zhàn)略……全球信息化正在引發(fā)當(dāng)今世界的深刻變革，重塑世界政治、經(jīng)濟(jì)、文化和軍事發(fā)展的新格局。在此背景下，3G通信技術(shù)已形成廣闊的發(fā)展空間。