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标 题: 第三代移动通信大格局确定 dormouse
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年06月15日22:26:15 星期五), 站内信件
发信人: dormouse (书中眠), 信区: CRC
标 题: 第三代移动通信大格局确定
发信站: 紫 丁 香 (Thu Feb 24 14:39:49 2000), 转信
第三代移动通信大格局确定
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国际电联会议通过无线接口关键参数
本报讯 (记者 易龙) 3月19日,为期两周的ITU-TG8/1第16次会议在巴西结束,
此次会议通过了Rec.IMT.RKEY建议,完成了第三代移动通信无线接口关键参数的制定,
确定了第三代移动通信技术的大格局。
3月23日,刚刚参加完本次会议回到北京的中方代表邮电部移动通信局总工李默芳女
士接受了本报记者的独家采访。
据李总介绍,参加此次会议的二百多名代表来自世界各个国家,与会的各国代表就
第三代移动通信无线接口参数的标准制定进行了激烈的争论,会议最终完成了Rec.IMT.
RKEY建议,此建议认为对第三代移动通信无线接口的陆地部分仍在寻求一个统一的标准
,它包括两组技术:CDMA、TDMA,或者它们的组合,其中CDMA又包括了FDD直扩序列、F
DD多载波方式及TDD几种模式,中国提出的TD/SCDMA方案包含在TDD CDMA模式之中。第三
代移动通信无线接口的卫星部分则分为6种不同的技术。作为第三代移动通信标准关键部
分的无线接口标准的制订,确定了第三代移动通信技术的大格局,为ITU进一步制订规范
奠定了基础。第三代移动通信将可为用户提供高速数据传输、因特网访问、移动视频等
多媒体服务,同时支持全球漫游特性。
此次会议的一个争论焦点是在无线接口的陆地部分是否寻求标准的统一,包括中国
在内的发展中国家,以及亚太区的国家支持统一的标准。但由于要实现与现有第二代移
动通信网络的后向兼容,同时一些IPR问题,使标准的统一需要进一步努力。中国希望在
直扩CDMA和TDD CDMA两种模式内实现不同技术的进一步融合。由于包括中国在内的发展
中国家的努力,Rec.IMT.RKEY报告中写入了要继续寻求标准统一的内容。这也成为此次
会议的一项重要成果。
本次会议完成了关键参数的制定,并开始启动无线接口规范的制订。由于ITU第三代
移动通信最终规范还没有出台,各国仍有机会在此次会议确定的几种无线接口模式之下
继续寻求技术融合和标准统一。
据悉,ITU将在今年11月份完成第三代移动通信规范的制订,5月份还将在中国召开
TG8/1第17次会议,中国邮电部电信传输研究所曹淑敏副所长已当选为TG8/1中新成立的
WG(制定无线接口规范)主席。李总表示,中国将积极参与到ITU的工作中去,为实现技
术的融合继续努力,并积极参与地区性标准组织的活动,国内标准化工作也要马上展开
,国内的运营者、厂家也要参与到标准的制订工作中。
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第三代移动通信的关键技术
从第二代移动通信系统向第三代移动通信系统演变,下列技术将起到非常重要的作
用,它们是IMT-2000的关键技术。
——多载波调制。在信号调制方面,系统可采用自适应多进制调制方法,即根据无
线信道的衰落程度、信道流量或其它参数动态变化,收发信机同步地改变调制的进制数
。在衰落较轻或业务空闲时,减少进制数,反之增加进制数。对于扩频通信,信号带宽
在几十兆赫兹到几百兆赫兹,而无线环境的相干带宽一般为几百kHz,是一个频率选择性
衰落信道,因此将带宽分成N个载波调制并进行传输,这样每个窄带信号经历的是N个平
坦的非频率选择性衰落信道,当修改载波数目而各路的传输速率不变时,也就是改变了
总的传输速率,所以多载波调制可以方便地满足不同业务的需要,可以灵活地实现多媒
体业务。
——多址技术。多址技术是解决多用户共享无线资源的技术,主要有三种方案:频
率、时间、正交码,对应三种基本的复用方式,即频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA
)、码分多址(CDMA)。第一代系统主要采用FDMA,第二代系统主要采用TDMA,第三代
系统主要采用CDMA。CDMA采用一组正交码以区别不同的用户,具有频率规划简单、频谱
利用率高、软切换、软容量等优点,第三代系统要求提供从几千bps到2Mbps的可变速率
业务,运行于多环境,按需分配带宽,采用多射频信道带宽,灵活的CDMA技术可以满足
第三代系统的要求。
——软件无线电。软件无线电主要是利用现代数字信号处理技术、微电子及软件技
术,基于同样的硬件平台,通过加载不同的软件,获得不同的业务特性。对于系统升级
、网络平滑过渡、多频多模的运行等来讲,相对简单容易、成本低廉、安全性高,这对
于第三代要求的多模式、多频段、多速率、多业务、多环境等特别重要。但是软件无线
电还是发展中的技术。
——智能天线。智能天线是通过基带数字信号处理器,为每个信道提供一条赋形天
线的发射波束,并始终跟踪用户,这样可以降低发射功率,减少干扰,增加系统容量,
同时波束赋形可以克服多径传播问题。
——异步转移模式(ATM)。ATM的基本原理是把话音、数据、图像等业务信息分解
成53字节(48字节业务信息+5字节控制)的“信元”(cell),通过网络传到相应的目
的地。ATM具有流量控制、阻塞控制、差错控制、高QoS、虚连接、恒定速率和可变速率
的优点。能够提供从无线网到固定网的宽带的端到端连接,便于与固定宽带网的融合。
基于信元的网络传输结构,便于动态地向移动用户分配带宽。
——智能网(IN)。第三代移动通信网从概念上可以分为四部分:终端设备、无线
接入网、骨干传输网、应用业务部分,采用智能网技术,能使呼叫处理与业务种类无关
,并且便于在网上开发新业务,便于修改业务特性等。
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几种主流技术的比较
第三代移动通信标准终于有了一个结果。从去年开始,ITU共收到16个RTT候选提案
,其中10个为地面技术,6个为卫星技术,最终通过了无线接口陆地部分CDMA和TDMA两个
标准。其中CDMA包括直扩CDMA、多载波CDMA、TDD CDMA三种模式。
早在1994年,各国电信主管部门根据对有关RTT各种特性的要求不同,按最重要、重
要、中等、不重要、最不重要5个等级打分,最后ITU经过加权评定,按照重要性排序,
认为评估IMT-2000 RTT的要求如下:频谱利用率高、技术复杂性低、质量好、灵活性高
、对网络接口影响小、支持终端携带能力强、覆盖效率好。最终通过的方案也体现了这
些思想,其中的主要技术是cdma 2000、W-CDMA、UWC 136和DECT,以及包含我国提交的
TD-SCDMA方案的TDD CDMA技术。其中,最主要的技术依然是W-CDMA和cdma 2000。此外
,TDD技术、GSM延伸技术和数字无绳技术在一定领域也会有所作为。
W-CDMA的代表厂家有爱立信、诺基亚、NTT,其多址方式是宽带CDMA,双工方式是
FDD、TDD,最小带宽是5MHz,频率复用系数是1×1,扩频方式为单载波宽带直接序列扩
频,扩频因子是4-256,码片速率是4.096Mcps,话音编码
方式是固定速率,时隙长度是0.625ms,基站同步采用异步/同步模式,下行信道导频采
用导频符号,与业务码时分复用。cdma 2000的代表厂家有高通、朗讯、摩托罗拉和北方
电讯。其多址方式是宽带CDMA,双工方式是FDD、TDD,最小带宽是3×1.25MHz,频率复
用系数是1×1,扩频方式前向为多载波,后向为直接序列扩频,扩频因子是16-256,码
片速率是3.6864Mcps,话音编码方式是可变速率,时隙长度是1.25ms,基站同步采用同
步的模式,下行信道导频采用独立的连续导频方式。
上述两种技术融合的障碍不是技术而是利益问题。以高通为代表的cdma 2000厂家和
运营公司表示积极支持统一标准,但强调与IS-95的后向兼容,所以很多技术参数沿用
IS-95标准,特别是码片率必须是1.2288的整数倍,即3.6864Mcps,导频方式采用连续导
频等。以爱立信、诺基亚为代表的欧洲厂家及运营公司对统一标准不甚积极。美国T1P1
是标准统一的坚决反对者,日本则一直将统一标准作为其最高目标。我国一直坚持标准
统一,几乎所有亚太国家也都积极支持标准统一。
W-CDMA和cdma 2000两种技术性能相似,除码片率和导频外,其它不同点基本已达
成一致,3.6864Mcps的码片率与4.096Mcps的码片率相比,性能没有明显降低。W-CDMA
的支持者宣布可接受3.84Mcps,但cdma 2000的支持者仍坚持3.6864Mcps的码片率。事实
上,影响融合的最大因素是利益问题和知识产权的困扰,而不是技术问题。高通宣布其
对任何基于CDMA的提案都拥有基本的专利权,特别是对W-CDMA也不愿放弃专利权,爱立
信不甘示弱,它宣布高通也使用了它的专利权。
TD-SCDMA提案是由我国的电信科学技术研究院(CATT)提出的RTT技术,使用了同
步CDMA、智能天线、软件无线电的SDMA(空分多址)技术,非常适合于非对称数据业务
。其基本原理是:SDMA采用多个天线和多个收发信机,同时利用与多个收发信机相连的
DSP来处理多路的SCDMA信号,以估计每个移动台的传播特性,并根据该移动台的传播特
性计算上下行的波束赋形矩阵;CDMA和SDMA结合起到了相互补充的作用,当几个用户靠
得很近,SDMA无法分出时,CDMA可以很容易地解决这个问题,而SDMA又可以使相互干扰
的CDMA用户降为最小。
TD-SCDMA的主要特性是载波带宽为1.4MHz,码片速率是1.1136Mcps,双工方式是T
DD,时隙数是8时隙、16码/时隙,调制方式则采用QPSK/16QAM方式。
TD-SCDMA的几种关键技术是智能天线、同步CDMA和软件无线电。智能天线使基带数
字信号处理器为每个信道提供一条赋形天线发射波束,波束赋形可以克服多径传播效应
,从而可以大大降低发射功率,增加系统容量。同步CDMA的上行信号与基站解调器完全
同步,优点在于降低码道间干扰、提高容量、简化硬件、降低成本。软件无线电在同一
硬件平台上,利用软件处理基带信号,通过加载不同的软件,从而实现不同的业务性能
。
从技术观点看,TD-SCDMA建议和西门子的TD-CDMA建议是IMT-2000多种TDD建议中
最主要的候选方案。由于双方均支持全球统一TDD方案,使双方有了合作的良好基础。经
过多次商谈,去年年底,双方正式签订了在TDD建议和标准制订方面的合作协议,共同的
设计思想是使用比较窄的带宽(1.2MHz~1.6MHz)和比较低的码片速率(不超过1.35Mcps)
,用软件无线电技术和现代信号处理技术来达到IMT-2000的要求。
这两个系统融合的关键参数包括智能天线、同步CDMA和多用户检测等,是TD-SCDM
A和西门子的TD-CDMA建议中先进技术的合并。除合并接入技术外,双方还融合了未来统
一系统的关键参数。近期,双方对关键参数进行进一步的分析、优化并形成一套融合的
TDD建议向ITU提交。双方将共同起草融合的TDD建议的空间接口标准,并共同提出从GSM
等第二代移动通信系统和网络向第三代移动通信系统演进的方案,现在TDD的标准已经作
为第三代移动通信标准中的一部分被国际电联采纳。
有专家认为,融合的TDD建议在技术上将是最先进的,制造成本是很低的,功能上完
全可以满足ITU关于IMT-2000的要求。系统将能和GSM等第二代移动通信网络兼容。因此
,融合的TDD建议将有望成为最早实用化的方案之一。
虽然FDD仍为主流的双工方式,但TDD也具有诸多优势,TDD面临的知识产权较少,融
合相对容易。TDD的主要优势在于:上下行对称,便于使用智能天线等新技术,可高效地
满足不对称业务需要,也便于利用不成对的频率资源。
根据目前的进展,RTT标准还是一个包含多种制式的方案。不过,它毕竟会在推动I
MT-2000商用化的进程中迈出了关键的一步,希望新的标准会把全球移动通信的发展引
入新的天地。
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我们如何对待IMT-2000
第三代移动通信市场巨大、前景诱人、技术复杂、 内容繁多,无论是运营商,还是
科研制造业都应给予足够的重视,未雨绸缪,及时制订相应的方针策略,并付诸实施,
才能在市场上有所作为。
中国的运营商应积极跟踪研究IMT-2000的进展情况,积极参与有关标准制订工作,
及时反映自己的意见。电信部门一定要坚持统一标准、统一频率的立场。网络要及时演
进,在完善以话音业务为主的第二代网络的同时,适时引入分组交换节点,便于网络平
滑升级;不断引入数据业务和无线Internet业务,逐渐积累经验,为第三代移动多媒体
业务的引入作好准备。
尤其值得一提的是运营商要及时申请频率,及早做好清频工作。一方面,对移动通
信运营商来讲,无线电频率就如同房地产开发商的土地资源一样,非常宝贵。另一方面
,随着政企分开的进行,移动通信竞争将更加激烈,无线电频率作为重要的空中资源,
国家无线电主管部门很可能改变目前的“计划指配,有偿使用”的原则,将逐渐通过市
场方式分配频率资源,甚至有可能像国外一样,通过拍卖的形式,将无线电频率出售(租
)给移动通信运营商。所以运营商要及时申请频率,越早越主动、越容易,代价也越小。
对于科研制造业而言,第三代移动通信市场潜力巨大,保守估计第三代移动通信在
中国将有1亿用户的市场规模。参照第二代系统的建设成本分析,如果第三代系统每个用
户的移动设备建设成本(不含传输、电源、环境、机房、管线等配套投资)为3000元,移
动终端售价为2000元,那么第三代移动通信设备仅仅在中国就可达到5000亿元的市场规
模。
我国对第三代移动通信给予了高度重视,并成立了相关的评估研究机构。从目前形
势看,科研制造业的工作并不能完全适应第三代移动通信的要求。根据信息产业高投资
、高收益、高风险的特点,当务之急是在“既要充分发挥社会主义制度的优越性,又要
充分尊重市场经济规律”的原则基础上,建立适应第三代移动通信要求的科研开发投资
基金、人才队伍、发展机制,要有大手笔、大文章,切实避免再走低水平重复开发、重
复投资的旧路。
就投资来讲,政企分开后,国家财政将逐渐转变为公共财政,主要为社会公共事业
、公益事业服务。电信业虽然也属公共事业范畴,但其企业性质日趋加重,况且国家财
政投资基本上是撒胡椒面性质的,所以依靠国家财政投资产业经济开发的旧习惯必须改
变。另一方面,虽然这些年来通信制造业发展也很快,有的企业年销售收入已在百亿元
左右,但仅靠一、两个企业的科研投资、开发能力也非常有限,不能胜任要求。这就需
要发挥社会主义制度集中力量办大事的优越性,由政府(比如信息产业部)牵头组织,通
信运营业、科研制造业共同参与,按照市场经济规律,本着“谁投资谁受益”、“投资
与成果共享、利益与风险共担”的原则,采取政府投一点、运营业根据其业务收入提取
一定比例、制造业根据其销售收入提取一定比例的模式,共同出资发起成立国家级的第
三代移动通信科研开发基金。
就人才来讲,由于长期受计划经济体制制约,运营业、科研界、产业界的人才各有
千秋,运营业的同志对网络比较熟悉,具有丰富的运营管理经验,但真正的开发人才不
多;科研界人士比较专注于技术创新、技术突破、填补空白,但对技术的经济效益又不
太关心;产业界人士介于二者之间。所以要把运营业、科研界、产业界的优秀人才集中
起来,大家互通有无,互相学习,共同进步,建立一支能适应第三代研发要求的、实力
强大的、高素质的人才队伍。
就机制来讲,要集中优秀的人才,建立优秀的结构,创造优秀的环境,给予优厚的
待遇,开发优秀的成果,争取在第三代移动通信设备国产化方面做到让国家、业界、用
户都满意。
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