第三代移動通訊技術及其應用
摘要:本文闡述了3G技術及特點，並討論了3G在中國的應用
關鍵詞:行動通訊;3G;寬頻;CDMA
一、什麼是第三代移動通訊系統
第三代移動通訊系統3G是在第二代移動通訊技術基礎上進一步演進的以寬頻CDMA技術為主,並能同時提供語音資料綜合服務和移動多媒體服務的移動通訊系統，亦即未來移動通訊系統，是一代有能力徹底解決第一、二代移動通訊系統主要弊端的最選進的移動通訊系統。第三代移動通訊系統一個突出特色就是，要在未來移動通訊系統中實現個人終端使用者能夠在全球範圍內的任何時間、任何地點，與任何人，用任意方式、高質量地完成任何資訊之間的行動通訊與傳輸。可見，第三代行動通訊十分重視個人在通訊系統中的自主因素，突出了個人在通訊系統中的主要地位，所以又叫未來個人通訊系統。第三代移動通訊系統將會以寬頻CDMA系統為主，所謂CDMA，即分碼多重進接技術。行動通訊的特點要求採用多址技術，多址技術實際上就是指基站周圍的移動臺以何種方式搶佔通道進入基站和從基站接收訊號的技術，移動臺只有佔領了某一通道，才有可能完成行動通訊。
二、第三代移動通訊系統的特徵
第三代行動通訊的基本特徵：具有全球範圍設計的，與固定網路業務及使用者互連，無線介面的型別儘可能少和高度相容性；具有與固定通訊網路相比擬的高話音質量和高安全性；具有在本地採用2Mb/s高速率接入和在廣域網採用384kb/s接入速率的資料率分段使用功能；具有在2GHz左右的高效頻譜利用率，且能最大程度地利用有限頻寬；移動終端可連線地面網和衛星網，可移動使用和固定使用，可與衛星業務共存和互連；能夠處理包括國際網際網路和視訊會議、高資料率通訊和非對稱資料傳輸的分組和電路交換業務；支援分層小區結構，也支援包括使用者向不同地點通訊時瀏覽國際網際網路的多種同步連線；語音只佔行動通訊業務的一部分，大部分業務是非話資料和視訊資訊；一個共用的基礎設施，可支援同一地方的多個公共的和專用的運營公司；手機體積小、重量輕，具有真正的全球漫遊能力；具有根據資料量、服務質量和使用時間為收費引數，而不是以距離為收費引數的新收費機制。
寬頻CDMA與窄帶CDMA或GSM的主要區別：
IMT-2000的主要技術方案是寬頻CDMA，並同時兼顧了在第二代數字式移動通訊系統中應用廣泛的GSM與窄帶CDMA系統的相容問題。那麼，它們在技術與效能方面有什麼區別呢？
3G與2G相比，具有:更大的通訊容量和覆蓋範圍；具有可變的高速資料率；可同時提供高速電路交換和分組交換業務；支援多種同步業務；支援其他系統改進功能。具體內容主要是支援自適應天線陣（AAA），該天線可利用天線方向圖對每個行動電話進行優化，可提供更加有效的頻譜和更高容量。自適應天線要求下行鏈中每個連線都有導頻符，而寬頻CDMA系統中的每個區中都使用一個公共導頻廣播。無線基站再也不需要全球定位系統來同步，由於寬頻CDMA擁有一個內部系統來同步無線電基站，所以不像GSM移動通訊系統那樣在建立和維護基站時需要GPS（全球定位系統）外部系統來進行同步。因為依賴全球定位系統衛星覆蓋來安裝無線電基站，在購物中心和地鐵等地區會導致實施困難等問題。支援分層小區結構（HCS），寬頻CDMA的載波可引進一種被稱為“移動輔助異頻越區切換（MAIFHO）”的新切換機制，使其能夠支援分層小區結構。這樣，移動臺可以掃描多個分碼多重進接載波，使得移動系統可在熱點地區部署微小區。支援多使用者檢測，因為多使用者檢測可消除小區中的干擾並能提高容量。
三、3G主要技術標準及其在中國的應用
國際電信聯盟（ITU）在2000年5月確定W-CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA為無線介面標準，寫入3G技術指導性文《2000年國際移動通訊計劃》（簡稱IMT—2000）。2007年10月19日，在國際電信聯盟在日內瓦舉行的無線通訊全體會議上，經過多數國家投票通過，WiMAX正式被批准成為繼WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之後的第四個全球3G標準。
W-CDMA：全稱為Wideband CDMA，也稱為CDMA Direct
Spread，意為寬頻分碼多重存取，這是基於GSM網發展出來的3G技術規範，是歐洲提出的寬頻CDMA技術，它與日本提出的寬頻CDMA技術基本相同，目前正在進一步融合。其支持者主要是以GSM系統為主的歐洲廠商，日本公司也或多或少參與其中，包括歐美的愛立信、阿爾卡特、諾基亞、朗訊、北電，以及日本的NTT、富士通、夏普等廠商。這套系統能夠架設在現有的GSM網路上，對於系統提供商而言可以較輕易地過渡，而GSM系統相當普及的亞洲對這套新技術的接受度預料會相當高。因此W-CDMA具有先天的市場優勢。該標準提出了GSM2G-GPRS-EDGE-WCDMA3G的演進策略。
CDMA2000：CDMA2000是由窄帶CDMACDMA IS95技術發展而來的寬頻CDMA技術，也稱為CDMA Multi-Carrier，CDMA2000的研發技術卻是目前各標準中進度最快的，許多3G手機已經率先面世。該標準提出了從CDMA IS952G-CDMA20001x-CDMA20003x3G的演進策略。CDMA2000
1x被稱為2.5代移動通訊技術。CDMA2000 3x與CDMA2000 1x的主要區別在於應用了多路載波技術，通過採用三載波使頻寬提高。前中國聯通C網（現已經合併到中國電信）正在採用這一方案向3G過渡，採用的是CDMA IS95網路。
TD-SCDMA：全稱為Time Division - Synchronous
CDMA時分同步CDMA，該標準是由中國大陸獨自制定的3G標準，1999年6月29日，中國原郵電部電信科學技術研究院（大唐電信）向ITU提出。該標準將智慧無線、同步CDMA和軟體無線電等當今國際領先技術融於其中，在頻譜利用率、對業務支援具有靈活性、頻率靈活性及成本等方面的獨特優勢。
WiMAX：WiMAX 的全名是微波存取全球互通Worldwide Interoperability for Microwave Access，又稱為802?16無線都會網路，是又一種為企業和家庭使用者提供“最後一公里”的寬頻無線連線方案。將此技術與需要授權或免授權的微波裝置相結合之後，由於成本較低，將擴大寬頻無線市場，改善企業與服務供應商的認知度。
2009年1月，中國的3G牌照正式發放，中國移動獲得TD-SCDMA牌照，中國電信獲得CDMA2000牌照，中國聯通獲得W-CDMA牌照。在這之前，2008年4月1日中國行動通訊集團公司在北京、上海、天津、瀋陽、廣州、深圳、廈門和秦皇島８個城市，啟動第三代行動通訊（３Ｇ）“中國標準”ＴＤ－ＳＣＤＭＡ社會化業務測試和試商用，其號段為１５７。標誌著我國第三代行動通訊3G標準TD的商業化應用正式起航。首批社會化業務測試邀請２萬名不同行業和部門的使用者，免費提供2000元至4000元的手機和資料卡終端，並給予測試使用者每月800元的話費補貼。從中移動公開的資費標準看，普通通話費用TD比2G還要便宜。TD月租費為50元/月，本地基本通話費主叫0.40元/分鐘，被叫免費；國內漫遊通話費0.60元/分鐘，被叫0.40元/分鐘；國內長途通話費0.07元/6秒；簡訊息費網內0.1元/條，網外0.15元/條，接收免費。TD新業務——可視電話收費則是本地通訊主叫0.6元/分鐘，被叫免費；國內漫遊主叫0.9元/分鐘，被叫0.60元/分鐘；國內長途0.10元/6秒。此外，中國移動還推出三款TD語音套餐和資料卡套餐，語音資費低於當前G網水平。2008年9月，工業和資訊化部批准了中國移動《關於增加TD-SCDMA試商用選擇性資費方案的報告》，從報告中可以看到，TD-SCDMA資費從9月起將大幅下調，廣州、深圳、天津提前試點。特別值得注意的是，除本地被叫免費外，TD本地主叫降至首三分鐘0.22元、以後每分鐘0.11元，資費標準幾乎降至固話資費水平。
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