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3G发展历程及发展战略研究报告
第三代移动通信技术(3rd-generation,3G),是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息,速率一般在几百kbps以上。3G是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统,目前3G存在四种标准:CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA,WiMAX。
目 录
第一章 第三代移动通信(3G)的定义和概述………………………………………….…….4
一、3G 的历程及特征简述 ……………………………………………………………….4
二、3G 市场发展阶段……………………………………………………………..………..5
三、3G 的目标及要求……………………………………………………………..………..6
第二章 3G 的三个国际标准的特性分析……………………………………………………..6
一、3G 三个标准简述……………………………………………………………………….7
二、3G 三个技术标准的比较……………………………………………………………..8
三、3G 三个标准的比较优势…………………………………………………………….11
四、3G 三个标准选择性问题…………………………………………………………….18
第三章 日本 3G 的发展状况
………………………..…………………………………………20
一、日本 3G 运营商分析 …………………………………………………………………20
二、日本 3G 用户市场结构及预测 …………………………………………………..23
三、日本 3G 的现状分析及预测 ………………………………………………………26
四、日本 3G 发展经验分析 ……………………………………………………………39
第四章 韩国 3G 的发展状况
………………………………………………………………….43
一、韩国 3G 的概况 ………………………………………………………………………44
二、3G 市场的驱动因素和发展预测 …………………………………..…………..46
三、韩国 3G 的经验及问题 …………………………………………………………….51
第五章 和记黄埔的欧洲战略 …………………………………………………………………54
一、和黄的 3G 运营服务 ……………………………………………………………….55
二、和记电讯品牌“3”的资费情况 ……………………………………………………58
三、品牌“3”的价格政策分析 ………………………………………………….………61
四、和黄 3G 进程的启示 ………………………………………….………………..……63
第六章 中国第三代移动通信总体市场发展预测 ………………………………………65
一、我国移动通信发展现状
…………………………….…………………………..…..66
二、我国移动通信用户发展需求预测
………………………………………………66
三、中国 3G 发展驱动力分析 ………………………………………………………….69
四、3G 用户数、业务收入发展预测 ………………………………………………71
五、中国 3G 系统设备及终端市场规模预测 ………………………………………73
第七章 中国 3G 产业政策分析
……………………………..…………………………………74
一、国内的 3G 政策体系 …………………………………………………….…………74
二、3G 政策的影响因素 ………………………………………………………………76
三、中国未来的政策走向
……………………………………………………………81
第八章 中国 3G 发展面临的问题及未来移动通信的发展趋势
………………89
一、3G 发展面临的问题 ……………………………………………………….………89
二、未来的移动宽带服务
……………………………………..………………………91
三、第四代移动通信系统的展望
…………………………………………………92
第九章 国内移动通信运营商商业运营模式分析 …………………………………….96
一、中国移动商业运营模式研究
……………………………………………….…96
二、中国联通商业运营模式研究
………………………………………………….119
附录
一、25G 的典范——移动梦网与联通新时空 …………………………………131
二、中国移动经典品牌——动感地带
……………………………………….……137
三、舞动 3G 数据之美——3G 投资计划解析……………………………………149
第一章 第三代移动通信(3G)的定义和概述
3G 是 3rd Generation 的缩写,指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代 GSM、TDMA
等数字手机(2G)而言,第三代手机是指将无线通信与互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务,无线网络必须能够支持不同的数据传输速度,也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少
2M/s、384k/s 以及 144k/s
的传输速度。CDMA 被认为是第三代移动通信(3G)技术的首选。
一、3G 的历程及特征简述
第三代移动通信系统(3G)早 1985 年由国际电信联盟(ITU)提出,当时称为未来公众陆地移动通信系统(FPLMTS),1996 年更名为 IMT-2000(国际移动通信-2000),意即该系统工作在 2000MHz 频段,高业务速率可达
2000kb/s,预期在 2000 年左右得到商用。从
1997 年开始,由于第二代移动通信系统的巨大成功,用户的高速增长与有限
的系统容量和有限的业务之间的矛盾渐趋明显,第三代移动通信的标准化工作开始逐渐进入实质阶段。目前,第三代移动通信系统的框架已确定,将以卫星移动通信网与地面移动通信网结合,形成一个对全球无缝覆盖的立体通信网络,满足城市和偏远地区不同密度用户的通信需求,支持话音、数据和多媒体业务,实现人类个人通信的理想。
与前两代系统相比,第三代移动通信系统的主要特征是可提供丰富多彩的移动多媒体业务,其传输速率在高速移动环境中支持
144kb/s,步行慢速移动环境中支持 384kb/s,静止状态下支持
2Mb/s。其设计目标是为了提供比第二代系统更大的系统容量、更好的通信质量,而且要能在全球范围内更好地实现无缝漫游及为用户提供包括话音、数据及
多媒体等在内的多种业务,同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。
目前,ITU认可的第三代移动通信标准有三种:美国的CDMA2000,欧洲的WCDMA,我国的 TD-SCDMA
。
一般来说,3G
的主要特性有三个:其一就是可以使用同一部手机实现全球漫游,使任意时间、任意地点、任何人之间的交流成为可能;其二是具有高速传输速率,在静止或步行情况下,数据传输速率能达到
2Mbit/s,在车速情况下,数据传输速率达到 384kbit/s;另外一点就是能提供各项标准的通信业务。
二、3G 市场发展阶段
根据国内外多数预测,在 21
世纪前十余年,第三代移动通信的市场发展至少可分为如下三个阶段:
初期,2001-2005 年。其特点为:第二代移动通信继续发展和扩大,在第二代移动通信网络的基础上,在局部地区(城市等用户集中地区)提供第三代移动通信业务,数据业务速率限制在
384kbps 及以下,地区或国际漫游仍依赖第二代移动通信系统。
中期,2004~2010 年。它是第三代移动通信系统的高速成长期,其特点为:第二代移动通信网络和系统停止发展,建设成功全国或全球覆盖的第三代移动通信网络,全面达到
IMT2000 的各项要求。
后期,2010
年以后。全球 25%以上人口使用第三代移动通信系统,第四代移动通信设备开始进入市场,提供更高速率的多媒体业务。
三、3G 的目标及要求
总的来说第三代移动通信系统的目标可以概括为:
1、
能实现全球漫游:用户可以在整个系统甚至全球范围内漫游,且可以在不同的速率、不同的运动状态下获得服务质量的保证。
2、
能提供多种业务:语音、可变速率的数据、视频,特别是多媒体业务。
3、
能适应多种环境:可以综合现有的公众电话交换网(PSTN)、综合业务数字网、无绳系统、地面移动通信系统、卫星通信系统,提供无缝覆盖。
4、
足够的系统容量,强大的用户管理能力,高度的保密性能和极佳的服务质量。
为实现上述目标,对其无线传输技术提出了以下要求:
a.高速传输以支持多媒体业务。室内环境至少 2Mb/s,室内外步行环境至少
384kb/s,室外车辆运动中至少 144kb/s,卫星移动环境至少
9.6kb/s。
b.传输速率能够按需分配。
c.上下行链路能适应业务的不对称需求。
第二章 3G 的三个国际标准的特性分析
目前国际电联接受的 3G 标准主要有以下三种:WCDMA、CDMA2000 与 TD-SCDMA。CDMA
是 Code Division Multiple Access(码分多址)的缩写,是第三代移动通信系统的技术基础。第一代移动通信系统采用频分多址(FDMA)的模拟调制方式,这种系统的主要缺点是频谱利用率低,信令干扰话音业务。第二代移动通信系统主要采用时分多址(TDMA)的数字调制方式,提高了系统容量,并采用独立信道传送信令,使系统性能大为改善,但 TDMA 的系统容量仍然有限,越区切换性能仍不完善。CDMA
系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。
一、3G 三个标准简述
1、 WCDMA
全称为 Wideband
CDMA,这是基于 GSM 网发展出来的 3G
技术规范,是欧洲提出的宽带 CDMA 技术,它与日本提出的宽带 CDMA 技术基本相同,目前正在进一步融合。该标准提出了 GSM(2G)—GPRS—EDGE—WCDMA(3G)的演进策略。GPRS 是 General
Packet Radio Service(通用分组无线业务)的简称,EDGE 是
Enhanced Data rate for GSM Evolution(增强数据速率的 GSM 演进)的简称,这两种技术被称为 2.5
代移动通信技术。目前中国移动正在采用这一方案向 3G 过渡,并已将原有的 GSM 网络升级为 GPRS 网络。
2、 CDMA2000
CDMA2000 是由窄带
CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带 CDMA 技术,由美国主推,该标准提出了从 CDMA
IS95(2G)—CDMA20001x—CDMA20003x(3G)的演进策略。CDMA20001x 被称为 2.5 代移动通信技术。CDMA20003x 与 CDMA20001x 的主要区别在于应用了多路载波技术,通过采用三载波使带宽提高。目前中国联通正在采用这一方案向
3G 过渡,并已建成了 CDMA IS95 网络。
3、 TD-SCDMA
全称为 Time Division-Synchronous CDMA(时分同步 CDMA),是由我国大唐电信公司提出的
3G 标准,该标准提出不经过 2.5 代的中间环节,直接向
3G 过渡,非常适用于
GSM 系统向 3G 升级。但目前大唐电信公司还没有基于这一标准的可供商用的产品推出。
二、3G 三个技术标准的比较
WCDMA、CDMA2000 与 TD—SCDMA
都属于宽带 CDMA 技术。宽带 CDMA
进一步拓展了标准的 CDMA 概念,在一个相对更宽的频带上扩展信号,从而减少由多径和衰减带来的传播问题,具有更大的容量,可以根据不同的需要使用不同的带宽,具有较强的抗衰落能力与抗干扰能力,支持多路同步通话或数据传输,且兼容现有设备。WCDMA、
CDMA2000 与
TD-SCDMA 都能在静止状态下提供 2Mbit/s
的数据传输速率,但三者的一些关键技术仍存在着较大的差别,性能上也有所不同。
1、双工模式
WCDMA 与 CDMA2000 都是采用 FDD(频分数字双工)模式,TD-SCDMA 采用
TDD(时分数字双工)模式。FDD 是将上行(发送)和下行(接收)的传输使用分离的两个对称频带的双工模式,需要成对的频率,通过频率来区分上、下行,对于对称业务
(如语音)能充分利用上下行的频谱,但对于非对称的分组交换数据业务(如互联网)时,由于上行负载低,频谱利用率则大大降低。TDD 是将上行和下行的传输使用同一频
带的双工模式,根据时间来区分上、下行并进行切换,物理层的时隙被分为上、下行两部分,不需要成对的频率,上下行链路业务共享同一信道,可以不平均分配,特别适用于非对称的分组交换数据业务(如互联网)。TDD 的频谱利用率高,而且成本低廉,但
由于采用多时隙的不连续传输方式,基站发射峰值功率与平均功率的比值较高,造成基站功耗较大,基站覆盖半径较小,同时也造成抗衰落和抗多普勒频移的性能较差,当手机处于高速移动的状态下时通信能力较差。WCDMA 与 CDMA2000 能够支持移动终端在时速 500 公里左右时的正常通信,而 TD-SCDMA 只能支持移动终端在时速
120 公里左右时的正常通信。TD-SCDMA 在高速公路及铁路等高速移动的环境中处于劣势。
2、码片速率与载波带宽
WCDMA(FDD-DS)
采用直接序列扩频方式,其码片速率为 3.84Mchip/s 。
CDMA20001x
与 CDMA20003x 的区别在于载波数量不同,CDMA20001x 为单载波,码片速率为 1.2288Mchip/s
, CDMA20003x 为三载波,其码片速率为 1.2288×3 = 3.6864Mchip/s。TD-SCDMA 的码片速率为 1.28Mchip/s。码片速率高能有效地利用频率选择性分集以及空间的接收和发射分集,可以有效地解决多径问题和衰落问题,WCDMA 在这方面具优势。
载波带宽方面,WCDMA 采用了直接序列扩谱技术,具有 5MHz
的载波带宽。
CDMA20001x
采用了 1.25MHz 的载波带宽,CDMA20003x 利用三个 1.25MHz 载波的合并形成
3.75MHz 的载波带宽。TD-SCDMA 采用三载波设计,每载波具有
1.6M 的带宽。载波带宽越高,支持的用户数就越多,在通信时发生网塞的可能性就越小。在这方面
WCDMA 具有比较明显的优势。
TD-SCDMA 系统仅采用 1.28Mchip/s
的码片速率,采用 TDD 双工模式,因此只需占用单一的 1.6M 带宽,就可传送 2Mbit/s 的数据业务。而
WCDMA 与 CDMA2000 要传送 2Mbit/s 的数据业务,均需要两个对称的带宽,分别作为上、下行频段,因而 TD-SCDMA 对频率资源的利用率是高的。
3、智能天线技术
智能天线技术是 TD-SCDMA 采用的关键技术,已由大唐电信申请了专利,目前 WCDMA
与 CDMA2000 都还没有采用这项技术。智能天线是一种安装在基站现场的双向天线,通过一组带有可编程电子相位关系的固定天线单元获取方向性,并可以同时获取基站和移动台之间各个链路的方向特性。TD-SCDMA 智能天线的高效率是基于上行链路和下行链路的无线路径的对称性(无线环境和传输条件相同)而获得的。智能天线还可以减少小区间及小区内的干扰。智能天线的这些特性可显著提高移动通信系统的频谱效率。
4、越区切换技术
WCDMA 与 CDMA2000 都采用了越区“软切换”技术,即当手机发生移动或是目前与手机通信的基站话务繁忙使手机需要与一个新的基站通信时,并不先中断与原基站的联系,而是先与新的基站连接后,再中断与原基站的联系,这是经典的
CDMA 技术。
“软切换”是相对于“硬切换”而言的。FDMA
和 TDMA 系统都采用“硬切换”技术,先中断与原基站的联系,再与新的基站进行连接,因而容易产生掉话。由于软切换在瞬间同时连接两个基站,对信道资源占用较大。而
TD-SCDMA 则是采用了越区“接力切换”技术,智能天线可大致定位用户的方位和距离,基站和基站控制器可根据用户的方位和距离信息,判断用户是否移动到应切换给另一基站的临近区域,如果进入切换区,便由基站控制器通知另一基站做好切换准备,达到接力切换目的。接力切换是一种改进的硬切换技术,可提高切换成功率,与软切换相比可以减少切换时对邻近基站信道资源的占用时间。
在切换的过程中,需要两个基站间的协调操作。WCDMA 无需基站间的同步,通过两个基站间的定时差别报告来完成软切换。CDMA2000 与 TD-SCDMA 都需要基站间的严格同步,因而必须借助 GPS(Global Positioning System,全球定位系统)等设备来确定手机的位置并计算出到达两个基站的距离。由于
GPS 依赖于卫星,CDMA2000 与 TD-SCDMA
的网络布署将会受到一些限制,而 WCDMA 的网络在许多环境下更易于部署,即使在地铁等 GPS 信号无法到达的地方也能安装基站,实现真正的无缝覆盖。而且 GPS
是美国的系统,若将移动通信系统建立在 GPS 可靠工作的基础上,将会受制于美国的 GPS 政策,有一定的风险。
5、与第二代系统的兼容性
WCDMA由GSM网络过渡而来,虽然可以保留GSM核心网络,但必须重新建立WCDMA
的接入网,并且不可能重用 GSM 基站。CDMA20003x 从 CDMA
IS95、CDMA20001x 过渡而来,可以保留原有的 CDMA IS95 设备。TD-SCDMA
系统的的建设只需在已有的 GSM 网络上增加 TD-SCDMA 设备即可。三种技术标准中,WCDMA
在升级的过程中耗资大。ITU 针对 3G 规定了五种陆地无线技术,其中 WCDMA、cdma2000
和 TD-SCDMA 是三种主流技术。
在三种技术中,WCDMA 和 cdma2000 采用频分双工(FDD)方式,需要成对的频率规划。WCDMA 即宽带
CDMA 技术,其扩频码速率为 3.84Mchip/s,载波带宽为
5MHz,而 cdma2000 的扩频码速率为 1.2288Mchip/s,载波带宽为 1.25MHz;另外,WCDMA 的基站间同步是可选的,而 cdma2000 的基站间同步是必需的,因此需要全球定位系统(GPS),以上两点是 WCDMA 和 cdma2000
主要的区别。除此以外,在其它关键技术方面,例如功率控制、软切换、扩频码以及所采用分集技术等都是基本相同的,只有很小的差别。
TD-SCDMA 采用时分双工(TDD)、TDMA/CDMA 多址方式工作,扩频码速率为 1.28Mchip/s,载波带宽为 1.6MHz,其基站间必须同步,与其他两种技术相比采用了智能天线、联合检测、上行同步及动态信道分配、接力切换等技术,具有频谱使用灵活、频谱利用率高等特点,适合非对称数据业务。
三、3G 三个标准的比较优势
下面就这几个方面对 WCDMA、cdma2000 和 TD-SCDMA
进行比较分析。
1、标准稳定性
WCDMA 标准由 3GPP 组织制订,目前已经有四个版本,即 R99、R4、R5 和 R6,其中R99 版本已经稳定,目前处于完善过程中。它的主要特点是无线接入网采用WCDMA 技术,核心网分为电路域和分组域,分别支持话音业务和数据业务,并提出了开放业务接入(OSA)的概念,目前的设备多基于 R99 版本,高下行速率可以达到 384kbit/s。
R4 版本是向全分组化演进的过渡版本,与 R99 比较其主要变化在电路域引入了软交换的概念,将控制和承载分离,话音通过分组域传递,另外,R4 中也提出了信令的分组化方案,包括基于 ATM 和 IP 的两种可选形式。R5 和 R6 是全分组化的网络,在 R5 中提出了高速下行分组接入(HSDPA)的方案,可以使高下行速率达到 10Mbit/s,目前标准仍在制订中。
CDMA2000 标准由 3GPP2 组织制订,版本包括 Release0、ReleaseA、EV-DO 和
EV-DV,Release0 的主要特点是沿用基于 ANSI-41D 的核心网,在无线接入网和核心网增加支持分组业务的网络实体,此版本已经稳定。联通即将开通的 CDMA 二期工程采用的就是这个版本,单载波高上下行速率可以达到 153.6kbit/s。ReleaseA 是 Re lease0 的加强,单载波高速率可以达到 307.2kbit/s,并且支持话音业务和分组业务的并发。 EV-DO 采用单独的载波支持数据业务,可以在 1.25MHz 标准载波中支持平均速率为600kbit/s、峰值速率为
2.4Mbit/s 的高速数据业务,到 EV-DV 阶段,可在一个 1.25MHz 的标准载波中,同时提供语音和高速分组数据业务,高速率可达
3.1Mbit/s。
TD-SCDMA 标准也由 3GPP
组织制订,目前采用的是中国无线通信标准组织
(ChinaWirelessTelecommunicationStandard,CWTS)制订的TSM(TD-SCDMAoverGSM)标准,基于 TSM 标准的系统其实就是在
GSM 网络支持下的 TD-SCDMA
系统。TSM 系统的核心思想就是在 GSM 的核心网上使用 TD-SCDMA
的基站设备,其 A 接口和Gb
接口与 GSM 完全相同,只需对 GSM 的基站控制器进行升级。一方面利用 3G
的频谱来解决 GSM 系统容量不足,特别是在高密度用户区容量不足的问题,另一方面可以为用户提供初期高达
384kbit/s 的各种速率的数据业务,所以基于 TSM
标准的 TD-SCDMA
系统对已有 GSM 网的运营商是一种很好的选择。以后 TD-SCDMA 将融入3GPP
的 R4 及后续标准中。
在标准的完整性方面,三种技术在无线接入技术方面都有完整的定义和提高速率的方案,在核心网技术方面,都有向分组化演进的路线,但 3GPP 在标准规范方面的思路
更清晰。在业务、网管、计费相关规范方面,3GPP 的定义更严谨、更完善。
2、系统性能
系统性能主要表现为系统容量和覆盖,对于蜂窝系统来说,单纯从理论上计算单小区的容量是没有实际意义的,只能作为参考,必须从蜂窝组网的情况来考察,一般系统
容量可以通过系统仿真和实测来获得,下面主要对这两个方面进行比较。
首先是容量。
在讨论无线系统的容量时,不能脱离具体的业务和无线环境,因此在采用 CDMA 技术的系统中,空中接口的容量与业务的
Eb/I0(比特能量与干扰功率密度之比)、增益处
理、其它小区的干扰、基站发射功率和信道码的数量均有关系,下面分别说明对于话音业务和高速分组数据业务,三种技术的容量差别。
对于话音业务,由于三种系统载波带宽不同,一般比较单位带宽内的平均容量。虽然不同公司在进行系统仿真时设定的条件不完全相同,但是
WCDMA 和 cdma2000 的结果相近,TD-SCDMA 也没有大的差别。对于数据业务容量,一般用系统的单位带宽内的数据吞吐量来表示,3G 引入了多种速率的数据业务,即使是对同一系统,不同的业务组合也会产生不同的数据吞吐量。一般对数据吞吐量的比较都针对同一小区内用户均使用相同速率的数据业务,从仿真的结果看,对于中低速数据,WCDMA 和 cd ma2000
是基本相当的,但是 WCDMA 在高速数据业务上具有优势。TD-SCDMA 由于其技术特点,在理论上具有较高的频谱效率,适合提供数据业务,但还需要得到更多试验的验证。
其次是覆盖。
基站的覆盖范围主要由上下行链路的大允许损耗和无线传播环境决定。在工程上
一般通过上下行链路预算,来估算基站的覆盖范围,在相同的频带内,WCDMA 和
cdma2000 的覆盖基本相同。由于
TD-SCDMA 采用 TDD
方式,在覆盖上要逊于采用
FDD 方式的其它两种技术。
总之,WCDMA 和 CDMA2000
同为 FDD 的 CDMA
技术,技术上没有本质差别,许多仿真和现场试验结果反映系统性能基本相当。TD-SCDMA 与其它两种技术有较大差别,要做更多的仿真和试验验证其性能。
3、业务提供能力
目前业务的竞争已经成为现有运营商的竞争焦点,对于新的移动运营商也不例外,只有能够提供全方位的大众业务和特色业务,才能更多地争取用户,提高竞争力。
3GPP 和 3GPP2 都对业务分类和业务生成机制进行了规范,在业务种类方面二者基本相同,包括基本话音业务、补充业务以及多种数据业务。在业务生成机制方面,3GPP
中定义了多种业务生成机制,例如基于网络的 OSA 和用户化应用移动网络增强逻辑
(CustomisedApplicationforMobileNetworkEnhancedLogic,CAMEL)、移动执行环境(Mobile
Execution Environment,MExE)和 USAT(USIM Application Toolkit,USIM
应用工具箱,其中 USIM 是 Universal
Subscriber Identity Module 通用用户识别模块)等。这些机制都着眼于能使运营商方便快速地提供业务,并本着业务的提供和基础网络相分离的原则,使得业务可以由运营商以外的第三方提供,在业务和网络之间采用开放的标准接口,业务的开发主要由
IT 开发人员来完成,运营商负责网络的运营和对众多的业务提供商的组织和管理。3GPP2 也提出了相应的业务理念,在智能网方面有 WIN
规范,在开放业务体系方面,目前并无相关规范,打算采用 3GPP 的 OSA
概念。所以 3GPP2 在开放业务体系方面起步较晚,没有 3GPP 完善。
总之,3GPP 组织在业务规范上更完善,目前除了基于 CAMEL
的智能网业务以外,其他业务方式还未得到广泛应用,但它们为将来的业务开发奠定了良好的基础。目前,高通公司推出的 BREW(Binary Runtime Environment for Wireless)业务是一种非标准化的业务,它为无线业务提供“端到端”的解决方案,包括向应用开发者提供 BREW 软件开发工具包,向设备制造商提供 BREW
应用平台,向运营商提供控制和管理 BREW 的分发系统,向终用户提供应用下载能力,BREW 目前主要应用于 cdma2000 系统。
4、设备成熟度
设备成熟度是运营商建设网络要考虑的一个重要因素,它关系到网络运行的稳定性、可靠性。从目前的情况看,cdma2000 是成熟的,尤其在终端方面,商用终端种类达到一百多种(使用频段在 800MHz~1.9GHz),用户可以有更多的选择。cdma2000 已经在韩国、日本、美国、加拿大等国家运营,截止到 2002
年底用户总数达到 2700 万。WCDMA
的 R99 版本的系统产品也基本成熟,终端仍是开展业务的瓶颈,目前商用终端种类只有十种左右(使用频段为
2GHz)。已经开通的商用网络主要是日本 NTTDoCoMo
和 2002 年底刚刚开通的 J-phone 的网络,用户数在 15 万左右。
目前,不论在系统还是终端方面,TD-SCDMA 的产品成熟度都落后于 WCDMA 和 cdma2000,尚无商用网络开通,还缺少网络规划和测试的工具。在系统方面,预计
2003 年将先推出基于 TSM 的产品,基于
3GPPR4 核心网的产品尚在研发;在终端方面,有推出多模终端的计划,但将先推出 GSM/TD-SCDMA 双模终端,GSM/WCDMA/TD-
SCDMA 三模终端的推出时间将会更晚。
5、漫游能力
良好的全球漫游能力有利于与其他运营商的合作和吸引高端用户,影响漫游能力的主要因素包括运营商的采用情况、使用频段以及信令的互通性。从运营商的选择看,虽然
cdma2000 的商用早于 WCDMA 和
TD-SCDMA,而且应用范围也较广,但是从全球主要运营商的选择来看,80%的运营商选择 WCDMA 技术,这就为 WCDMA 的漫游能力提供了良好的发展机会。
从使用的频段看,cdma2000 多采用带内演进的方式实现,即多数运营商使用
cdmaOne 的 800MHz 频段,WCDMA
多采用 ITU 规定的 2GHz
频段。在我国,信息产业部已经公布了 3G 的频率规划,可以看出,对于 FDD 和 TDD 方式都是首先启用 2GHz 频段。
从信令互通性看,在核心网方面,WCDMA 基于 GSM 的移动应用协议(MAP),用户识别使用和
GSM 系统相同的 IMSI(国际移动用户识别),实践证明具有良好的互通性。
cdma2000 采用基于
cdmaOne 的 ANSI-41
协议,用户识别使用基于 MIN 的 IMSI,虽然在技术上实现互通不成问题,但要对系统进行升级,实践证明这些都影响了漫游能力。
TD-SCDMA 目前还没有商用网络,其漫游将有赖于多模终端的出现。
6、知识产权的影响
由于知识产权对设备厂商的生产成本有一定影响,所以也会影响到运营商的建网成本。知识产权问题十分复杂,这里只作简单分析。
WCDMA 主要的专利技术分布在多个专利拥有者手中,其中主要的由爱立信、诺基亚、高通、西门子、DoCoMo 公司拥有,目前,以 NTTDoCoMo、爱立信、诺基亚、西门子为首的
WCDMA 联盟率先共同提出专利许可计划,该计划把 WCDMA
的累计专利费率控制在 5%以下。
CDMAOne 的绝大部分核心专利都由高通公司拥有,在 CDMA2000 专利中,其它公司也声称拥有基本专利,其主要原因是在 CDMA20001x/EV-DO/EV-DV 的标准中,其它公司的专利多了起来,虽然高通拥有的专利较多,但优势已经在
cdmaOne 中减小。
TD-SCDMA 技术由大唐电信提出,因此在这方面具有较多的基本专利,一般认为
TD-SCDMA 的基本专利主要集中在大唐和西门子手中,高通也占一部分,这些专利多为核心专利,地位和作用都更为重要。但近其它公司也声称拥有
TD-SCDMA 基本专利,其主要原因是大唐电信的专利主要集中在空中接口物理层面上,核心网技术的专利较少,其它公司声称的专利主要集中在核心网方面。与
WCDMA 和 CDMA2000 相比,显然国有企业拥有 TD-SCDMA 的知识产权更多,在专利谈判中更有发言权,有利于降低设备成本。
知识产权费用的终确定决定于谈判的结果,这方面有赖于政府的协调和设备厂商及单纯专利许可人(例如高通)的配合。
从以上分析可以看出,三种技术各有优缺点,并没有一个单一的完美方案。另外,以上分析都基于现阶段的情况,有些因素会随时间推移而改变,尤其是设备的成熟度问题,所以新运营商应根据网络建设开始的时间综合考虑各种影响因素来选择具体技术。现在,3G 已经成为令全球电信业翘首以盼的一个“明星”,但是当初被寄予厚望的 3G 在标准上并没有实现全球的统一,因此现在已经被 3GPP 承认的 3 个标准如何在业界推广,就成为较为关键的问题。
四、3G 三个标准选择性问题
目前,随着 3 种 3G 主流标准的日趋完善,各标准之间的“竞争”也在不断“升级”。
GSM 协会(代表包括
550 多个第二代和第三代移动网络运营商和 138
个主要 GSM 行业制造商和供应商的共同利益)表示,WCDMA 是目前好的 3G 技术,而且也是 GSM
的自然升级途径。无疑,作为拥有中国移动和中国联通两大 GSM 网络的中国市场将是他们的“攻坚”重点。据相关资料显示,世界前10大网络运营商中有7家已经选择了WCDMA 网络。
面对 CDMA
1X 的挑战,GSMA 也有着自己的考虑。他们表示,该技术已经被定义为“3G”技术,但从用户角度看,其性能同
GPRS 更具可比性,而无法和 WCDMA 相比。他们的例证是,在中国使用
GPRS 手机的人远比用 CDMA 1X 手机的人多。中国移动在其
GPRS 运行的前两个月,就通过 GPRS 和
MMS 平台传输了超过 600 万兆字节的数据。
而 CDMA 1X EV-DO 只是
CDMA 1X 在数据业务上的升级。CDMA2000
1X 所提供的数据输出率与GSM家族中的EDGE比较接近。基于WCDMA的技术比EDGE或CDMA
1X EV-DO 的表现都更为出色。因此 GSMA 的专家认定,在未来的 3G 中
WCDMA 将是一个主导技术。
支持 TD-SCDMA 作为 WCDMA 的补充
对于中国自主知识产权的 TD-SCDMA 技术,GSMA 表示,TD-SCDMA
是一种被国际电联认可的 3G 技术,可以在非成对频谱中运行。无论 WCDMA,还是 TD-SCDMA 都是第三代移动通信标准化的伙伴项目组织(3GPP)的成员,该组织负责在 GSM 发展进程中专门定义
3G 标准。他们认为,WCDMA 和 TD-SCDMA
技术是相辅相成的,能在同一网络上兼容。因此,该组织认定为 TD-SCDMA 和 WCDMA
之间的关系是互相补充,
而不是竞争。TD-SCDMA
特别关注中国农村市场和高密度数据业务需求市场,GSM 协会支持将 TD-SCDMA
作为 WCDMA 技术的补充。
WLAN 与 3G 将相辅相成
对于一度被认定是 3G 竞争对手的无线局域网,GSMA 的专家认为 WLAN 和 3G
是两种相辅相成的技术,能帮助消费者感受在任何地方都能保持互通的好处。专家认为在如何利用这些技术上,个别运营商有自己的计划,他们不仅关注 3G,更关心如何大限度地利用这两种技术,提供无缝数据服务。因此,完全没有必要认为这两种技术存在什么竞争。
同时,该组织专家指出,WLAN 提供了在“热点”地区的宽带接入,对那些流动的但又需要在任何时间都能获取信息的用户来说,WLAN
简直是再理想不过了。举个例子,3G 能让企业用户在某一特定地点收发电子邮件。如在机场,这些用户需要“移动”性。
3G 手机将立即成熟
手机终端一直是影响着移动通信技术发展的重要因素,而 3G 的复杂性直接导致 3G
手机成为神秘的“化身”。业界曾经传出 3G 手机成本比 GSM 要多若干倍。GSMA
认为,这种说法是毫无根据的。
为此,他们提供了以下数据,2002
年,GPRS 芯片比 CDMA
1X 芯片的输出量要多,因为 WCDMA 群体并不单靠某一个公司生产芯片,所以单个公司的成批销售量看起来没有那么多。WCDMA 芯片现在已有供应,随着更多 WCDMA
网络在全世界的运行,其输出量也将更大。
德国银行的美国无线通信设备分析小组估计已有
4720 万 GPRS 手机在 2002
年出产,而 CDMA 2000 1X RTT 手机(与
GPRS 相当)则只有 3590
万。他们同时预测,在 2003 年将有 9560
万个 GPRS 手机出产,而 CDMA2000 1x 手机只有 7940
万。显而易见的是,
GSMA 认定 WCDMA 手机将优势无限。
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