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3G演进型技术及超3G技术发展(转载自人民邮电)

(2005-12-09 14:56:14)
分类: IT评论

在当今的通信世界中,有两个领域连续多年呈现出高速发展的趋势,一是移动通信,二是互联网。

从2002年底开始,全球移动用户数超过了固定用户数。截止到2005年6月底,全球移动用户数超过19亿,而固定用户数仅为12.3亿。在我国,这个趋势也是类似的,从2003年10月份开始,我国移动用户数就超过了固定用户数。截止到2005年7月,我国移动用户数为3.68亿,而固定电话用户数为3.4亿。

在互联网方面,也呈现了类似的情况。全球互联网用户为9.3亿,而我国的互联网用户已经突破1亿,并仍然在告诉增长。

在这种高速增长的背景下,业界普遍认为移动通信市场,特别是移动数据市场仍然有巨大的发展空间。在这种市场趋势的推动下,许多国家、国际组织、区域性组织和企业都投入了巨大的力量开展移动新技术的研究。

与此同时,很多原先在移动通信领域投入很少的公司也力图进入这个极具潜力的市场。而原先占据了大量市场份额的公司在努力保护自己的既得利益。使这个市场变成一个竞争无比激烈的市场。

一、 E3G技术
在3G系统逐步进入商用的同时,业界已经开始了新技术的研究工作。有的公司将这些新技术称为Super 3G技术,也有的公司将其称为3.9G技术。这些技术的共同特点是:
- 数据业务传输速率提高一个数量级,达到100Mbps左右
 - 引入大量的先进技术,如OFDM和MIMO等,一般不再以CDMA技术为主

在我国,统一将这些技术称为3G演进型技术,简写为E3G技术。

为了实现E3G技术的标准化,从2004年年底开始,3GPP和3GPP2先后开始了相应的研究工作。

1.1 3GPP的研究工作
3GPP从2004年下半年开始启动了“长期演进”项目,简写为LTE项目。

从时间上看,该项目计划在2007年年中完成标准的制定工作,在2008年或者2009年将产品推向市场。其中标准化工作又划分为两个阶段,第一阶段定在2006年年中,主要完成相关的技术研究,形成研究报告。然而使用一年左右的时间,完成标准的撰写工作。

从技术要求方面来看,3GPP的奋斗目标是实现一个下行达到100Mbps,上行达到50Mbps的系统。这个系统的重点是提供数据业务,常规的语音业务不再考虑。为了支持更多的用户和更多的业务量,这个系统要求频谱效率比现有的系统提高3到4倍,即达到5bps/Hz的水平。为了实现前述奋斗目标,3GPP考虑引入大量的先进技术,这样,与现有的WCDMA系统的后向兼容将不再是一个重点考虑的问题。

经过大半年的努力,3GPP已经取得了一系列重要的进展。在无线接口方面,已经确定前向采用OFDMA技术,而反向采用SC-FDMA技术。在网络结构方面,正在考虑采用简化的网络结构,例如将Node B直接接入到分组网络中,以减少网络层次,降低数据传输时延和呼叫建立时延,满足实时数据业务的需要。

1.2 3GPP2的研究工作
在3GPP开展研究工作的同时,3GPP2也在2005年初启动了“空中接口演进”项目,简称AIE项目。

在技术目标方面,3GPP2的部分目标是与3GPP相似的,如提高频谱资源利用率,提高数据业务的传输速率等。但是,也有部分目标是不同的。3GPP2在强调提高数据业务速率的时候,同时也强调提高语音业务的容量。同时,按照cdma2000系列标准的一贯传统,强调技术的后向兼容性。

为了实现预定的技术目标,3GPP2将工作分成了两个阶段。

第一阶段主要目的是尽快向市场推出高速数据业务,同时保持后向兼容性。为了达到这个目的,3GPP2采用了多载波技术,将多个EV-DO的载波捆绑在一起,共同提供高速数据业务。由于每个载波都与原来的载波相同,所以维持了良好的后向兼容性,同时,标准化和市场化的进程都很快。预计在2006年的2月份,相关的标准制定工作就可以完成。

3GPP2的第二阶段工作刚刚启动。预计在这个阶段中,将引入大量的新技术。根据工作计划,3GPP2将在2006年3月份完成候选技术的征集工作,然后在这些候选技术的基础上进行选择和融合工作,计划在2007年年中结束标准化工作。

二、 B3G技术
古人说,名不正则言不顺!在2005年10月18日结束的ITU-R WP8F的第17次会议上,ITU给了B3G技术一个正式的名称IMT-Advanced。按照国际电信联盟的定义:
1. IMT-2000技术和IMT-Advanced技术拥有一个共同的前缀:“IMT”,表示移动通信
2. 当前的WCDMA、HSDPA等技术统称为IMT-2000技术
3. 未来的新的空中接口技术,叫做IMT-Advanced技术

在这个命名中,我们可以看到一个关键的与传统观念不同的理念。在一般的观念中,认为在3G以后,大家开始研究的新技术应该是4G技术,所谓的B3G是4G的一个组成部分。所以,在很多文章里,我们可以看到这样的描述:

“B3G/4G”。但是,按照ITU的命名,这个概念就不一样了。IMT-Advanced与IMT-2000是并列的,都是IMT的一个分支。从这个意义上将,IMT-Advanced是3G的新发展,而不是4G。这种观念的提出,是有深刻市场背景的。

数年前,当欧洲国家的政府发放3G许可证的时候,很多国家都采用拍卖方式,迫使运营商们掏一大笔钱买许可证,总数高达数百亿美元。而3G系统至今没有大规模商用。许可证费用成为运营商们的承重负担。如果在这个时候,再发放4G许可证。这些3G运营商就无法收回成本了。所以,大家一定要将新技术划入3G的范畴,让那几百个亿的许可证继续发挥作用。

按照ITU对IMT-Advanced的定义,当用户出于静止或者低速移动时,IMT-Advanced应当能够支持1000Mbps的数据业务速率;当用户出于高速移动状态时,IMT-Advanced应当能够支持100Mbps的数据业务速率。与前文提及的E3G技术相比,IMT-Advanced技术的性能要高一个数量级。与此对应,IMT-Advanced预计的商用时间也在2010年以后,即在E3G技术商用以后。

目前,在国际上也积极开展IMT-Advanced技术的预研工作。但是,对究竟采用什么样的技术才能达到预定目标方面,各个国家都还没有一个明确的认识。

三、我国企业和科研院校的努力
未来移动通信的发展,将是移动通信和数据通信相结合,向用户提供丰富多彩的业务。这个领域充满着机会。很多国家和厂商力图进入这个领域,而已经在这个领域中占有一定地位的国家和企业也在力图保护既得利益。

近年来,我国制造业在移动通信领域的地位不断提高,涌现了以华为和中兴为代表的一大批新兴企业。毫无疑问,我国政府和企业也希望在未来的移动通信市场上占有一席之地。

为了实现这个梦想,我国的企业、科研单位和学校都以前所未有的积极态度参加了E3G和B3G方面的研究工作。

在3GPP和3GPP2,华为、中兴、大唐、中国移动,以及863计划领导下的大专院校都提交了大量的文稿,其中数十篇文稿已经被接受,成为未来B3G技术的一个部分。

我们期待着,在未来的移动通信领域,我国将不仅仅成为一个大国,而且是一个强国。

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