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摘要:三种主流的3G技术标准--WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA在技术上各有千秋,但考虑到出于对民族工业的支持,TD-SCDMA在中国一定要上。电信领域内的传输、多媒体、3G等各方面新技术层出不穷,并且出现相关领域技术融合的趋势,MSTP正是其中的一项有益的尝试。作为传输技术的一种突破,它实现了传输与多媒体,3G等部分层面的融合。现在已经出现了多媒体的应用如媒体点播与应用下载媒体点播、可视电话(会议)、企业网应用等。
关键词 : 3G 媒体点播 可视电话 企业网应用
一、3G的标准
从移动通信技术发展趋势和可实现业务功能分析,基于CDMA制式的3种标准被普遍看好,分别对应cdma2000、WCDMA和TD-SCDMA三种技术,它们被认为是3G的三大主流应用技术标准。目前,中国的3G即将进入商用化应用阶段,对技术标准的取舍选择也成为移动运营商要仔细考虑的问题,因此有必要对这三种主流技术标准进行比较分析,以期为我国3G标准的选择提供有益的参考。
1.1 主流3G标准概要
1.1.1 cdma2000。cdma2000是从cdmaOne演进而来的第三代移动通信技术。事实上,cdma2000标准是一个体系结构,称为cdma2000 family,它同样还包含一系列的子标准。其技术特点如下:
前反向同时采用导频辅助相干解调;在扩频码选择采用相同M序列,通过不同的相位偏置区分不同的小区和用户;射频带宽从1.25MHz到20MHz可调;快速前向和反向功率控制;下行信道中采用公共连续导频方式进行相干检测,提高系统容量;在下行信道传输中,定义直扩和多载波传输两种方式,码片速率分别为3.6864Mcps和1.22Mcps,多载波方式能很好地兼容IS-95网络;支持F-QPCH,可延长手机待机时间;核心网络给予ANSI-41网络的演进,并保持与ANSI-41网络的兼容性;支持软切换和更软切换;设计了两类码复用业务信道,基本信道用于传送语音、信令和低速数据,是一个可变速率信道,补充信道用以传送高速率数据,在分组数据传送上应用了ALOHA技术,改善传输性能;在同步方式上cdma2000与IS-95相同,基站间同步采用GPS方式。
cdma2000的发起者主要以美国和韩国为主的以IS-95 CDMA为标准的制造商和运营公司,cdma2000继承了IS-95窄带CDMA系统的技术特点,网络运营商同样可以在窄带CDMA网络中更换或增加部分网络设备过渡到3G。
1.1.2 WCDMA。WCDMA的主要技术指标是:支持高速数据传输(慢速移动时384kb/s,室内走动时2Mb/s),异步BS,支持可变速传输,帧长10ms,码片速率3.84Mb/s。其主要特点如下:
基站同步方式:支持异步和同步的基站运行方式,组网方便、灵活;调制方式:上行为BPSK,下行为QPSK;解调方式:导频辅助的相干解调;接入方式:DS-CDMA方式;三种编码方式:在话音信道采用卷积码(R=1/3,K=9)进行内部编码和Veterbi解码,在数据信道采用ReedSolomon编码,在控制信道采用卷积码(R=1/2,K=9)进行内部编码和Veterbi解码;适应多种速率的传输,可灵活地提供多种业务,并根据不同的业务质量和业务速率分配不同的资源,同时对多速率、多媒体的业务可通过改变扩频比(对于低速率的32kb/s、64kb/s、128kb/s的业务)和多码并行传送(对于高于128kb/s的业务)的方式来实现;上、下行快速、高效的功率控制大大减少了系统的多址干扰,提高了系统容量,同时也降低了传输的功率;核心网络基于GSM/GPRS网络的演进,并保持与GSM/GPRS网络的兼容性;BTS之间无需同步因BS可收发异步的PN码,即BS可跟踪对方发出的PN码,同时MS也可用额外的PN码进行捕获与跟踪,因此可获得同步,来支持越区切换及宏分集,而在BTS之间无需进行同步;支持软切换和更软切换,切换方式包括三种,即:扇区间软切换、小区间软切换和载频间硬切换。
WCDMA的发起者主要是欧洲和日本标准化组织和厂商,WCDMA继承了第二代移动通信体制GSM标准化程度高和开放性好的特点,标准化进展顺利,网络运营商可以通过在GSM网络上引入GPRS网络设备和新业务,培育数据业务消费群体,逐步过渡到3G。
1.1.3 TD-SCDMA。TD-SCDMA较前两种技术标准略显稚嫩,其主要技术特点如下: 信号带宽为1.23MHz;码片速率为1.28Mchip/s;采用智能天线技术,提高了频谱效率;采用同步CDMA技术,降低上行用户间的干扰和保持时隙宽度;接收机和发射机采用软件无线电技术;采用联合检测技术,降低多址干扰;多时隙,具有上下行不对称信道分配能力,适应数据业务;采用接力切换,降低掉话率,提高切换的效率;语音编码:AMR与GSM兼容;核心网络基于GSM/GPRS网络的演进,并保持与它们的兼容性;基站间采用GPS或者网络同步方式,降低基站间干扰。
TD-SCDMA目前主要是西门子公司和中国大唐集团在开发,较前两个技术标准而言,对TD-SCDMA进行大力支持和结成产业联盟的企业还比较少。
1.2 结论性分析
三种主流的3G技术标准从目前的情况来看,至于谁能在3G时代占据更大的市场份额,关键是看哪个技术标准更符合市场需求和竞争的需要。对于这个问题的分析,除了要从前文所述的各项技术特点以及厂家供货环境、全球范围内广泛采用的程度等入手外,还要结合各国国情、各运营商的具体情况以及市场竞争等因素进行考虑。
单就中国而言,由于我们是发展中国家,所以如何保护现有的网络投资并使其产生最大的效益是首先值得重视的问题。因此,在满足业务发展需要的同时,要充分利用已建的2G网络,保护用户业务的连续性,这就要求新建的3G网络必须与第二代网络有很好的后向兼容性。符合这些条件的3G标准,WCDMA应是首选。
其次,中国之所以发展3G,一个迫切的需要是为了解决当前所面临的频谱资源日益短缺的问题;另外,由于我国人口众多且经济发展不平衡,造成了业务分布的不均匀性,移动通信的主要用户和业务大部分集中在中心城市和部分人口密集的地区,这就要求我们选择的标准应当是频谱利用率较高的技术制式。在这一点上,TD-SCDMA的优势更明显一些。
第三,对于中国的运营商来讲,3G建设初期最主要的任务还是要完成大规模覆盖,实现基本漫游,待基本业务和用户群稳定后,再进一步考虑网络容量的增加,业务种类的丰富。WCDMA在大规模覆盖上有自己的技术优势,将是初期的优选。
第四,如果考虑竞争带来的价格因素,则WCDMA的优势更突出。这是因为与其它技术标准相比,WCDMA在全球范围内已经形成多厂家供货的局面,这势必带来设备价格和产品质量的竞争,在市场杠杆的调节下,设备和服务价格会不断降低,质量不断提高,是非常有利于运营商降低建设投资的。
最后,出于对民族工业的支持,TD-SCDMA在中国一定要上。我国已经在1G、2G时代落后于世界了,如果能够基于自主产权的TD-SCDMA形成3G产业链,就可能带动起中国的通信制造业、运营业等的快速发展,从而取得赶超世界先进的良机。
综合如上的种种分析和考虑,我国对3G技术标准的选择,以WCDMA和TD-SCDMA的结合为宜。利用WCDMA在大规模覆盖、远距离通信等领域的优势组建全国和国际网络、快速实现无缝覆盖,而在人口密集和手机上网需求密集的地区则可以选择TD-SCDMA。当然,选择这两种标准也是由于在技术上FDD和TDD方式可以实现互补。
二、多媒体的应用
2.1、媒体点播与应用下载
媒体点播是包含类似体育比赛重播、新闻头条、MTV和电影预告、广告等音频和视频内容的流媒体点播或下载服务。应用下载类似于媒体点播中的下载应用,但主要集中于一些手机终端可以执行的应用程序,典型的包括游戏、商用程序、媒体播放工具以及铃声等。
显然,这些用户希望下载的流媒体内容或移动应用程序,通常都具有几百KB或数MB的身形,如果不使用至少可达384kb/s以上带宽的3G技术,仅凭GPRS和CDMA2000 1x具备的数十kb/s的带宽,显然难承重任。因此,当前具备高速移动网络的多数运营商基本都部署了媒体点播业务。
FIMM韩国运营商KTF通过其实际速率可达500~600kb/s的CDMA2000 1x EV-DO网络,向使用该网络的17万名用户提供媒体点播服务,其内容包括高品质移动多媒体点播服务(VOD点播)、增强的多媒体视频和图片邮件服务等。
M-stage著名日本移动运营商NTT DoCoMo为其WCDMA网络用户提供的多媒体实时点播服务,主要面向拥有高性能智能手机或是PDA终端的网络用户。M-stage甚至还能为用户提供定制应用。
NATE Air 这是由韩国运营商SK电讯推出的媒体点播服务,可以基于SK电讯的CDMA2000 1x网络为用户提供各种流媒体广播服务。
U-Magic中国联通于2003年3月推出的应用下载业务。基于中国联通CDMA2000 1x网络和高通BREW平台的这项业务,可以为用户实现手机终端应用程序的按需下载。事实上,各网络运营商也希望,借助业务的平滑过渡,也能够将其各自珍贵的用户群自然的带进未来的3G时代。
2.2、可视电话(会议)
可视电话(或会议)是一种实时视频信息传送应用,允许两个到多个手机用户之间相互实现可视通话或虚拟电话会议。高端的可视电话(或会议)还可以实现二分屏或四分屏通话。值得注意的是,可视电话(或会议)需要大量的带宽支持。目前,WCDMA是通过其64k电路域来实现的,而CDMA2000中只有具备高达500kb/s带宽的CDMA2000 1x EV-DO网络可以提供支持。自然的,全球只有真正的3G运营商才可以提供可视电话(或会议)应用。
2.3、企业网应用
企业网应用是指搭设一个3G移动应用平台,通过这一平台可以提供企业网移动接入并执行企业网内运行的应用。使用移动终端接入企业网络具备其独有的优势,除去可以提高工作效率之外,使用移动终端形成的内外网络连接将具备更高的接入安全性。出乎意料的是,一向对3G应用持消极态度的欧美运营商,却对这项主要面向商务的3G应用,表现出积极欢迎的姿态。
BroadbandAccess这是美国运营商Verizon Wireless推出的一项面对企业网络接入应用的3G业务。服务包括企业内网接入,访问内网邮箱,绕过企业防火墙实现对于内网资料的下载和远程处理等。
PCS Business Connection“企业版”基于美国运营商Sprint PCS的CDMA2000 1x网络的一个企业应用业务。它可以提供安全的企业内网访问能力,用户可以通过移动终端实现对于内网邮件甚至是企业核心机密的访问。
Mobile Jet Stream 这是由新西兰电信推出的一个网络连接服务,它允许用户通过移动终端,选择以153kb/s的最高速率或是40~80kb/s的平均速率访问公司内网。
我们大胆猜想,在中国步入3G时代后,也将出现企业移动应用同消费端应用齐头并进的局面。
参考文献:
[1] 王文东 肖丹 程时端 ATM话音通信的关键技术
[2] 赵慧玲 公用宽带网技术发展的探讨
[3] 孙保红 《WCDMA技术特点和标准状况》
[4] 佚名 《3G应用简述》
[5] 曹志刚钱亚生,《现代通信原理》北京:清华大学出版社,1992
[6] 宋祖顺等编著,《现代通信原理》北京:电子工业出版社2001.10 易波主编,《现代通信导论》长沙:国防科技大学出版社1998
关键词 : 3G 媒体点播 可视电话 企业网应用
一、3G的标准
从移动通信技术发展趋势和可实现业务功能分析,基于CDMA制式的3种标准被普遍看好,分别对应cdma2000、WCDMA和TD-SCDMA三种技术,它们被认为是3G的三大主流应用技术标准。目前,中国的3G即将进入商用化应用阶段,对技术标准的取舍选择也成为移动运营商要仔细考虑的问题,因此有必要对这三种主流技术标准进行比较分析,以期为我国3G标准的选择提供有益的参考。
1.1 主流3G标准概要
1.1.1 cdma2000。cdma2000是从cdmaOne演进而来的第三代移动通信技术。事实上,cdma2000标准是一个体系结构,称为cdma2000 family,它同样还包含一系列的子标准。其技术特点如下:
前反向同时采用导频辅助相干解调;在扩频码选择采用相同M序列,通过不同的相位偏置区分不同的小区和用户;射频带宽从1.25MHz到20MHz可调;快速前向和反向功率控制;下行信道中采用公共连续导频方式进行相干检测,提高系统容量;在下行信道传输中,定义直扩和多载波传输两种方式,码片速率分别为3.6864Mcps和1.22Mcps,多载波方式能很好地兼容IS-95网络;支持F-QPCH,可延长手机待机时间;核心网络给予ANSI-41网络的演进,并保持与ANSI-41网络的兼容性;支持软切换和更软切换;设计了两类码复用业务信道,基本信道用于传送语音、信令和低速数据,是一个可变速率信道,补充信道用以传送高速率数据,在分组数据传送上应用了ALOHA技术,改善传输性能;在同步方式上cdma2000与IS-95相同,基站间同步采用GPS方式。
cdma2000的发起者主要以美国和韩国为主的以IS-95 CDMA为标准的制造商和运营公司,cdma2000继承了IS-95窄带CDMA系统的技术特点,网络运营商同样可以在窄带CDMA网络中更换或增加部分网络设备过渡到3G。
1.1.2 WCDMA。WCDMA的主要技术指标是:支持高速数据传输(慢速移动时384kb/s,室内走动时2Mb/s),异步BS,支持可变速传输,帧长10ms,码片速率3.84Mb/s。其主要特点如下:
基站同步方式:支持异步和同步的基站运行方式,组网方便、灵活;调制方式:上行为BPSK,下行为QPSK;解调方式:导频辅助的相干解调;接入方式:DS-CDMA方式;三种编码方式:在话音信道采用卷积码(R=1/3,K=9)进行内部编码和Veterbi解码,在数据信道采用ReedSolomon编码,在控制信道采用卷积码(R=1/2,K=9)进行内部编码和Veterbi解码;适应多种速率的传输,可灵活地提供多种业务,并根据不同的业务质量和业务速率分配不同的资源,同时对多速率、多媒体的业务可通过改变扩频比(对于低速率的32kb/s、64kb/s、128kb/s的业务)和多码并行传送(对于高于128kb/s的业务)的方式来实现;上、下行快速、高效的功率控制大大减少了系统的多址干扰,提高了系统容量,同时也降低了传输的功率;核心网络基于GSM/GPRS网络的演进,并保持与GSM/GPRS网络的兼容性;BTS之间无需同步因BS可收发异步的PN码,即BS可跟踪对方发出的PN码,同时MS也可用额外的PN码进行捕获与跟踪,因此可获得同步,来支持越区切换及宏分集,而在BTS之间无需进行同步;支持软切换和更软切换,切换方式包括三种,即:扇区间软切换、小区间软切换和载频间硬切换。
WCDMA的发起者主要是欧洲和日本标准化组织和厂商,WCDMA继承了第二代移动通信体制GSM标准化程度高和开放性好的特点,标准化进展顺利,网络运营商可以通过在GSM网络上引入GPRS网络设备和新业务,培育数据业务消费群体,逐步过渡到3G。
1.1.3 TD-SCDMA。TD-SCDMA较前两种技术标准略显稚嫩,其主要技术特点如下: 信号带宽为1.23MHz;码片速率为1.28Mchip/s;采用智能天线技术,提高了频谱效率;采用同步CDMA技术,降低上行用户间的干扰和保持时隙宽度;接收机和发射机采用软件无线电技术;采用联合检测技术,降低多址干扰;多时隙,具有上下行不对称信道分配能力,适应数据业务;采用接力切换,降低掉话率,提高切换的效率;语音编码:AMR与GSM兼容;核心网络基于GSM/GPRS网络的演进,并保持与它们的兼容性;基站间采用GPS或者网络同步方式,降低基站间干扰。
TD-SCDMA目前主要是西门子公司和中国大唐集团在开发,较前两个技术标准而言,对TD-SCDMA进行大力支持和结成产业联盟的企业还比较少。
1.2 结论性分析
三种主流的3G技术标准从目前的情况来看,至于谁能在3G时代占据更大的市场份额,关键是看哪个技术标准更符合市场需求和竞争的需要。对于这个问题的分析,除了要从前文所述的各项技术特点以及厂家供货环境、全球范围内广泛采用的程度等入手外,还要结合各国国情、各运营商的具体情况以及市场竞争等因素进行考虑。
单就中国而言,由于我们是发展中国家,所以如何保护现有的网络投资并使其产生最大的效益是首先值得重视的问题。因此,在满足业务发展需要的同时,要充分利用已建的2G网络,保护用户业务的连续性,这就要求新建的3G网络必须与第二代网络有很好的后向兼容性。符合这些条件的3G标准,WCDMA应是首选。
其次,中国之所以发展3G,一个迫切的需要是为了解决当前所面临的频谱资源日益短缺的问题;另外,由于我国人口众多且经济发展不平衡,造成了业务分布的不均匀性,移动通信的主要用户和业务大部分集中在中心城市和部分人口密集的地区,这就要求我们选择的标准应当是频谱利用率较高的技术制式。在这一点上,TD-SCDMA的优势更明显一些。
第三,对于中国的运营商来讲,3G建设初期最主要的任务还是要完成大规模覆盖,实现基本漫游,待基本业务和用户群稳定后,再进一步考虑网络容量的增加,业务种类的丰富。WCDMA在大规模覆盖上有自己的技术优势,将是初期的优选。
第四,如果考虑竞争带来的价格因素,则WCDMA的优势更突出。这是因为与其它技术标准相比,WCDMA在全球范围内已经形成多厂家供货的局面,这势必带来设备价格和产品质量的竞争,在市场杠杆的调节下,设备和服务价格会不断降低,质量不断提高,是非常有利于运营商降低建设投资的。
最后,出于对民族工业的支持,TD-SCDMA在中国一定要上。我国已经在1G、2G时代落后于世界了,如果能够基于自主产权的TD-SCDMA形成3G产业链,就可能带动起中国的通信制造业、运营业等的快速发展,从而取得赶超世界先进的良机。
综合如上的种种分析和考虑,我国对3G技术标准的选择,以WCDMA和TD-SCDMA的结合为宜。利用WCDMA在大规模覆盖、远距离通信等领域的优势组建全国和国际网络、快速实现无缝覆盖,而在人口密集和手机上网需求密集的地区则可以选择TD-SCDMA。当然,选择这两种标准也是由于在技术上FDD和TDD方式可以实现互补。
二、多媒体的应用
2.1、媒体点播与应用下载
媒体点播是包含类似体育比赛重播、新闻头条、MTV和电影预告、广告等音频和视频内容的流媒体点播或下载服务。应用下载类似于媒体点播中的下载应用,但主要集中于一些手机终端可以执行的应用程序,典型的包括游戏、商用程序、媒体播放工具以及铃声等。
显然,这些用户希望下载的流媒体内容或移动应用程序,通常都具有几百KB或数MB的身形,如果不使用至少可达384kb/s以上带宽的3G技术,仅凭GPRS和CDMA2000 1x具备的数十kb/s的带宽,显然难承重任。因此,当前具备高速移动网络的多数运营商基本都部署了媒体点播业务。
FIMM韩国运营商KTF通过其实际速率可达500~600kb/s的CDMA2000 1x EV-DO网络,向使用该网络的17万名用户提供媒体点播服务,其内容包括高品质移动多媒体点播服务(VOD点播)、增强的多媒体视频和图片邮件服务等。
M-stage著名日本移动运营商NTT DoCoMo为其WCDMA网络用户提供的多媒体实时点播服务,主要面向拥有高性能智能手机或是PDA终端的网络用户。M-stage甚至还能为用户提供定制应用。
NATE Air 这是由韩国运营商SK电讯推出的媒体点播服务,可以基于SK电讯的CDMA2000 1x网络为用户提供各种流媒体广播服务。
U-Magic中国联通于2003年3月推出的应用下载业务。基于中国联通CDMA2000 1x网络和高通BREW平台的这项业务,可以为用户实现手机终端应用程序的按需下载。事实上,各网络运营商也希望,借助业务的平滑过渡,也能够将其各自珍贵的用户群自然的带进未来的3G时代。
2.2、可视电话(会议)
可视电话(或会议)是一种实时视频信息传送应用,允许两个到多个手机用户之间相互实现可视通话或虚拟电话会议。高端的可视电话(或会议)还可以实现二分屏或四分屏通话。值得注意的是,可视电话(或会议)需要大量的带宽支持。目前,WCDMA是通过其64k电路域来实现的,而CDMA2000中只有具备高达500kb/s带宽的CDMA2000 1x EV-DO网络可以提供支持。自然的,全球只有真正的3G运营商才可以提供可视电话(或会议)应用。
2.3、企业网应用
企业网应用是指搭设一个3G移动应用平台,通过这一平台可以提供企业网移动接入并执行企业网内运行的应用。使用移动终端接入企业网络具备其独有的优势,除去可以提高工作效率之外,使用移动终端形成的内外网络连接将具备更高的接入安全性。出乎意料的是,一向对3G应用持消极态度的欧美运营商,却对这项主要面向商务的3G应用,表现出积极欢迎的姿态。
BroadbandAccess这是美国运营商Verizon Wireless推出的一项面对企业网络接入应用的3G业务。服务包括企业内网接入,访问内网邮箱,绕过企业防火墙实现对于内网资料的下载和远程处理等。
PCS Business Connection“企业版”基于美国运营商Sprint PCS的CDMA2000 1x网络的一个企业应用业务。它可以提供安全的企业内网访问能力,用户可以通过移动终端实现对于内网邮件甚至是企业核心机密的访问。
Mobile Jet Stream 这是由新西兰电信推出的一个网络连接服务,它允许用户通过移动终端,选择以153kb/s的最高速率或是40~80kb/s的平均速率访问公司内网。
我们大胆猜想,在中国步入3G时代后,也将出现企业移动应用同消费端应用齐头并进的局面。
参考文献:
[1] 王文东 肖丹 程时端 ATM话音通信的关键技术
[2] 赵慧玲 公用宽带网技术发展的探讨
[3] 孙保红 《WCDMA技术特点和标准状况》
[4] 佚名 《3G应用简述》
[5] 曹志刚钱亚生,《现代通信原理》北京:清华大学出版社,1992
[6] 宋祖顺等编著,《现代通信原理》北京:电子工业出版社2001.10 易波主编,《现代通信导论》长沙:国防科技大学出版社1998