李 帥，單琳娜

（佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院，黑龍江佳木斯 154007）

1 3G通信技術(shù)的協(xié)議

數(shù)字通信模擬手機(jī)和GSM/CDMA手機(jī)的時(shí)代出現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。第三代（3G）支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通信技術(shù)，能夠快速處理圖像、影音及多媒體形式。3G的初期階段，TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000三種主流技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)商用。中國(guó)聯(lián)通采用WCDMA標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)電信采用CDAM2000標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)移動(dòng)采用TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)。WCDMA：即WidebandCDMA，意為寬帶碼分多址，其支持者主要是以GSM系統(tǒng)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(ài)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。CDMA2000： CDMA2000也稱為CDMA Multi-Carrier，由美國(guó)高通北美公司為主導(dǎo)提出，摩托羅拉、Lucent和后來(lái)加入的韓國(guó)三星都有參與，韓國(guó)現(xiàn)在成為該標(biāo)準(zhǔn)的主導(dǎo)者。TD-SCDMA：該標(biāo)準(zhǔn)是由中國(guó)大陸?yīng)氉灾贫ǖ?G標(biāo)準(zhǔn)，由于中國(guó)的龐大市場(chǎng)，該標(biāo)準(zhǔn)受到各大主要電信廠商的重視，全球一半以上的設(shè)備廠商都宣布可以支持TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)。3G是將無(wú)線通信與互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)，一談到3G時(shí)代的用戶需求，首先想到的是可視電話、無(wú)線上網(wǎng)、手機(jī)上網(wǎng)、手機(jī)電視、手機(jī)音樂(lè)等多種信息服務(wù)，其中視頻通話會(huì)是最大的用戶需求。

目前，中國(guó)聯(lián)通WCDMA已經(jīng)覆蓋了全國(guó)縣以上的全部城市，并完成了WCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，達(dá)到了商用條件。中國(guó)電信的3G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋了全國(guó)31個(gè)省市自治區(qū)、342個(gè)地市、2055個(gè)縣和6000多個(gè)發(fā)達(dá)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，提供速率達(dá)到9.3MHz，基本實(shí)現(xiàn)WLAN的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。中國(guó)移動(dòng)也經(jīng)過(guò)前四期的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全國(guó)全部縣級(jí)以上城市的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋，并將優(yōu)化現(xiàn)有大中城市的TD網(wǎng)絡(luò)及向縣城和發(fā)達(dá)鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)延伸，中國(guó)移動(dòng)TD的基站數(shù)量達(dá)到26萬(wàn)個(gè)。

2 3G通信技術(shù)的平民化

3G將向?qū)拵Щ?、泛在化、移?dòng)化方向發(fā)展。三大電信運(yùn)營(yíng)商公布了2011年全年用戶數(shù)數(shù)據(jù)：2011年國(guó)內(nèi)新增3G用戶數(shù)達(dá)到8000萬(wàn)、3G滲透率為13%，在3G市場(chǎng)份額分布中，中國(guó)移動(dòng)占4成，中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信各占3成，呈現(xiàn)三足鼎立之勢(shì)。3G牌照的發(fā)放以及三大全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商對(duì)3G技術(shù)的巨額投入，讓國(guó)內(nèi)迅速進(jìn)入到一個(gè)全新的3G時(shí)代。經(jīng)過(guò)一年多的市場(chǎng)拓展，中國(guó)的3G已經(jīng)趨于成熟，在3G用戶進(jìn)入大規(guī)模普及階段，3G產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈。3G不僅正在改變著消費(fèi)者的使用習(xí)慣，同時(shí)也從生活方式上影響著消費(fèi)者的慣性思維，中國(guó)的3G時(shí)代已真正來(lái)臨。競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)不再限于高端商務(wù)市場(chǎng)，而是轉(zhuǎn)戰(zhàn)到千元中低端市場(chǎng)，千元3G市場(chǎng)逐步成為運(yùn)營(yíng)商競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)。

中國(guó)移動(dòng)在3G時(shí)代應(yīng)該感謝蘋果iphone，因?yàn)橹挥袠O少的廠商如三星、moto會(huì)愿意研發(fā)定制TD-SCDMA手機(jī)，但是在進(jìn)入3G時(shí)代后，中國(guó)移動(dòng)的戰(zhàn)略有所改變，大量的中國(guó)移動(dòng)用戶在近些年內(nèi)選擇了iphone，中國(guó)移動(dòng)iphone用戶量已經(jīng)達(dá)到了1500萬(wàn)，而中國(guó)移動(dòng)也在積極的配合iphone用戶，先后推出了iphone專區(qū)，以及mirco sim卡，然而3G時(shí)代也只是中國(guó)移動(dòng)步入4G時(shí)代的一個(gè)過(guò)渡。中國(guó)聯(lián)通算是中國(guó)3G時(shí)代的佼佼者，利用WCDMA網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，贏得了很多用戶的選擇。另外，中國(guó)聯(lián)通的“千元智能機(jī)”促使中國(guó)聯(lián)通市場(chǎng)份額增加，截至2011年12月，中國(guó)聯(lián)通的千元智能手機(jī)的銷售量已經(jīng)超過(guò)1000萬(wàn)臺(tái)，占據(jù)了中國(guó)聯(lián)通整個(gè)3G手機(jī)份額的四分之一，這樣中國(guó)聯(lián)通也是第一個(gè)做到了覆蓋高、中、低三檔不同層次的產(chǎn)品。

中國(guó)電信的固網(wǎng)營(yíng)銷機(jī)制在移動(dòng)市場(chǎng)中并不占優(yōu)勢(shì)，其3G業(yè)務(wù)也“不溫不火”，但其公司的發(fā)展思路非常清晰，選擇拓展?fàn)I銷網(wǎng)絡(luò)，建立開(kāi)放的營(yíng)銷渠道體系。從高校入手，很多學(xué)生選擇當(dāng)中國(guó)電信的3G用戶，是既可以享受電信CDMA2000高速網(wǎng)絡(luò)又可以節(jié)省很多手機(jī)資費(fèi)，這也讓中國(guó)電信積累了一批忠實(shí)的大學(xué)生用戶。中國(guó)電信嘗到了千元智能終端的甜頭，引進(jìn)蘋果iphone 4s CDMA版本，這是中國(guó)電信引進(jìn)明星終端的開(kāi)始，接下來(lái)就是被外界看好的諾基亞windows phone手機(jī)lumia 800c，這讓中國(guó)電信的運(yùn)營(yíng)達(dá)到了一個(gè)小高潮。

預(yù)計(jì)到2013年，中國(guó)手機(jī)網(wǎng)民將達(dá)到7.20億。目前，國(guó)內(nèi)手機(jī)上網(wǎng)用戶大部分依然為每個(gè)月只有30M流量包月的中低端用戶，因此加大中低檔價(jià)位手機(jī)特別是低價(jià)智能TD終端的支持。

3 4G通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)

4G通信技術(shù)是繼3G以后的又一次無(wú)線通信技術(shù)演進(jìn)，其開(kāi)發(fā)更加具有明確的目標(biāo)性，提高移動(dòng)裝置無(wú)線訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)的速度，具有非對(duì)稱的超過(guò)2Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸能力。它包括寬帶無(wú)線固定接入、寬帶無(wú)線局域網(wǎng)、移動(dòng)寬帶系統(tǒng)和交互式廣播網(wǎng)絡(luò)。4G通信技術(shù)的主要指標(biāo)：1）數(shù)據(jù)速率從2Mb/s提高到100Mb/s，移動(dòng)速率從步行到車速以上。2）支持高速數(shù)據(jù)和高分辨率多媒體服務(wù)的需要。寬帶局域網(wǎng)應(yīng)能與B-ISDN和ATM兼容，實(shí)現(xiàn)寬帶多媒體通信，形成綜合寬帶通信網(wǎng)。3）對(duì)全速移動(dòng)用戶能夠提供150Mb/s的高質(zhì)量影像等多媒體業(yè)務(wù)。

4G通信系統(tǒng)主要以正交頻分復(fù)用（OFDM）為技術(shù)核心，OFDM是一種無(wú)線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù)，其基本思想是在頻域內(nèi)將給定停產(chǎn)分成許多正交子信道，在每個(gè)子信道上使用一個(gè)子載波進(jìn)行調(diào)制，各子載波并行傳輸。盡管總的信道是非平坦的，即具有頻率選擇性，但是每個(gè)子信道是相對(duì)平坦的，在每個(gè)子信道上進(jìn)行的是窄帶傳輸，信號(hào)帶寬小于信道的相應(yīng)帶寬。OFDM技術(shù)的特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高度可擴(kuò)展，具有良好的抗噪聲性能和抗多信道干擾能力，可以提供無(wú)線數(shù)據(jù)技術(shù)質(zhì)量更高的服務(wù)和更好的性價(jià)比，能為4G無(wú)線網(wǎng)提供更好的方案。

4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心網(wǎng)是一個(gè)基于全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)，4G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為三層：物理網(wǎng)絡(luò)層、中間環(huán)境層和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層。物理網(wǎng)絡(luò)層提供接入和路由選擇功能，它們由無(wú)線和核心網(wǎng)的結(jié)合格式完成。中間環(huán)境層的功能有QoS映射、地址變換和完全性等。物理網(wǎng)絡(luò)層與中間環(huán)境層及其應(yīng)用環(huán)境之間的接口是開(kāi)放的，它使發(fā)展和提供新的應(yīng)用及服務(wù)變得更為容易，提供無(wú)縫高數(shù)據(jù)率的無(wú)線服務(wù)，并運(yùn)行于多個(gè)頻帶。其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約成本，提高可擴(kuò)展性、靈活性、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行也更有效率，可以實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的無(wú)縫互聯(lián)，能同已有的核心網(wǎng)和PSTN兼容。

隨著4G網(wǎng)絡(luò)步伐的邁進(jìn)，各種4G終端也開(kāi)始隨之出現(xiàn)在了大眾的視線中。近日，國(guó)際電信聯(lián)盟ITU正式審議通過(guò)將LTE-Advanced和Wireless MAN-Advanced802.16m技術(shù)規(guī)范確立為 IMAAdvanced，俗稱“4G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)”。LTE-Advanced是我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)3G標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA的發(fā)展和演進(jìn)技術(shù)。它吸納了TD-SCDMA的主要技術(shù)元素，體現(xiàn)了我國(guó)通信產(chǎn)業(yè)界在寬帶無(wú)線移動(dòng)通信領(lǐng)域的最新自主創(chuàng)新成果。我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的LTE-Advanced方案的優(yōu)勢(shì)在于良好地融合了現(xiàn)有4G制式，并且支持三種 3G技術(shù)的簡(jiǎn)單演進(jìn)。LTE-Advanced主業(yè)鏈已受到包括法國(guó)電信、美國(guó)AT&T、德國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、沃達(dá)豐等一批國(guó)內(nèi)外主流運(yùn)營(yíng)商的認(rèn)可和接納。

802.16 m也獲得部分芯片，網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品制造企業(yè)，如英特爾、思科等的聯(lián)合推薦。盡管802.16m并非WIMAX的一部分，但在兩種標(biāo)準(zhǔn)之間將存在跨平臺(tái)的兼容性，另外，在 IEEE802.15中，IEEE802.15.4a協(xié)議組設(shè)計(jì)了低容量無(wú)線接口，也考慮了支持超寬技術(shù)，新的802.16m標(biāo)準(zhǔn)還將基于OFDM規(guī)范，兼容未來(lái)的4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。802.16m標(biāo)準(zhǔn)將大大提高移動(dòng)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速率，考慮和其他多種接入技術(shù)的切換和互通關(guān)系，為了達(dá)到提出的目標(biāo)和性能，需要采用一些新型技術(shù)，因此在降低信令開(kāi)銷方面，802.16m引入 superframe， miniframe概念，在消除干擾方面，802.16m則考慮引入軟頻率復(fù)用、小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)和宏分集等技術(shù)。此外，802.16m不僅通過(guò)優(yōu)化同步，尋呼和切換等過(guò)程來(lái)提高Voip容量，還通過(guò)提升MINO性能來(lái)增強(qiáng)中繼技術(shù)。

4 3G與4G的通信技術(shù)發(fā)展淺析

盡管對(duì)4G系統(tǒng)的設(shè)想和憧憬，使它看起來(lái)要比3G更美好，更能滿足用戶的需要，但4G通信并不是從3G通信的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的升級(jí)而演變過(guò)來(lái)的，它的發(fā)展條件仍未成形，4G網(wǎng)絡(luò)不夠穩(wěn)定、4G手機(jī)為數(shù)不多、終端電池耐力跟不上等諸多限制條件制約著4G智能手機(jī)市場(chǎng)的擴(kuò)大，全球的許多無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施也需要經(jīng)歷著大量的變化和更新，盡管4G發(fā)展的號(hào)角已經(jīng)吹響，但終端的普及與規(guī)模發(fā)展仍需要一段時(shí)間的醞釀與完善。3G標(biāo)準(zhǔn)確立到最終商用經(jīng)歷了差不多10年的時(shí)間，4G不會(huì)在一夜之間取代3G系統(tǒng)，更不可能跨越3G系統(tǒng)而直接投入應(yīng)用。雖然4G系統(tǒng)的發(fā)展道路是坎坷的，但隨著新技術(shù)和新需求不斷涌現(xiàn)，4G必然會(huì)成為未來(lái)通信領(lǐng)域的主導(dǎo)，使未來(lái)通信前景更美好。

[1]龐紹敏，李亞波，沈宇超.3G核心網(wǎng)技術(shù)揭秘[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[2]張才剛，孫保紅，李猛.WCDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃原理與實(shí)踐[M].北京：人民郵電出版社，2005.

[3]啜鋼，等.移動(dòng)通信原理與應(yīng)用[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2002.