浅析我国移动通信向第三代过渡的策略----高信

浅析我国移动通信向第三代过渡的策略----高信
    第三代移动通信（3G）IMT—2000是通信界正在讨论的热点问题。虽然业界一致认为
CDMA技术将成为3G技术的主流，但具体采用哪种标准的CDMA技术仍有分歧，包括中国在
内的亚太区国家和广大发展中国家希望能看到一个更为融合的标准。前不久，国际电联
的TGS／1第16次会议通过了3G的无线接口关键参数的制定，从而使3G技术标准的大格局
基本确定下来。尽管国际电联关于3G技术的规范尚未最终出台，各国仍有机会在本次会
议确定的几种无线接口模式下继续寻求统一标准的技术融合。其中，一直针锋相对的欧
美各电信厂商能否在无线接口统一上取得共识将对技术融合产生决定性的作用。最近，
欧美阵营中的死对头高通公司和爱立信公司又出人意料地达成了全面和解，并表示双方
同意联合推广具有下一代无线通信3种选择模式单一的全球CDMA标准，并就两公司各自的
专利签订了相互许可使用协议。高通公司和爱立信公司的合作标志着一场旷日持久的欧
美电信标准的世纪大战暂时落下帷幕。同时，双方的和解使知识产权问题得到解决，也
促进W-CDMA和CDMA2000这两种主流宽带CDMA技术的融合。
1   我国的移动通信现状
    据权威人士预测，世界上3G系统实现商用最早也要等到20002年至20003年，而我国
至少要到20005年才可能着手部署3G的商用网络。在3G在我国商用到来的五六年间，我国
对移动通信的需求又将进人高峰期。因此，恰当地选择部署第二代技术直接关系到我国
通信产业能否平稳过渡第三代，同时也深刻关系到我国经济能否持续高效平稳地增长。
    信息产业部公布的数字表明，1987年以来，我国移动通信运营业几乎以每年翻番的
速度迅猛发展。1987年我国蜂窝移动电信的用户仅有3200名；到1997年底，这个数字为1
310万；而到1998年底已达到2498万。其中从1997年到1998年这一年移动通信用户增长的
数量几乎相当于这之前10年用户增长的总和。据专家预测，到2000年，我国将拥有3800
万移动通信用户，约占全国人口的3%，到2005年，这个数字将达到1亿。
    我国无线通信用户的爆炸式增长使本来已经拥塞的第二代GSM网络越发显得捉襟见肘，
难于应付。虽然我国已经建成了世界上最大的GSM网络。并仍在不断扩容，可GSM技术固
有的先天不足使它无法充分满足用户对高质量的话音通信和新一代无线通信服务的强烈
需求，而经大量商用试验证明成熟的IS-95 cdmaOne技术（也就是我国目前所采有的CDM-
A技术），不但可以更有效率地利用频谱资源，提供至少是GSM系统3～6倍的容量，而且
可以提供更好的话音服务和数据服务，并能以更经济的方式使我国尽早平滑过渡到3G的
商用实践。
2   我国向3G过渡应考虑的关键问题
    3G系统是国际电联提出的一种通信体制。目前国际电联的TWP8/13和TG8/12工作组正
组织各国研究3G系统的标准及相关技术。世界区域无线电大会（WARC）也为该系统划分
了频率范围，即1885～2025MHz和2110～2200MHz共230MHz。
    3G系统的提出是为了了解决第一代和第二代系统的种种不足，以实现多种无线运行
环境的统一，提供全球无缝覆盖和漫游，支持多种语音和非话业务，特别是因特网业务
和多媒体业务，具有足够的系统容量、强大的多种用户管理能力，高保密性和服务质量。
3G系统的部署将极大降低商业通信的成本，提高移动通信运营的经济效率，增强一个国
家的综合国力。
    当前，在未来计算机技术、有线电视技术和通信技术趋于一统的前景发展中，密切
关注3G的发展并采取恰当的技术对策是确保我国能在下一世纪屹立世界科技强者之林必
要的战略决择。
    在向3G演进的过程中，对于我国的无线运营商来说，最重要的问题是如何在最大限
度地满足国内不断激增的用户对高质量无线通信服务的需求的同时，正确选择过渡方案，
以规避风险，有效投资，平滑过渡。以下是须考虑的关键问题：
   （1）投资。新的过渡解决方案必须能充分保护现有的投资和新的投资。
   （2）技术的可用性／成熟度。新技术的采用应经过成熟商用的检验，能够充分满足
目前和未来发展的需求。
   （3）技术的灵活性。备选技术应具有充分的灵活性，并能与现有技术互补共存。
   （4）过渡要求。过渡解决方案应能较为容易地升级为新技术。
    尽管3G必定会成为将来的标准，但是中国必须同时兼顾现在和将来潜在的需求。我
国移动通信业面临一系列独特的挑战，如迅速扩大的需求、高速的经济增长、巨大的人
口基数和辽阔的地域。要迎接这些挑战就需要庞大的基础设施投入。要确保最高效和最
有效地利用这些投资，我国必须选择一条合适的道路，使之能经济地、及时地过渡到3G，
同时确保无线通信业和经济的持续增长。
3   GSM所面临的问题
    GSM在我国取得了惊人的进展。在短短3年内，中国电信建成了世界上最大的GSM网络
，用户超过了1000多万。但是，伴随着它的商业成功，GSM技术已开始暴露出其固有的局
限性。我国GSM 900MHz网变得拥挤不堪，有些地区GSM 900MHz频谱资源已基本用完。另
外，GSM体系结构不能提供分组数据服务，难以支持高速数据应用。
    为了克服这些技术局限性，GSM提供了一些断代解决方案来增大容量，提供中速数据服
务。这些解决方案以大规模部署新网络的形式进行独立投资，但却无法平滑过渡到3G。
在CDMA主宰的3G世界里，这些解决方案将成为过时的技术，依据这些方案所作的投资也
无法得到充分保护。下面看看GSM所面临的问题。
3.1 容量
    从本质上讲，GSM不是一种高容量的技术。唯一经过商用检验能增加GSM容量的方法
是给它分配额外的频谱。目前，GSM网络正在被扩充到1800MHz频段，也就是DCS1800网。
这种扩充客观上要求建造一个全新的基站网络，但是这种方法也只能使现有网络的容量
增大一倍，仍无法满足我国激增的无线通信市场的未来需求。据中国电信的一位专家介
绍：“中国电信第一、第二代系统总共才有 19MHz×2频率资源，目前虽又分配了10MHz
×2GSM 1800频率，但据我们预测是不能满足用户发展需要的。由干我国经济发展的不平
衡，用户主要集中在城市，集中在城市中心很小的市区内。根据有关部门预测，即使再
加上20MHx×2SM1800频率，总共也仅可满足8000万左右用户的需求。另外，基站站址和
机房面积都会逐步成为限制移动通信发展的重要因素。因而，需要寻求新的频段和能更
有效地利用频率的新技术…。GSM900和DCS1800的频段能否用到3G实现商用的时候，确要
认真细致的计算”。而依据IS－95A／B协议的Cd－maOne技术，已经可以提供3倍于GSM网
络目前所能达到的容量。实施IS－95C之后，所能达到的容量将是GSM的6倍。表1对GSM和
CDMA的容量进行了对比。
3.2 通用分组无线业务（GPRS）
    目前，数字技术和因特网的广泛使用是信息时代最重要的特征之一。通过因特网传
输数据最有效的方法就是使用分组数据技术。GSM技术不是为分组数据传输而设计的，无
法支持因特网上的数据包技术。要在GSM网络上提供分组式的因特网／数据服务，必须在
现有GSM网络之上叠加一种称为通用分组无线业务（GPRS）的新网络。与DCS1800网一样，
GPRS与3G也不兼容。当3G的时代到来之后，这项投资又将成为过时的投资，而CD-MA从一
开始就支持分组数据传输服务，这也是它能成为3G技术当然之选的另一个原因。此外，
由于GPRS仍是一种基于GSM的低速技术，因而只能提供低速到中速的数据服务。GPRS网络
最大的数据传输率只有68.4kb／s，而 IS－95B则可支持 115kb／s的传输速率，HDR的峰
值速率可以达到2.4Mb／s。表2概括了CD-MA／GSM的数据通路。
    另一种提高GSM网络数据传输速率的解决方案是
称作EDGE的技术。EDGE通过改变GSM的调制方法
可提高数据传输速率。但这种方法像是拆东墙补西墙，它以
牺牲容量为代价实现高速率数据传输。因此，当只有少量用户
使用时EDGE技术才可能支持GSM网比较高速率进行数据传输。但目前的问题不是GSM网是
否能支
持高速率数据传输，而是如何在提供较高速率数据服务的同时也能提供大的容量，如何
满足我国日益激增的无线用户的需要。3G对CDMA几平毫无异议的选择也表
明了CDMA是唯一经济的选择
4   向3G过渡的解决方案
    所有针对GSM的过渡性解决方案都是基于TDMA技术的，而cdmaOne，cdma2000和HDR则
是基于CDMA技术。这些针对GSM的过渡性解决方案没有解决的一个根本问题，即如何从现
有的技术过渡到3G。在GSM环境下实施3G的唯一方法是采用另一个新的网络，即基于CDMA
的3G网络。而由于CDMA与GSM具有不同的技术特性，最终从GSM过渡到3G需要配置一个新
的网络，从而导致额外的基础设施投资。对于cdmaOne过渡到3G来说，这是一条平滑演进
之路；而对GSM来说，这则是一条曲折之路，需要重复投资，且终将过时。
4.1 基于IS-95的cdmaOne
    基于IS-95的cdmaOne技术自1995年10月商用实践以来，迅速覆盖韩国、日本、美国、
欧洲和南美洲的一些主要市场，取得了巨大的商业成功，并成为业界公认的过渡到未来3
G的技术平台。目前各国上报给国际电联审批的所有3G提案中，绝大多数方案都是基于与
IS－95CDMA相近的CDMA技术。
    如前所述，cdmaOne是一种高容量、支持因特网访问和分组数据传输的扩频无线通信
技术。由于扩频通信的特性，cdmaOne比起GSM来说，具有更好的保密性、通话质量和频
谱使用效率；而且与针对GSM过渡性解决方案不同，cdmaOne的设计兼顾了现在和将来的
潜在需要。
    在3G商用实施真正到来之前，cdmaOne的服务已经可以达到国际电联对3G的两个基本
要求，即扩大用户容量和支持高速数据通信。目前，IS－95A／BCDMA所提供的容量是GSM
网容量的3倍，而2001年推出的IS－95C CDMA的容量则是GSM网容量的 6倍。就数据传输
速率来说，IS－95B CDMAB已经能够提供速率高达115kb／s的数据传输，到2001年，IS－
95C将能支持速率为 144 kb／s的数据传输。对于需要更高数据传输速率服务的运营商来
说，高速数据传输技术（HDR）在2000年就可推出，它能提供速率高达2.4Mb/s的数据服
务。cdmaOne的演进之路见表3。
    到了IS-95C，其技术就已经和第三代的cdma2000相同了，并具有相似的技术特性，
要的不同这处在于cdma2000使用了更大的带宽，并通过网络优化，使之能为大容量、需
要高速数据通信的用户提供服务。IS-95是高效话音通信和中等速率数据应用技术的最佳
之选。尽管未来无线数据应用的需求会显著增加，但话音通信仍将占主导地位。由于IS-
95系列CDMA技术独特的特点和与cdma2000完美互补的特性，该技术能通过经济、灵活和
高效的解决方案满足中国无线通信目前和将来的独特需求。随着我国无线数据市场的成
熟，新出现的cdma2000将支持更大容量的高速数据通信服务。但即便cdma2000的时代来
临，IS-95C和HDR仍能继续提供高效的话音和数据服务。由于IS-95C对带宽的要求较低，
运营商可以采用多载波方式在由于过窄而不能配置cdma2000的频谱区域中配置IS-95C。
这种方法给运营商在反向兼容以及构建3G网络时提供了很大的灵活性。
    值得注意的是，CDMA运营商不是唯一从这种平滑、经济的cdmaOne演进之路中获益的
幸运者，GSM运营商也可以通过GSM-CDMA空中接口向CDMA主导的3G世界过渡。GSM-CDMA空
中接口可使运营商得以将CDMA网络叠加在现有的GSM网络基础设施之上。英国的Vodphone
公司和美国高通公司已对这项技术进行了成功的测试和验证。GSM-CDMA空中接口使得现
在和将来的GSM网络的运营商能通过cdmaOne技术提供更大的网络容量和分组数据服务受
益非浅。
4.2 IS—95与3G
    我国经济的高速增长带动了我国无线通信业成为世界上增长最快规模最大的行业之
一。虽然目前GSM技术成功地满足了这种增长的需求。但是很明显，随着跨入21世纪，老
化的GSM技术将无法胜任未来的挑战，必须期待新一代的无线通信技术——3G来满足它的
需要。但是，由于3G商用网络推出尚需时日，而且完全部署也非一蹴而就之事，3G对于
目前我国无线通信市场来说，还不是一个可行的技术解决方案。
    目前3G正在国际电联的指导下进行开发，几乎所有的 3G建议都是基于IS－95 cdma-
One空中接口技术，因为cdmaOne和3G都基于同一种技术，cd－maOne已经包含了预想中的
3G应具备的许多关键的技术优势和特性，因此它提供了一条清晰、经济地迈向3G的演进
之路。
    通过在老化的GSM网络上叠加先进的cdmaOne网络，我国就能在3G到来之前，提供更
大容量和“类似”3G的服务。cdmaOne的演进道路使CDMA运营商在使用相同基础设备的前
提下，能够平滑过渡到IS－ 95C，并最终过渡到 cdma2000。cdmaOne还能给运营商提供
更多选择，获得竞争优势，如提供高速数据通信服务以及构建大容量的网络。现在通过
实施cd－maOne，我国就能将GSM和CDMA的优点兼收并蓄，以保持其自身在无线通信业的
领先地位。
    相反，针对GSM的过渡方案则是一种“头痛医头，脚痛医脚”的权宜之计，不但使G-
SM运营商对过渡的基础设施作重大投资，而且在3G到来之时，这些技术又终将为时代所
淘汰。这些解决方案并没有使我国向3G靠扰，相反却造成了缺乏远见的重复投资，对我
国平滑地过渡到到3G没有丝毫实质性的帮助。GSM的先天不足决定了它不能适应将来的无
线通信环境，因而对于根本的技术问题的解决无能为力。
    虽然cdmaOne可能要对基础设施追加新的投资，但这种投资是对未来网络的增量投资，
它将为我国的3G部署打下一个良好的基础。而如果GSM运营商仍然囿于DCS1800、GRPS和
EDGE的过渡解决方案，不但要对3个新网络进行投资，而且只能提供功能极为有限且性能
低下的服务，并终将被时代抛弃。
    综上所述，我们认为，实施cdmaOne能使我国更经济、更快地满足当前和今后对无线
通信的要求，并能提供更多的功能。通过积累网络部署经验、技术经验和进行技术转换，
cdmaOne能帮助我国确立其在世界无线通信业中的领先地位。