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第三代移动通信及其未来的发展

C 2003年6月5日 16:05 通信世界网
（作者： 无线通信标准组ＩＭＴ－２０００工作组组长 孙立新）
    随着１９９９年１１月ＩＴＵ－Ｒ ＴＧ８／１赫尔辛基会议的结束，国际第三代无线标准格局基本形成，意味着第三代离我们已不再遥远。在业务和性能方面，第三代移动通信比现有的ＧＳＭ和窄带ＣＤＭＡ都有很大提高，可以给用户提供高达２Ｍ速率的数据服务，包括上互联网，进行移动可视电话会议，更可实现真正的全球漫游。目前绝大部分运营者和制造商看好ＦＤＤ工作方式的Ｗ－ＣＤＭＡ系统和ｃｄｍａ２０００系统，并将其作为建设第三代移动通信系统的首选方案。下面分别针对无线和网络两个方面以及其未来的发展对第三代移动通信进行简要描述。
    核心网及其向未来全ＩＰ网的演进
    从核心网来看，Ｗ－ＣＤＭＡ的核心网是基于ＧＳＭ－ＭＡＰ的，而ｃｄｍａ２０００的核心网是基于ＡＮＳＩ４１的。ＧＳＭ系统可以通过引入ＧＰＲＳ 最终平滑过渡到Ｗ－ＣＤＭＡ。ＩＳ９５ＣＤＭＡ运营者可以平滑升级到ｃｄｍａ２０００。虽然在运营者融合组织的提议下，两个无线接入网从原理上讲都可以与两个核心网互联。也就是说，现在的ＧＳＭ运营者也可使用ｃｄｍａ２０００的无线设备接入核心网，但这种应用在全球将是少量的，这也将给设备制造商增加开发难度、成本和时间，从而增加运营者的运营成本及维护难度。因此使用Ｗ－ＣＤＭＡ系统对中国ＧＳＭ运营者来说意味着较少的成本和投资，而目前ＩＳ９５运营者一般情况下其第三代移动通信系统将主要沿着ｃｄｍａ２０００这条路发展。
    目前，无论是３ＧＰＰ还是３ＧＰＰ２，都在对未来第三代移动通信的全ＩＰ网络及如何向全ＩＰ网络演进的步骤进行讨论。目前，移动ＩＰ网的结构可以分成两大类，第一类是采用分布式结构，所有的网络单元平等的通过ＩＰ传输和ＩＰ信令连接起来，如果采用这种方式，ＩＰ核心网与原网络的互通将通过关口局把ＩＰ传输及其承载的ＩＰ信令转换为７号信令和它所承载的高层移动应用信令——ＩＳ－４１或ＧＳＭ－ＭＡＰ。另一类是采用分主次的集中式结构，该结构在本质上与目前第二代移动通信系统结构比较相似，只是用分组型交换和以ＩＰ为传输层的功能模块来分别代替电路型交换和７号信令的ＭＳＣ。由于这种结构主要使用当前的信令协议，所以可以使过渡变的更平滑一些，但由于这种结构只是一种中间形式，所以还需要继续向全ＩＰ网进行转变。
    每个运营者最终选择何种ＩＰ网的结构，将很大程度上取决于对全ＩＰ网的业务需求以及与第二代网络的互操作需求。目前支持采用分布式结构的厂家稍微多一些，下面就以该种结构为例详细说明最终网络结构以及与目前网络的互通。
    最终的全ＩＰ网络将采用全开放的结构并且独立于目前的ＩＳ－４１网或ＧＳＭ网，第三代移动通信系统的无线收发信机（ＢＴＳ）直接通过ＩＰ传输挂接在ＩＰ核心网上，其它移动和无线资源等处理模块被平等地连接在ＩＰ核心网上（见图１ ）。这样所有的移动专用处理模块就有可能平等地对所有主流的无线接入技术进行处理，保证所有第三代移动通信系统最终在核心网方面的统一。    
    而在形成最终的全ＩＰ核心网之前，必须考虑与目前网络的互通以及尽量与最终的全ＩＰ网相一致。在图２结构中，将单独设一组关口局完成７号信令承载的移动应用协议与ＩＰ承载的ＩＰ协议的转换，同时要考虑重复利用二代网的资源（如ＨＬＲ，ＶＬＲ，ＳＭＳ等），并保证移动台在两种网络之间的漫游和某种程度上的切换。
    第三代无线标准及其进展
    目前第三代移动通信共有五种无线接入技术，即ＩＭＴ－２０００ ＣＤＭＡ ＤＳ、ＩＭＴ－２０００ ＣＤＭＡ ＭＣ、ＩＭＴ－２０００ ＣＤＭＡ ＴＤＤ等三种宽带ＣＤＭＡ技术和ＩＭＴ－２０００ ＴＤＭＡ ＳＣ、 ＩＭＴ－２０００ ＴＤＭＡ ＴＤＤ两种ＴＤＭＡ技术。下面将这五种无线技术进行简单比较：ＩＭＴ２０００ＣＤＭＡ ＤＳ技术基于欧洲的ＷＣＤＭＡ；ＩＭＴ２０００ ＣＤＭＡ ＭＣ技术基于北美的ｃｄｍａ２０００；ＩＭＴ２０００ ＣＤＭＡ ＴＤＤ技术包括欧洲的ＴＤＣＤＭＡ和我国的ＴＤ－ＳＣＤＭＡ，这也是我国首次向ＩＴＵ提交建议并获准通过；ＩＭＴ２０００ ＴＤＭＡ ＳＣ即目前所说的ＥＤＧＥ；ＩＭＴ２０００ ＴＤＭＡ ＴＤＤ基于ＤＥＣＴ无绳技术。其中ＷＣＤＭＡ、ｃｄｍａ２０００和ＥＤＧＥ技术采用ＦＤＤ工作方式，使用对称频率，适合于蜂窝组网，高速移动。而ＵＴＲＡＴＤＤ、ＴＤ－ＳＣＤＭＡ和ＤＥＣＴ采用ＴＤＤ工作方式，使用非配对频率，对于非对称的数据业务很有好处，并且一般定位于室内覆盖，不适宜蜂窝组网。但我国自主开发的ＴＤ－ＳＣＤＭＡ却可以进行蜂窝组网以及低速移动。这五种技术的主要不同见表１。
    根据运营者融合组织ＯＨＧ的要求，ＧＳＭ－ＭＡＰ和ＡＮＳＩ４１可通过“ＨＯＯＫＳ”和“ＥＸＳＴＥＮＳＩＯＮ”实现不同ＣＤＭＡ无线部分接入两个核心网的要求。即ＷＣＤＭＡ和ＣＤＭＡ ＴＤＤ的无线部分可接入ＡＮＳＩ４１核心网，反之亦然。
     目前两个ＣＤＭＡ ＴＤＤ技术也正在融合。ＴＤ－ＳＣＤＭＡ的１．２８Ｍｂｉｔ／ｓ码片速率也是融合的结果，这也是中国标准首次进入国际范围。
    赫尔辛基会议结束后，第三代标准的制定工作将转到ＩＴＵ－Ｒ ＷＰ８Ｆ进行，并将于今年底完成全部标准。
    总之，随着用户对移动和ＩＰ相结合的新业务的强烈需求，第三代移动通信正在快步向我们走来，而我国运营第三代的时间又正好是在我国加入ＷＴＯ后，运营业逐步向国外运营者开放的时刻，所以我国目前主要的第二代运营者在发展完善第二代移动通信系统的同时，应积极为第三代的运营作好准备，并及早研究未来在核心网上的一场革命－全ＩＰ核心网。