IMT2000中的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)

在比較各種RTT特點(diǎn)的基礎上，結合我國移動(dòng)通信發(fā)展的需求，從國家、運營(yíng)商、民族通信制造業(yè)和廣大用戶(hù)的利益出發(fā)，提出了對我國第三代移動(dòng)通信發(fā)展的看法：首先發(fā)展和使用基于我國提出的TD-SCDMA RTT建議所形成的CDMA TDD技術(shù)和產(chǎn)品，在大中城市內，提供基于GSM核心網(wǎng)的第三代移動(dòng)通信服務(wù)。然后，再考慮建設全IP核心網(wǎng)和使用FDD技術(shù)及系統的問(wèn)題。

Abstract: On the basis of a comparison of the characteristics of different RTTs and taking into account the needs of the development of China's mobile communications and the interests of the country, its operators and its users, the author expresses the following view concerning the development of 3G in the country: First to develop and use CDMA TDD technologies and products developed on the basis of China's proposal on TD-SCDMA RTT and provide 3G services based on the GSM core network in large- and medium-sized cities, and then to consider building a full IP core network and using FDD technology and systems.

關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)(RTT)；第三代移動(dòng)通信；核心網(wǎng)

Key words: radio transmission technology (RTT); 3G; core network

1 前言

　　在2000年5月的ITU-R全會(huì )上，通過(guò)了第三代移動(dòng)通信的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)(RTT)的標準[1]-ITU建議ITU-R M.1457。 此標準還僅僅是第一個(gè)初步的版本，今后，每年還將在ITU-R WP8F工作組的組織下進(jìn)行完善和更新。對其中的主流技術(shù)CDMA，將在兩個(gè)國際標準化組織內進(jìn)行實(shí)際的工作：由3GPP完成CDMA-DS(WCDMA)和CDMA TDD的標準；由3GPP2完成CDMA-MC(CDMA2000)。在3GPP，今2000年的主要工作內容是完成全IP的核心網(wǎng)標準和完成CDMA TDD標準的集成(Integration)。對上述兩個(gè)內容，在2001年上半年，3GPP將通過(guò)新的標準版本：R'00。而ITU-R WP8F將完成新版本的ITU-R M.1457，即正式使用的第三代移動(dòng)通信標準。

　　我國現在有世界上最大的GSM移動(dòng)通信網(wǎng)，目前仍然以每月超過(guò)200萬(wàn)用戶(hù)的速度在增加，明年將成為國際上移動(dòng)通信用戶(hù)最多的國家。在各大城市，GSM系統的頻譜資源即將枯竭，移動(dòng)數據業(yè)務(wù)成倍的增加，無(wú)線(xiàn)Internet接入已經(jīng)興起，各運營(yíng)商都希望獲得第三代移動(dòng)通信的許可證并盡可能早地提供第三代移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，以在滿(mǎn)足市場(chǎng)需求的同時(shí)，在市場(chǎng)競爭中占據有利地位。

　　我國的移動(dòng)通信制造業(yè)也將第三代移動(dòng)通信看作一個(gè)10年難遇的契機，希望在第三代移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)方面徹底改變由外國企業(yè)獨占我國市場(chǎng)的不利局面。各企業(yè)分別從第三代移動(dòng)通信三種CDMA技術(shù)入手，進(jìn)行了技術(shù)準備和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。從2001年起，制造業(yè)將配合運營(yíng)商的要求，在國內開(kāi)展第三代移動(dòng)通信的現場(chǎng)試驗。在本文中，將對第三代移動(dòng)通信標準情況作一個(gè)簡(jiǎn)單介紹，對TDD模式的特點(diǎn)和TD-SCDMA標準和技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明，最后，對向第三代移動(dòng)通信演進(jìn)的策略問(wèn)題，提出作者的看法。

2 第三代移動(dòng)通信標準的幾個(gè)問(wèn)題

　　2.1 核心網(wǎng)問(wèn)題

　　第三代移動(dòng)通信的標準中，核心網(wǎng)標準是進(jìn)度比較慢的部分。從90年代中開(kāi)始制定標準以來(lái)到3GPP的R'99中確定的核心網(wǎng)標準（見(jiàn)圖1），都是基于電路交換的網(wǎng)絡(luò )，在包交換方面，則是基于A(yíng)TM技術(shù)，這是當時(shí)技術(shù)發(fā)展歷史所決定的。如圖1所示，無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)通過(guò)Iuc接入電路交換的業(yè)務(wù)，通過(guò)Iup接入包交換的業(yè)務(wù)，而核心網(wǎng)本身則是基于GSM MAP核心網(wǎng)(具GPRS功能)的一個(gè)擴充和升級。對第三代移動(dòng)通信的要求，顯然是有距離的，也是一個(gè)過(guò)渡性的標準版本，此種核心網(wǎng)，恐怕只有日本為急于開(kāi)通WCDMA系統而使用。

　　但就在同時(shí)，由于IP技術(shù)的進(jìn)展，很多公司從1999年起就強烈提出全IP核心網(wǎng)的概念，并被國際標準化組織承認，并將在R'00中完成標準化。

　　2．2 第三代以后的技術(shù)

　　在ITU WP8F第一次會(huì )議(2000年3月)上，就考慮到新技術(shù)的發(fā)展，并提出了第三代后的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)問(wèn)題。目前主要考慮的是兩個(gè)主要的技術(shù)：智能天線(xiàn)(Smart/adaptive Antenna)和軟件無(wú)線(xiàn)電(Software Defined Radio)。要求各國對此兩個(gè)技術(shù)在IMT-2000中的應用提出建議。

　　在IMT-2000的RTT中，只有我國建議的TD-SCDMA標準明確提出要使用智能天線(xiàn)，并將物理層技術(shù)以智能天線(xiàn)來(lái)進(jìn)行設計。ITU和很多代表希望將此技術(shù)使用于FDD系統中，以全面提高第三代移動(dòng)通信系統的性能和容量。而軟件無(wú)線(xiàn)電則是設備，主要是用戶(hù)終端設備的實(shí)現方式，不要再對每種模式開(kāi)發(fā)一套專(zhuān)用芯片，而是基于通用的硬件平臺，用軟件來(lái)實(shí)現。今后的多模終端，必須用軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)來(lái)實(shí)現。

　　2．3 ITU關(guān)于標準完善提高的策略

　　作為一代移動(dòng)通信標準，希望此標準能使用到2020甚至2025年，必然遇到一個(gè)標準相對穩定性和新技術(shù)不斷涌現之間的矛盾。為解決此矛盾，使第三代移動(dòng)通信的標準具有較長(cháng)時(shí)間的生命力，在ITU和國際標準化組織內，是用如下方式來(lái)處理的：

　　· 不斷研究新技術(shù)，對各種新的技術(shù)和可能的發(fā)展方向都留有足夠的時(shí)間和空間來(lái)討論和研究；
　　· 標準版本的修改更新，基本上每年一次，保證標準的相對穩定性；
　　· 對小修改，每年均可進(jìn)行，由ITU-R WP8F批準。此修改一定要向前兼容，以保證用戶(hù)的利益；
　　· 對較大修改，由各標準化組織提出，ITU-R WP8F討論，ITU-R大會(huì )通過(guò)；
　　· 對大修改，即完全新的技術(shù)，則必須由ITU-R大會(huì )批準，由各標準化組織和ITU-R WP8F研究提出，再由ITU-R大會(huì )通過(guò)。

　　顯然，隨著(zhù)今后技術(shù)的進(jìn)展，第三代移動(dòng)通信標準將不斷更新和完善。

3 TDD和TD-SCDMA

　　在第三代移動(dòng)通信標準制定過(guò)程中，國際上對無(wú)線(xiàn)通信中的TDD雙工方式第一次給予了高度重視，在CDMA和TDMA系統中都制定了TDD的標準。很多國家的營(yíng)運商都表示了首先選用TDD系統的愿望。其主要原因為在同樣滿(mǎn)足IMT2000要求的前提下，TDD系統有如下特點(diǎn)：

　　·各國對第三代移動(dòng)通信需要大約400MHz的頻譜資源，在3GHz以下，頻率資源是非常困難的。TDD能使用各種頻率資源，不需要成對的頻率；

　　· 第三代移動(dòng)通信業(yè)務(wù)中，數據業(yè)務(wù)將占主要地位；而數據業(yè)務(wù)中，不對稱(chēng)的IP型的數據業(yè)務(wù)又最重要。TDD方式特別適用于上下行不對稱(chēng)，具有不同數據傳輸速率的業(yè)務(wù)；

　　· TDD上下行工作于同一頻率，對稱(chēng)的電波傳播特性使之便于使用諸如智能天線(xiàn)等新技術(shù)，達到提高性能、降低成本的目的；

　　· TDD系統設備成本較低，將可能比FDD系統低20%~50%。

　　傳統上，通信界一般認為T(mén)DD系統的主要問(wèn)題是在終端的移動(dòng)速度和覆蓋距離等方面：由于TDD系統采用多時(shí)隙的不連續的傳輸方式，對抗快衰落和多普勒效應的能力比連續傳輸的FDD方式差；另一方面，TDD系統中的平均功率和峰值功率的比隨時(shí)隙數的增加而增加，考慮到耗電和成本因素，用戶(hù)終端的發(fā)射功率不可能很大，故通信距離（小區半徑）就比較小。如FDD系統的小區半徑可能達到數十公里而TDD系統一般不超過(guò)十公里。本文中，我們將說(shuō)明，上述兩個(gè)問(wèn)題已經(jīng)在TD-SCDMA系統中基本解決了。