３Ｇ技術(shù)及其在通信中的應(yīng)用

摘要：目前3G還處于起步階段，但其發(fā)展前景十分看好。隨著通信網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)的不斷發(fā)展，3G技術(shù)環(huán)境下電信增值業(yè)務(wù)進(jìn)入了高速發(fā)展，業(yè)務(wù)范圍持續(xù)擴(kuò)大，經(jīng)營(yíng)主體趨向多元，經(jīng)營(yíng)模式日益創(chuàng)新的新階段。文章介紹了3G（第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)）的含義及3G技術(shù)的基本特點(diǎn)，分析了3G技術(shù)在通信中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：3G技術(shù)；通信；技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；功率；速率

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）16-0117-02

面向未來(lái)，人們對(duì)3G技術(shù)充滿(mǎn)了美好的期待。目前3G還處于起步階段，但其發(fā)展前景十分看好。隨著通信網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)的不斷發(fā)展，3G技術(shù)環(huán)境下電信增值業(yè)務(wù)進(jìn)入了高速發(fā)展，業(yè)務(wù)范圍持續(xù)擴(kuò)大，經(jīng)營(yíng)主體趨向多元，經(jīng)營(yíng)模式日益創(chuàng)新的新階段。

一、3G的含義

3G是英文3rd Generation的縮寫(xiě)，指第三代移動(dòng)通信技術(shù)。相對(duì)第一代模擬制式手機(jī)（1G）和第二代GSM、TDMA等數(shù)字手機(jī)（2G），第三代手機(jī)一般的講，是指將無(wú)線(xiàn)通信與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)。它能夠處理圖像、音樂(lè)、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話(huà)會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。為了提供這種服務(wù)，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說(shuō)在室內(nèi)、室外和行車(chē)的環(huán)境中能夠分別支持至少2MBps（兆字節(jié)/秒）、384KBps（千字節(jié)/秒）以及144KBps的傳輸速度。

二、3G技術(shù)基本特點(diǎn)

從目前已確立的3G標(biāo)準(zhǔn)分析，其網(wǎng)絡(luò)特征主要體現(xiàn)在無(wú)線(xiàn)接口技術(shù)上。蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)技術(shù)包括小區(qū)復(fù)用、多址/雙工方式、應(yīng)用頻段、調(diào)制技術(shù)、射頻信道參數(shù)、信道編碼及糾錯(cuò)技術(shù)、幀結(jié)構(gòu)、物理信道結(jié)構(gòu)和復(fù)用模式等諸多方面?？v觀(guān)3G無(wú)線(xiàn)技術(shù)演變，一方面它并非完全拋棄了2G，而是充分借鑒了2G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，在技術(shù)上兼顧了2G的成熟應(yīng)用技術(shù)，另一方面，根據(jù)IMT-2000確立的目標(biāo)，未來(lái)3G系統(tǒng)所采用無(wú)線(xiàn)技術(shù)應(yīng)具有高頻譜利用率、高業(yè)務(wù)質(zhì)量、適應(yīng)多業(yè)務(wù)環(huán)境，并具有較好的網(wǎng)絡(luò)靈活性和全覆蓋能力。3G在無(wú)線(xiàn)技術(shù)上的創(chuàng)新主要表現(xiàn)在以下幾方面：

（一）采用高頻段頻譜資源

為實(shí)現(xiàn)全球漫游目標(biāo)，按ITU規(guī)劃IMT-2000將統(tǒng)一采用2G頻段，可用帶寬高達(dá)230MHz，分配給陸地網(wǎng)絡(luò)170MHz，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)60MHz，這網(wǎng)絡(luò)為3G容量發(fā)展，實(shí)現(xiàn)全球多業(yè)務(wù)環(huán)境提供了廣闊的頻譜空間，同時(shí)可更好地滿(mǎn)足寬帶業(yè)務(wù)。

（二）采用寬帶射頻信道，支持高速率業(yè)務(wù)

充分考慮承載多媒體業(yè)務(wù)的需要，3G網(wǎng)絡(luò)射頻載波信道根據(jù)業(yè)務(wù)要求，可選用5/10/20M等信道帶寬，同時(shí)進(jìn)一步提高了碼片速率，系統(tǒng)抗多徑衰落能力也大大提高。

（三）實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)、多速率傳送

在寬帶信道中，可以靈活應(yīng)用時(shí)間復(fù)用、碼復(fù)用技術(shù)，單獨(dú)控制每種業(yè)務(wù)的功率和質(zhì)量，通過(guò)選取不同的擴(kuò)頻因子，將具有不同QoS要求的各種速率業(yè)務(wù)映射到寬帶信道上，實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)、多速率傳送。

（四）快速功率控制

3G主流技術(shù)均在下行信道中采用了快速閉環(huán)功率控制技術(shù)，用以改善下行傳輸信道性能，這一方面提高了系統(tǒng)抗多徑衰落能力，但另一方面由于多徑信道影響導(dǎo)致擴(kuò)頻碼分多址用戶(hù)間的正交性不理想，增加了系統(tǒng)自干擾的偏差，但總體上快速功率控制的應(yīng)用對(duì)改善系統(tǒng)性能是有好處的。

（五）采用自適應(yīng)天線(xiàn)及軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)

3G基站采用帶有可編程電子相位關(guān)系的自適應(yīng)天線(xiàn)陣列，可以進(jìn)行發(fā)信波束賦形，自適應(yīng)地調(diào)整功率，減小系統(tǒng)自干擾，提高接收靈敏度，增大系統(tǒng)容量，另外軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)在基站及終端產(chǎn)品中的應(yīng)用，對(duì)提高系統(tǒng)靈活性、降低成本至關(guān)重要。

三、3G的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）在2000年5月確定W-CDMA、CDMA2000和TDS-CDMA三大主流無(wú)線(xiàn)接口標(biāo)準(zhǔn)，寫(xiě)入3G技術(shù)指導(dǎo)性文件《2000年國(guó)際移動(dòng)通訊計(jì)劃》（簡(jiǎn)稱(chēng)IMT-2000）。

W-CDMA即Wide-bandCDMA，也稱(chēng)為CDMA Direct Spread，意為寬頻分碼多重存取，其支持者主要是以GSM系統(tǒng)為主的歐洲廠(chǎng)商，這套系統(tǒng)能夠架設(shè)在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)上，對(duì)于系統(tǒng)提供商而言可以較輕易地過(guò)渡，而GSM系統(tǒng)相當(dāng)普及的亞洲對(duì)這套新技術(shù)的接受度預(yù)料會(huì)相當(dāng)高。因此W-CDMA具有先天的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。

CDMA2000也稱(chēng)為CDMA Multi-Carrier，由美國(guó)高通北美公司為主導(dǎo)提出，這套系統(tǒng)是從窄頻CDMA One數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)衍生出來(lái)的，可以從原有的CDMA One結(jié)構(gòu)直接升級(jí)到3G，日前，中國(guó)電信集團(tuán)公司獲得增加基于CDMA2000技術(shù)制式的3G業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)許可，中國(guó)電信在收購(gòu)了中國(guó)聯(lián)通CDMA網(wǎng)絡(luò)之后，啟動(dòng)了44個(gè)重點(diǎn)城市的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程，并于去年年底前完成了340多個(gè)城市的CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作，滿(mǎn)足了82個(gè)無(wú)線(xiàn)城市的無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)需求。中國(guó)電信還發(fā)布了“天翼”品牌并啟動(dòng)了189號(hào)段放號(hào)。由于之前所采購(gòu)的設(shè)備都支持CDMA2000制式，中國(guó)電信不需要重新建設(shè)網(wǎng)絡(luò)，在3G牌照發(fā)放后，只需進(jìn)行軟件升級(jí)，中國(guó)電信就會(huì)在第一時(shí)間里建設(shè)起一個(gè)全國(guó)覆蓋的3G網(wǎng)絡(luò)。

TD-SCDMA是由中國(guó)大陸?yīng)氉灾贫ǖ?G標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)將智能無(wú)線(xiàn)、同步CDMA和軟件無(wú)線(xiàn)電等當(dāng)今國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)融于其中，在頻譜利用率、對(duì)業(yè)務(wù)支持具有靈活性、頻率靈活性及成本等方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。另外，由于中國(guó)內(nèi)的龐大的市場(chǎng)，該標(biāo)準(zhǔn)受到各大主要電信設(shè)備廠(chǎng)商的重視，全球一半以上的設(shè)備廠(chǎng)商都宣布可以支持TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)。

四、3G技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前，一些移動(dòng)流媒體業(yè)務(wù)已經(jīng)能夠在2.5G網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)，3G網(wǎng)絡(luò)將為移動(dòng)業(yè)務(wù)發(fā)展提供更有效的支撐。由于3G網(wǎng)絡(luò)擁有更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)支撐能力，3G運(yùn)營(yíng)商不僅可以向用戶(hù)提供高質(zhì)量的語(yǔ)音業(yè)務(wù)，而且還能夠提供高速率的流媒體業(yè)務(wù)。從全球來(lái)看，隨著3G商用進(jìn)程的加快，日本和韓國(guó)以及歐美地區(qū)的一些移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商已相繼推出了基于移動(dòng)流媒體技術(shù)的視頻業(yè)務(wù)，移動(dòng)流媒體業(yè)務(wù)已成為3G網(wǎng)絡(luò)的核心業(yè)務(wù)和熱點(diǎn)業(yè)務(wù)。從實(shí)際應(yīng)用的情況來(lái)看，移動(dòng)流媒體可提供點(diǎn)播、直播、下載播放三種業(yè)務(wù)形式。其中，點(diǎn)播應(yīng)用主要包括電影片花、精彩片斷、MTV等；直播包括電視節(jié)目、視頻監(jiān)控、重大賽事、音樂(lè)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)等；下載播放比較適合于那些非在線(xiàn)、對(duì)音視頻質(zhì)量要求較高的多媒體節(jié)目。

目前國(guó)人對(duì)手機(jī)、電腦等移動(dòng)高速上網(wǎng)的需求都在增長(zhǎng)，相對(duì)于其它業(yè)務(wù)，移動(dòng)寬帶很可能短時(shí)間內(nèi)成為3G的主流應(yīng)用。中國(guó)電信日前推出的“天翼”品牌，主打“互聯(lián)網(wǎng)手機(jī)”概念，就是充分利用目前CDMA網(wǎng)絡(luò)峰值傳輸速率能達(dá)到153.6KBps的優(yōu)勢(shì)，為用戶(hù)打造高速率、全域覆蓋、使用便捷的手機(jī)互聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)，滿(mǎn)足用戶(hù)互聯(lián)網(wǎng)商務(wù)、娛樂(lè)、生活、信息咨詢(xún)等需求。作為回應(yīng)，中國(guó)移動(dòng)大幅降低了手機(jī)GPRS上網(wǎng)費(fèi)。很顯然，在3G時(shí)代，三大運(yùn)營(yíng)商在圍繞移動(dòng)寬帶展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí)，也必將為消費(fèi)者帶來(lái)更豐富、更實(shí)惠的差異化應(yīng)用。

五、結(jié)語(yǔ)

總之，3G應(yīng)用的成熟是一個(gè)漸進(jìn)過(guò)程，有待于在發(fā)展中不斷完善，相信在啟動(dòng)3G之后，隨著市場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，3G的應(yīng)用必定能逐步地走向成熟和豐富。我們完全有理由相信，隨著3G牌照的發(fā)放，無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)將為我們帶來(lái)一個(gè)無(wú)限美好的未來(lái)，手機(jī)電視等移動(dòng)流媒體業(yè)務(wù)將成為未來(lái)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商新的市場(chǎng)增長(zhǎng)點(diǎn)。

作者簡(jiǎn)介：曹劍州（1971－），男，廣東臺(tái)山人，廣東省電信工程有限公司工程師，研究方向：通信施工和維護(hù)安全管理。