浅析国内移动通信3G技术

摘要：介绍了移动通信的发展史，对国内三种制式的3G技术应用现状进行了分析，指出3G技术的发展演化趋势的最终目标是LTE，这一4G标准获得了最大的支持，也将是未来4G标准的主流。

关键词：移动通信 现状 趋势分析

1 移动通信的发展史

移动通信技术可以说从无线电通信发明之日就产生了。至今先后经历了五个阶段：

第一阶段从上世纪20年代至40年代，为早期发展阶段。第二阶段从上世纪40年代中期至60年代初期。在此期间内，公用移动通信业务开始问世。第三阶段从上世纪60年代中期至70年代中期。这一阶段是移动通信系统改进与完善的阶段，其特点是采用大区制、中小容量，使用450MHz频段，实现了自动选频与自动接续。第四阶段从上世纪70年代中期至80年代中期。这是移动通信蓬勃发展时期。该阶段称为1G（第一代移动通讯技术），主要采用的是模拟技术和频分多址（FDMA）技术。这一阶段的特点是蜂窝状移动通信网成为实用系统，并在世界各地迅速发展。第五阶段从上世纪80年代中期开始。这是数码移动通信系统发展和成熟时期。该阶段可以再分为2G、2.5G、3G、4G等。

2G：2G是第二代手机通信技术规格的简称，主要采用的是数码的时分多址（TDMA）技术和码分多址（CDMA）技术，与之对应的是全球主要有GSM和CDMA两种体制。

2.5G：2.5G是从2G迈向3G的衔接性技术，3G通信属于一个系统工程，2.5G手机涉及多个层面的技术研究，要从当前以2G为主的通信技术向3G技术实现大跨越发展，不可能一下就衔接得上，因此出现了介于2G和3G之间的2.5G。HSCSD、WAP、EDGE、蓝牙（Bluetooth）、EPOC等技术都是2.5G技术。2.5G功能通常与GPRS技术有关，GPRS技术是在GSM的基础上的一种过渡技术。GPRS的推出标志着人们在GSM的发展史上迈出了意义最重大的一步，GPRS在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP和X.25分组数据接入服务。较2G服务，2.5G无线技术可以提供更高的速率和更多的功能。

3G：3G，即3rd Generation，指的是支持高速数据传输的第三代移动通信技术。与从前以模拟技术为代表的第一代和目前正在使用的第二代移动通信技术相比，3G将有更宽的带宽，其传输速度最低为384K，最高为2M，带宽可达5MHz以上。它能同时实现语音和数据的传输，向用户提供方便、快捷的无线应用，如无线接入Internet。能够实现高速数据传输和宽带多媒体服务是第三代移动通信的另一个主要特点。目前3G存在四种标准：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX。目前中国国内移动通信正处于3G技术的广泛应用和高速发展时期。

4G：4G是第四代移动通信及其技术的简称，是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。4G系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而在用户最为关注的价格方面，4G与固定宽带网络在价格方面不相上下，而且计费方式更加灵活机动，用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着不可比拟的优越性。目前中国移动已经在部分城市推出4G（LTE）网络的试商用。

移动通信将向资料化，高速化、宽带化、频段更高化方向发展，移动资料、移动IP将成为未来移动网的主流业务。

2 国内3G技术应用现状与分析

2008年12月31日，工信部正式向国内三大运营商了3G牌照，中国移动获得了中国自有知识产权TD-SCDMA的运营牌照，中国电信获得了CDMA2000的运营牌照，中国联通获得了WCDMA的运营牌照。

2.1 中国移动TD-SCDMA TD-SCDMA（Time-Division Synchronous Code Division Multiple Access时分同步码分多址）的技术特点为：时分同步码分多址技术，智能天线技术和软件无线技术。在频谱利用率、对业务支持具有灵活性等方面有独特优势。它采用tdd双工模式，载波带宽为1.6mhz。td-scdma软件无线技术能利用软件修改硬件，不仅便于设计和测试，而且也能兼容不同的系统。但它的技术研究还在初始阶段，尚未发展成熟，而且在抗快衰落和终端用户的移动速度方面也有待进一步研究。

TD-SCDMA为TDD模式在应用方面的特点为：①终端的移动速度受现有DSP运算速度的限制仅能达到240km/h；②基站覆盖半径在15km以内时频谱利用率和系统容量可达最佳，在用户容量不是很大的区域，基站最大覆盖可达30-4km。因此，该模式容易在城市或城郊地区得到普及。在大部分城区或城郊，人口分布集中，地域小，车速都达不到200km/h，小区半径往往小于15km。而在广大农村地区，可采用WCDMA FDD方式进行覆盖。这样一来，TDD与FDD两种模式互为补充，能满足大部分用户的需求。

2.2 中国联通WCDMA WCDMA，即Wideband Code Division Multiple Access（宽带码分多址），是一个ITU标准。它起源于欧洲，由CDMA演变而来，大多数人认为WCDMA是IMT-2000业务的拓展。该模式能为移动及手提无线设备提供高速率的数据。它采用DS-CDMA和FDD两种方式，码片速率可达3.84Mcps，载波带宽5MHz。在Release 99/Release 4版本的基础上，该版本可以在5MHz的带宽内的数据传输速率最高可达384kbps。WCDMA能够支持移动/手提设备之间的语音、图象、数据以及视频通信，速率可达2Mb/s（对于局域网而言）或384Kb/s（对于宽带网而言）。首先数字化处理输入信号，在一个较宽频谱范围内，通过编码的扩频模式来传输用户数据。窄带CDMA使用的是200KHz宽度的载频，而WCDMA使用的是一个宽5MHz的载频。联通WCDMA包括以下几个特点：

2.2.1 网络速度最快。WCDMA网络的技术研究相对成熟，在全球范围内的商用时间很长，具有较好的可演进性，全球首个3G商用网络率先引进了这种网络制式。近两年，联通推出的WCDMA 3G技术已完全支持HSDPA/HSUPA，从理论上讲，该网络制式的网络下载速率最高可达14.4Mbps，2G无线宽带能达到150Kbps，联通WCDMA网络速度一般为2G网络速度的100倍。

2.2.2 支持业务最广泛。在强大的网络平台的基础上，WCDMA可以拓展出即时通讯、可视电话、手机搜索、手机报、手机上网、手机电视、手机邮箱、手机音乐、无线上网卡等形式多样的 3G业务，为用户提供更高的业务享受，极大的丰富其工作和生活。强大的网络体系和更广阔的业务拓展空间，会极大的提高iPhone的使用性能和市场竞争优势。

2.2.3 终端种类最多。截止到2012年底，通信市场上已出现了2000多个支持WCDMA商用终端的款式，款式和功能多样的WCDMA手机相继问世。

2.2.4 国内覆盖广泛。到2012年底，我国大陆范围内的300多个地市已实现联通3G网络的全面覆盖，同时正式投入商业运营模式；与此同时，新覆盖的城镇数量还在持续增加，联通3G网络和业务已覆盖了我国大部分地区。

2.2.5 开通国家最广，可漫游的国家和地区最多。到目前为止，国内外100个国家先后开通了300个WCDMA网络，在全球3G商用网络总量的71.3%。中国联通已与国内外200余个国家的400个运营商实现了GSM/WCDMA网络的国际漫游。联通3G用户可以在国内外大部分地区使用网络通讯。

2.3 中国电信CDMA2000 TD-SCDMA（Time-Division Synchronous Code Division Multiple Access时分同步码分多址）是由我国与德国西门子公司共同研发的系统模式。

CDMA 2000是第三代移动通信系统IMT-2000系统中的一种模式。它的原理是将CDMA2000划分成多个阶段来实施，第一个过渡阶段称为CDMA2000 1X，cdma2000-1X的CDMA前向信道采用单载波方式，它的技术指标与3G标准不完全吻合，因此称作2.75G比较科学；第二个阶段称为CDMA2000 3X，CDMA前向信道为3载波方式。虽然它可以提供较高的速率数据，但也会占用很宽的频谱资源，因此在现阶段大部分运营商会选择cdma2000-1XEV。

3 3G技术的发展演化趋势

3G将最终向4G发展演化，OFDM技术被认为是第四代移动通信技术的核心技术。2012年1月18日下午5时，国际电信联盟在2012年无线电通信全会全体会议上，正式审议通过将LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced（802.16m）技术规范确立为IMT-Advanced（俗称“4G”）国际标准，中国主导制定的TD-LTE-Advanced和FDD-LTE-Advance同时并列成为4G国际标准。

其演进的历史如下：

GSMGPRSEDGEWCDMAHSDPA/HSUPAHSDPA+/HSUPA+FDD-LTE长期演进。

各演进阶段理论最高下载速度如下：

GSM（9K）GPRS（42K）EDGE（172K）WCDMA（364K）HSDPA/HSUPA（14.4M）HSDPA+/HSUPA+

（42M）FDD-LTE（300M）。

由于WCDMA网络的升级版HSPA和HSPA+均能够演化到FDD-LTE这一状态，而中国自主的TD-SCDMA网络也将绕过HSPA直接向TD-LTE演进，CDMA2000的4G演化最终目标将是LTE，所以这一4G标准获得了最大的支持，也将是未来4G标准的主流。该网络提供媲美固定宽带的网速和移动网络的切换速度，网络浏览速度大大提升。

4 结束语

目前全世界手机用户已达45亿，移动通信已经基本实现了人与人的互联，并正在实现人与互联网的互联。3G技术的普及正使越来越多的人通过手机上网，4G技术的推广将使手机上网用户数量产生飞跃。可以预想，随着3G技术的普及与向4G的演化，全世界手机上网用户数量将最终会超过使用电脑上网的用户数量，同时智能手机和其他能上网的手机数量将更加可观。

参考文献：

[1]马洪亮.浅谈中国移动3G业务发展战略及其未来趋势[J].信息通信.2011，3：113-114.

[2]谢俊松.3G业务演进与未来移动通信发展趋势[J].四川移动通信有限责公司，2011.20（2）：79.

[3]佚名.中国移动3G业务发展现状分析[J].中国行业研究报告，2010，23（2）：12-14.