3G技术的发展与应用

摘 要 随着科学技术的发展，移动通信技术已经步入了3G时代，WCDMA是3G标准中的典型代表，本课题针对目前第三代移动通信技术的关键技术以及应用进行了研究，皆在通过本课题的研究能够为致力于3G技术的研究学者提供帮助。

关键词 3G；WCDMA；智能天线；多用户检测

中图分类号 TN91 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）011-0126-02

3G的是第三代移动通信技术的简称，是一种目前比较先进的蜂窝移动通讯技术，能够同时传播音频以及视频数据信息，且传输速率能够达到几百Kbps以上，甚至更高，目前3G主要有以下集中通用的技术标准：WCDMA，CDMA2000、WiMAX以及TD-SCDMA。

随着我国移动通信技术的不断发展，我国的移动通信运营商目前可以支持国际电联规定的三个通用无线接口通讯标准，具体指的是中国联通有限公司的WCDMA，中国电信的CDMA2000以及中国移动支持的TD-SCDMA。GSM移动通信技术采用的是时分多址通信技术，而3G则采用的是码分扩频通信技术，无论是数据传输、音、视频数据传输都提高到了另外一个层次，WCDMA是被业界公认的第三代移动通信技术的核心。本课题研究的重点便是3G移动通信技术标准中的WCDMA。WCDMA是中国联通采用的通信标准，也是欧盟采用的成熟的3G标准之一。

1 3G简介

第三代移动通信技术（3rd-generation，3G），是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息。目前3G存在四种标准：CDMA2000，WCDMA，WiMAX，TD-SCDMA。

WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）是宽带码分多址技术的英文简称，是一种由3GPP协会具体制定的一个ITU（国际电信联盟）标准，WCDMA是建立在GSM MAP核心网的基础上，并采用UTRAN作为无线传输接口的第三代移动通信技术。WCDMA采用的编码方式是频分双工（FDD）以及直接序列扩频码分多址（DS-CDMA）方式，码片的速率高达3.84Mcps，其载波带宽更高达5MHz，并且可以在5MHz的带宽内提供高达384kbps的高数据传输速率。该标准提出了GSM（2G）-GPRS-EDGE-WCDMA（3G）的演进策略。WCDMA不仅可以支持语音对话，还可以支持图像传输、视频通话等。是目前应用最为广泛的移动通信标准。也是当前世界上采用的国家及地区最广泛的，终端种类最丰富的一种3G标准，占据全球80%以上市场份额。

2 3G技术发展

WCDMA作为3G具备代表的移动通信标准，前沿技术具体包括以下几个：

1）智能天线技术：智能天线技术在3G移动通信领域的应用主要提升了以下性能：3G系统容量得到提升；数据传输速率得到提升；系统覆盖范围更加广泛；通信质量得到改善，提高了信号干扰比例；频谱利用率得到大幅提升；成本降低、发射功率也得到了降低。

2）软件无线电技术：通过无线电通信技术，使得通信变得更加灵活、通用，使得系统的扩展性能更强，为以后的系统升级提供了更加简便的操作接口。软件无线电技术是无线通信领域发展的一个非常大的突破，将通信领域提升到了一个新的高度。

3）IP技术：宽带网络信息的发展极为迅速，电信网、广播电视网、互联网三网融合大势所趋，TCP/IP技术便是其实现的核心技术。3G移动通信技术致力于为用户提供一个随时随地可以开展多媒体业务的高速系统，核心网络的IP化关键要考虑的内容是核心网整体架构变动的程度以及成本。

4）多用户检测技术：多址干扰实质上是一系列具备强烈结构性的伪随机序列信号，多用户检测技术便是利用这个特点对多个同时通信的用户同时进行解调，多用户检测接收机便是采取多用户联合检测算法同时对多个通信用户输出判决结果的一种性能较高的新型接收机。

WCDMA的技术优势主要有以下几点：

①业务灵活。WCDMA允许每个5MHz载波处理从8kbit/s到2Mbit/s的混合业务。另外在统一信道上既可进行电路交换业务也可以进行分组交换业务。利用在单一终端上进行多个电路和分组交换连接，实现真正的多媒体业务。可以支持不同质量要求的业务并保证高质量和完美的覆盖。

②频谱效率高。由于它采用单小区复用，因此不需要频率规划。利用分层小区结构、自适应天线阵列和相干解调（双向）等技术，网络容量可以得到大幅提高。

③容量和覆盖范围大。WCDMA射频收发信机能够处理的话音用户是典型窄带收发信机的8倍，WCDMA的容量差不多是窄带CDMA的两倍，更大的带宽能在上/下行链路中使用，相干解调和快速功率控制允许更低的接收机门限。

④每个连接可提供多种业务。WCDMA符合真正的UMTS/IMT-2000要求，分组和电路交换业务可在不同的带宽内自由地混合，并可同时向同一用户提供。每个WCDMA终端能够同时接入多达6个不同业务，这些业务可以是话音或传真、电子邮件和视频等数据业务的组合。

⑤无缝的GSM/UMTS接入。双模终端将在GSM网络和UMTS/IMT-2000网络之间提供无缝的切换和漫游。

3 3G技术应用

那么，3G技术的广泛应用能给我们带来什么？

·3G就是出租车里的视频会议；

·3G就是你坐火车也不会错过的肥皂剧；

·3G就是从现场发回总部供分析用的图像；

·3G就是与朋友共享你在摩洛哥的美妙假期。

中国的3G之路刚刚开始，而无线互联网的流媒体业务将逐渐成为主导。3G的核心应用包括：

3.1 宽带上网

宽带上网是3G手机的一项很重要的功能，届时我们能在手机上收发语音邮件、写博客、聊天、搜索、下载图铃等，3G时代来了，手机变成小电脑就已不是梦。

3.2 视频通话

3G时代被谈论得最多的是手机的视频通话功能，相信不少人都用过QQ、MSN或Skype的视频聊天功能，与远方的亲人、朋友“面对面”地聊天。今后，当你用3G手机拨打视频电话时，不再是把手机放在耳边，而是面对手机，再戴上有线耳麦或蓝牙耳麦，你会在手机屏幕上看到对方影像，你自己也会被录制下来并传送给对方。

3.3 手机电视

手机流媒体软件会成为3G时代最多使用的手机电视软件，在视频影像的流畅和画面质量上不断提升，突破技术瓶颈，真正大规模被应用。

3.4 无线搜索

对用户来说，这是比较实用型的移动网络服务，也能让人快速接受。随时随地用手机搜索将会变成更多手机用户一种平常的生活习惯。

3.5 手机音乐

在无线互联网发展成熟的日本，手机音乐是最为亮丽的一道风景线，通过手机上网下载音乐是电脑的50倍。3G时代，只要在手机上安装一款手机音乐软件，就能通过手机网络，随时随地让手机变身音乐魔盒，轻松收纳无数首歌曲，下载速度更快，耗费流量几乎可以忽略不计。

3.6 手机购物

不少人都有在淘宝上购物的经历，事实上，移动电子商务是3G时代手机上网用户的最爱。目前90%的日本韩国手机用户都已经习惯在手机上消费，甚至是购买大米、洗衣粉这样的日常生活用品。专家预计，中国未来手机购物会有一个高速增长期，用户只要开通手机上网服务，就可以通过手机查询商品信息，并在线支付购买产品。

3.7 手机网游

与电脑的网游相比，手机网游的体验并不好，但方便携带，随时可以玩，这种利用了零碎时间的网游是目前年轻人的新宠，也是3G时代的一个重要资本增长点。

中国未来发展趋势预测3G在中国的未来发展将有以下几个特点：

1）与全球发展趋势一样，在技术上将向高速率化、宽带化、IP化方向发展。

2）网络不断向后3G演进，当然在这个过程中，如果4G的LTE发展迅速，也可能国内运营商会跳过某一阶段，直接向前演进。

3）对比韩、日的成功经验，3G数据业务在中国的发展具有强劲的用户基础，未来发展前景明确，预计运营商未来几年增值业务（数据业务）收入占比将快速增长。

4）2G和3G网络将长期共存，尤其在发展初期，2G/3G双模手机将成为重要过渡期产品。

4 总结

WCDMA是第三代移动通信的代表，具备非常强大的多媒体移动通信功能，此外其具备的高速数据传输以及高效的频谱利用率等诸多优势都是应用成功的主导因素，已经成为未来移动通信技术发展的核心基础。但是，移动通信网络是个发展极为迅速的产物，科学技术勇往直前，发展毫无止境，随着人类的多媒体移动通信的需求不断激增，WCDMA也在不断发展。不断完善，不断的更新，以满足现有人类的各种需求，WCDMA的扩展是依靠先进的技术实现的，因此，WCDMA的技术永远都处在一个不断发展的过程，WCDMA技术的研究也是目前移动通信领域关注的重点，经过众多学者的不断研究，WCDMA系统在技术上取得了非常多的成就。本课题研究的重点内容便是目前第三代移动通信技术的关键技术的发展以及应用。

参考文献

[1]刘萍.3G技术现状与发展趋势[J].福建电脑，2006，07.

[2]陈莉莉.浅谈国内3G技术的现状和前景[J].科技传播，2011，21.

作者简介

刘琳娜（1978—），女，河北无极人，本科，工程师，研究方向：通信技术。