3G通信技术
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,速率一般在几百kbps以上。目前3G存在四种标准:CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA,WiMAX。
3G应用: 宽带上网手机商务视频通话手机电视无线搜索手机音乐手机办公手机购物手机网游
GSM、CDMA和3G比较
3G与科技泡沫
德国和奥地利运营商的一些历史数据
3G网络的国家
展开
编辑本段引定义
一般地讲,3G是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统,未来的3G必将与社区网站进行结合,WAP与WEB的结合是一种趋势,3G与2G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升,它能够在全球范围内更好地实现无线漫游,并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务,同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。为了提供这种服务,无线网络必须能够支持不同的数据传输速度,也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆比特/每秒)、384kbps(千比特/每秒)以及144kbps的传输速度(此数值根据网络环境会发生变化)。
1995年问世的第一代模拟制式手机(1G)只能进行语音通话。
1996到1997年出现的第二代GSM、CDMA等数字制式手机(2G)便增加了接收数据的功能,如接收电子邮件或网页。
其实,3G并不是2009年诞生的,早在2002年国外就已经产生3G了,而中国也于2003年开发出中国的3G,但2009年才正式上市。下行速度峰值理论可达3.6Mbit/s(一说2.8Mbit/s),上行速度峰值也可达384kbit/s。不可能像网上说的每秒2G,当然,下一部电影也不可能瞬间完成。
WCDMA已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,已有538个WCDMA运营商在246个国家和地区开通了WCDMA网络,3G商用市场份额超过80%,而WCDMA向下兼容的GSM网络已覆盖184个国家,遍布全球,WCDMA用户数已超过6亿。
编辑本段3G技术的起源
1940年,美国女演员海蒂·拉玛和她的作曲家丈夫提出一个Spectrum(频谱)的技术概念,这个被称为
―展布频谱技术‖【也称码分扩频技术】的技术理论在此后带给了我们这个世界不可思议的变化,就是这个技术理论最终演变成我们今天的3G技术,展布频谱技术就是3G技术的根本基础原理。
海蒂.拉玛最初研究这个技术是为了帮助美国军方制造出能够对付纳粹德国的电波干扰或防窃听的军事通讯系统,因此这个技术最初的作用是用于军事。二战结束后因为暂时失去了价值,美国军方封存了这项技术,但它的概念已使很多国家对此产生了兴趣,多国在60年代都对此技术展开了研究,但进展不大。
直到1985年,在美国的圣迭戈成立了一个名为―高通‖的小公司(现成为世界五百强),
这个公司利用美国军方解禁的―展布频谱技术‖开发出一个被名为―CDMA‖的新通讯技术,就是这个CDMA技术直接导致了3G的诞生。现在世界3G技术的3大标准.美国CDMA2000,欧洲WCDMA,中国TD-SCDMA,都是在CDMA的技术基础上开发出来的,CDMA就是3G的根本基础原理,而展布频谱技术就是CDMA的基础原理。
2000年5月,国际电信联盟正式公布第三代移动通信标准,中国提交的TD-SCDMA正式成为国际标准,与欧洲WCDMA、美国CDMA2000成为3G时代最主流的三大技术之一。
2008年5月24日,工业和信息化部、国家发改委、财政部联合发布《关于深化电信体制改革的通告》,鼓励中国电信收购中国联通(600050,股吧)CDMA网(包括资产和用户),中国联通与中国网通合并,中国网通的基础电信业务并入中国联通,中国铁通并入中国移动,国内电信运营商由5家变为3家。
CDMA是Code Division Multiple Access (码分多址)的缩写,是第三代移动通信系统的技术基础。第一代移动通信系统采用频分多址(FDMA)的模拟调制方式,这种系统的主要缺点是频谱利用率低,信令干扰话音业务。第二代移动通信系统主要采用时分多址(TDMA)的数字调制方式,提高了系统容量,并采用独立信道传送信令,使系统性能大大改善,但TDMA的系统容量仍然有限,越区切换性能仍不完善。CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。下面分别介绍一下3G的几种标准:
WCDMA
也称为WCDMA,全称为Wideband CDMA,也称为CDMA Direct Spread,意为宽频分码多重存取,这是基于GSM网发展出来的3G技术规范,是欧洲提出的宽带CDMA技术,它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同,目前正在进一步融合。WCDMA的支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商,日本公司也或多或少参与其中,包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电,以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。该标准提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演进策略。这套系统能够架设在现有的GSM网络上,对于系统提供商而言可以较轻易地过渡。预计在GSM系统相当普及的亚洲,对这套新技术的接受度会相当高。因此WCDMA具有先天的市场优势。WCDMA已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。CDMA2000
CDMA2000是由窄带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带CDMA技术,也称为CDMA Multi-Carrier,它是由美国高通北美公司为主导提出,摩托罗拉、Lucent和后来加入的韩国三星都有参与,韩国现在成为该标准的主导者。这套系统是从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的,可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G,建设成本低廉。但目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美,所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。不过CDMA2000的研发技术却是目前各标准中进度最快的,许多3G手机已经率先面世。该标准提出了从CDMA IS95(2G)-CDMA20001x-CDMA20003x(3G)的演进策略。CDMA20001x被称为2.5代移动通信技术。CDMA20003x与CDMA20001x的主要区别在于应用了多路载波技术,通过采用三载波使带宽提高。目前中国电信正在采用这一方案向3G过渡,并已建成了CDMA IS95网络。
TD-SCDMA
全称为Time Division - Synchronous CDMA(时分同步CDMA),该标准是由中国大陆独自制定的3G标准,1999年6月29日,中国原邮电部电信科学技术研究院(大唐电信)向ITU提出,但技术发明始于西门子公司,TD-SCDMA具有辐射低的特点,被誉为绿色3G。该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中,在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外,由于中国内地庞
大的市场,该标准受到各大主要电信设备厂商的重视,全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TD—SCDMA标准。该标准提出不经过2.5代的中间环节,直接向3G过渡,非常适用于GSM系统向3G升级。军用通信网也是TD-SCDMA的核心任务。相对于另两个主要3G 标准CDMA2000和WCDMA它的起步较晚,技术不够成熟。
WiMAX
WiMAX 的全名是微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access),又称为802·16无线城域网,是又一种为企业和家庭用户提供―最后一英里‖的宽带无线连接方案。将此技术与需要授权或免授权的微波设备相结合之后,由于成本较低,将扩大宽带无线市场,改善企业与服务供应商的认知度。2007年10月19日,在国际电信联盟在日内瓦举行的无线通信全体会议上,经过多数国家投票通过,WiMAX正式被批准成为继WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后的第四个全球3G标准[3]。
编辑本段3G手机
3G手机是基于移动互联网技术的终端设备,3G手机完全是通信业和计算机工业相融合的产物,和此前的手机相比差别实在是太大了,因此越来越多的人开始称呼这类新的移动通信产品为―个人通信终端‖。即使是对通信业最外行的人也可从外形上轻易地判断出一台手机是否是―第三代‖:第三代手机都有一个超大的彩色显示屏,往往还是触摸式的。3G手机除了能完成高质量的日常通信外,还能进行多媒体通信。用户可以在3G手机的触摸显示屏上直接写字、绘图,并将其传送给另一台手机,而所需时间可能不到一秒。当然,也可以将这些信息传送给一台电脑,或从电脑中下载某些信息;用户可以用3G手机直接上网,查看电子邮件或浏览网页;将有不少型号的3G手机自带摄像头,这将使用户可以利用手机进行电脑会议,甚至使数字相机成为一种―多余‖。
3G通信是移动通信市场经历了第一代模拟技术的移动通信业务的引入,在第二代数字移动通信市场的蓬勃发展中被引入日程的。在当今Internet数据业务不断升温中,在固定接入速率(HDSL、ADSL、VDSL)不断提升的背景下,3G移动通信系统也看到了市场的曙光,益发为电信运营商、通信设备制造商和普通用户所关注。
编辑本段3G在中国
3G中国是中国最大的专业化3G手机网络商务服务平台的注册商标。3G中国包括行业、企业、产品、服务和贸易功能等,是企业在3G网络上实现wap网站建设、行业新媒体传播、移动商务运营、无线及时沟通的集成型系统服务平台,其行业整合的推广理念和3G网络无线通讯的全新营销模式,形成一个的3G无线信息网络。它的所有功能设置和增值服务,都为使用者提供完善、高效的3G体验,完美体现3G时代强势商务内涵。
中国已经成为全球最大的移动通信消费国,2008年中国移动通信用户已经超过6亿,手机新闻、手机博客、手机收发邮件等一系列移动互联网的新发展得到普及,然而这一切都仅仅被应用于个人,移动商务的应用需求越来越迫切,让企业通过移动互联网实现企业与用户之间的信息互动,并由此开展深层次、全方位应用是今天企业的最大需求,伴随工业和信息化部的成立,―3G中国‖的启动成为下一步―以信息化带动工业化‖的重要举措。
2008年6月2日,中国电信、中国联通及中国网通H股公司均发公告,公布了电信重组细节,而此时,距离5月23日上述运营商由于电信重组停牌,刚刚过去6个半交易日。随着电信重组方案的确定:中国移动铁通=中国移动,中国联通(CDMA网)中国电信=中国电信,中国联通(GSM网)中国网通=中国联通,从而中国电信运营商形成了三足鼎立之势。在本次电信重组中,中国铁通被并入中国移动集团,变成了中国移动一家全资子公司。那么此前中国铁通无论是固定电话用户还是宽带用户都被转成中国移动的用户。伴随着―六合三‖的改革重组完成后,3张3G牌照也将发放,当时就有专家估计,按进度国家或将在今年第四季发放3G牌,最快2009年第三季中国将步入第三代移动通信时代。将发放的3
张3G牌基本采用三个不同标准,TD-SCDMA(时分同步码分多址)为中国自主研发的3G 标准,目前已被国际电信联盟接受,与WCDMA(宽带码分多址)和CDMA2000合称世界3G的三大主流标准。
根据电信业重组方案,3G牌照的发放方式是:新中国移动获得TD-SCDMA牌照,新中国电信获得CDMA2000牌照,中国联通获得WCDMA牌照。
国务院总理温家宝2008年12月31日主持召开国务院常务会议,同意启动第三代移动通信牌照发放工作。会议指出,TD-SCDMA作为第三代移动通信国际标准,是中国科技自主创新的重要标志,国家将继续支持研发、产业化和应用推广。发放第三代移动通信牌照对于拉动内需,优化电信市场竞争结构,促进TD-SCDMA产业链成熟,具有重要作用。电信企业改革重组工作基本完成,已具备发放第三代移动通信TD-SCDMA和WCDMA、CDMA2000牌照的条件。会议同意工业和信息化部按照程序,启动牌照发放工作。
3G在中国的发展初期即拥有了较好的成绩,也为其今后的稳步发展打下了坚实的基础。
编辑本段标准参数
WCDMA
ARTT FDD
异步CDMA系统:无GPS
带宽:5MHz
码片速率:3.84Mcps
中国频段:1940MHz-1955MHz(上行)、2130MHz -2145MHz(下行)
TD-SCDMA
RTT TDD
同步CDMA系统:有GPS
带宽:1.6MHz
码片速率:1.28Mcps
中国频段:1880-1920MHz、2010-2025MHz
2300-2400MHz
CDMA2000
RTT FDD
同步CDMA系统:有GPS
带宽:1.25MHz
码片速率:1.2288Mcps
中国频段:1920MHz -1935MHz(上行)、2110MHz -2125MHz(下行)
WiMax
全球微波互联接入,另一个名字是802.16
带宽:1.5M至20MHz
最高接入速度:70M
最高传输距离:50公里
码片速率:不详
中国频段:(暂无)
编辑本段开源的WiMax项目
开源对于行行业业的影响是无需置疑的,对于WiMAX 也一样。开源软件无线电GNU Radio 是免费的软件开发工具套件。它提供信号运行和处理模块,用它可以在易制作的低成本的射频(RF)硬件和通用微处理器上实现软件定义无线电。这套套件广泛用于业余爱好者,学术机构和商业机构用来研究和构建无线通信系统。GNU Radio 的应用主要是用
Python 编程语言来编写的。但是其核心信号处理模块是C++在带浮点运算的微处理器上构建的。因此,开发者能够简单快速的构建一个实时、高容量的无线通信系统。尽管其主要功用不是仿真器,GNU Radio 在没有射频RF 硬件部件的境况下支持对预先存储和(信号发生器)生成的数据进行信号处理的算法的研究。
3G的核心应用包括:
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……现在不少人以为这些在手机上的功能应用要等到3G时代,但其实目前的无线互联网门户也已经可以提供。尽管目前的GPRS网络速度还不能让人非常满意,但3G时代来了,手机变成小电脑就再也不是梦想了。
手机商务
随着带宽的增加,手机办公越来越受到青睐。手机办公使得办公人员可以随时随地与单位的信息系统保持联系,完成办公功能。这包括移动办公、移动执法、移动商务等等。与传统的OA系统相比,手机办公摆脱了传统OA局限于局域网的桎梏,办公人员可以随时随地访问政府和企业的数据库,进行实时办公和处理业务,极大地提高了办公和执法的效率。视频通话
3G时代,传统的语音通话已经是个很弱的功能了,到时候视频通话和语音信箱等新业务才是主流,传统的语音通话资费会降低,而视觉冲击力强,快速直接的视频通话会更加普及和飞速发展。
3G时代被谈论得最多的是手机的视频通话功能,这也是在国外最为流行的3G服务之一。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,依靠3G网络的高速数据传输,3G手机用户也可以―面谈‖了。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。
手机电视
从运营商层面来说,3G牌照的发放解决了一个很大的技术障碍,TD和CMMB等标准的建设也推动了整个行业的发展。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。
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。
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。
手机办公
随着带宽的增加,手机办公越来越受到青睐。手机办公使得办公人员可以随时随地与单位的信息系统保持联系,完成办公功能。这包括移动办公、移动执法、移动商务等等。极大地提高了办事和执法的效率。
手机购物
不少人都有在淘宝上购物的经历,但手机商城对不少人来说还是个新鲜事。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。高速3G可以让手机购物变得更实在,高质量的图片与视频会话能使商家与消费者的距离拉近,提高购物体验,让手机购物变为新潮流。
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。3G时代到来之后,游戏平台会更加稳定和快速,兼容性更高,即―更好玩了‖,像是升级的版本一样,让用户在游戏的视觉和效果方面感觉更有体验。
距离国务院常务会议研究同意启动3G牌照仅一周,工业与信息化部就迅速向三大运营商发放了3G牌照。工业和信息化部宣布,批准中国移动通信集团公司增加基于TD-SCDMA 技术制式的3G业务经营许可,中国电信集团公司增加基于CDMA2000技术制式的3G业务经营许可,中国联合网络通信集团公司增加基于WCDMA技术制式的3G业务经营许可。
对于运营商来说,3G牌照发放意味着新一轮市场角逐的开始;对于设备商来说,这意味着3年至少2800亿元的投资大蛋糕摆在了面前;而对于用户来说,3G意味着手机上网带宽飙升,资费越降越低。
编辑本段GSM、CDMA和3G比较
GSM数字移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计出来的,它是在蜂窝系统的基础上发展而成。包括GSM900MHz、GSM1800MHz及GSM1900MHz等几个频段。GSM系统有几项重要特点:防盗拷能力佳、网络容量大、号码资源丰富、通话清晰、稳定性强不易受干扰、信息灵敏、通话死角少、手机耗电量低等。
CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access),它是在数字技术的分支--扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。它能够满足市场对移动通信容量和品质的高要求,具有频谱利用率高、话音质量好、保密性强、掉话率低、电磁辐射小、容量大、覆盖广等特点,可以大量减少投资和降低运营成本。
3G是第三代移动通信技术,是下一代移动通信系统的通称。3G系统致力于为用户提供更好的语音、文本和数据服务。与现有的技术相比较而言,3G技术的主要优点是能极大地增加系统容量、提高通信质量和数据传输速率。此外利用在不同网络间的无缝漫游技术,可将无线通信系统和Internet连接起来,从而可对移动终端用户提供更多更高级的服务。
编辑本段3G与科技泡沫
欧洲3G执照和无线电频谱的拍卖在1990年代3G与科技泡沫事件中扮演了重要的角色。由于确信3G的采纳与普及会相当快速,欧洲的电信公司总计投入了3000亿欧元在标准化规范、购买设备与拓展市场上面。
但预期获利却无法使3G的普及具体化。于是研发者留下了负债和几近无用的3G执照就离开了。许多公司放弃了执照和研发计划、以降低负债。有些公司还试图与发放执照的政府打官司。
德国和奥地利运营商的一些历史数据
采用3G标准:WCDMA 可用频率:1900 MHz – 1920 MHz(TDD)1920 MHz – 1980 MHz (FDD-上行链路)2020 MHz – 2025 MHz (TDD)2110 MHz – 2170 MHz(FDD-下行链路)信道带宽:5 MHz片速:3,84 Mbps Nutzertrennung:编码(CDMA);频率(FDMA)移动终端最大发射功率:0.125–0.25 瓦(GSM:1–2瓦)
编辑本段3G网络的国家
目前已拥有商用3G网络的国家和使用标准为:
阿根廷(CDMA2000 1X)
澳大利亚(WCDMA:Telstra)
奥地利(WCDMA)
阿塞拜疆(CDMA2000 1X)
白俄罗斯(CDMA2000 1X)
百慕大群岛(CDMA2000 1X)
巴西(CDMA2000 1X)
加拿大(CDMA2000 1X)
智利(CDMA2000 1X)
中国大陆(CDMA2000 1X、EV-DO Rev.A:中国电信);(WCDMA:中国联通);(TD-SCDMA:中国移动)
澳门(CDMA2000 1X、EV-DO Rev.A:中国电信);(WCDMA:澳门电讯、3澳门)(注:这也正是中国电信澳门资费远远低于移动与联通的原因,那里有电信的子公司……)香港(CDMA2000 1X、EV-DO Rev.A:电讯盈科);(WCDMA:3香港、CSL、数字通、电讯盈科)
日本(CDMA2000 1X、EV-DO:KDDI);(WCDMA:NTT DoCoMo、Softbank、E Mobile)韩国(CDMA2000 1X、ev-do:LG);(WCDMA:SK,KT);(TD-SCDMA:SK电讯测试网)
新加坡(WCDMA)
台湾(CDMA2000 1X:亚太电信);(WCDMA:中华电信、台湾大哥大、威宝电信、远传电信);(TD-SCDMA:威宝电信测试)
哥伦比亚(CDMA2000 1X)
丹麦(WCDMA)
多米尼加共和国(CDMA2000 1X)
厄瓜多尔(CDMA2000 1X)
乔治亚(CDMA2000 1X)
德国(WCDMA:T-Mobile、沃达丰、O2-DE、ePlus)
希腊(WCDMA)
危地马拉(CDMA2000 1X)
印度(CDMA2000 1X)
印尼(CDMA2000 1X)
以色列(WCDMA)
意大利(WCDMA)
牙买加(CDMA2000 1X)
哈萨克斯坦(CDMA2000 1X)
吉尔吉斯斯坦(CDMA2000 1X)
马来西亚(WCDMA 明讯,西尔康,Digi,MiTV,TimeCell)
墨西哥(CDMA2000 1X)
摩尔多瓦(CDMA2000 1X)
荷兰(WCDMA)
新西兰(CDMA2000 1X)(WCDMA测试中)
尼加拉瓜(CDMA2000 1X)
尼日利亚(CDMA2000 1X)
挪威(WCDMA)
巴基斯坦(CDMA2000 1X)
巴拿马(CDMA2000 1X)
秘鲁(CDMA2000 1X)
波兰(CDMA2000 1X)
罗马尼亚(CDMA2000 1X)
俄罗斯(CDMA2000 1X)
斯洛文尼亚(WCDMA)
南非(WCDMA测试中)
西班牙(WCDMA)
瑞士(WCDMA)
泰国(CDMA2000 1X)
阿拉伯联合酋长国(WCDMA)
英国(WCDMA)
美国(CDMA2000 1X:Sprint, Verizon);(WCDMA:AT&T,T-mobile)
乌兹别克(CDMA2000 1X)
委内瑞拉(CDMA2000 1X)
越南(CDMA2000 1X)
简评:可见WCDMA及CDMA2000为国际上较为通用的3G制式,TD-SCDMA网络不仅在我国大陆地区,还在我国台湾地区有所部属,希望到不同的国度均能使用到当地的3G网络的朋友可以更多地关注多模终端。