3G无线通讯发展趋势分析(1)

3G无线通讯发展趋势分析(1)

1、引言

进入2004年后，3G进入快速发展阶段。在3G快速发展的同时，也应该看到存在的局限性。3G网络要求具有良好的服务质量(QoS)、后向兼容性及其与固网的兼容性、以及高速多媒体业务能力等，而现有3G网络与这一目标还有差距；3G终端在多媒体业务支持、延长待机时间、统一应用平台等方面还需要进一步改进；由于网络质量、终端瓶颈以及缺乏合适的业务模式等原因，体现3G差异化服务的高速多媒体业务发展并不理想。这些限制引起人们对3G网络、终端和业务发展趋势的重新思考。

2、3G网络发展趋势分析

2.1宽带化

宽带化体现为对无线传输能力的要求。3G系统要求能够支持高达2Mbit/s的传输速率。随着新型多媒体业务的发展、话务量的提升等，对3G系统及下一代无线网络的无线传输速率要求会越来越高，即宽带化是3G网络的基本发展趋势之一。

对于WCDMA网络技术体制而言，R99和R4版本支持的前反向峰值速率可达384kbit/s；R5版本中引入了高速下行数据分组(HSDPA)接入功能，下行峰值速率可高达14.4Mbit/s；R6版本中进一步引入了高速上行数据分组(HSUPA)接入功能，上行峰值速率可高达3.6Mbit/s；R7版本中可能采用OFDM，MIMO等关键技术，进一步提高无线链路的传输速率，同时增加系统容量。

对于cdma2000网络技术体制而言，cdma20001x的前反向峰值速率可达153.6kbit/s；1xEV-DORelease0前向峰值速率提高到2.4Mbit/s，反向虽然相对于cdma2000 1x没有改善，但在1xEV-DO Release A中，反向峰值速率提高到1.8Mbit/s，同时前向峰值速率也进一步提高到3.1Mbit/s；1xEV-DV的前反向峰值速率与1xEV-DO Release A基本一致。由于1xEV-DO的发展前景相对明朗，目前主要针对1xEV-DO这一发展分支，考虑cdma2000无线传输技术的进一步发展。在2005年6月的3GPP2会议上，对下一代EV-DO网络功能要求进行了研讨，对采用OFDM多载波方案和MIMO多天线技术达成了共识，以提供与WCDMAR7相媲美的带宽无线传输。

由此可见，不但同属于cdma2000标准系列的1xEV-DO和1xEV-DV在峰值速率的设计上是一致的，而且分属于不同3G技术体制的1xEV-DO与HSDPA在前向峰值速率设计上也是一致的。这种一致性是由共同的业务需求决定的。

2.2网络融合

2.2.13G网络融合的要求

ITU最初希望全球统一3G标准，其中包含了3G网络融合的思想，主要体现在以下两方面：

(1)3G网络的后向兼容性。为了保护2G网络投资，降低3G网络业务运营的风险，在3G标准的制定中，要求考虑从多种标准的2G网络向3G网络的平滑演进。

(2)3G网络与固定网络的兼容性。为了实现移动业务与固网业务的融合，实现业务的无缝覆盖和多种网络资源的共享，降低业务运营和网络维护的成本，在3G标准的制定中，要求考虑3G网络与固网的互通问题。尽管目前存在多种3G技术标准，但是不同3G技术标准网络之间，以及各种3G技术标准网络与固网之间的互通仍需逐步解决。

2.2.23G网络融合的方向

3G网络的融合也是电信网、计算机网和广播电视网走向三网融合的第一步。从基本功能架构上看，传统网络从上向下大致可分为业务网、承载网和传输网三部分；3G网络融合固网与移动网后，网络架构从上到下大致可分为业务应用层、业务控制与交换层和承载与传输网络。其中，业务应用层面包含传统业务网中有关业务应用及其应用平台；业务控制与交换层完成传统业务网的呼叫控制、会话管理、用户管理等功能；传统承载网中的信令控制与数据承载功能分别由不同的逻辑实体实现；传统的传输网则由多种传输协议逐渐向IP传输和ATM传输并存、进而统一到IP传输这个方向发展。由此归纳出3G网络融合的方向，即开放的业务应用平台，节省业务开发时间和成本，实现多厂家业务应用设备的互通；统一的业务控制与交换层，采用IMS实现移动网与固网业务上的融合；以IP为核心的承载与传输网。下面重点针对控制层面IMS的实现和承载网的全IP化展开分析。

(1)IMS

目前的电信网络体系结构由多个相互独立的垂直业务体系组成，如VoIP、可视电话、视频点播等，不同的网络为用户提供不同的业务。这种点到点形式的传统网络结构——“终端—网络—应用”不利于运营商简单、快速引入新业务以及业务之间的互动。而下一代融合网络的演进方向是“多种终端—多种网络(统一控制核心)—多种应用”的网络体系结构，不同业务能够同时进行和交互。基于IMS的融合体系结构正是应这种融合需求产生的。

IMS是用于提供多媒体业务呼叫控制功能的子系统，该子系统与用户的接入方式无关，并能为多种上层业务应用平台提供统一的呼叫控制。IMS通常还具有多用户属性管理功能和媒体管理功能。

IMS目前有三大问题需要解决，一是能处理多大的容量，二是如何保证网间通信的安全，三是对用户数据的分布。

(2)全IP化

承载网的全IP化包含以下两个方面：

对现有网络进行全IP化改造。以1xEV-DO无线接入网的全IP化改造为例。目前，1xEV-DO无线接入网主要采用ATM传输协议，提供可靠的传送和良好的QoS保证。不过，从系统可扩展性、节约网络建设成本等方面考虑，以IP为核心的承载与传输逐渐从分组核心网向无线接入网渗透，并将最终成为无线接入网链路层协议的主流。在无线接入网的IP化方面，需要重点考虑IPQoS的保证、系统容量的改善、寻呼策略的设计等问题。

在新技术标准中直接采用全IP化设计，以提供对不同传输业务的汇聚功能，如WiMAX。WiMAX作为一种无线城域网技术标准，在目前全球缺乏统一宽带无线接入技术标准之际，有重要现实意义，对于城郊、农村、偏远等地区以及利用xDSL，CableModem方式不能有效覆盖、不便于和不值得部署有线网的区域，大有用武之地。在802.16a基础上增强改进的802.16e标准，将有利于有效延伸WLAN的连接，推进热点地区及家庭域SOHO等小型办公区域的WLAN的有效发展，WiMAX与WiFi，3G在相当长时间内将会互补共存，并在重叠区有一定程度的彼此竞争，保持这些系统应用之间的有效互联互通及增强其自身竞争力亦是WiMAX面临的重要任务。