王科

（中國鐵通集團(tuán)有限公司鶴壁分公司，河南 鶴壁 458000）

基于3G通信技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)探究

王科

（中國鐵通集團(tuán)有限公司鶴壁分公司，河南 鶴壁 458000）

本文著重于介紹基于3G通信技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)，首先介紹了3G通信網(wǎng)絡(luò)的基本特點(diǎn)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，然后闡述了基于WCDMA、TD-SCDMA以及CDMA2000通信技術(shù)的3G通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點(diǎn)和在我國的應(yīng)用情況，最后就網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成熟度以及業(yè)務(wù)能力方面對(duì)其進(jìn)行簡單比較。

3G通信網(wǎng)絡(luò)；WCDMA；TD-SCDMA；CDMA2000

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及人們對(duì)生活質(zhì)量需求的不斷提高，新一代的移動(dòng)通信系統(tǒng)正在被廣泛應(yīng)用。自2009年1月7日起，3G牌照正式在中國下發(fā)，標(biāo)志著第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)正式商業(yè)化運(yùn)營，自此我國進(jìn)入了3G時(shí)代。人們通過使用通信能力和數(shù)據(jù)處理能力更強(qiáng)的3G終端設(shè)備，享受著高速通信網(wǎng)絡(luò)人性化的高質(zhì)量服務(wù)。經(jīng)歷了第一代和第二代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，3G通信網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，這也使得3G通信網(wǎng)絡(luò)被廣泛應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域。所以，對(duì)3G通信技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)的研究對(duì)于學(xué)習(xí)3G系統(tǒng)構(gòu)架，以及其基礎(chǔ)原理、接口技術(shù)等具有非常大的幫助，同時(shí)對(duì)于3G通信系統(tǒng)適應(yīng)多種環(huán)境、提供更大系統(tǒng)容量和更多業(yè)務(wù)等方面具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 3G通信網(wǎng)絡(luò)

3G（Third-Generation）是第三代移動(dòng)通信技術(shù)，相對(duì)于只能傳輸語音模擬信號(hào)的第一代模擬制式手機(jī)通信以及增加數(shù)據(jù)接收功能的第二代手機(jī)通信而言，3G無線通信網(wǎng)絡(luò)與國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，能夠高速高效地處理并傳輸圖像、音樂、視頻等多種媒體形式，為人們提供網(wǎng)頁瀏覽、電子商務(wù)、視頻會(huì)議等多種信息服務(wù)。

和大多數(shù)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)一樣，基于3G通信技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)由接入網(wǎng)和核心網(wǎng)構(gòu)成，2G通信系統(tǒng)作為3G通信網(wǎng)絡(luò)的語音配套網(wǎng)絡(luò)嵌入到3G通信網(wǎng)絡(luò)中。這樣的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，使得核心網(wǎng)絡(luò)的骨干層專注于通信網(wǎng)絡(luò)的大容量業(yè)務(wù)的調(diào)度、中繼與傳輸，接入層則負(fù)責(zé)覆蓋各個(gè)區(qū)域的熱點(diǎn)地區(qū)，為3G終端設(shè)備提供網(wǎng)絡(luò)接入端口，而匯聚層處在骨干層與接入層之間，為二者提供業(yè)務(wù)整合和匯聚功能。3G通信網(wǎng)絡(luò)的金字塔形的傳輸網(wǎng)絡(luò)分層建設(shè)，不僅降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，而且使得我國的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)能夠由低代的通信系統(tǒng)平滑地向高代通信系統(tǒng)演變升級(jí)。

3 3G通信標(biāo)準(zhǔn)

國際電信聯(lián)盟ITU確定的3G標(biāo)準(zhǔn)有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA和WiMAX，在我國作為三大移動(dòng)通信運(yùn)營商聯(lián)通和電信的通信標(biāo)準(zhǔn)分別是WCDMA、TD-SCDMA和CDMA2000。

3.1 WCDMA通信網(wǎng)絡(luò)

WCDMA通信技術(shù)繼承了2G移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)GSM的特點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化高、開放型強(qiáng)，它在物理傳輸層采用DS-CDMA多址技術(shù)，根據(jù)不同的速率要求，選擇不同的CDMA擴(kuò)頻碼片序列，并將其與3G用戶數(shù)據(jù)相乘來進(jìn)行通信數(shù)據(jù)處理，從而將用戶信息擴(kuò)展到信道較寬的傳輸帶寬上。同時(shí)，WCDMA支持變速傳輸，可傳輸速率根據(jù)移動(dòng)速度不同從384k bit/s到2M bit/s不等，也可以根據(jù)環(huán)境需求來選擇上下行鏈路成對(duì)分配頻率的FDD工作模式或上下行鏈路共享的不對(duì)稱頻譜的TDD工作模式。當(dāng)前，WCDMA的商用網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)占3G通信網(wǎng)絡(luò)的70%以上，在我國，中國聯(lián)通WCDMA3G通信網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)速度和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模上已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他地區(qū)，在我國3G通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和應(yīng)用上占有很大的比例。

3.2 TD-SCDMA通信網(wǎng)絡(luò)

TD-SCDMA是時(shí)分同步的碼分多址技術(shù)，是由我國大唐通信公司在無線傳輸技術(shù)RTT的基礎(chǔ)上第一次提出的3G通信技術(shù)，并與國際合作，最終完成了CDMA TDD標(biāo)準(zhǔn)中的TDSCDMA通信標(biāo)準(zhǔn)。TD-SCDMA靈活地融合了FDMA、TD-MA以及CDMA的傳輸方法，將無線信道時(shí)域周期的TDMA幀再次分為幾個(gè)時(shí)隙，通過靈感改變上下行鏈路的轉(zhuǎn)換點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)3G通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有的對(duì)稱和非對(duì)稱業(yè)務(wù)，并且自行解決各種業(yè)務(wù)中的資源分配問題。同時(shí)，TD-SCDMA引入了智能天線技術(shù)，通過定向性降低小區(qū)間內(nèi)由于頻率復(fù)用產(chǎn)生的干擾以及提高頻率復(fù)用率，進(jìn)一步提高信道容量，提升了頻譜效率。目前，中國移動(dòng)公司正在建設(shè)TD-SCDMA 3G通信網(wǎng)絡(luò)，依靠我國政府的大力支持以及自身獨(dú)有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，其將在3G通信網(wǎng)絡(luò)中占有一席之地。

3.3 CDMA2000通信網(wǎng)絡(luò)

CDMA2000是有通信帶寬相對(duì)較窄的IS-95系統(tǒng)的CDMA（Code-Division Multiple Access）通信技術(shù)發(fā)展而來的，相對(duì)而言，CDMA2000擁有更寬的通信帶寬。由于CDMA2000最早投入使用，經(jīng)過十多年的發(fā)展，CDMA2000已經(jīng)成為一個(gè)擁有一些列字標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)。當(dāng)前，比較成熟的兩個(gè)方向是優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)容量和業(yè)務(wù)級(jí)別來增強(qiáng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力的1x EV-D0技術(shù)，另一個(gè)是同時(shí)集CDMA2000 1x和CDMA2000 1x EV-D0二者優(yōu)勢(shì)來同時(shí)增強(qiáng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語言業(yè)務(wù)1x EV-DV技術(shù)?；贑DMA2000 3G通信技術(shù)的3G通信網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)應(yīng)用較為廣泛，在我國，中國電信運(yùn)營商正利用CDMA2000通信技術(shù)升級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)，由于其寬帶系統(tǒng)在我國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)通信中占有很大的市場(chǎng)，強(qiáng)大的硬件基礎(chǔ)、成熟的客戶關(guān)系以及強(qiáng)大的客戶經(jīng)理團(tuán)隊(duì)等先天優(yōu)勢(shì)，使中國電信在CDMA2000 3G通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用上游刃有余。

3.43 G通信網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)比較

基于WCDMA、TD-SCDMA以及CDMA2000通信技術(shù)的3G通信網(wǎng)絡(luò)因各自基于的通信技術(shù)不同，在終端設(shè)備成熟度以及業(yè)務(wù)處理能力方面也不盡相同。就其設(shè)備成熟度而言，CDMA2000由美國提出制訂，最早投入使用，其終端種類繁多，使用頻段在800MHz～1.9GHz，用戶可以根據(jù)自己需求來選擇；WCDMA通信網(wǎng)絡(luò)也在逐漸發(fā)展和擴(kuò)大過程中，終端設(shè)備類型根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)大而逐漸增多；而TD-SCDMA由于起步較晚，無論在產(chǎn)品成熟度還是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃上，都要落后于CDMA2000和WCDMA。就業(yè)務(wù)能力而言，三者包含了基本的通信業(yè)務(wù)，如語音業(yè)務(wù)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)以及多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，但是WCDMA和TDSCDMA提供了多種業(yè)務(wù)生成機(jī)制，可以使3G通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商快速地提供相關(guān)業(yè)務(wù)，同時(shí)可以將其與基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)相分離，為第三方公司提供開放式的標(biāo)準(zhǔn)接口。由程序開發(fā)人員來完成業(yè)務(wù)的開發(fā)過程，給第三方公司完成相關(guān)業(yè)務(wù)，在整個(gè)過程中，3G通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商只負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)日常運(yùn)行以及對(duì)提供的業(yè)務(wù)的組織與管理?；贑DMA2000的3G通信網(wǎng)絡(luò)也有相關(guān)的業(yè)務(wù)生成的OSA理念，但是其起步相對(duì)較晚，比起前兩者而言相對(duì)滯后。

4 結(jié)語

基于WCDMA、TD-SCDMA以及CDMA2000通信技術(shù)的3G通信網(wǎng)絡(luò)在我國正在如火如荼地建設(shè)和應(yīng)用，也在不斷地完善和提高。當(dāng)然，我國的3G通信網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制也存在一定的缺點(diǎn)。當(dāng)前的3G移動(dòng)終端支持SGSN，通過對(duì)終端業(yè)務(wù)類型分區(qū)和邊緣標(biāo)記，并根據(jù)PDP分組數(shù)據(jù)協(xié)議完成3G終端的端到端QoS自適應(yīng)調(diào)節(jié)。這種端到端的傳輸結(jié)構(gòu)，使得3G網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)喪失了網(wǎng)絡(luò)重負(fù)載的預(yù)處理功能，自身先進(jìn)的處理功能沒能得到充分應(yīng)用，并且缺乏有效的管理機(jī)制，無法對(duì)3G用戶盲目擴(kuò)大自己的需求而增加網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的現(xiàn)象進(jìn)行管理。這些問題的出現(xiàn)，使得3G核心網(wǎng)在某種意義上成了與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡單數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的“協(xié)議轉(zhuǎn)換器”，而并非真正的3G通信網(wǎng)絡(luò)。所以，我們要不斷地提升3G通信網(wǎng)絡(luò)的通信能力以及數(shù)據(jù)和負(fù)載處理能力，讓人們享受真正的3G時(shí)代，真正享受高科技為我們帶來的便捷。

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TN915

A

1003-5168(2014)03-0002-02

王科（1985.01—），男，助理工程師，研究方向：網(wǎng)絡(luò)通信。