如何看待3G移動通信技術的應用

2019-11-03 09:23:10

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供稿：網友

杜建鳳

　　摘要分析了3G網絡技術、3G業務平臺體系、3G終端市場三方面的技術應用所面臨的挑戰。

　　關鍵詞 3G網絡技術 3G業務平臺體系 3G終端市場

　　一、引言

　　在日益增長的移動業務市場需求的推動下，3G技術正在逐步走向應用。從目前3G網絡商用情況看，用戶市場與運營商對3G的期望與網絡實際應用之間存在一定的差距。這些差距一方面限制了3G技術應用推廣速度，另一方面也影響了移動數據業務市場的發展速度。這些差距也導致了世界眾多的運營商對3G持不樂觀或者觀望狀態。

　　在3G初期，眾多的移動通信領域專家與學者們都預期3G將成為一個徹底實現普遍靈活、多樣化、個性化的5A（Anyone，Anywhere，Anytime，Anydevice，Anything）方式的無縫隙寬帶接入的解決方案，在網絡統一性、業務綜合性、服務多樣性方面，3G將成為用戶的理想選擇。但是，隨著規范制定、產品實現、網絡商用、業務提供等多方面的發展，可以看出，現有的WCDMA，cdma2000，TD-SCDMA三類技術在應用方面都面臨困境。認清這些問題，對于在移動通信產業發展中占據重要位置的移動運營商而言，具有重要的戰略意義。

　　在2G時代，GPRS技術的發展及合作模式的不斷創新，將用戶的移動互聯數據業務需求變為現實，進入3G時代，以多媒體為典型特征的移動數據業務應該得到更寬廣的應用。從需求滿足角度分析，3G的發展與應用過程中將受到多方面的挑戰，包括3G網絡技術、業務平臺體系、終端、業務管理、計費模式、商務模式、運營模式等。下面從技術應用角度分析網絡技術應用、統一業務平臺體系、終端市場三個方面面臨的挑戰。

　　二、3G網絡技術應用面臨的問題

　　從移動運營商角度來看，網絡技術包括產品實現技術與網絡運營技術。產品實現技術的綜合性能影響網絡運營技術，而網絡運營技術又能夠推動產品實現技術。這里結合對3G網絡技術體系的理解，就應用方面面臨的問題給予剖析。

　　對于3G產品實現技術而言，面臨的最大問題就是如何實現產品性能多方面“軟性”特征的平衡與穩定。從圖1中可以看出，3G系統中采用的CDMA無線接入技術的復雜程度遠遠超過2G系統的GSM技術。CDMA技術以統計復用方式進行無線資源利用，用戶區分采用碼字方式，用戶在時間、頻譜方面呈共用特征，為了降低這種“共用”造成的“自干擾性”實現用戶側的高質量話音與數據業務，3G網絡需要在物理層、鏈路層、網絡層引入多項關鍵無線技術，包括功率控制、軟切換、多用戶檢測、智能天線、無線資源管理等，而對于每一項關鍵技術，不僅向下包含多類實現方式，而且橫向與其它技術之間相關聯。下面以功率控制技術為例，剖析產品實現技術應用面臨的問題。

　　功率控制是克服CDMA系統中的“遠近效應”采用的一項關鍵技術，以實現用戶之間的功率平衡，同時保證系統覆蓋與容量之間的平衡。與GSM相比，3G系統對功率控制的依賴程度很大，并且功率控制的精度與速度直接影響到網絡性能。在功率控制的實現過程中，基站與手機的響應速度門限及可變性特征是限制功率控制速度的客觀因素，用戶的移動性與無線環境的復雜性是限制功率控制精度的客觀因素。由于這兩方面的客觀因素存在，功率控制在3G的技術規范中不能給出明確限定值。因此，功率控制技術在實現及應用方面呈限制性與不確定性，這些特征一方面直接映射到3G網絡性能中，另一方面通過與其它技術（例如軟切換）的相關性間接體現到3G網絡性能中，這兩方面將導致了網絡性能的“軟特性”。

　　對于3G網絡運營技術而言，面臨的最大挑戰就是如何快速、持續地實現網絡規劃的“方向性”與網絡優化的“經驗化”。3G網絡規劃“方向性”的難度在于，不僅存在規劃技術本身的復雜，而且存在規劃有效性的風險。其中，風險將體現在近期與長期兩個階段：近期表現為網絡覆蓋空洞、業務提供的不連續性、業務質量保證的不確定性，長期將體現在網絡的良性建設與運營。顯然，這與GSM的網絡規劃效應存在很大的差異。3G網絡優化“經驗化”的難度源于網絡性能的“軟特性”與網絡承載用戶與業務的“不可預知性”。網絡性能的“軟特性”使得網絡重要參數值具有不確定性，需要在帶有真實用戶負荷的網絡運營中不斷地積累摸索。從圖1可以看出，用戶的分布與業務發展情況直接影響到網絡覆蓋、容量、質量，這與GSM網絡存在很大的差異性，尤其是在覆蓋與質量影響方面。顯然，快速實時地進行網絡優化在操作與實施方面存在很大的困難，例如天線調整就是改善網絡覆蓋、提升網絡容量一項很重要的優化措施。但是，由于用戶接入的隨機性與接入用戶的移動性，天線調整在實時性方面很難做到。目前，盡管有一些具有自適應特征的智能天線應用，但是在應用效果方面并不顯著。因此，3G的網絡優化需要解決包括用戶、業務在內的端到端的優化實現機制與方式。

　　綜上所述，在3G網絡中，無線接入方面采用碼分多址（CDMA）技術，理論上，在提高無線資源利用率、提升用戶業務質量等方面具有優勢。但是，3G技術本身的復雜性、技術規范的開放性、產品實現的個性化等特征，使得3G網絡在網絡性能、運營管理等方面存在不可預知甚至不可控的情況。因此，3G網絡技術的應用存在的問題將體現在網絡運營技術與產品實現技術之間的匹配、協調與平衡。

　　三、3G統一業務平臺體系實現的難度

　　業務平臺多樣化、差異化是數據業務發展過程中的一個實際情況，從業務演進與業務發展的角度看，這種情況將會在業務開發、管理等方面增加難度，體現到用戶市場將是數據業務漫游的可行性問題。移動多媒體數據業務是3G的典型特征，在技術規范方面，提出了統一業務架構及應用業務平臺的概念，同時也提出了基于ip傳輸技術的3G典型多媒體業務平臺產品--IMS。但是，基于2G向3G業務的平滑演進思路，實現2G已有的多類業務平臺及新增的3G業務平臺的統一將面臨一定的技術風險與實現難度。

　　統一業務平臺體系的技術風險表現在兩個方面，一方面是業務架構統一標準對已有業務平臺的兼容性，另一方面是典型業務平臺IMS承載業務的質量保證與用戶接受程度。顯然，這兩方面的風險都會從不同程度上影響到業務平滑演進。對于業務架構而言，其目標是提供一套開放的、獨立于網絡和技術的可擴展編程接口，實現對現有通信網絡進行安全的公開訪問。目前，兩種主流的規范OSA/Parlay與OMA的實現仍然在討論中，2G業務平臺怎樣與3G的OSA/Parlay與OMA相兼容是目前運營商需要考慮的問題。對于IMS業務平臺而言，在基于IP的SIP應用易于統一，但是在業務質量方面將面臨挑戰，能否真正成為3G預期的話音與數據的統一承載平臺，充分體現出業務的靈活性、透明度、集成度，尚需進一步的驗證。統一業務平臺體系技術的應用還將受到其它相關技術應用的限制，例如計費系統支撐技術與終端對數據業務的支持技術。

　　四、3G終端市場發展的困境

　　從2G數據業務的發展經驗來看，終端是推動移動數據業務發展的一個很重要的因素。進入3G時代，市場需求下的3G終端將成為業務支持方面集視頻、音頻為一體，技術支持方面兼容2G與3G及多業務平臺協議的方便隨身攜帶的多媒體設備。分析目前世界各國的3G市場可知，從某種程度上講，多媒體終端的發展已經成為滿足3G市場需求的瓶頸，主要表現在兩個方面：

　　（1）終端技術本身，包括終端與系統的兼容性、終端響應速度、終端電池待機時長等因素；

　　（2）另一方面，終端復雜性造成的管理成本。

　　對于終端技術的發展，由于3G網絡技術的復雜性與“軟特性”，終端技術在兼容性（例如Uu IOT）與標準統一（例如對功率控制的速度與精度）方面面臨的問題很難避免。同時，由于終端對業務支持的集成度要求，使得終端電池待電能力明顯不足（從目前的3G商用手機來看，進行384kbit/s業務時，電池的持續時間不超過2h）。從世界范圍來看，NTT DoCoMo在終端方面發展處于領先地位。但是，從其將近2年3G發展歷程來看，上述終端問題依然是阻礙3G快速發展的主要因素。

　　終端復雜造成的終端制造商、網絡運營商相應的管理成本急劇上升是3G終端市場發展中存在的另一個困境。圖2為終端復雜性與終端管理之間存在的關系示意圖。從圖中可以看出，3G技術與業務能力支持要求導致的終端復雜度增加。與此同時，體現在商業影響方面的終端管理成本將呈指數上升。這種變化，對于終端制造商與網絡運營商而言，都是一個很現實的問題。運營商不僅要與終端制造商緊密合作，同時要介入到終端數據業務實現的技術標準中。目前，NTT DoCoMo在這方面做得不錯（控制了無線互聯的標準，采用cHTML），而其它運營商，尤其是國內運營商，在技術規范的掌控方面還比較弱。

　　五、挑戰的思考與應對

　　從前面的分析可知，3G技術在應用方面面臨著端到端的挑戰。從技術角度看，這些挑戰將有利于推動技術本身的發展。但是，從3G運營角度來看，這些挑戰使得3G發展存在極大的風險與困難，甚至會制約3G用戶市場需求的發展。

　　作為移動通信網絡運營商，需要從形成健康、良性產業鏈的角度進行思考。通信產業發展的目標是滿足日益發展的市場需求，為此，我們需要首先思考3G用戶市場需求是怎樣的，這種需求對產業鏈提出怎樣的要求等問題。進入3G時代對于用戶來說將是更注重“體驗”的時代，先進的技術需要得到實際應用，為用戶提供更加真實的移動互聯體驗。其次，需要考慮如何優化運營技術水平，形成完整的從市場與業務到網絡與運營的3G發展戰略與策略，同時要重視對技術發展與應用策略的引導。第三，還需要考慮多運營商格局下，3G網絡運營模式的創新（例如共享網絡無線資源模式）。由于3G仍然呈多技術體系，而且由于受頻率資源匱乏的限制，基于三類技術的3G網絡之間的干擾與影響將可能使彼此的網絡性能降到最低（這是CDMA技術本身存在的問題）。

　　六、結束語

　　總之，2G向3G發展不同于移動模擬通信向移動數字通信的發展，運營商需要考慮技術風險、投資風險與市場風險，平衡市場需求、網絡建設與業務收益之間復雜的關系，扮演移動產業價值鏈的主導角色。

　　杜建鳳北京移動通信有限責任公司業務發展中心高級工程師，博士

　　
摘自　中國電信網

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