中國電信發(fā)展移動(dòng)通信的制式與頻段選擇

2019-11-03 09:41:19

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供稿：網(wǎng)友

中國電信發(fā)展移動(dòng)通信的制式與頻段選擇（張奇）[摘要] 本文探討了當(dāng)前中國電信若發(fā)展移動(dòng)通信業(yè)務(wù)所能選擇的制式與頻段，指出：從純技術(shù)角度看，爭(zhēng)取800MHz頻段的窄帶CDMA是上策，其次是1900MHz或1800MHz頻段的CDMA，而發(fā)展GSM1800是下策，但綜合各種因素，GSM1800是最現(xiàn)成而又最無奈的選擇。[關(guān)鍵詞] 中國電信；移動(dòng)通信；制式；頻率；CDMA；GSM1800;3G 當(dāng)前，中國電信發(fā)展移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的呼聲相當(dāng)高漲，盡管目前此事前景尚不明朗，但研究和探討中國電信發(fā)展移動(dòng)通信的制式及頻段選擇已十分迫切和必要。在目前中國移動(dòng)和中國聯(lián)通已發(fā)展移動(dòng)通信業(yè)務(wù)多年，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模已十分龐大，網(wǎng)絡(luò)影響已深入人心，并已搶先占用了最利于發(fā)展陸地蜂窩移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的800MHz與以900MHz頻段的情況下，此時(shí)此刻的中國電信若發(fā)展移動(dòng)通信業(yè)務(wù)必將不可避免地面臨許多困難，其中制式與頻段選擇就是兩個(gè)相互密切相關(guān)的重要難題。從目前情況看，可供中國電信選擇的移動(dòng)通信制式與頻段都不太理想。1 制式選擇原則我國移動(dòng)通信制式選擇必須而且也只能在國家政策允許的范圍內(nèi)進(jìn)行。在選擇制式時(shí)，應(yīng)盡量綜合考慮以下諸因素： (1) 技術(shù)的先進(jìn)性與產(chǎn)品的成熟性包括：覆蓋性能（市區(qū)與鄉(xiāng)鎮(zhèn)的覆蓋性能、室內(nèi)與室外的覆蓋性能等）、切換的質(zhì)量與速度、移動(dòng)性能（所允許的最大移動(dòng)速度等）、話音質(zhì)量。組網(wǎng)能力以及維護(hù)和營運(yùn)管理是否方便等因素。 (2) 價(jià)格因素市場(chǎng)化的運(yùn)作必須考慮投資成本，這樣才能在競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。對(duì)中國電信而言，主要應(yīng)分析主設(shè)備及配套設(shè)備的費(fèi)用、用戶設(shè)備的費(fèi)用、運(yùn)營及維護(hù)管理的費(fèi)用、實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)降低價(jià)格的速度等。 (3) 標(biāo)準(zhǔn)的公開性與系統(tǒng)的開放性包括：主流設(shè)備與頻段是否與國際接軌、是否有多個(gè)廠家的同類設(shè)備可供選擇、各種不同的設(shè)備是否易于配套組網(wǎng)、兼容和互通以及是否易于引入先進(jìn)的技術(shù)和不同的應(yīng)用、是否存在技術(shù)（專利）壁壘等。 (4) 系統(tǒng)的靈活性與網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性包括：系統(tǒng)設(shè)備是否模塊化，能否從小而簡(jiǎn)單的配置開始，以最小的初始投資部署該系統(tǒng)，能否依據(jù)用戶數(shù)量，覆蓋區(qū)域和業(yè)務(wù)類型進(jìn)行擴(kuò)展，技術(shù)和質(zhì)量能否逐步升級(jí)，建網(wǎng)資金能否分階段投入等。 (5) 能否按需要提供一整套完整的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等先進(jìn)的非話業(yè)務(wù)； (6) 能否在國內(nèi)及國際漫游和／或互聯(lián)互通； (7) 能否平滑地向第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G）演進(jìn)，頻段與3G是否沖突。2 制式選擇當(dāng)前可供中國電信選擇的移動(dòng)通信技術(shù)體制只能是第二代蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，即窄帶CDMA（N-CDMA）及GSM系統(tǒng)。目前，國內(nèi)外正在竭力推進(jìn)3G，它的特點(diǎn)是寬帶化、多媒體化和智能化，可提供多元傳輸速率的高性能、高質(zhì)量服務(wù)，但3G的實(shí)用化估計(jì)至少還得l-2年時(shí)間。2.1 N-CDMA 雖然N-CDMA與GSM一樣同屬第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)，但其總體性能要優(yōu)于同一頻段的GSM系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)如下： (1) 容量大、頻譜利用率高，大約是GSM的2-3倍； (2) 在同樣頻段，覆蓋要比GSM好，因而可節(jié)省投資； (3) 話音清晰，質(zhì)量好； (4) 良好的軟切換性能； (5) 手機(jī)功率低； (6) 保密性高； (7) 便于向第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的熱門候選標(biāo)準(zhǔn)cdma2000過渡； N-CDMA的缺點(diǎn)： (1) 受國家政策影響較大，國家已將N-CD-MA獨(dú)家營運(yùn)權(quán)交給了中國聯(lián)通，且中國是否采用CDMA制式與中美貿(mào)易息息相關(guān)； (2) 目前國內(nèi)只有N-CDMA的試驗(yàn)網(wǎng)，還沒有正式的網(wǎng)絡(luò)，缺乏組網(wǎng)及運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)； (3) N-CDMA是北美制式，知識(shí)產(chǎn)權(quán)完全掌握在Qualcom公司手上，需高額的專利費(fèi)用。主設(shè)備也基本上依賴進(jìn)口，國內(nèi)產(chǎn)品基本上不成熟，預(yù)計(jì)價(jià)格要比GSM高許多； (4) CDMA所要求的精確的同步及定位需要GPS，而GPS受美國控制，因而網(wǎng)絡(luò)安全性較差； (5) 只能與存在CDMA網(wǎng)絡(luò)的國家和地區(qū)漫游，與中國移動(dòng)、中國聯(lián)通及廣大歐洲國家無法漫游。從頻段上看，雖然800MHz與900MHz頻段均已被完全占用，但尚有爭(zhēng)取的余地，因此目前可考慮的N-CDMA制式有800MHz頻段的CDMA以及PCS1900、CDMA1800三種。 (1)800MHz頻段的CDMA 當(dāng)前800MHz頻段已被完全瓜分。但據(jù)傳長(zhǎng)城公司可能并入聯(lián)通，這樣中國聯(lián)通在800MHz頻段就將擁有15MHz＋15MHz（即825-835MHz／87O-880MHz以及835-840MHz／880-885MHz）的頻寬，再加上900MHz頻段的6MHz＋6MHz以及1800MHz頻段的10MHz＋10MHz，總共擁有的頻段達(dá)31MHz＋31MHz之寬。因此，如果國家允許，從其800MHz頻段騰出部分頻段給中國電信發(fā)展CDMA是可能的。由于800MAz頻段的CDMA不但具有CDMA的所有優(yōu)勢(shì)，而且傳播特性佳，因此從純技術(shù)角度看，當(dāng)前中國電信發(fā)展移動(dòng)通信的首選制式應(yīng)該是800MHz頻段的N-CDMA。 (2) PCS1900 PCS1900具有N-CDMA的諸多優(yōu)點(diǎn)，但由于頻段的原因，其覆蓋不如800MHz頻段的CDMA。另外，其頻段與3G核心頻段相重疊，因此我國目前嚴(yán)格控制該頻段的使用，已批準(zhǔn)的都是臨時(shí)性的。 (3) CDMA1800 采用1800MHz頻段的N-CDMA也不失為一種選擇，并可避免與3G第一階段頻譜沖突的問題。CDMA1800有兩種方案：一是采用上下行間隔為80MHz的國際標(biāo)準(zhǔn)，但這樣就需重新規(guī)劃我國的1800MAz段頻率。二是采用我國標(biāo)準(zhǔn)的上下行間隔為95MHz的標(biāo)準(zhǔn)，但這需進(jìn)行設(shè)備改造，需要額外的費(fèi)用與時(shí)間。2.2 GSM1800 優(yōu)點(diǎn)： (1) 技術(shù)成熟盡管目前國內(nèi)尚無GSM1800單獨(dú)組網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)，但除射頻部分外，GSM1800系統(tǒng)具有與GSM900系統(tǒng)基本相同的軟硬件結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、基本相同的無線頻率規(guī)劃方法與工具以及運(yùn)維原理，因此基本可以從GSM900網(wǎng)絡(luò)照搬經(jīng)驗(yàn)。另外，無論中國移動(dòng)還是中國聯(lián)通，均已建成較多的GSM900／1800混合網(wǎng)。 (2) 基本充裕的頻段保證 GSM1800頻段目前尚有25MHz頻率，且有進(jìn)一步拓展的余地，這可以滿足中國電信幾年的容量需求。 (3) 國產(chǎn)主設(shè)備及手機(jī)已經(jīng)比較成熟，價(jià)廉物美華為、中興、大唐、金鵬等國內(nèi)通信設(shè)備制造企業(yè)已經(jīng)在GSM系統(tǒng)主設(shè)備生產(chǎn)及組網(wǎng)運(yùn)營上積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)，采用國產(chǎn)設(shè)備不但可以降低成本，而且有利于本地化。另外，國產(chǎn)GSM手機(jī)也已大量上市，國家已批準(zhǔn)十家企業(yè)生產(chǎn)手機(jī)。為與國內(nèi)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，國外GSM設(shè)備制造商也已大幅度降價(jià)。這無疑將極大地有利于中國電信降低成本。 (4) 便于與中國移動(dòng)、中國聯(lián)通及廣大的GSM制式的歐洲國家漫游； (5) 可以向第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的另一熱門候選標(biāo)準(zhǔn)W-CDMA過渡。缺點(diǎn)： (1) 覆蓋小，投資大 1800MHz頻段的無線傳播衰減大，基站覆蓋小，因而其最適于吸收話務(wù)，而不太適于解決覆蓋。當(dāng)然，在話務(wù)密集的城市市區(qū)，用GSM1800解決覆蓋應(yīng)該不會(huì)有太大問題，但用于農(nóng)村及城鎮(zhèn)顯然不太適合。不過，由于在900MHz頻段屬于ETACS頻段的885-890MHz／930-935MHz頻段的歸屬目前尚未正式確定，因此，如能申請(qǐng)到這5MHz＋5MHz頻段（盡管5MHz的頻段寬度實(shí)在有限），則可用于發(fā)展中國電信農(nóng)村及城鎮(zhèn)的GSM網(wǎng)絡(luò)，組成與GSM1800的混合網(wǎng)。另外，農(nóng)村地區(qū)也可考慮用450MHz頻段的信號(hào)進(jìn)行大范圍覆蓋，但由于尚未有與GSM1800混合組網(wǎng)的經(jīng)驗(yàn)，還需進(jìn)行技術(shù)上的論證。對(duì)移動(dòng)設(shè)備供應(yīng)商來說，勢(shì)必要對(duì)基站設(shè)備進(jìn)行較大的改動(dòng)，因此將提高設(shè)備的價(jià)格與供貨周期。 (2) 業(yè)務(wù)上無新意，不易吸引用戶由于中國移動(dòng)及中國聯(lián)通的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)均為GSM制式，因而如中國電信的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)也為GSM，則肯定不利于吸引用戶，尤其不利于吸引高端用戶。2.3 3G 在發(fā)展3G的思路上，筆者認(rèn)為應(yīng)該有以下認(rèn)識(shí)： (1) 3G技術(shù)目前還不成熟，商用化尚需時(shí)日，估計(jì)最早也要到2001年底左右； (2) 發(fā)展ZG，必須考慮向3G過渡的問題，而且從ZG到3G的過渡是一個(gè)逐步演進(jìn)的過程； (3) 3G的兩大主流技術(shù)。cdma2000及W-CD-MA，估計(jì)較難統(tǒng)一，因此，不論是N-CDMA還是GSM都應(yīng)該可以向3G過渡，只不過演進(jìn)的方式、代價(jià)不同擺了。 (4) 對(duì)3G的業(yè)務(wù)需求，最終還得由市場(chǎng)決定，切忌盲目樂觀； (5) 對(duì)發(fā)展3G的成本要有清醒認(rèn)識(shí)，設(shè)備費(fèi)用及運(yùn)營執(zhí)照費(fèi)用估計(jì)都是不菲的。3 頻段選擇頻率資源是發(fā)展移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的最重要因素之一。在我國，由于具有最佳傳播特性的800MHz。900MHz頻段已被中國移動(dòng)、中國聯(lián)通、中國長(zhǎng)城及尋呼等單位和業(yè)務(wù)瓜分完畢，因此，頻率資源問題將是制約中國電信發(fā)展移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的最大障礙之一。以下主要就1.8GHz、1.9GHz與IMT-2000頻譜的可利用度進(jìn)行分析。3.1 IMT-2000頻譜分析歐洲 UMTS目前對(duì)3G的頻率規(guī)劃為：1885-2025MHz，2110-2200MHz。其中陸地移動(dòng)業(yè)務(wù)頻段為1885-1980MHz（上行）、2110-2170MHz（下行）及2110-2170MHz（TDD方式）3段，衛(wèi)星移動(dòng)通信業(yè)務(wù)段為1980-2010MHz和2170-2200MHz。 UMTS認(rèn)為3G近期和遠(yuǎn)期的頻率需求為： ①到2002年，陸地業(yè)務(wù)需 2 X 40MHz，衛(wèi)星業(yè)務(wù)需2 X30MHz； ②到2005年，陸地業(yè)務(wù)需（ 2x60＋20＋15）＝155MHz，衛(wèi)星業(yè)務(wù)需2 X 30MHz； ③到2010年，陸地業(yè)務(wù)在原155MHz帶寬的基礎(chǔ)上，還需要185MHz的頻率。而ITU-R TG8／1對(duì)于IMT-2000的頻譜計(jì)劃則示于表1：表1 ITU-R TC8/1對(duì)于IMT-2000的頻譜計(jì)劃表

時(shí)間	2005年	2010年	2015年
發(fā)面部分共需帶寬（MHz）	318	510	618

可見，不管按那種方案考慮，IMT-2000的頻寬都是不夠的，這就需考慮從已劃分的ZG系統(tǒng)（包括900MHz頻段）轉(zhuǎn)移到 3G的可能性，即將目前用于2G系統(tǒng)的806-960MHz與1710-1850MHz頻段用于3G。鑒于此，今年的世界無線電會(huì)議（WRC）上，ITU代表規(guī)定了3個(gè)新的IMT-2000全球頻段，以滿足移動(dòng)電話和移動(dòng)寬帶數(shù)據(jù)服務(wù)快速增長(zhǎng)的需要。這3個(gè)頻段是：806-960MHz、1710-1885MHz和2500-2690MHz。不過，ITU同時(shí)也稱，WRC采納的全球移動(dòng)寬帶計(jì)劃提供了極大的靈活性，不排除將這3個(gè)頻段用于其他服務(wù)的可能性。3.2 我國頻段情況在我國，根據(jù)現(xiàn)有的無線電頻率劃分表，1700-2300MHz劃分用于移動(dòng)業(yè)務(wù)、固定業(yè)務(wù)和空間業(yè)務(wù)。該頻段內(nèi)有大量的微波通信系統(tǒng)正在使用，還有一定數(shù)量的無線電定位設(shè)備使用。 1996年12月，國家無委為了發(fā)展蜂窩移動(dòng)通信和無線接入的需要，對(duì)2000MHz的部分地面無線業(yè)務(wù)頻率進(jìn)行重新規(guī)劃，但劃分的頻段與國際電聯(lián)給IMT-2000的頻率規(guī)劃有一定的沖突，公眾蜂窩移動(dòng)通信1.9GHz的頻段和無線接入的頻段均占用了IMT-2000頻段的一部分。我國頻段具體分配如下：分配給無線本地環(huán)路的頻率為：1880-1900MHz、1960-1980MHz（FDD）（中國電信及中國聯(lián)通的部分城市享有使用兩頻段至2002年底的權(quán)利）和1900-1920MHz（TDD）；分配給公眾蜂窩移動(dòng)通信頻率為：1710-1755MHz、1805-1850MHz、1945-1960MHz。頻段的具體分配還可見表2。表2 我國在1.8GHz及1.9GHz頻段的規(guī)劃表

頻段（MHz）	占用情況
1710-1720/1805-1815	中國移動(dòng)GSM1800
1745-155/1840-1850	中國聯(lián)通GSM1800
1800-1805	SCDMA（北京信威公司）
1850-1865/1920-1945	預(yù)留
1865-1880/1945-1960	PCS1900（未占用）
1880-1900/1960-1980	FDD WLL（中國電信和聯(lián)通部分城市使用至2000年底）
1900-1920	TDD WLL（PHS/DECT）

3.3 當(dāng)前我國可用頻段雖然在適合移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的450-3400MHz頻段范圍內(nèi)尚有大量頻段，但這些頻段都已被用于廣播、定位及導(dǎo)航等業(yè)務(wù)上，估計(jì)用于陸地蜂窩移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的可能性較小，當(dāng)前我國可用于移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的頻段如表3所示。表3 當(dāng)前我國可用于發(fā)展移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的頻段

序號(hào)	頻段范圍（MHz）	上下行間隔（MHz）	雙工方式	最佳制式	制式發(fā)源地	備注
1	825-840/870-885	45	FDD	CDMA	北美	已分配給長(zhǎng)城與聯(lián) 通，有待國家調(diào)整
2	885-890/930-935	45	FDD	TDMA(GSM)	歐洲	當(dāng)前中國銩在使用，有待國家調(diào)整
3	1720-1745/1815-1840	95	FDD	TDMA(GSM)	歐洲	未占用
4	1800-1805		TDD	S-CDMA	中國	部分地區(qū)已使用
5	1865-1900/1945-1980	80	FDD	CDMA(PCS)	北美	未占用
6	1900-1920		TDD	PHS/DECT	日/歐	部分地區(qū)已使用

4 小結(jié) 制式選擇與頻段選擇是發(fā)展移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的兩個(gè)相輔相成又相互制約的重大問題。筆者認(rèn)為，在當(dāng)前形勢(shì)下，中國電信很難選擇一種比較理想的移動(dòng)通信制式。從純技術(shù)角度看，爭(zhēng)取800MHz頻的N-CDMA是上策，其次是1900MHz或1800MHz頻段的CDMA,而發(fā)展GSM1800是下策。但N-CDMA制式受國家政策影響較大，且存在缺乏組網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)、價(jià)格高等不足，GSM1800顯然無上述缺點(diǎn)，但也存在覆蓋小、業(yè)務(wù)無新意等弊端。綜合當(dāng)前各方面因素，GSM1800也許是中國電信發(fā)展移動(dòng)通信業(yè)務(wù)最現(xiàn)成而又最無奈的選擇。當(dāng)然，最終選用何種制式，還得由國家和信息產(chǎn)業(yè)部定奪。摘自《移動(dòng)通信》

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