IMT2000中的无线传输技术

在比较各种RTT特点的基础上，结合我国移动通信发展的需求，从国家、运营商、民族通信制造业和广大用户的利益出发，提出了对我国第三代移动通信发展的看法：首先发展和使用基于我国提出的TD-SCDMA RTT建议所形成的CDMA TDD技术和产品，在大中城市内，提供基于GSM核心网的第三代移动通信服务。然后，再考虑建设全IP核心网和使用FDD技术及系统的问题。

Abstract: On the basis of a comparison of the characteristics of different RTTs and taking into account the needs of the development of China's mobile communications and the interests of the country, its operators and its users, the author expresses the following view concerning the development of 3G in the country: First to develop and use CDMA TDD technologies and products developed on the basis of China's proposal on TD-SCDMA RTT and provide 3G services based on the GSM core network in large- and medium-sized cities, and then to consider building a full IP core network and using FDD technology and systems.

关键词：无线传输技术(RTT)；第三代移动通信；核心网

Key words: radio transmission technology (RTT); 3G; core network

1 前言

　　在2000年5月的ITU-R全会上，通过了第三代移动通信的无线传输技术(RTT)的标准[1]-ITU建议ITU-R M.1457。 此标准还仅仅是第一个初步的版本，今后，每年还将在ITU-R WP8F工作组的组织下进行完善和更新。对其中的主流技术CDMA，将在两个国际标准化组织内进行实际的工作：由3GPP完成CDMA-DS(WCDMA)和CDMA TDD的标准；由3GPP2完成CDMA-MC(CDMA2000)。在3GPP，今2000年的主要工作内容是完成全IP的核心网标准和完成CDMA TDD标准的集成(Integration)。对上述两个内容，在2001年上半年，3GPP将通过新的标准版本：R'00。而ITU-R WP8F将完成新版本的ITU-R M.1457，即正式使用的第三代移动通信标准。

　　我国现在有世界上最大的GSM移动通信网，目前仍然以每月超过200万用户的速度在增加，明年将成为国际上移动通信用户最多的国家。在各大城市，GSM系统的频谱资源即将枯竭，移动数据业务成倍的增加，无线Internet接入已经兴起，各运营商都希望获得第三代移动通信的许可证并尽可能早地提供第三代移动通信业务，以在满足市场需求的同时，在市场竞争中占据有利地位。

　　我国的移动通信制造业也将第三代移动通信看作一个10年难遇的契机，希望在第三代移动通信产业方面彻底改变由外国企业独占我国市场的不利局面。各企业分别从第三代移动通信三种CDMA技术入手，进行了技术准备和产品开发。从2001年起，制造业将配合运营商的要求，在国内开展第三代移动通信的现场试验。在本文中，将对第三代移动通信标准情况作一个简单介绍，对TDD模式的特点和TD-SCDMA标准和技术进行说明，最后，对向第三代移动通信演进的策略问题，提出作者的看法。

2 第三代移动通信标准的几个问题

　　2.1 核心网问题

　　第三代移动通信的标准中，核心网标准是进度比较慢的部分。从90年代中开始制定标准以来到3GPP的R'99中确定的核心网标准（见图1），都是基于电路交换的网络，在包交换方面，则是基于ATM技术，这是当时技术发展历史所决定的。如图1所示，无线接入网通过Iuc接入电路交换的业务，通过Iup接入包交换的业务，而核心网本身则是基于GSM MAP核心网(具GPRS功能)的一个扩充和升级。对第三代移动通信的要求，显然是有距离的，也是一个过渡性的标准版本，此种核心网，恐怕只有日本为急于开通WCDMA系统而使用。

　　但就在同时，由于IP技术的进展，很多公司从1999年起就强烈提出全IP核心网的概念，并被国际标准化组织承认，并将在R'00中完成标准化。

　　2．2 第三代以后的技术

　　在ITU WP8F第一次会议(2000年3月)上，就考虑到新技术的发展，并提出了第三代后的无线传输技术问题。目前主要考虑的是两个主要的技术：智能天线(Smart/adaptive Antenna)和软件无线电(Software Defined Radio)。要求各国对此两个技术在IMT-2000中的应用提出建议。

　　在IMT-2000的RTT中，只有我国建议的TD-SCDMA标准明确提出要使用智能天线，并将物理层技术以智能天线来进行设计。ITU和很多代表希望将此技术使用于FDD系统中，以全面提高第三代移动通信系统的性能和容量。而软件无线电则是设备，主要是用户终端设备的实现方式，不要再对每种模式开发一套专用芯片，而是基于通用的硬件平台，用软件来实现。今后的多模终端，必须用软件无线电技术来实现。

　　2．3 ITU关于标准完善提高的策略

　　作为一代移动通信标准，希望此标准能使用到2020甚至2025年，必然遇到一个标准相对稳定性和新技术不断涌现之间的矛盾。为解决此矛盾，使第三代移动通信的标准具有较长时间的生命力，在ITU和国际标准化组织内，是用如下方式来处理的：

　　· 不断研究新技术，对各种新的技术和可能的发展方向都留有足够的时间和空间来讨论和研究；
　　· 标准版本的修改更新，基本上每年一次，保证标准的相对稳定性；
　　· 对小修改，每年均可进行，由ITU-R WP8F批准。此修改一定要向前兼容，以保证用户的利益；
　　· 对较大修改，由各标准化组织提出，ITU-R WP8F讨论，ITU-R大会通过；
　　· 对大修改，即完全新的技术，则必须由ITU-R大会批准，由各标准化组织和ITU-R WP8F研究提出，再由ITU-R大会通过。

　　显然，随着今后技术的进展，第三代移动通信标准将不断更新和完善。

3 TDD和TD-SCDMA

　　在第三代移动通信标准制定过程中，国际上对无线通信中的TDD双工方式第一次给予了高度重视，在CDMA和TDMA系统中都制定了TDD的标准。很多国家的营运商都表示了首先选用TDD系统的愿望。其主要原因为在同样满足IMT2000要求的前提下，TDD系统有如下特点：

　　·各国对第三代移动通信需要大约400MHz的频谱资源，在3GHz以下，频率资源是非常困难的。TDD能使用各种频率资源，不需要成对的频率；

　　· 第三代移动通信业务中，数据业务将占主要地位；而数据业务中，不对称的IP型的数据业务又最重要。TDD方式特别适用于上下行不对称，具有不同数据传输速率的业务；

　　· TDD上下行工作于同一频率，对称的电波传播特性使之便于使用诸如智能天线等新技术，达到提高性能、降低成本的目的；

　　· TDD系统设备成本较低，将可能比FDD系统低20%~50%。

　　传统上，通信界一般认为TDD系统的主要问题是在终端的移动速度和覆盖距离等方面：由于TDD系统采用多时隙的不连续的传输方式，对抗快衰落和多普勒效应的能力比连续传输的FDD方式差；另一方面，TDD系统中的平均功率和峰值功率的比随时隙数的增加而增加，考虑到耗电和成本因素，用户终端的发射功率不可能很大，故通信距离（小区半径）就比较小。如FDD系统的小区半径可能达到数十公里而TDD系统一般不超过十公里。本文中，我们将说明，上述两个问题已经在TD-SCDMA系统中基本解决了。