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[从3G看无线技术发展]3G技术标准

发布时间:2019-03-15 04:04:20 影响了:

  2007年5月,上海街头3G终端广告      无线技术,从人类摆脱束缚的愿望开始。3G、WiMAX……各种技术层出不穷,似乎每一项技术出现的时候,便要扫荡旧有。无线技术的发展方向如何?不如把几个关键名词逐个拉出来,做个PK,也许能扫去些喧闹的浮滓,看到个大概。
  
  “无线”vs“移动”
  
  “无线”、“移动”,其实是最先应该弄清楚的两个概念。目前,除了移动通信网络的相关技术,就是我们通常所说的3G或者2G的几项技术,还没有可以称为移动技术的商用技术出现。也就是说,GSM/CDMA、WCDMA/TD-SCDMA/CDMA2000是移动技术;而Wi-Fi/WLAN、WiMAX/602.16x、蓝牙或者UWB(超宽带)技术,都不能称之为移动技术。所有以上列出的技术都能称为无线通信技术,但是只有移动通信技术才是无线技术中的王者。
  其实也很容易理解,移动通信就是无线通信的一个子集。但是,移动通信有它自己的特点,比如说高速移动性。根据目前国际电信联盟(ITU)的要求,采用FDD技术的WCDMA系统可以在500km/h的高速移动环境中实现数据和语音通信,我国自主知识产权的TD-SCDMA技术在TDD模式下也可以实现250km/h的高速移动性。
  而在各种无线技术中目前移动性能最好的WiMAX 802.16e技术,也不过是实现了120km/h的移动性。这个速度在我们国家的铁路列车上已经不可用了。所以,WiMAX可以作为移动通信技术在一定条件下(不移动或者慢移动)的补充,而不会是替代。
  移动技术和其他无线技术之间的差异,在于技术的出发原点本就不同。移动技术最重要的原则有几点:高移动性、移动状态下的可用性和稳定性、高QoS。而其他无线技术考虑的第一个问题是:带宽。然后,在带宽的基础上设计并叠加一定的移动特征。
  也许你还有一个问题:为什么有了3G网络的移动运营商,还要关注像WLAN、WiMAX这样的无线通信技术?其实答案也很简单,他们需要占领关注这部分应用的用户市场。
  
  “3G” vs”4G”
  
  3G是不可跨越的阶段。3G的定义是这样的:“3G”是英文3rd Generation的缩写,指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、TDMA等数字手机(2G),第三代移动通信系统的主要特征是可提供丰富多彩的移动多媒体业务,其传输速率在高速移动环境中支持144kb/s,步行慢速移动环境中支持384kb/s,静止状态下支持2Mb/s。ITU在2000年5月确定W-CDMA、CDMA2000和我国拥有自主知识产权的TD-SCDMA为三大主流无线接口标准,写入3G技术指导性文件《2000年国际移动通讯计划》。
  3G不是一项技术,而是一个完整的技术体系。3G中不只包括人们都关注的无线侧通信技术,同样包括复杂的认证和鉴权机制、复杂的业务管理和可靠的控制,以支持漫游和业务连贯性。同样,随着IP技术的引进,3G中的IMS体系也将会承载起更丰富多彩的业务。
  所谓的“4G”,或者是一些具备特征技术的无线技术,或者是在某些指标上超过3G现有指标的无线技术。而真正的4G,全球目前都还没有定义,也没有开始启动,所有人都是在展望。
  我们回到我们关注的无线侧技术。在3G以及3G LTE中,已经开始采用OFDM、MIMO等与无线调制和解调相关的先进技术。而这些技术,就是人们经常提到的4G技术的核心。
  当我们谈论无线技术的先进性时,有一个指标是大家应该首先考虑到的,那就是频谱资源的利用率。当引入OFDM和MIMO之后,在这样的技术基础上构建4G的技术体制,4G才会有可能变成现实。无线传输技术只是移动通信技术的技术基础,而技术体制的沿袭和演进,才最终决定了我们新一代的移动通信网络怎么用、好不好用。
  仅仅具备了某些技术特征,离真正的下一代技术体系还很远。
  3G已经在全球广泛部署,人们如今开始关注3G的演进技术。我国的运营商目前也在HSDPA/HSUPA上做着相应的准备。以更前卫的HSUPA为例:HSUPA,高速上行分组接入(High Speed Uplink Packet Access),在国际标准中也称为EUL(Enhanced Uplink),用于实现WCDMA网络高速上行数据业务,可以使下行的数据速率最高达到5.76Mbps。这是一种在3G网络上实现高速数据上行的技术。它的应用点很容易理解,就是通过它每个人都可以做高清晰的视频直播了。很酷,不是吗?在HSUPA技术方案中,涉及到的关键技术主要包括H-ARQ、快速调度算法、2ms短帧结构等。为了实现HSUPA,与引进的新技术相适应,在WCDMA的物理层新增了上行E-DPDCH和E-DPCCH信道,分别承载上行数据信息和控制信息,下行新增E-AGCH和E-RGCH信道来实现快速调度,新增E-HICH信道来传送HARQ的ACK/NACK信息。
  通过采用HSUPA,可以明显提高3G网络上行数据业务的承载能力和减小上行时延,对于对上行速率和时延要求较高的业务如互动游戏、远程监控等,具有很强的吸引力,因此是WCDMA网络建设后期提高上行容量和数据业务速率的一种重要技术。
  在从3G走向4G的道路上,技术的演进在被各方面所利用,有一天我们看到真正的4G网络,很可能已不是我们现在所想的样子。
  
  覆盖vs 速率
  
  当一项新的无线技术出现的时候,冲入大众眼帘的常常会是一个个惊人的数字,它们代表着新一代的传输速率,以及更大的覆盖范围。
  不知道有没有人亲自试过,在一个WLAN的覆盖范围内20个人同时使用Skype打电话,这样的通话会让网络立刻崩溃。同理,一个覆盖了30公里半径的WiMAX网络,能够支撑多少用户呢?它的盲区会有多大?
  真正有保障的运营级网络的做法是什么?首先,应该控制覆盖范围,使覆盖范围尽量小,以保证最大的服务覆盖密度。服务覆盖密度是才是真正的覆盖。单一基站的大面积覆盖对城市这样的负载移动环境是没有实际意义的。
  我们以目前的公众移动通信网的规范来说明移动网络为运营的优化和质量保证做了多少工作。分析和评价一家移动运营商所运营的移动网络的运行质量,除了进行定性的描述和分析之外,更重要的是对其进行定量描述和定量分析。所谓定量分析就是寻找并建立一套度量标尺,通过这一度量标尺去测量被评价移动网络的运行质量状况,使日常网络维护人员、优化/规划人员、管理层直至投资者都能够对所运营的移动网络质量有一个准确、全面的认识,因此网络评估是网络优化首先面临的问题,只有知道如何评估一个网络,才能知道如何来优化这个网络。移动网络运行情况定量分析指标大致包括以下几方面:
  ◆ 网络资源使用类指标:从对功率、信道资源、码资源和传输带宽等对无线网络资源占用角度反映网络的容量,评估目前网络中的资源配置、使用情况,准确定位可能成为制约网络容量和业务发展的瓶颈;
  ◆ 网络运行状态指标:从网络负载的角度和软切换角度反映WCDMA网络容量的状态,评估目前网络中的容量和负载分布情况;
  ◆ 网络业务量类指标:从网络的实际承载的各种数据业务的流量和话务量角度反映网络的容量,准确反映网络中的话务分布和业务量增长情况;
  ◆ 网络接入性能类指标:从业务接入网络的角度反映由于网络的容量问题导致在接入控制过程中各种业务被拒绝的数量,为以后的业务和用户发展策略提供参考并为网络优化提供参考;
  ◆ 网络异常类指标:从拥塞控制角度说明网络容量的损失,反映网络容量异常情况,为网络无线性能参数设置提供指导和帮助。
  另外,在移动网络质量指标体系中某些指标既反映了网络的质量情况又反映网络的容量性能,这些指标包括:软切换比例、Iu接口流量、IuCS业务流量、IuPS业务流量、Iub接口流量、Iur接口流量、小区码资源占用率、Iu口带宽利用率、Iur口带宽利用率、Iub口带宽利用率、超忙小区比例、超闲小区比例、业务使用类中的会话业务话务量、流类业务上行流量、流类业务下行流量、交互类背景类业务上下行流量等共17个指标。
  覆盖面积和传输速率并不是单纯的数字。问题的关键在于,当一个网络大规模部署的时候,人们是否能享用到技术所宣称的覆盖面积和速率。

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