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国内三大3G技术制式竞争力探讨

时间:02-02 来源:邮电设计技术 点击:

从技术性能、建设成本、产业链成熟度以及运营商3G发展策略等多方面分析探讨了不同3G技术制式的竞争力,并指出这3种3G技术制式的技术性能和建网成本不尽相同,各有优缺点。产业链成熟度以及运营商发展策略更能影响3G技术制式的竞争力。

0 前言

2008年5月24日,工业和信息化部、国家发展和改革委员委、财政部联合发布了《三部委关于深化电信体制改革的通告》,中国电信业从6家运营商重组合并为三大基础运营商。2009年1月7日,工业和信息化部为中国移动、中国电信和中国联通发放了3张3G牌照。从此,中国电信业开启了3G时代和全业务竞争时代。随着固网语音业务的持续下滑,移动通信和宽带数据成了全业务竞争的重点,而3G具有个性化、宽带化和融合化特征,更成了全业务竞争的焦点。本文试图结合三大运营商的具体情况,从技术性能、建网成本、产业链成熟度以及运营商3G发展策略等多方面分析探讨国内3种3G技术制式的竞争力。

国内三大3G技术制式中,中国移动的TD-SCDMA属于我国自主创新技术,尽管也是国际3G技术标准之一,但目前的商业应用还局限于国内,国际化的前景并不明朗;中国电信的CDMA2000从cdmaOne(IS95A)技术演进而来,将向EV-DO Rev.B或LTE-FDD方向演进;中国联通的WCDMA从GSM技术路线发展演进而来,具有最成熟的产业链基础,目前WCDMA HSPA+技术也已成熟,国际上也有了一批从GSM、WCDMA演进而来的LTE-FDD试验网。国内三大3G技术制式及其演进发展路线如图1所示。

图1 国内三大3G技术制式及其演进发展路线

1 网络技术性能

技术性能是不同3G技术制式竞争力的基础。移动通信的技术性能取决于覆盖能力、容量能力、频谱效率以及所拥有的频谱资源等。本文针对3种3G技术制式在覆盖、容量、频谱效率以及所拥有的频率资源等方面进行简要分析。
表1所反映的场景为一般城区,容量均指单载波能力。WCDMA语音容量采用R4规范,上下行数据速率采用HSPA R6规范;CDMA语音容量采用

表1 不同3G技术制式的技术性能对比

CDMA2000 1x,上下行数据速率采用EV-DO Rev.A规范;TD-SCDMA语音容量采用R4规范,上下行数据采用HSPA R6规范,上下行时隙分配为2∶4。

3G技术制式的覆盖能力和系统设计、物理层关键技术及主要设备参数密切相关,这可从链路预算得以体现,如发射台的最大发射功率、码片速率、业务速率、处理增益、切换增益、噪声系数、解调门限等。由表1可知,从一般城区语音业务上行链路预算看,CDMA技术所允许路径损耗最大,其次为WCDMA,不同制式的覆盖能力为:TD-SCDMA<WCDMA<CDMA。

就单载波而言,WCDMA的语音容量和数据吞吐率最高,其次为CDMA2000、TD-SCDMA。除了频谱效率外,这和载波带宽相关,WCDMA单载波带宽为2×5 MHz,而TD-SCDMA的单载波带宽仅为1×1.6 MHz。然而,CDMA2000 EV-DO Rev.B采用三载波捆绑技术和高阶调制技术,其最大数据吞吐速率与WCDMA R6基本相当。TD-SCDMA HSPA也可以采用多载波捆绑来提升数据吞吐率。

就频谱效率而言,由于TD-SCDMA采用TDD技术,上下行频率带宽可以不对称分配,更适合移动数据业务上下行非对称性的特征,因此,TD-SCDMA技术的频谱效率最高,其次为CDMA2000、WCDMA。

3G制式的技术性能主要取决于其空中接口的物理层关键技术,包括帧结构、码字、扩频调制编码技术、物理层参数等。由表1可知,3种3G技术制式在覆盖、容量和频谱效率等方面的差异并不大,没有哪种技术制式占有绝对性的优势,而且,随着技术的发展演进,三者所采用的关键技术基本趋同,例如在HSPA阶段均采用高阶调制技术(16QAM、64QAM)、AMC技术、HARQ技术等,在HSPA+、LTE阶段,均采用MIMO技术、OFDM技术等。

3G技术制式的覆盖及容量能力除了和物理层关键技术相关外,还和其所拥有的频率资源相关。频率资源越丰富,其容量能力自然越强,即单基站可配置更多的载波,提供更高的数据吞吐率。频段越低,无线电波传播范围越广,基站覆盖能力自然越强。目前中国电信的CDMA2000网络工作在800 MHz频段上,而中国移动的TD-SCDMA和中国联通的WCDMA均工作在2.0 GHz附近,因此,CDMA2000的网络覆盖能力大大强于WCDMA和TD-SCDMA。中国移动TD-SCDMA所拥有的频率资源为85 MHz(1 880~1 900 MHz,2 010~2 025 MHz,2 320~2 370 MHz),其中2 320~2 370 MHz频率仅限于室内应用;中国电信CDMA2000所拥有的频率资源为50 MHz(包括2.1 GHz上的2×15 MHz);中国联通WCDMA所拥有的频率资源为30 MHz,考虑到GSM网络的900 MHz频段和1 800 MHz频段均为WCDMA的潜在频率,中国联

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