無線及移動通信的發展趨勢與標準化

　　 
　　一、移動通信的發展現狀及趨勢
　　(1)國外移動通信的發展現狀
　　2003年6月全球移動用戶已達到13億，普及率超過18%。移動對固定的替代作用已日趨明顯，目前全球有100多個國家的移動用戶已超過固定電話用戶。

　　在歐洲移動電話的平均普及率接近75%，市場滲透率已接近飽和。歐洲運營商開始通過提高業務ARPU來彌補用戶增長速度降低帶來的損失，令人欣慰的數據業務收入呈現不斷上升的趨勢，2002年歐洲數據業務占收入的13.6%，但其中主要是短消息業務，GPRS、WAP等業務收入不足5%。
　　在2001年7月之前，美國一直是全球最大的移動通信市場。移動電話的普及率約為50%，但由于市場競爭激烈，盈利受限，整體移動用戶增長的空間不大。同時受美國經濟滑坡的影響，各運營商紛紛陷于困境。尋求聯合和合作、開拓新型業務模式，成為移動通信業界走出陰影可能的生路。
　　與歐洲，北美相比，日本、韓國可謂形勢一片大好。雖然，這兩個國家的移動用戶普及率早也突破了60%，但豐富多彩的數據業務帶來了源源不斷的業務收入。在日本，移動數據用戶占移動用戶的70%-80%，數據業務的總收入已突破20%，其中短消息業務僅占3%。
　　在發展中國家以及一些不發達國家，移動通信仍然以驚人的速度發展。一半以上的非洲國家移動用戶數已經超過了固定用戶數。在非洲，移動用戶中85 %以上的用戶為預付費用戶。2002年，世界范圍內，預付費用戶平均比例接近50%，這一數字仍呈現上升的態勢。
　　(2)我國移動通信發展現狀
　　我國移動通信一直保持高速增加的勢頭，在2001年7月，我國移動用戶數超過了美國成為第一大移動通信市場。截止到2003年10月，我國移動用戶總數已突破2.57億，首次超過了固定用戶總數(2.55億)。我國移動通信目前的普及率接近20%，在今后5年內應仍有較大的上升空間。當然我國的綜合國力目前尚無法與歐美等國家相比，尤其是發展的不平衡性，這決定移動通信將逐步從高端用戶走向平常百姓。短信業務被廣泛接收，并呈現爆炸式發展事態，2003年我國短消息業務量超過1800億條。MMS(多媒體消息)業務也逐漸呈現出旺盛的生命力。業界一致認為MMS是一顆冉冉升起的新星，也是培育3G業務市場的先行者。
　　(3)移動通信的總體發展趨勢
　　今后的一段時間內移動用戶仍將呈現持續增長的勢態，其主導地位更加穩固：移動業務與應用層面的標準在互通性方面仍然需要磨練；ARPU值會繼續下降，直至數據業務被廣泛接受，呈現大發展的局面。話音及其增值業務的繼續增長，數據業務的不斷發展都需要性能價格比更好的3G網絡來承載。龐大的2G網絡和緩慢增長的數據業務決定了3G發展將是漸進的。2G／2.5G和3G技術將長期共存發展。
　　
　　二、無線通信領域的標準發展及應用
　　2.1　第三代移動通信標準進展狀況
　　
　　2.1.1　國際標準化工作狀況
　　除國際電聯以外，第三代移動通信的標準制定主要集中在3GPP和3GPP2兩個第三代移動通信標準化的伙伴項目。
　　(1)3GPP
　　UMTS的標準化工作由3GPP(3G伙伴計劃)進行。3GPP的標準分為不同版本(Release)，采取整體推進的方式，各版本之間的發布時間間隔約為1年。3GPP制訂的標準包括多個版本：R99、R4、R5和R6。
　　R99是1999年12月發布的。在R99中確定WCDMA(FDD)無線傳輸技術和TDD方式高碼片速率的無線傳輸，無線接入網絡的Iub，Iur，Iu接口都基于ATM傳輸，核心網絡基于演進的GSM／GPRS的核心網?，F有產品主要基于R99。
　　R4是在2001年3月完成的。R4的主要特征是在核心網電路域中實現了軟交換的概念，即傳統MSC分離為媒體網關(MGW)和MSC服務器兩部分，實現了電路域的承載與控制分開。我國提出的TD-SCDMA標準被3GPP采納，其與WCDMA主要的區別集中在無線接口物理層。
　　R5是在2002年3月完成，是全IP網的第一個版本，其核心網部分在結構上引入多媒體子系統(IMS)。R5只完成了IMS的基本功能和業務(稱為IMS的第一階段)，一些尚未完成的工作放在R6中繼續完善。R5的另一個主要增強是在無線接口引入了HSDPA(High Speed Downlink Packet Data)技術，該技術可提高下行數據速率，最高可達10Mbit/s。
　　R6于2004年3月發布。一方面，R6繼續完善IMS第二階段的功能，主要包括網絡互通、安全性等方面的內容；同時，提出多種新型無線技術(MIM0、OFDM等)、網絡共享、WLAN與移動通信結合等問題展開研究；另外還制定了一些新的業務和功能，例如MBMS、Presence、Push等。
　　由于標準的持續發展性，在R5，R6階段，TD-SCDMA標準在HSDPA TDD方式以及多種無線增強技術研究中不斷完善和發展。
　　(2)3GPP2
　　3GPP2制訂的cdma2000技術采用模塊化的標準工作方式。也就是說，組成系統的各個模塊(無線接入部分、核心網電路部分、核心網分組部分)根據自身技術的發展情況進行版本更新；一般來說，一個模塊的技術更新不要求其它模塊進行相應的技術更新。
　　核心網電路部分是標準體系中最為穩定的一個部份。到目前為止，仍然使用ANSl41D版本，與IS95系統使用的版本相同。下一個版本預計還要2-3年才能完成。
　　核心網分組部分完全基于IPv4技術，安全、用戶認證和QOS等關鍵領域也是基于IP技術的。標準系列中的Release A是一個成熟而穩定的版本。Release B主要是功能的增強，沒有關鍵性的技術進步。目前正在進行Release c的研究，仍然采用IP技術，但引入了IPv6技術。這部分的每個版本都可以支持cdma2000 1X、1X／EV-D0和1X／EV-DV。
　　無線接入部分是cdma2000系統中比較活躍的部分。一般認為，Release 0版本不夠穩定。Re1ease A是一個可靠而穩定的版本。Release B是對功能的改善和提高，無重大技術進步。Release c中引入了1X／EV-DV技術。由于1X／EV-DO技術不支持語音。目前3GPP2正在研究1X／EV-DV的Release D版本。Release C是否會形成商用市場尚難以估計。
　　2.1.2　國內標準化情況
　　第三代移動通信的標準化研究是由中國通信標準化協會(CCSA)無線通信技術工作委員會(CWTS)來承擔。CCSA積極參與國際標準化活動，累計向ITU和3GPP、3GPP2提交文稿近500篇。同時基本完成了信息產業部組織的第三代移動通信技術試驗所要求的所有技術規范和測試規范的制定工作，為試驗和下一步行標的制定，奠定了堅實的基礎。
　　(1) TD-SCDMA
　　為了完成TD-SCDMA在3GPP作為低碼片速率的CDMA TDD技術的標準化，CWTS積極參加TSG-RAN的各工作組會議，提交大量文稿，成功地在2001年3月的3GPP的Release 4中完成，之后積極參與Release 4的相關更新工作。目前已基本完成TD-SCDMA通信標準參考性技術文件的制定。
　　對于基于第二代GSM網絡的TD-SCDMA標準(即TSM)，已經完成2.0版本以上，并完成了用于第三代移動通信技術試驗的相關設備規范和測試規范。
　　(2)WCDMA無線技術及UMTS核心網絡
　　近年來，CCSA一直在積極地跟蹤WCDMA技術的發展，完成了基于R99的WCDMA無線接口、無線接入網(RAN)、核心網協議等30多個標準預研項目的研究。
　　在此基礎上，已經基本完成了用于第三代移動通信技術試驗的，基于3GPPR99版本的WCDMA無線接口、無線接入網(RAN)、核心網等近30個技術規范及測試規范的起草和審查工作。
　　對于R4，R5&R6階段的標準在組內開展同期的研究工作，主要研究領域集中在HSDPA、MIMO，無線軟交換、多媒體子域、網絡共享、網絡融合等方面。
　　(3)cdma2000系列標準
　　從2001年初開始，CCSA陸續完成了cdma2000系統有關的一系列通信標準參考性技術文件，并完成了第三代移動通信技術試驗的相關設備規范和測試規范。
　　其中，設備規范包括基站、移動臺和分組設備。接口規范包括空中接口、A接口和分組接口。上述設備規范和接口規范均有對應的測試規范。其中移動臺測試規范包括基本功能、協議有效性和兼容性等多個部分。另外，交換機和相關協議仍然采用原IS95的標準。
　　
　　2.2　移動業務與應用領域
　　
　　2.2.1　移動通信業務標準存在的問題
　　我國的運營商積極開拓移動數據業務的運營模式，打造了“夢網計劃”、“聯通在線”等業務品牌，與ICP、設備制造商建立了良好的合作模式。移動數據業務標準的不完善性是制約業務發展的一個重要因素。產業界一致希望能夠通過運營商、設備制造商(平臺和終端)、ICP、科研單位等的共同努力，形成面向市場、科學有效的技術規范，以規范行業，促進移動通信市場的發展。
　　目前的很多移動業務局限于某個廠家設備、某個廠家的手機、某個內容提供商、某個運營商網絡的局部應用。標準的不完備、不統一是其中的主要原因之一。目前在制定移動業務相關技術規范的論壇和組織達十幾個，包括3GPP、3GPP2、WAP論壇、Parlay、LIF、M-service、Java Community Process等。所制定的技術規范種類和版本較多，加上很多廠家自己的標準，目前還沒有形成業界完備的、普遍共識的標準。
　　(1)業務規范標準由技術驅動，而不是由業務和應用驅動
　　以往，在圖1所示的傳送層面，大量的標準主要是由技術來進行驅動。這主要是由于在傳輸層面所涉及的網絡設施主要為高層業務提供一種承載，對于運營商提供的業務特征并不敏感。
　　
　　　
　　圖1　業務模型
　　
　　而在控制層和業務層中，一套業務提供給用戶時，根據運營商提供的業務特征的不同，需要調用不同的業務技術工具。這些工具需要在標準化組織中進行定義。但是，在一種技術沒有應用之前，在技術層面很難確定應制定什么樣的規范已適應市場和業務的需要。
　　(2)多種體系成堆的技術和標準，對于符合市場需求的規范標準沒有明確要求
　　由于在業務層面規范的制定過程中，市場對于業務特征的反饋更加重要。大部分標準化組織并沒有特別重視這方面反饋信息的收集和處理，基本延續過去的工作方式，以技術導向，制定出成堆的標準，而其中真正能夠應用

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