3G发展趋势分析

阳光无线

摘要　本文简单回顾了3G发展的历史，介绍了3G发展的现状，并分别从网络、终端和业务三方面分析了3G发展的趋势。
关键词　3G　WCDMA　cdma2000　1xEV-DO
1、引言
进入2004年后，3G进入快速发展阶段。在3G快速发展的同时，也应该看到存在的局限性。3G网络要求具有良好的服务质量(QoS)、后向兼容性及其与固网的兼容性、以及高速多媒体业务能力等，而现有3G网络与这一目标还有差距；3G终端在多媒体业务支持、延长待机时间、统一应用平台等方面还需要进一步改进；由于网络质量、终端瓶颈以及缺乏合适的业务模式等原因，体现3G差异化服务的高速多媒体业务发展并不理想。这些限制引起人们对3G网络、终端和业务发展趋势的重新思考。
2、3G网络发展趋势分析
2.1　宽带化
宽带化体现为对无线传输能力的要求。3G系统要求能够支持高达2Mbit/s的传输速率。随着新型多媒体业务的发展、话务量的提升等，对3G系统及下一代无线网络的无线传输速率要求会越来越高，即宽带化是3G网络的基本发展趋势之一。
对于WCDMA网络技术体制而言，R99和R4版本支持的前反向峰值速率可达384kbit/s；R5版本中引入了高速下行数据分组(HSDPA)接入功能，下行峰值速率可高达14.4Mbit/s；R6版本中进一步引入了高速上行数据分组(HSUPA)接入功能，上行峰值速率可高达3.6Mbit/s；R7版本中可能采用OFDM，MIMO等关键技术，进一步提高无线链路的传输速率，同时增加系统容量。
对于cdma2000网络技术体制而言，cdma2000 1x的前反向峰值速率可达153.6kbit/s；1xEV-DO Release 0前向峰值速率提高到2.4Mbit/s，反向虽然相对于cdma2000 1x没有改善，但在1xEV-DO Release A中，反向峰值速率提高到1.8Mbit/s，同时前向峰值速率也进一步提高到3.1Mbit/s；1xEV-DV的前反向峰值速率与1xEV-DO Release A基本一致。由于1xEV-DO的发展前景相对明朗，目前主要针对1xEV-DO这一发展分支，考虑cdma2000无线传输技术的进一步发展。在 2005年6月的3GPP2会议上，对下一代EV-DO网络功能要求进行了研讨，对采用OFDM多载波方案和MIMO多天线技术达成了共识，以提供与 WCDMAR7相媲美的带宽无线传输。
由此可见，不但同属于cdma2000标准系列的1xEV-DO和1xEV-DV在峰值速率的设计上是一致的，而且分属于不同3G技术体制的1xEV-DO与HSDPA在前向峰值速率设计上也是一致的。这种一致性是由共同的业务需求决定的。
2.2　网络融合
2.2.1　3G网络融合的要求
ITU最初希望全球统一3G标准，其中包含了3G网络融合的思想，主要体现在以下两方面：
(1)3G网络的后向兼容性。为了保护2G网络投资，降低3G网络业务运营的风险，在3G标准的制定中，要求考虑从多种标准的2G网络向3G网络的平滑演进。
(2)3G网络与固定网络的兼容性。为了实现移动业务与固网业务的融合，实现业务的无缝覆盖和多种网络资源的共享，降低业务运营和网络维护的成本，在3G标准的制定中，要求考虑3G网络与固网的互通问题。尽管目前存在多种3G技术标准，但是不同3G技术标准网络之间，以及各种3G技术标准网络与固网之间的互通仍需逐步解决。
2.2.2　3G网络融合的方向
3G网络的融合也是电信网、计算机网和广播电视网走向三网融合的第一步。从基本功能架构上看，传统网络从上向下大致可分为业务网、承载网和传输网三部分；3G网络融合固网与移动网后，网络架构从上到下大致可分为业务应用层、业务控制与交换层和承载与传输网络。其中，业务应用层面包含传统业务网中有关业务应用及其应用平台；业务控制与交换层完成传统业务网的呼叫控制、会话管理、用户管理等功能；传统承载网中的信令控制与数据承载功能分别由不同的逻辑实体实现；传统的传输网则由多种传输协议逐渐向IP传输和ATM传输并存、进而统一到IP传输这个方向发展。由此归纳出3G网络融合的方向，即开放的业务应用平台，节省业务开发时间和成本，实现多厂家业务应用设备的互通；统一的业务控制与交换层，采用IMS实现移动网与固网业务上的融合；以IP为核心的承载与传输网。下面重点针对控制层面IMS的实现和承载网的全IP化展开分析。
(1)IMS
目前的电信网络体系结构由多个相互独立的垂直业务体系组成，如VoIP、可视电话、视频点播等，不同的网络为用户提供不同的业务。这种点到点形式的传统网络结构——“终端—网络—应用”不利于运营商简单、快速引入新业务以及业务之间的互动。而下一代融合网络的演进方向是 “多种终端—多种网络(统一控制核心)—多种应用”的网络体系结构，不同业务能够同时进行和交互。基于IMS的融合体系结构正是应这种融合需求产生的。
IMS是用于提供多媒体业务呼叫控制功能的子系统，该子系统与用户的接入方式无关，并能为多种上层业务应用平台提供统一的呼叫控制。IMS通常还具有多用户属性管理功能和媒体管理功能。
IMS目前有三大问题需要解决，一是能处理多大的容量，二是如何保证网间通信的安全，三是对用户数据的分布。
(2)全IP化
承载网的全IP化包含以下两个方面：
●对现有网络进行全IP化改造。以1xEV-DO无线接入网的全IP化改造为例。目前，1xEV-DO无线接入网主要采用ATM传输协议，提供可靠的传送和良好的QoS保证。不过，从系统可扩展性、节约网络建设成本等方面考虑，以IP为核心的承载与传输逐渐从分组核心网向无线接入网渗透，并将最终成为无线接入网链路层协议的主流。在无线接入网的IP化方面，需要重点考虑IP QoS的保证、系统容量的改善、寻呼策略的设计等问题。
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●在新技术标准中直接采用全IP化设计，以提供对不同传输业务的汇聚功能，如WiMAX。WiMAX作为一种无线城域网技术标准，在目前全球缺乏统一宽带无线接入技术标准之际，有重要现实意义，对于城郊、农村、偏远等地区以及利用xDSL，Cable Modem方式不能有效覆盖、不便于和不值得部署有线网的区域，大有用武之地。在802.16a基础上增强改进的802.16e标准，将有利于有效延伸 WLAN的连接，推进热点地区及家庭域SOHO等小型办公区域的WLAN的有效发展，WiMAX与WiFi，3G在相当长时间内将会互补共存，并在重叠区有一定程度的彼此竞争，保持这些系统应用之间的有效互联互通及增强其自身竞争力亦是WiMAX面临的重要任务。
3、3G终端发展趋势分析
移动终端数据处理能力不断增强，其应用也日益多样化，对整个系统的软硬件资源要求不断提高。移动终端除了具有简单的话音通信功能外，还具备数据通信和数据计算功能，要求采用单独的移动终端操作系统，完成系统资源的调度和管理，并为上层应用软件平台提供服务。下面结合具有上述特性的移动终端的逻辑结构，介绍3G终端的发展趋势。
3.1　终端定制
以往的移动业务多集中于语音和短信，运营商在终端制造方面没有太多的契合点。随着移动话音市场趋于饱和，运营商将目光逐渐转向移动数据增值业务，而数据业务的真正潜力并不只是短信等通信形式，而是移动通信与商务、娱乐等应用的融合，这要借助于终端的改进来实现。数据业务的使用与终端规范标准相关。一方面，运营商要求介入终端标准定制，寻求更好的终端标准支持自己推出的业务；另一方面，终端厂商要求结合运营商需求，开发出适合市场需求的终端产品。两方面相互配合，有助于解决日益显现的运营商业务创新与终端厂商生产滞后之间的矛盾。纵观全球各大移动通信运营商，在不遗余力地推广个性化无线数据业务的同时，移动终端的定制化战略已成为发展趋势。运营商进行手机定制是协调整个产业链有序合理发展的手段。从运营商自身的角度来说，终端定制是为了促进数据业务的推广，提升客户满意度；从整个行业的角度来说，运营商可以通过定制手机介入终端价值链，促进电信运营、终端制造、增值业务开发、渠道等产业链各个环节的整合。
3.2　开放的业务应用平台
3G业务发展主要由市场需求驱动，市场需求决定业务，业务决定技术，所以业务标准的发展往往落后于市场需求，这就造成一些被市场接受的业务，其设备在进入市场之前，缺乏统一的互操作性标准。用户通过终端体验各种新业务，由于终端采用的业务标准不统一，造成不同品牌终端在业务互通中存在诸多问题，从而影响了业务的使用效果。这些在用户看来是终端的问题，其实背后反映了业务标准化的问题，当然也包括终端应用平台的统一问题。所以，推进业务的标准化，实现开放的终端业务应用平台，是3G终端的发展趋势之一。
3.3　智能终端
传统的移动终端硬件结构简单，软件功能有限，主要用于提供语音业务和简单的数据增值业务。为了更好地支持第三方开发的丰富多彩的多媒体业务，要求移动终端具有强大的处理能力和业务支持能力，智能手机由于基于商用操作系统和具有丰富的业务处理及连接功能，可以很好地实现通信、电脑和互联网的融合，从而提高终端用户对移动多媒体通信的体验。相对于传统移动终端，智能终端的内容将更加丰富，它将为新业务的发展提供一个高效的平台，可以更快速、有效地开发各种个性化、优质的多媒体业务。
3.4　双模/多模终端
多种3G技术体制的共存决定了未来将是单模、双模和多模终端共存的局面。目前，市场上已有GSM/WCDMA， GSM/cdma2000，cdma20001x/1xEV-DO双模终端。随着芯片集成度的持续提高，在终端中同时集成多种不同协议的能力也会逐渐增强。以前，双/多模多用来实现跨网漫游或补充覆盖的战术性解决方案，而未将其上升到战略层面来解决网络技术体制的升级问题。实际上，从终端上解决技术体制升级要远比从系统设备上解决容易得多。系统设备的升级要兼顾现有设备的投资，而更换终端却容易得多。目前，部分运营商和厂商已经意识到这一点，共同推进双 /多模终端和芯片的研制步伐。
3.5　低功耗手机和高能电池
由于3G手机对多媒体功能的要求较高，而彩屏、摄像头、蓝牙、游戏和流媒体等功能或应用耗电量较高，加之3G手机的外形越来越小巧、轻薄，手机电池的体积也在减小，导致大部分3G手机都面临着电池容量小，待机和操作时间短等问题。现阶段，3G手机配备的电池以锂离子电池为主，可以通过改进手机芯片的节电技术或提高锂离子电池的能量密度，进一步提高手机的待机时间，使得多媒体3G手机待机时间和通话时间逐渐接近甚至超过目前 2G手机的水平。与此同时，目前世界各国的厂商都在全力进行具有高能量密度的燃料电池的研制，预计到2006年首部采用燃料电池的手机将会商用。总体来看，锂离子电池近期仍是主流、燃料电池是未来的发展方向。
4、3G业务发展趋势分析
下面将在分析3G业务发展的现状的基础上，归纳3G业务发展的特点，总结3G业务发展的影响因素。
4.1　3G业务的发展特点
4.1.1　业务继承性
3G业务的继承性体现在3G业务与2G/2.5G业务之间的关系中。从3G网络能力来看，3G网络几乎兼容现有所有 2G/2.5G网络业务；同时考虑到业务开发的滞后性、保护网络投资、降低业务开发和市场培育成本等，运营商也希望将2G/2.5G网络业务平稳过渡到由 3G网络提供，或者在技术条件和市场条件允许的情况下，在保证用户的服务体验的前提下，通过其他技术手段以较低成本提供已有的业务。比如，传统的话音业务，在2G/2.5G网络中多基于电路承载，虽然业务服务质量有很好的保证，但是资源占用率高，运维成本也高，而且在IP技术在通信网络中越来越占据统治地位的今天，基于电路承载的话音业务逐渐被基于IP承载的话音业务取代。
3G业务的继承性同时也体现在2G/2.5G分组数据业务的平滑演进方面。在2G/2.5G网络上提供的分组业务，都可以由3G网络提供。3G网络所具有的相对较高的带宽、完备的业务体系架构、多媒体业务能力等，3G网络将能提供更好的业务服务质量。目前，在 2G/2.5G网络上开展较好的短消息业务、彩信、彩铃、音乐下载等分组业务，无需改变任何业务形态，即可在3G网络上运行。这也体现了3G网络在业务应用上的后向兼容性。
4.1.2　业务扩张性
3G网络融合的方向之一是全IP化。移动网全IP化意味着移动网与互联网的融合，在互联网上运行的各种业务，也可以通过移动网提供。移动运营商可以独立提供类似于互联网的业务，也可以将移动网作为互联网的无线延伸，提供无线因特网业务的接入，由第三方提供业务应用。当然，由移动网提供的多数分组业务，也可以由其他无线接入方式的网络来提供，比如WLAN，WiMAX等。
3G网络融合的方向之二是移动网与固网业务的融合。这种业务融合主要通过移动业务向固网业务的扩张体现出来。移动网络提供广域的覆盖、良好的计费和安全性等，其缺点是所能提供的传输带宽相对受限；WLAN可以提供较高的接入速率，但是在计费、安全性以及覆盖范围等方面相对受限；PSTN可以提供良好的话音业务，但是基于电路承载，运维成本高，也不符合电信网全IP化发展趋势。所以，移动网络与多种固定网络之间总体上呈现互补关系，局部存在竞争关系，体现在业务的提供上，可以通过双/多模终端来实现同一类业务在不同无线网络中的接入，用户感受上没有什么差别。比如，英国电信采用蓝牙和GSM的双模手机Bluephone，在室内通过双模手机接入到蓝牙网络，在室外则通过双模手机接入到GSM网络。
移动业务的融合性主要体现在移动业务向其他网络或媒体领域扩展，这也符合电信网、计算机网、广播电视网融合的大趋势。 3G网络融合是三网融合的重要一步。随着移动网络能力的提升，原本通过广播电视网提供的业务，现在已经或将能通过移动网络来提供。一个典型例子是韩国 SKT联合多家广播电视媒体推出的S-DMB业务，用户签约后，可以通过SKT的CDMA网络上行链路请求广播电视业务，网络侧处理该请求后，通过卫星直接下发或通过地面接收站转发广播电视业务内容。由于卫星下行链路或地面高功率发射链路可以提供较高的下行传输带宽，从而克服了移动网络的无线传输带宽瓶颈。在欧洲、美国和亚太地区，移动运营商也正与设备厂商及服务提供商一道推动手机电视业务的标准化和商用进程。目前看来，尽管手机电视业务的发展可能受到电信监管政策的限制或传统的广播电视运营者的不合作的影响，但是无论从三网融合的角度看，还是从移动通信的发展趋势来看，这都是无法阻挡的。
4.2　3G业务的影响因素
3G业务发展中面临多方面的问题，比如网络质量差、终端能力不足、业务内容和业务模式脱离市场需求、定价机制和服务机制有待完善等。
4.2.1　3G网络质量的影响
从3G网络功能角度看，由于技术标准的不完善或厂家设备实现上的差异，使得3G网络与2G网络之间无法实现正常的切换和漫游；由于不同厂家设备之间的互通性差，使得同一种3G技术体制网络之间无法实现互通。在3G网络运营初期，由于3G网络覆盖范围有限，在用户离开3G网络覆盖区后，若因为3G与2G网络之间无法切换和漫游而造成掉话，将直接影响到用户的服务体验。
从3G网络性能角度看，由于网络建设时间短，缺乏必要的深度优化，网络覆盖、掉话率、差错率、呼叫建立时间等没有达到业务所要求的性能指标。比如，和记黄埔2002年在欧洲刚开通WCDMA网络时，作为新型移动运营商，缺乏移动网络优化经验，最初网络质量较差，这对业务的拓展造成了一定的影响。
从3G网络的兼容性角度看，若3G网络与2G/2.5G网络之间存在良好的兼容性，那么2G/2.5G业务不需改变或仅需少量改进就能平稳移植到3G网络上来。3G网络无需重新培育市场即可以迅速提供2G/2.5G业务，获得可观的业务收入。这些业务收入反过来又可以反哺 3G网络和业务的发展，从而促进3G产业的健康发展。
4.2.2　3G终端的影响
终端的定价为业务发展的方向标。3G网络建设需要大量的投资，网络建成后，若缺乏足够数量的用户，则意味着3G建设和运营投资的巨大浪费。尽管高端用户对终端价格不太敏感，但是现有2G/2.5G网络的绝大多数高端用户难以短时间内转移到3G网络中来，而且少量的高端用户也无法支撑整个3G网络的运营，所以必须吸收足够数量的中低端用户，这就要求运营商携手终端厂家在兼顾市场培育和业务收入的前提下，制定适当的终端和业务销售策略。
终端可用性影响用户对业务的黏度。用户开始使用某种新业务时，最初的直观感受非常重要。用户通过终端来体验业务，若终端缺陷多、操作烦琐、界面不人性化等，即使业务价格适当，业务内容富有吸引力，用户可能也没有足够的耐心和信心继续使用。
用户需求的差异性要求终端趋向个性化。这也是3G业务走向个性化和娱乐化的必然要求。在多数3G网络高度同质化的今天，网络优化手段也日益丰富，不同运营商网络能力和质量可能非常接近，基于这些网络所提供的业务也是趋同的，运营商要想在激烈的市场竞争中取得优势地位，只有不断地开发出满足市场需求、符合不同用户群体要求的个性化业务，并通过个性化终端给予很好的支持，才会极大地促进新业务的推广。
双/多模终端对3G业务发展至关重要。从用户的角度看，双/多模终端有助于克服网络隔离造成的业务市场的分割，从而提供用户服务体验。从运营商角度看，当两网属于同一个运营商时，双/多模终端可以实现两网资源上的共享，弥补单一网络业务覆盖上的不足；当两网分属两个运营商时，双/多模终端实现到两网的接入可以增加运营商的营业收入。
4.2.3　3G业务模式的影响
一项成功的业务是与良好的业务模式分不开的。资费上的优惠通常只能带来一时的竞争优势，但是随着竞争对手的资费跟进，这种价格优势将会迅速消失。这就要求运营商和服务提供商在开发新业务的同时，需要更加关注新业务模式的设计。业务模式既要与网络、终端和业务自身的特性相适应，又要针对目标用户群体的特点来设计，选择适当的市场切入点来推广业务。比如，Vodafone最初推出的IM业务基于手机用户之间的互发，由于手机输入和存储的限制，这种业务模式并不成功。后来Vodafone与微软合作，借助于微软MSN Messenger的庞大的用户资源和市场影响力，在不到3年时间内，Vodafone的MSN业务已经拥有3000万注册用户。
4.3　3G业务开发的要点
4.3.1　构建前瞻性的业务体系
3G业务的发展需要一个过程，这体现在三个方面：3G网络建设和完善需要一个过程；3G增值业务市场和用户习惯需要一个培育过程；3G业务应用的发展受制于国家经济发展水平。
可以通过细分和前瞻性预测用户群体，密切跟踪预测市场需求，确立服务目标，构建业务体系，不断完善业务架构，分阶段实现业务服务目标，做到平稳、有序的发展业务。分析过去几年移动通信运营竞争的历史，可以发现一个趋势越来越明显，那就是运营商之间的竞争，从网络技术之间的竞争，逐渐体现为业务之间的竞争，而业务竞争又涉及到业务性能、服务模式及服务理念之间的竞争。从网络发展的趋势也可以看出，3G网络虽然没有全球统一标准，但是其所针对的目标业务、采用的核心技术及其网络能力要求等基本一致，不同标准体制的网络之间以及相同技术体制的网络之间的竞争将通过业务来体现。谁在激烈的市场竞争中快速推出适合市场需求的新业务，谁就能在未来市场竞争中取得一定的优势。
4.3.2　终端定制与业务定制相配合
基于市场调查，分析业务需求，确定业务功能要求，根据网络和终端支持能力，设计业务实现方案，同步改造网络和设计新型终端以支持该项业务。在业务开发的基础上，结合目标用户群体的特性，选定适当的业务模式，或对现有业务模式进行优化改进。通过这一整套新业务的开发策略，缩短业务开发周期，加快市场培育进程，将业务需求尽快转化为竞争力。
5、结束语
本文分别从网络、终端和业务三方面分析了3G发展的趋势。3G网络发展体现了宽带化和融合的趋势。3G终端发展则体现了应用平台的开放性、低功耗高能量、双多/模终端、智能终端等趋势。3G业务发展则体现了与2G/2.5G业务的继承性，及向其他无线网络、固网及广播电视网业务领域的扩张性特点；分析了3G业务发展的影响因素及其发展要素。

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分析不错，值得借鉴

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alvayang

写得还挺好，嘿嘿