无线及移动通信的发展趋势与标准化

一、移动通信的发展现状及趋势

(1)国外移动通信的发展现状

2003年6月全球移动用户已达到13亿，普及率超过18%。移动对固定的替代作用已日趋明显，目前全球有100多个国家的移动用户已超过固定电话用户。

在欧洲移动电话的平均普及率接近75%，市场渗透率已接近饱和。欧洲运营商开始通过提高业务ARPU来弥补用户增长速度降低带来的损失，令人欣慰的数据业务收入呈现不断上升的趋势，2002年欧洲数据业务占收入的13.6%，但其中主要是短消息业务，GPRS、WAP等业务收入不足5%。

在2001年7月之前，美国一直是全球最大的移动通信市场。移动电话的普及率约为50%，但由于市场竞争激烈，盈利受限，整体移动用户增长的空间不大。同时受美国经济滑坡的影响，各运营商纷纷陷于困境。寻求联合和合作、开拓新型业务模式，成为移动通信业界走出阴影可能的生路。

与欧洲，北美相比，日本、韩国可谓形势一片大好。虽然，这两个国家的移动用户普及率早也突破了60%，但丰富多彩的数据业务带来了源源不断的业务收入。在日本，移动数据用户占移动用户的70%-80%，数据业务的总收入已突破20%，其中短消息业务仅占3%。

在发展中国家以及一些不发达国家，移动通信仍然以惊人的速度发展。一半以上的非洲国家移动用户数已经超过了固定用户数。在非洲，移动用户中85 %以上的用户为预付费用户。2002年，世界范围内，预付费用户平均比例接近50%，这一数字仍呈现上升的态势。

(2)我国移动通信发展现状

我国移动通信一直保持高速增加的势头，在2001年7月，我国移动用户数超过了美国成为第一大移动通信市场。截止到2003年10月，我国移动用户总数已突破2.57亿，首次超过了固定用户总数(2.55亿)。我国移动通信目前的普及率接近20%，在今后5年内应仍有较大的上升空间。当然我国的综合国力目前尚无法与欧美等国家相比，尤其是发展的不平衡性，这决定移动通信将逐步从高端用户走向平常百姓。短信业务被广泛接收，并呈现爆炸式发展事态，2003年我国短消息业务量超过1800亿条。MMS(多媒体消息)业务也逐渐呈现出旺盛的生命力。业界一致认为MMS是一颗冉冉升起的新星，也是培育3G业务市场的先行者。

(3)移动通信的总体发展趋势

今后的一段时间内移动用户仍将呈现持续增长的势态，其主导地位更加稳固：移动业务与应用层面的标准在互通性方面仍然需要磨练；ARPU值会继续下降，直至数据业务被广泛接受，呈现大发展的局面。话音及其增值业务的继续增长，数据业务的不断发展都需要性能价格比更好的3G网络来承载。庞大的2G网络和缓慢增长的数据业务决定了3G发展将是渐进的。2G／2.5G和3G技术将长期共存发展。

二、无线通信领域的标准发展及应用

2.1　第三代移动通信标准进展状况

2.1.1　国际标准化工作状况

除国际电联以外，第三代移动通信的标准制定主要集中在3GPP和3GPP2两个第三代移动通信标准化的伙伴项目。

(1)3GPP

UMTS的标准化工作由3GPP(3G伙伴计划)进行。3GPP的标准分为不同版本(Release)，采取整体推进的方式，各版本之间的发布时间间隔约为1年。3GPP制订的标准包括多个版本：R99、R4、R5和R6。

R99是1999年12月发布的。在R99中确定WCDMA(FDD)无线传输技术和TDD方式高码片速率的无线传输，无线接入网络的Iub，Iur，Iu接口都基于ATM传输，核心网络基于演进的GSM／GPRS的核心网。现有产品主要基于R99。

R4是在2001年3月完成的。R4的主要特征是在核心网电路域中实现了软交换的概念，即传统MSC分离为媒体网关(MGW)和MSC服务器两部分，实现了电路域的承载与控制分开。我国提出的TD-SCDMA标准被3GPP采纳，其与WCDMA主要的区别集中在无线接口物理层。

R5是在2002年3月完成，是全IP网的第一个版本，其核心网部分在结构上引入多媒体子系统(IMS)。R5只完成了IMS的基本功能和业务(称为IMS的第一阶段)，一些尚未完成的工作放在R6中继续完善。R5的另一个主要增强是在无线接口引入了HSDPA(High Speed Downlink Packet Data)技术，该技术可提高下行数据速率，最高可达10Mbit/s。

R6于2004年3月发布。一方面，R6继续完善IMS第二阶段的功能，主要包括网络互通、安全性等方面的内容；同时，提出多种新型无线技术(MIM0、OFDM等)、网络共享、WLAN与移动通信结合等问题展开研究；另外还制定了一些新的业务和功能，例如MBMS、Presence、Push等。

由于标准的持续发展性，在R5，R6阶段，TD-SCDMA标准在HSDPA TDD方式以及多种无线增强技术研究中不断完善和发展。

(2)3GPP2

3GPP2制订的cdma2000技术采用模块化的标准工作方式。也就是说，组成系统的各个模块(无线接入部分、核心网电路部分、核心网分组部分)根据自身技术的发展情况进行版本更新；一般来说，一个模块的技术更新不要求其它模块进行相应的技术更新。

核心网电路部分是标准体系中最为稳定的一个部份。到目前为止，仍然使用ANSl41D版本，与IS95系统使用的版本相同。下一个版本预计还要2-3年才能完成。

核心网分组部分完全基于IPv4技术，安全、用户认证和QOS等关键领域也是基于IP技术的。标准系列中的Release A是一个成熟而稳定的版本。Release B主要是功能的增强，没有关键性的技术进步。目前正在进行Release c的研究，仍然采用IP技术，但引入了IPv6技术。这部分的每个版本都可以支持cdma2000 1X、1X／EV-D0和1X／EV-DV。

无线接入部分是cdma2000系统中比较活跃的部分。一般认为，Release 0版本不够稳定。Re1ease A是一个可靠而稳定的版本。Release B是对功能的改善和提高，无重大技术进步。Release c中引入了1X／EV-DV技术。由于1X／EV-DO技术不支持语音。目前3GPP2正在研究1X／EV-DV的Release D版本。Release C是否会形成商用市场尚难以估计。

2.1.2　国内标准化情况

第三代移动通信的标准化研究是由中国通信标准化协会(CCSA)无线通信技术工作委员会(CWTS)来承担。CCSA积极参与国际标准化活动，累计向ITU和3GPP、3GPP2提交文稿近500篇。同时基本完成了信息产业部组织的第三代移动通信技术试验所要求的所有技术规范和测试规范的制定工作，为试验和下一步行标的制定，奠定了坚实的基础。

(1) TD-SCDMA

为了完成TD-SCDMA在3GPP作为低码片速率的CDMA TDD技术的标准化，CWTS积极参加TSG-RAN的各工作组会议，提交大量文稿，成功地在2001年3月的3GPP的Release 4中完成，之后积极参与Release 4的相关更新工作。目前已基本完成TD-SCDMA通信标准参考性技术文件的制定。

对于基于第二代GSM网络的TD-SCDMA标准(即TSM)，已经完成2.0版本以上，并完成了用于第三代移动通信技术试验的相关设备规范和测试规范。

(2)WCDMA无线技术及UMTS核心网络

近年来，CCSA一直在积极地跟踪WCDMA技术的发展，完成了基于R99的WCDMA无线接口、无线接入网(RAN)、核心网协议等30多个标准预研项目的研究。

在此基础上，已经基本完成了用于第三代移动通信技术试验的，基于3GPPR99版本的WCDMA无线接口、无线接入网(RAN)、核心网等近30个技术规范及测试规范的起草和审查工作。

对于R4，R5&R6阶段的标准在组内开展同期的研究工作，主要研究领域集中在HSDPA、MIMO，无线软交换、多媒体子域、网络共享、网络融合等方面。

(3)cdma2000系列标准

从2001年初开始，CCSA陆续完成了cdma2000系统有关的一系列通信标准参考性技术文件，并完成了第三代移动通信技术试验的相关设备规范和测试规范。

其中，设备规范包括基站、移动台和分组设备。接口规范包括空中接口、A接口和分组接口。上述设备规范和接口规范均有对应的测试规范。其中移动台测试规范包括基本功能、协议有效性和兼容性等多个部分。另外，交换机和相关协议仍然采用原IS95的标准。

2.2　移动业务与应用领域

2.2.1　移动通信业务标准存在的问题

我国的运营商积极开拓移动数据业务的运营模式，打造了“梦网计划”、“联通在线”等业务品牌，与ICP、设备制造商建立了良好的合作模式。移动数据业务标准的不完善性是制约业务发展的一个重要因素。产业界一致希望能够通过运营商、设备制造商(平台和终端)、ICP、科研单位等的共同努力，形成面向市场、科学有效的技术规范，以规范行业，促进移动通信市场的发展。

目前的很多移动业务局限于某个厂家设备、某个厂家的手机、某个内容提供商、某个运营商网络的局部应用。标准的不完备、不统一是其中的主要原因之一。目前在制定移动业务相关技术规范的论坛和组织达十几个，包括3GPP、3GPP2、WAP论坛、Parlay、LIF、M-service、Java Community Process等。所制定的技术规范种类和版本较多，加上很多厂家自己的标准，目前还没有形成业界完备的、普遍共识的标准。

(1)业务规范标准由技术驱动，而不是由业务和应用驱动

以往，在图1所示的传送层面，大量的标准主要是由技术来进行驱动。这主要是由于在传输层面所涉及的网络设施主要为高层业务提供一种承载，对于运营商提供的业务特征并不敏感。

图1　业务模型

而在控制层和业务层中，一套业务提供给用户时，根据运营商提供的业务特征的不同，需要调用不同的业务技术工具。这些工具需要在标准化组织中进行定义。但是，在一种技术没有应用之前，在技术层面很难确定应制定什么样的规范已适应市场和业务的需要。

(2)多种体系成堆的技术和标准，对于符合市场需求的规范标准没有明确要求

由于在业务层面规范的制定过程中，市场对于业务特征的反馈更加重要。大部分标准化组织并没有特别重视这方面反馈信息的收集和处理，基本延续过去的工作方式，以技术导向，制定出成堆的标准，而其中真正能够应用