3G
3G(3rd-Generation)是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术,是第三代移动通信技术。其速率一般在几百kbps以上,能够同时传送声音及数据信息。3G是将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。3G存在四种标准:CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA,WiMAX,业界主流为CDMA技术1。
1940年,美国女演员海蒂·拉玛和她的作曲家丈夫提出一个频谱(Spectrum)的技术概念,这个被称为 “展布频谱技术”(也称码分扩频技术)的技术理论最终演变成3G技术。早在2002年国外就已经产生3G了,而中国也于2003年开发出中国的3G,但2009年才正式上市。3G的下行速度峰值理论可达3.6Mbit/s(一说2.8Mbit/s),上行速度峰值也可达384kbit/s1。
3G的主要目标定位于实时视频、高速多媒体和移动互联网访问业务。虽然高速数据传输能力是第三代无线网络的关键特征之一,但其真正优势是扩大高质量话音业务容量,基于ATM或IP技术的网络通信将会极大降低话音、数据业务的成本2。
技术起源
1940年,美国女演员海蒂·拉玛和她的作曲家丈夫乔治·安塞尔提出一个Spectrum(频谱)的技术概念,这个被称为“展布频谱技术”(也称码分扩频技术)的技术理论在此后带给了我们这个世界不可思议的变化,就是这个技术理论最终演变成我们今天的3G技术,展布频谱技术就是3G技术的根本基础原理。
1938年3月纳粹正式进入奥地利,随后,她也逃到伦敦,以远离她失败的婚姻和众多的纳粹“朋友”。顺便也把纳粹无线通信方面的“军事机密”带到了盟国。这些机密主要是基于无线电保密通信的“指令式制导”系统,用于自动控制武器,精确打击目标,但为了防止无线电指令被敌军窃取,需要开发一系列的无线电通信的保密技术――受过良好教育的她偷偷地吸收了许多极具价值的前瞻性概念。
但最终1942年8月她还是得到了美国的专利,在美国的专利局,曾经尘封着这样一份专利:专利号为2,292,387的“保密通信系统”专利,这个专利的通过时间是1942年8月11日,申请时间是1941年6月10日,展布频谱技术(扩频技术)Spread Spectrum。美国国家专利局网站上的存档 这个技术专利最初是用于军事用途的。
海蒂·拉玛最初研究这个技术是为帮助美国军方制造出能够对付纳粹德国的电波干扰或防窃听的军事通讯系统,因此这个技术最初的作用是用于军事。二战结束后因为暂时失去了价值,美国军方封存了这项技术,但它的概念已使很多国家对此产生了兴趣,多国在60年代都对此技术展开了研究,但进展不大。
直到1985年,在美国的圣迭戈成立了一个名为“高通”的小公司(现成为世界五百强),这个公司利用美国军方解禁的“展布频谱技术”开发出一个被名为“CDMA”的新通讯技术,就是这个CDMA技术直接导致了3G的诞生。世界3G技术的3大标准.美国CDMA2000,欧洲WCDMA,中国TD-SCDMA,都是在CDMA的技术基础上开发出来的,CDMA就是3G的根本基础原理,而展布频谱技术就是CDMA的基础原理。
1995年问世的第一代模拟制式手机(1G)只能进行语音通话。1996到1997年出现的第二代GSM、CDMA等数字制式手机(2G)便增加了接收数据的功能,如接收电子邮件或网页。
2008年5月,国际电信联盟正式公布第三代移动通信标准,中国提交的TD-SCDMA正式成为国际标准,与欧洲WCDMA、美国CDMA2000成为3G时代最主流的三大技术之一。
作为一项新兴技术,CDMA、CDMA2000正迅速风靡全球并已占据20%的无线市场。截止2012年,全球CDMA2000用户已超过2.56亿,遍布70个国家的 156家运营商已经商用3G CDMA业务。包含高通授权LICENSE的安可信通信技术有限公司在内全球有数十家OEM厂商推出EVDO移动智能终端。2002年,美国高通公司芯片销售创历史佳绩;1994年至今,美国高通公司已向全球包括中国在内的众多制造商提供了累计超过75亿多枚芯片。3G也就是在这个大背景下诞生。
技术标准
标准种类
国际电信联盟(ITU)在2000年5月确定WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA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》(简称IMT—2000);2007年,WiMAX亦被接受为3G标准之一。
CDMA是Code Division Multiple Access (码分多址)的缩写,是第三代移动通信系统的技术基础。第一代移动通信系统采用频分多址(FDMA)的模拟调制方式,这种系统的主要缺点是频谱利用率低,信令干扰话音业务。第二代移动通信系统主要采用时分多址(TDMA)的数字调制方式,提高了系统容量,并采用独立信道传送信令,使系统性能大大改善,但TDMA的系统容量仍然有限,越区切换性能仍不完善。CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。下面分别介绍一下3G的几种标准:
WCDMA
WCDMA,全称为Wideband CDMA,也称为CDMA Direct Spread,意为宽频分码多重存取,这是基于GSM网发展出来的3G技术规范,是欧洲提出的宽带CDMA技术,它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同,目前正在进一步融合。WCDMA的支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商,日本公司也或多或少参与其中,包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电,以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。该标准提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演进策略。这套系统能够架设在现有的GSM网络上,对于系统提供商而言可以较轻易地过渡。预计在GSM系统相当普及的亚洲,对这套新技术的接受度会相当高。因此WCDMA具有先天的市场优势。WCDMA已是当前世界上采用的国家及地区最广泛的,终端种类最丰富的一种3G标准,占据全球80%以上市场份额。
ARTT FDD
异步CDMA系统:无GPS