2G到3G的过渡
日期：2009年7月24日
1 、我国移动通信市场发展迅速
移动通信是我国最具发展活力的产业之一，其发展令人注目， 1987 年至今，我国移动通信用户以年均增量 5000 万户的速率迅猛发展，目前已拥有 2.63 亿用户，年产值约为 2000 亿人民币 ，成为世界上规模最大的电信市场。预计 2005 年中国移动通信用户达到 3.5 亿户， 2008 年中达到 5 亿户， 2010 年达到 6 亿户。如今，人们对移动通信的各种需求和要求与日俱增，正推动移动通信从现今的 2G 向 3G 演进。
2 、 2G 特点及发展历程
第二代移动通信系统（ 2G ）是以数字无线电技术为特征的数字蜂窝移动通信系统，产生于 80 年代中叶。第一批系统于 90 年代初投入商用，数字蜂窝系统在许多方面都优于第一代模拟系统，最引人注意的方面是能够更有效的利用无线频谱，从而提高系统容量。另一个优点是数字传输不仅可以使话音而且可以使数据通过无线频谱传送，因而可以支持短消息服务（ SMS ）和电子函件之类的很多应用。数字技术还可以增强话音和数据传输的保密性，因为调频扫描器理解不了数字信号，易于对比特流进行加密。所有这些都得益于数字技术的快速发展并广泛应用于程控交换、传输等移动通信领域，使得第二代移动通信系统从模拟移动通信系统的频分多址（ FDMA ）转化为数字化的时分多址（ TDMA ）和码分多址（ CDMA ）。提高了网络容量、通话质量和通话保密性。现有的 GSM( 全球移动通信系统 ) 、 PDC （个人数字蜂窝）、 IS-136 （ D-AMPS ）以及 IS-95 （ US CDMA 系统）都属于第二代系统。
在第二代系统中， GSM 是最早投入商用的数字蜂窝系统， 80 年代由欧洲首先提出。 1989 年创建的欧洲电信标准协会（ ETSI ）一直在负责 GSM 的标准化工作。芬兰移动运营公司 RADIOLINJA 于 1991 年建立了第一个 GSM 网，随后，欧洲所有国家都采用了 GSM 标准，同时，该标准在其他各大洲也得到了普遍应用，一直处于蜂窝标准的主导地位。目前全球绝大多数国家使用这一标准。我国移动通信也主要是 GSM 体制，比如中国移动的 135 到 139 手机，中国联通的 130 到 132 都是 GSM 手机。目前使用 GSM 的用户国占内市场的 97% 。关于第二代移动通信主流标准的 GSM 发展历程如下表所示。
GSM 的发展时间表
1982 CEPT 设立欧洲特别移动组
1884 提出 GSM 多址接入的几个方案：宽带 TDMA 、窄带 TDMA 、 DS-CDMA 、混合 CDMA/FDMA 、窄带 FDMA
1986 8 个试验性系统在法国 CNET 实验室中测试，建立了核心参数
1987
选择基本传输的原则：每载波 8 个信道、 2000kHz 载波带宽、慢跳频
签署 MoU
续表?
1988 GSM 成为 ETSI 的一个技术委员会
1990 GSM 第一阶段规范冻结（ 1987 ～ 1990 年起草）
GSM1800 标准化开始
1992 GSM 商用运营开始，并开始 GAM 第 2 + 阶段的开发
1995 GSM 作为 PCS 技术的候选方案提交给美国并被采纳
1996 准备增强的全速率（ EFR ）话音编码
准备 14.4kbps 标准
GSM1900 商用运营开始
1997 准备 HSCSD 标准
GSM 无绳系统（家用基站）标准化开始
EDGE 标准化开始
1998 准备 GPRS 标准
选择 WCDMA 作为第三代空中接口
3 、 3G 的特点及标准
90 年代数字移动通信系统在全世界得到了迅速发展，各国根据自身的技术情况和发展策略制订了不同的标准，因此，世界移动通信系统很难形成统一的移动通信网络。其主要原因是这些移动蜂窝系统最初是作为漫游能力有限的国内网或地区性的网络来设计的。伴随技术的进步，为了未来全球移动通信系统的发展，国际电联（ ITU ）于 1985 年底开会提出未来公共陆地移动通信系统（ FPLMTS ）的概念，并开始研制具有世界一致频谱和无线接口的第三代系统。 1994 年国际电联将 FPLMTS 正式改名为国际移动通信系统 2000 （ IMT2000 ）。 IMT2000 的目标是形成全球统一频段，统一标准，这就是发展中的 3G （第三代移动通信系统）。 IMT-2000 主要设想是要为各种业务的融合和分配提供一个平台，无论它们是移动业务还是固定业务、话音还是数据业务、电信内容还是计算业务 , 该系统是一个全球无缝覆盖、全球漫游，包括卫星移动通信、陆地移动通信和无绳电话等蜂窝移动通信的大系统。它可以向公众提供前两代产品所不能提供的各种宽带信息业务，如高速数据、慢速图像与电视图像等，传输速率高达 2Mbps ，带宽可达 5MHz 以上。第三代移动通信 IMT － 2000 技术标准，是一种真正的“宽频多媒体全球数字移动电话技术”，并能与改进的 GSM 网络系统兼容。第三代移动通信基本特征如下：
⑴针对全球范围设计，与固定网络业务及用户互连，无线接口的类型尽可能少和高度兼容性；
⑵具有与固定通信网络相比拟的高话音质量和高安全性；
⑶具有在本地采用 2Mbps 高速率接入和在广域网采用 384kbps 接入速率的数据率分段使用功能；
⑷具有在 2GHz 左右的高效频谱利用率，且能最大程度地利用有限带宽；
⑸移动终端可连接地面网和卫星网，可移动使用和固定使用，可与卫星业务共存和互连；
⑹能够处理包括国际互联网和视频会议、高数据率通信和非对称数据传输的分组和电路交换业务；
⑺支持分层小区结构，也支持包括用户向不同地点通信时浏览国际互联网的多种同步连接；
⑻语音只占移动通信业务的一部分，大部分业务是非话数据和视频信息；
⑼一个共用的基础设施，可支持同一地方的多个公共的和专用的运营公司；
⑽手机体积小、重量轻，具有真正的全球漫游能力；
⑾具有根据数据量、服务质量和使用时间为收费参数，而不是以距离为收费参数的新收费机制。
作为第三代移动通信的标准，国际标准国际电信联盟 (ITU) 在 2000 年 5 月确定 WCDMA 、 CDMA2000 和 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) 。
WCDMA ( 宽带码分多址： Wideband Code Division Multiple Access) 其支持者主要是以 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。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，而 GSM 系统相当普及的亚洲对这套新技术的接受度预料会相当高。因此 W-CDMA 具有先天的市场优势。
CDMA2000 也称为 CDMA Multi-Carrier ，由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、 Lucent 和后来加入的韩国三星都有参与，韩国现在成为该标准的主导者。这套系统是从窄频 CDMA One 数字标准衍生出来的，可以从原有的 CDMA One 结构直接升级到 3G ，建设成本低廉。但目前使用 CDMA 的地区只有日、韩和北美，所以 CDMA2000 的支持者不如 W-CDMA 多。不过 CDMA2000 的研发技术却是目前各标准中进度最快的，许多 3G 手机已经率先面世。
TD-SCDMA( 时分同步码分多址接： Time Division Synchronization CDMA) 是由中国大陆独自制定的 3G 标准。 1999 年 6 月 29 日 ，由中国原邮电部电信科学技术研究院 ( 大唐电信 ) 向 ITU 提出。该标准将智能无线、同步 CDMA 和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外，由于中国内的庞大的市场，该标准受到各大主要电信设备厂商的重视，全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持 TD-SCDMA 标准。
4 、 2G 到 3G 的衔接—— 2.5G
鉴于 2G 数字技术的已经普及应用，不可能采取淘汰现有技术、网络、重新建立新网络的方式。经济性和技术上的兼容性决定了 2G 向 3G 的发展只能是一种平滑的技术发展与现有网络的改造提高，这种 2G 向 3G 平滑过渡的特性决定了新的移动通信技术必须是具有对 2G 的兼容性。目前已经进行商业应用的 2.5G 移动通信技术是从 2G 迈向 3G 的衔接性技术。例如， HSCSD 、 WAP 、 GPRS 、 EDGE 、蓝牙 (Bluetooth) 、 EPOC 等技术都是 2.5G 技术，已经开始运用于现行的移动通信系统。
（ 1 ） HSCSD （高速电路交换数据服务： High Speed Circuit Switched Data ）这是 GSM 网络的升级版本，能够将传输速度大幅提升到平常的二至三倍。目前新加坡 M1 与新加坡电讯的移动电话都采用 HSCSD 系统，其传输速度能够达到 57.6kbps 。
（ 2 ） WAP （无线应用通讯协议： Wireless Application Protocol ）是移动通信与互联网结合的第一阶段性产物，也是大家听说最多的。这项技术让使用者可以用手机之类的无线装置上网，透过小型屏幕遍游在各个网站之间。而这些网站也必须以 WMl( 无线标记语言 ) 编写，相当于国际互联网上的 HTML( 超文件标记语言 ) 。
（ 3 ） GPRS （通用无线分组业务： General Packet Radio Service ） 是从 GSM 到 3G 技术发展中很重要的一步。 GPRS 可以实现用户的手机持续数据连通和自由信息流动。此外， GPRS 的一大好处是它先进的记费系统。 它可以按照用户的访问量记费 , 而不是按照连接上网时间。这项技术与 GSM 网络配合，传输速度可以达到 115kbps 。
（ 4 ） EDGE （全球增强型数据提升率 Enhanced Data rate for Global Evolution ）是从 GSM 到 3G 发展的第二步。 EDGE 可以实现每个通话速率最高达到 384kbit/s 。 EDGE 兼容了 GPRS 的优点，有快速的连接启动，比传统的 GSM 技术更高的带宽。 EDGE 的传输速度可以达到 384kbps ，可以应用在诸如无线多媒体、电子邮件、网络信息娱乐以及电视会议上。
（ 5 ）蓝牙 (Bluetooth) ，蓝牙是一种短距的无线通讯技术，电子装置彼此可以透过蓝牙而连接起来，传统的电线在这里就毫无用武之地了。透过芯片上的无线接收器，配有蓝牙技术的电子产品能够在 十公尺的距离内彼此相通，传输速度可以达到每秒钟 1 兆字节。
（ 6 ） EPOC 是一种能够让移动电话摇身一变成为无线信息装置 ( 例如智能电话 ) 的操作系统，满足使用者对于数据的需求。它支持信息传送、网页浏览、办公室作业、公用事业以及个人信息管理的应用，也有软件可以和个人计算机与服务器作同步的沟通。
总的说来， 2G 到 3G 过渡是对 2G 的继承和发展，技术上主要表现为
（ 1 ）第三代和第二代同属蜂窝状覆盖网络，有相似的无线资源管理和移动性管理；
（ 2 ）同是数字移动通信。
（ 3 ）用相似的编码与调制解调技术。
第三代与第二代在技术上的主要差别在于第三代要适应多媒体业务和互联网浏览，因此需要更高的速率，分组交换和不对称业务。在网络平台上要适应分组交换模式，最终希望构筑在互联网协议平台上，这是它的发展的一面。
在运营上，第二代已经在全球形成了巨大的通信网络规模，运营商不可能一下子丢掉这么大的基础设施，用户也需要能有个过渡时间。因此，由第二代向第三代在技术上和运营上都需要有个过渡，这就是当前在第二代线路交换基础上加上分组交换，在无线资源分配上允许一个用户占有多个物理信道，以及同一物理信道可以被多个数据业务用户共用。
5 、中国发展第三代移动通信的必要性与迫切性
所有的人都有一个共同的认识，就是在中国发展第三代移动通信是非常必要的，运营业专家更表示需求迫切，其理由是：
(1) 用户数增长需求
中国的移动通信网规模正以最快的发展速度迅速扩大，到 2005 年，中国可能拥有的移动通信用户数将达到 3.5 亿户，即便如此，按人口普及率计算大约为 25% ，远远未达到当前北欧一些移动通信高度发展的国家，在那里按人口计算已有超过 60 － 80% 的高普及率，为适应中国移动通信网的用户增长需求，中国希望有更多的频谱资源支持，发展第三代移动通信是一条途径。
(2) 数据业务增长需求
在无线互联网技术的推动下，移动通信 WAP 业务成为新的发展热点，据预测中国 WAP 推出第一年有约 83 万用户， 2000 年为 140 万用户， 2004 年将达 4300 万用户， 5 年后手机上网用户将占手机用户总数的 30% ，即 2005 年有近 1 亿用户，如此巨大的发展规模，网络必须有相应的不对称业务能力和高速率数据传输能力，这也必须靠第三代移动通信来支持。
(3) 降低运营成本的需求
第三代移动通信与第二代相比，频谱利用率大大提高，因此，运营成本相应地降低，作为运营商将会受到驱使。
(4) 运营商的商业竞争需求
大力发展 3G 是建立我国移动通信产业和占领未来国内移动通信市场一次难得的机遇。
一代新的技术的应用，会因为商业竞争而大大加速，我国的 GSM 标准在移动通信运营网中的确立与加速发展，与 1994 年中国联通的成立有密切的联系。时下，我们国内移动通信多家经营，加入 WTO 后，我国通信业对外开放的压力是明显的，及早抓住第三代移动通信业务将会有利与运营商自身的发展。
(5) 民族产业的发展机遇
中国的第一代移动通信设备市场完全为国外公司所占有，第二代移动通信设备开发虽然早已起步，但未形成产业规模，所以也贻误了时机，对于第三代移动通信我国已提出了国际电联所认可的属于自主知识产权的体制标准 TD-SCDMA ，因此，很有可能由此给我们的民族移动通信产业带来一个新的发展机遇。我国发展 3G 应与建立生产制造业结合起来，并尽可能地注入自己的知识产权。同时，国家要加大投入，使移动通信真正成为国家的经济增长点和支柱产业。并且，在此基础上可以发展未来新一代移动通信（ 4G ），建立我国移动通信产业。对 4G 技术和产品的开发，尽量注入我们自己的知识产权，同时建立自己的民族工业，并能进入国际市场参与竞争。因此，大力发展 3G ，仍然是我国发展移动通信极为重要的战略决策。
6 、 2G 到 3G 的演进方案
演进过程可以分为如下两个阶段：
第一阶段：在 GSM 网络中提供第三代移动通信业务。
现有 GSM 网络，在它扩容时，使用扩展的 BSC （ E-BSC ），同时在用户集中地区，在现有 GSM 基站的站址增加 TDD 基站。使用 3G TDD/GSM 双频双模用户终端，这些初期的 3G 用户在 3G TDD 基站覆盖区内，可以享受 3G 服务。在覆盖区域以外，则使用 GSM 工作。显然，此初期系统 3G 用户在享受 3G 服务时，只能在同一 E-BSC 的 3G 基站之间实现越区切换，而 GSM 网络的功能将不受影响。用此方式，可以用比简单的对 GSM 系统网络扩容更低的投入（平均每用户承担的 BTS 和 BSC 设备价格将比 GSM 低 20% 至 30% ），不仅扩大了容量，在用户密集的地区为用户提供了移动通信服务。而且，还为最急需的地区提供了第三代移动通信的业务。这样，也为以后向第三代过渡打下了基础。到这一步，第三代移动通信的覆盖范围可能逐步达到城市一级，在大城市将有几十到上百个第三代的 BTS ，系统将支持不同 E-BSC 之间的自动越区切换。当然，还没有达到全国和全球覆盖，自动漫游还依靠 GSM 系统。
第二阶段：过渡到第三代移动通信网络。
到 2004 － 2005 年，第三代移动通信将进入高速成长期，各国、各运营商均将开始建设完整的第三代移动通信网络。与第一阶段相比，唯一需要更换的设备就是将 E-BSC 更换为 3G 的 RNC ，再加上第三代的 MSC ，而网络中投资最大的部分： BTS 已经在第一阶段建设了，只需对其接口进行软件升级，不增加硬件的投入。此时，网中不仅有 TDD 的基站，也将有 FDD 的基站，此 3G 网将是一个全国覆盖、国际漫游的完整的网络。从第二代到第三代的演进或过渡的过程将在上述基本上少量增加新投资就可以完成了。
该方案由中国自主的知识产权，在网络规划、设计、建设、扩容、使用管理和技术服务等方面，具有得天独厚的优势，减小了技术和投资风险。从 GSM 到 3G 的发展是平滑演进，逐步过渡，既充分利用了当前庞大的 GSM 网络资源，保护了运营商和广大用户的利益，又开辟了向 3G 系统迅速发展的道路。我国政府对第三代移动通信采取了积极研究、开发，慎重、稳妥发展的策略。较早地启动了标准化和研究开发的工作，为我国运营和产业化打下了一定的基础。
移动通信产业每年大约有 1 万亿资金的运作，是我国国民经济中重要的支柱产业和新的增长点。衷心希望各界人士关注我国移动通信的发展。
（转自：云南省无线电管理委员会办公室）