3G:第三代移動通信技術-中文百科頻道

技術起源

1940年，美國女演員海蒂·拉瑪和她的作曲家丈夫喬治·安塞爾提出一個Spectrum（頻譜）的技術概念，這個被稱為“展布頻譜技術”（也稱碼分擴頻技術）的技術理論在此後帶給了我們這個世界不可思議的變化，就是這個技術理論最終演變成我們今天的3G技術，展布頻譜技術就是3G技術的根本基礎原理。

1938年3月納粹正式進入奧地利，随後，她也逃到倫敦，以遠離她失敗的婚姻和衆多的納粹“朋友”。順便也把納粹無線通信方面的“軍事機密”帶到了盟國。這些機密主要是基于無線電保密通信的“指令式制導”系統，用于自動控制武器，精确打擊目标，但為了防止無線電指令被敵軍竊取，需要開發一系列的無線電通信的保密技術―受過良好教育的她偷偷地吸收了許多極具價值的前瞻性概念。

但最終1942年8月她還是得到了美國的專利，在美國的專利局，曾經塵封着這樣一份專利：專利号為2，292，387的“保密通信系統”專利，這個專利的通過時間是1942年8月11日，申請時間是1941年6月10日，展布頻譜技術（擴頻技術）Spread Spectrum。美國國家專利局網站上的存檔這個技術專利最初是用于軍事用途的。

海蒂·拉瑪最初研究這個技術是為幫助美國軍方制造出能夠對付納粹德國的電波幹擾或防竊聽的軍事通訊系統，因此這個技術最初的作用是用于軍事。二戰結束後因為暫時失去了價值，美國軍方封存了這項技術，但它的概念已使很多國家對此産生了興趣，多國在60年代都對此技術展開了研究，但進展不大。

直到1985年，在美國的聖叠戈成立了一個名為“高通”的小公司（現成為世界五百強），這個公司利用美國軍方解禁的“展布頻譜技術”開發出一個被名為“CDMA”的新通訊技術，就是這個CDMA技術直接導緻了3G的誕生。世界3G技術的3大标準.美國CDMA2000，歐洲WCDMA，中國TD-SCDMA，都是在CDMA的技術基礎上開發出來的，CDMA就是3G的根本基礎原理，而展布頻譜技術就是CDMA的基礎原理。

1995年問世的第一代模拟制式手機（1G）隻能進行語音通話。1996到1997年出現的第二代GSM、CDMA等數字制式手機（2G）便增加了接收數據的功能，如接收電子郵件或網頁。

2008年5月，國際電信聯盟正式公布第三代移動通信标準，中國提交的TD-SCDMA正式成為國際标準，與歐洲WCDMA、美國CDMA2000成為3G時代最主流的三大技術之一。

作為一項新興技術，CDMA、CDMA2000正迅速風靡全球并已占據20%的無線市場。截止2012年，全球CDMA2000用戶已超過2.56億，遍布70個國家的 156家運營商已經商用3GCDMA業務。包含高通授權LICENSE的安可信通信技術有限公司在内全球有數十家OEM廠商推出EVDO移動智能終端。2002年，美國高通公司芯片銷售創曆史佳績；1994年至今，美國高通公司已向全球包括中國在内的衆多制造商提供了累計超過75億多枚芯片。3G也就是在這個大背景下誕生。

标準參數

國際電信聯盟（ITU）在2000年5月确定WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三大主流無線接口标準，寫入3G技術指導性文件《2000年國際移動通訊計劃》（簡稱IMT—2000）；2007年，WiMAX亦被接受為3G标準之一。

CDMA是Code Division Multiple Access（碼分多址）的縮寫，是第三代移動通信系統的技術基礎。第一代移動通信系統采用頻分多址（FDMA）的模拟調制方式，這種系統的主要缺點是頻譜利用率低，信令幹擾話音業務。第二代移動通信系統主要采用時分多址（TDMA）的數字調制方式，提高了系統容量，并采用獨立信道傳送信令，使系統性能大大改善，但TDMA的系統容量仍然有限，越區切換性能仍不完善。CDMA系統以其頻率規劃簡單、系統容量大、頻率複用系數高、抗多徑能力強、通信質量好、軟容量、軟切換等特點顯示出巨大的發展潛力。下面分别介紹一下3G的幾種标準：

WCDMA

WCDMA，全稱為Wideband CDMA，也稱為CDMA Direct Spread，意為寬頻分碼多重存取，這是基于GSM網發展出來的3G技術規範，是歐洲提出的寬帶CDMA技術，它與日本提出的寬帶CDMA技術基本相同，目前正在進一步融合。WCDMA的支持者主要是以GSM系統為主的歐洲廠商，日本公司也或多或少參與其中，包括歐美的愛立信、阿爾卡特、諾基亞、朗訊、北電，以及日本的NTT、富士通、夏普等廠商。該标準提出了GSM（2G）-GPRS-EDGE-WCDMA（3G）的演進策略。這套系統能夠架設在現有的GSM網絡上，對于系統提供商而言可以較輕易地過渡。預計在GSM系統相當普及的亞洲，對這套新技術的接受度會相當高。因此WCDMA具有先天的市場優勢。WCDMA已是當前世界上采用的國家及地區最廣泛的，終端種類最豐富的一種3G标準，占據全球80%以上市場份額。

ARTT FDD

異步CDMA系統：無GPS

帶寬：5MHz

碼片速率：3.84Mcps

中國頻段：1940MHz-1955MHz（上行）、2130MHz -2145MHz（下行）

CDMA2000

CDMA2000是由窄帶CDMA（CDMA IS95）技術發展而來的寬帶CDMA技術，也稱為CDMA Multi-Carrier，它是由美國高通北美公司為主導提出，摩托羅拉、Lucent和後來加入的韓國三星都有參與，韓國成為該标準的主導者。這套系統是從窄頻CDMAOne數字标準衍生出來的，可以從原有的CDMAOne結構直接升級到3G，建設成本低廉。但使用CDMA的地區隻有日、韓和北美，所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。不過CDMA2000的研發技術卻是目前各标準中進度最快的，許多3G手機已經率先面世。該标準提出了從CDMAIS95（2G）-CDMA20001x-CDMA20003x（3G）的演進策略。CDMA20001x被稱為2.5代移動通信技術。CDMA20003x與CDMA20001x的主要區别在于應用了多路載波技術，通過采用三載波使帶寬提高。中國電信正在采用這一方案向3G過渡，并已建成了CDMAIS95網絡。

RTT FDD

同步CDMA系統：有GPS

帶寬：1.25MHz

碼片速率：1.2288Mcps

中國頻段：1920MHz -1935MHz（上行）、2110MHz -2125MHz（下行）

TD SCDMA

全稱為Time Division-Synchronous CDMA（時分同步CDMA），該标準是由中國大陸獨自制定的3G标準，1999年6月29日，中國原郵電部電信科學技術研究院（大唐電信）向ITU提出，但技術發明始于西門子公司，TD-SCDMA具有輻射低的特點，被譽為綠色3G。該标準将智能無線、同步CDMA和軟件無線電等當今國際領先技術融于其中，在頻譜利用率、對業務支持具有靈活性、頻率靈活性及成本等方面的獨特優勢。另外，由于中國内地龐大的市場，該标準受到各大主要電信設備廠商的重視，全球一半以上的設備廠商都宣布可以支持TD-SCDMA标準。該标準提出不經過2.5代的中間環節，直接向3G過渡，非常适用于GSM系統向3G升級。軍用通信網也是TD-SCDMA的核心任務。相對于另兩個主要3G标準CDMA2000和WCDMA它的起步較晚，技術不夠成熟。

RTT TDD

同步CDMA系統：有GPS

帶寬：1.6MHz

碼片速率：1.28Mcps

中國頻段：1880-1920MHz、2010-2025MHz

2300-2400MHz

功能對比

GSM數字移動通信系統是由歐洲主要電信運營者和制造廠家組成的标準化委員會設計出來的，它是在蜂窩系統的基礎上發展而成。包括GSM900MHz、GSM1800MHz及GSM1900MHz等幾個頻段。GSM系統有幾項重要特點：防盜拷能力佳、網絡容量大、号碼資源豐富、通話清晰、穩定性強不易受幹擾、信息靈敏、通話死角少、手機耗電量低等。

CDMA是碼分多址的英文縮寫（Code Division Multiple Access），它是在數字技術的分支－－擴頻通信技術上發展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術。它能夠滿足市場對移動通信容量和品質的高要求，具有頻譜利用率高、話音質量好、保密性強、掉話率低、電磁輻射小、容量大、覆蓋廣等特點，可以大量減少投資和降低運營成本。

3G是第三代移動通信技術，是下一代移動通信系統的通稱。3G系統緻力于為用戶提供更好的語音、文本和數據服務。與現有的技術相比較而言，3G技術的主要優點是能極大地增加系統容量、提高通信質量和數據傳輸速率。此外利用在不同網絡間的無縫漫遊技術，可将無線通信系統和Internet連接起來，從而可對移動終端用戶提供更多更高級的服務。

3G與2G的主要區别是在傳輸聲音和數據的速度上的提升，它能夠在全球範圍内更好地實現無線漫遊，并處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網頁浏覽、電話會議、電子商務等多種信息服務，同時也要考慮與已有第二代系統的良好兼容性。為了提供這種服務，無線網絡必須能夠支持不同的數據傳輸速度，也就是說在室内、室外和行車的環境中能夠分别支持至少2Mbps（兆比特/每秒）、384kbps（千比特/每秒）以及144kbps的傳輸速度（此數值根據網絡環境會發生變化）。

模拟移動通信具有很多不足之處，比如容量有限；制式太多、互不兼容、不能提供自動漫遊；很難實現保密；通話質量一般；不能提供數據業務等。

第二代數字移動通信克服了模拟移動通信系統的弱點，話音質量、保密性得到了很大提高，并可進行省内、省際自動漫遊。但由于第二代數字移動通信系統帶寬有限，限制了數據業務的應用，也無法實現移動的多媒體業務。同時，由于各國第二代數字移動通信系統标準不統一，因而無法進行全球漫遊。比如，采用日本的PHS系統的手機用戶，隻有在日本國内使用，而中國GSM手機用戶到美國旅行時，手機就無法使用了。而且2G的GSM的信号覆蓋也盲區較多，一般高樓、偏遠地方都會信号較差，都是通過加裝蜂信通手機信号放大器來解決的。

第三代移動通信和第一代模拟移動通信和第二代數字移動通信相比，第三代移動通信是覆蓋全球的多媒體移動通信。它的主要的特點之一是可實現全球漫遊，使任意時間、任意地點、任意人之間的交流成為可能。也就是說，每個用戶都有一個個人通信号碼，帶着手機，走到世界任何一個國家，人們都可以找到你，而反過來，你走到世界任何一個地方，都可以很方便地與國内用戶或他國用戶通信，與在國内通信時毫無分别。能夠實現高速數據傳輸和寬帶多媒體服務是第三代移動通信的另一個主要特點。這就是說，用第三代手機除了可以進行普通的尋呼和通話外，還可以上網讀報紙，查信息、下載文件和圖片；由于帶寬的提高，第三代移動通信系統還可以傳輸圖象，提供可視電話業務。

牌照發放

國務院總理溫家寶2008年12月31日主持召開國務院常務會議，同意啟動第三代移動通信牌照發放工作。會議指出，TD-SCDMA作為第三代移動通信國際标準，是我國科技自主創新的重要标志，國家将繼續支持研發、産業化和應用推廣。發放第三代移動通信牌照對于拉動内需，優化電信市場競争結構，促進TD-SCDMA産業鍊成熟，具有重要作用。

伴随着“六合三”的改革重組完成後，3張3G牌照也将發放，當時就有專家估計，按進度國家或将在第四季發放3G牌，最快2009年第三季中國将步入第三代移動通信時代。将發放的3張3G牌基本采用三個不同标準，TD－SCDMA（時分同步碼分多址）為中國自主研發的3G标準，已被國際電信聯盟接受，與WCDMA（寬帶碼分多址）和CDMA2000合稱世界3G的三大主流标準。

根據電信業重組方案，3G牌照的發放方式是：中國移動獲得TD－SCDMA牌照，新中國電信獲得CDMA2000牌照，新中國聯通獲得WCDMA牌照。電信企業改革重組工作基本完成，已具備發放第三代移動通信TD-SCDMA和WCDMA、CDMA2000牌照的條件。會議同意工業和信息化部按照程序，啟動牌照發放工作。2008年12月31日，國務院常務會議通過決議，同意啟動3G牌照發放工作。

2009年1月7日14:30，工業和信息化部為中國移動、中國電信和中國聯通發放3張第三代移動通信（3G）牌照，此舉标志着中國正式進入3G時代。其中，批準：中國移動增加基于TD-SCDMA技術制式的3G牌照（TD-SCDMA為中國擁有自主産權的3G技術标準）；中國電信增加基于CDMA2000技術制式的3G牌照；中國聯通增加了基于WCDMA技術制式的3G牌照。

發展狀況

據《2013-2017年中國3G行業市場研究與投資預測分析報告》統計，中國正處于3G技術的商業應用的高速發展階段，3G網絡的巨大投資以及網絡運營維護外包化趨勢的形成給網絡優化行業帶來了廣闊的市場空間。截至2011年5月底，中國3G基站總數達到71.4萬個，其中中國移動、中國電信和中國聯通的3G基站分别達到21.4萬、22.6萬和27.4萬個。3G的迅速發展将對通信設備制造業、終端産業和信息服務業等上下遊行業形成有力拉動。

中國已經成為全球最大的移動通信消費國，2008年中國移動通信用戶已經超過6億，手機新聞、手機博客、手機收發郵件等一系列移動互聯網的新發展得到普及，然而這一切都僅僅被應用于個人，移動商務的應用需求越來越迫切，讓企業通過移動互聯網實現企業與用戶之間的信息互動，并由此開展深層次、全方位應用是今天企業的最大需求，伴随工業和信息化部的成立，“3G中國”的啟動成為下一步“以信息化帶動工業化”的重要舉措。

中國移動

中國3G處于快速發展階段。随着TD-SCDMA網絡已經在國内10個城市試商用并成功地服務于北京奧運會、運營商重組圓滿落下帷幕以及馬上面臨的國内3G牌照發放，使2008年成為中國3G産業發展的關鍵一年。此外，中國移動電話用戶總數已突破6億大關，互聯網用戶數也達到了2億戶。由此可見，移動通信和互聯網的高速發展也讓中國3G向更高的目标邁進。

TD-SCDMA網絡在北京奧運會開幕式上得到了一定規模的使用，在北京有近7000個用戶在當晚使用了TD-SCDMA網絡，其中使用視頻通話的次數達到800多次。而中國移動的3G網絡也經曆了最嚴峻的考驗：在國家體育場及奧林匹克中心區内舉行開幕式時，移動通信的網絡通話峰值達到每小時110065次。

2008年8月，工信部發布《關于同意中國移動通信集團公司開展試商用工作的批複》，同意中國移動在全國建立TD網絡并開展試商用。

中國聯通

而中國聯通在出售CDMA網絡資産和業務之後，不僅獲得了可觀的資金保障，而且借助重組的快速推進以及擁有WCDMA技術和産業鍊最為成熟的優勢，中國聯通有望獲得超過2G時代的市場份額，并已經着手進行3G網絡的規劃建設。種種迹象顯示，3G在中國的發展初期即擁有了較好的成績，也為其今後的穩步發展打下了堅實的基礎。

2008年5月24日，工業和信息化部、國家發改委、财政部聯合發布《關于深化電信體制改革的通告》，鼓勵中國電信收購中國聯通（600050，股吧）CDMA網（包括資産和用戶），中國聯通與中國網通合并，中國網通的基礎電信業務并入中國聯通，中國鐵通并入中國移動，國内電信運營商由5家變為3家。

2008年6月2日，中國聯通向中國網通提出以協議安排方式對兩家公司實施合并，每股中國網通股份将換取1.508股中國聯通股份，每股中國網通美國存托股份換取3.016股中國聯通美國存托股份。同時，中國電信将以總價1100億元收購聯通CDMA網絡。2008年10月15日，網通紅籌公司在香港聯交所和紐約證券交易所退市。

2008年10月15日，新聯通公司正式成立，此次電信重組改革在資本市場層面的工作全部結束。

中國電信

2008年6月2日，中國電信、中國聯通及中國網通H股公司均發公告，公布了電信重組細節，而此時，距離5月23日上述運營商由于電信重組停牌，剛剛過去6個半交易日。随着電信重組方案的确定：中國移動鐵通=中國移動，中國聯通（CDMA網）中國電信=中國電信，中國聯通（GSM網）中國網通=中國聯通，從而中國電信運營商形成了三足鼎立之勢。在本次電信重組中，中國鐵通被并入中國移動集團，變成了中國移動一家全資子公司。那麼此前中國鐵通無論是固定電話用戶還是寬帶用戶都被轉成中國移動的用戶。中國電信CDMA2000的網絡建設速度最快，網絡穩定性和質量已超過WCDMA和TDCDMA。中國電信極力打造終端産業鍊，全球知名終端廠家已全部與中國電信合作，CDMA2000終端的種類也與WCDMA持平，目前中國電信已成為全球CDMA用戶最多的電信運營商。2008年7月29日，中國電信集團宣布未來三年投資800億元發展CDMA業務，并提出把CDMA用戶數由約4300萬增至1億，屆時在中國移動通信市場的占有率将達15%。2008年10月1日，中國電信開始與中國聯通進行C網交割，并于60天内完成。2008年12月22日，中國電信發布移動業務品牌“天翼”，189号段在部分省市投入試商用，全面轉型為全業務運營商。

應用領域

寬帶上網

寬帶上網是3G手機的一項很重要的功能，屆時我們能在手機上收發語音郵件、寫博客、聊天、搜索、下載圖鈴等……不少人以為這些在手機上的功能應用要等到3G時代，但其實的無線互聯網門戶也已經可以提供。盡管的GPRS網絡速度還不能讓人非常滿意，但3G時代來了，手機變成小電腦就再也不是夢想了。

手機商務

與傳統的OA系統相比，手機辦公擺脫了傳統OA局限于局域網的桎梏，辦公人員可以随時随地訪問政府和企業的數據庫，進行實時辦公和處理業務，極大地提高了辦公和執法的效率。

視頻通話

3G時代，傳統的語音通話已經是個很弱的功能了，到時候視頻通話和語音信箱等新業務才是主流，傳統的語音通話資費會降低，而視覺沖擊力強，快速直接的視頻通話會更加普及和飛速發展。

3G時代被談論得最多的是手機的視頻通話功能，這也是在國外最為流行的3G服務之一。相信不少人都用過QQ、MSN或Skype的視頻聊天功能，與遠方的親人、朋友“面對面”地聊天。今後，依靠3G網絡的高速數據傳輸，3G手機用戶也可以“面談”了。當你用3G手機撥打視頻電話時，不再是把手機放在耳邊，而是面對手機，再戴上有線耳麥或藍牙耳麥，你會在手機屏幕上看到對方影像，你自己也會被錄制下來并傳送給對方。

手機電視

從運營商層面來說，3G牌照的發放解決了一個很大的技術障礙，TD和CMMB等标準的建設也推動了整個行業的發展。手機流媒體軟件會成為3G時代最多使用的手機電視軟件，在視頻影像的流暢和畫面質量上不斷提升，突破技術瓶頸，真正大規模被應用。

無線搜索

對用戶來說，這是比較實用型的移動網絡服務，也能讓人快速接受。随時随地用手機搜索将會變成更多手機用戶一種平常的生活習慣。

手機音樂

在無線互聯網發展成熟的日本，手機音樂是最為亮麗的一道風景線，通過手機上網下載音樂是電腦的50倍。3G時代，隻要在手機上安裝一款手機音樂軟件，就能通過手機網絡，随時随地讓手機變身音樂魔盒，輕松收納無數首歌曲，下載速度更快。

手機辦公

随着帶寬的增加，手機辦公越來越受到青睐。手機辦公使得辦公人員可以随時随地與單位的信息系統保持聯系，完成辦公功能。這包括移動辦公、移動執法、移動商務等等。極大地提高了辦事和執法的效率。

手機購物

不少人都有在淘寶上購物的經曆，但手機商城對不少人來說還是個新鮮事。事實上，移動電子商務是3G時代手機上網用戶的最愛。90%的日本韓國手機用戶都已經習慣在手機上消費，甚至是購買大米、洗衣粉這樣的日常生活用品。專家預計，中國未來手機購物會有一個高速增長期，用戶隻要開通手機上網服務，就可以通過手機查詢商品信息，并在線支付購買産品。高速3G可以讓手機購物變得更實在，高質量的圖片與視頻會話能使商家與消費者的距離拉近，提高購物體驗，讓手機購物變為新潮流。

手機網遊

與電腦的網遊相比，手機網遊的體驗并不好，但方便攜帶，随時可以玩，這種利用了零碎時間的網遊是年輕人的新寵，也是3G時代的一個重要資本增長點。3G時代到來之後，遊戲平台會更加穩定和快速，兼容性更高，即“更好玩了”，像是升級的版本一樣，讓用戶在遊戲的視覺和效果方面感覺更有體驗。

距離國務院常務會議研究同意啟動3G牌照僅一周，工業與信息化部就迅速向三大運營商發放了3G牌照。工業和信息化部宣布，批準中國移動通信集團公司增加基于TD-SCDMA技術制式的3G業務經營許可，中國電信集團公司增加基于CDMA2000技術制式的3G業務經營許可，中國聯合網絡通信集團公司增加基于WCDMA技術制式的3G業務經營許可。

對于運營商來說，3G牌照發放意味着新一輪市場角逐的開始；對于設備商來說，這意味着3年至少2800億元的投資大蛋糕擺在了面前；而對于用戶來說，3G意味着手機上網帶寬飙升，資費越降越低。

手機終端

3G手機是基于移動互聯網技術的終端設備，3G手機完全是通信業和計算機工業相融合的産物，和此前的手機相比差别實在是太大了，因此越來越多的人開始稱呼這類新的移動通信産品為“個人通信終端”。

即使是對通信業最外行的人也可從外形上輕易地判斷出一台手機是否是“第三代”：第三代手機都有一個超大的彩色顯示屏，往往還是觸摸式的。3G手機除了能完成高質量的日常通信外，還能進行多媒體通信。用戶可以在3G手機的觸摸顯示屏上直接寫字、繪圖，并将其傳送給另一台手機，而所需時間可能不到一秒。當然，也可以将這些信息傳送給一台電腦，或從電腦中下載某些信息；用戶可以用3G手機直接上網，查看電子郵件或浏覽網頁；将有不少型号的3G手機自帶攝像頭，這将使用戶可以利用手機進行電腦會議，甚至使數字相機成為一種“多餘”。

3G通信是移動通信市場經曆了第一代模拟技術的移動通信業務的引入，在第二代數字移動通信市場的蓬勃發展中被引入日程的。在當今Internet數據業務不斷升溫中，在固定接入速率（HDSL、ADSL、VDSL）不斷提升的背景下，3G移動通信系統也看到了市場的曙光，益發為電信運營商、通信設備制造商和普通用戶所關注。