3GUMTS向移动宽带和个人互联网发展.doc

3G/UMTS:向移动宽带和个人互联网发展MTS论坛主席 Jean-Pierre Bienaim 2005年，我们迈过一个里程碑，那就是全球WCDMA加cdma2000 1x EV-DO网络的用户数超过了5,000万。2005年9月，在35个国家中，有3,300万用户成为3G/UMTS*用户，WCDMA网络达到80个（见图1）。而这一3G用户的增长局面是在多数发达市场移动电话普及率很高的情况下发生的，实属不易。第二代网络仅仅在十多年前才出现，十年后的今天，3G也被很快采用，且UMTS/WCDMA的增长速度大于GSM，它的成功更引人注目。在全世界5,000万用户中，UMTS成为最普遍的选择，以两位数的增长系数超过了其他3G网络。不管技术如何演变，市场传递的信息是很清楚的:2005年可以被认为是3G正在广泛商用化的一年。WCDMA网络从标准提出到完全商用化仅用了四年时间，关于3G前景的怀疑也在其最受嘲讽的几个季度中烟消云散了。我们正生活在一个宽带世界，商务用户和普通消费者无不期待能够可靠、高速地接入互联网，在家里、办公室和在移动中享受高质量的多媒体业务。而3G/UMTS可以使运营商向用户有效地提供利用无线电资源的终端用户体验（end-user experiencee ）。5年前，“移动数据”实际上仅仅意味着向用户提供文字信息，通过慢速电路交换获取股票价格和天气预报。而今天的“移动数据”却大不相同，移动用户可以向他们朋友的电话发送图片，选择最新的视频片段，或者下载最新的游戏和多彩铃音。随着高速3G/UMTS蜂窝网的加速部署，3G终端性也能得到持续改进。3G手机极大地增强了处理能力，几年前的手机已无法与之相比。且它们在功能上更加吸引人，价格上更为平易近人，与此同时，移动运营商提供的业务更加适合用户的需求。用户在用手机浏览网站或收取电子邮件之前无需再花很长时间去阅读说明书，因为手机的功能对用户更为友好。手机、网络和业务因为更强的集成化带来“箱外”（out of the box）体验，最终满足了用户的期望。由此出现了以下结果:用户不断增加，非话音业务产生价值不菲的收入，移动网络运营商及其用户之间以品牌为纽带的关系日益增长。因此，移动运营商巨额投资（仅在欧洲，颁发执照的成本费就超过1,000亿欧元）的结果是，3G/UMTS为其带来了更大的长期收益可能性。激励用户接受移动多媒体业务WCDMA技术频谱利用的有效性提高了接入速率和交换能力，运营商掀起了引进3G业务的新浪潮。除用户已熟知的Java游戏、彩铃、新闻、运动、娱乐和短信等诱人业务之外，3G/UMTS真正不同于2G/2.5G的特点是:它支持基于视频业务的新能力，可提供优于GPRS和EDGE的超级用户体验，这些新体验包含视频多媒体信息（MMS）、可视电话和多方视频会议、下载视频剪辑、视频信息流和实况电视转播等广泛领域。许多运营商的3G/UMTS用户战略具有这样的特点:将现有2G的端口结构顺利地集成到新的业务。这一理念可确保用户对新业务的熟知性和积极性，并使手机价格更具吸引力，功能更易于使用，从而获得强有力的市场支持。为了体验这些新业务，需要广泛地选择高性能的终端设备。到2005年中期，美洲、亚洲和欧洲制造商们推出或宣布推出从手持终端到PC数据卡等180多种不同的WCDMA终端。另外，战略分析（Strategy Analytics）报道，2004年WCDMA手机出货量达2,000万部，占全球终端销售总量的3%。最初的WCDMA终端的性能和魅力只局限于电池寿命比2G手机的更长，但其体积更大、重量更重。目前，这种情况已经得到了显著的改变，现在的最新终端支持3G/UMTS运营商启动的大规模消费市场，其在性能、功能、易于使用和美学吸引力等方面能与最好的2G电话媲美，同时支持3G特色业务，例如可视电话。目前的终端可以提供消费者友好的诸多功能，如256,000色彩屏，集成MP3立体声音乐播放等，这反映了厂商对消费者的重视。如今，有几家终端制造商已经生产出百万像素的照相手机。终端是3G/UMTS业务得以大规模市场推广的关键驱动力，这一观点已为移动运营商广泛承认。的确，全球大多数运营商都在协调策划终端的推出计划，使手机在功能上魅力十足、价格上十分诱人，并具有广泛的选择性。这也可以解释许多运营商“通过向基于PC卡的商业用户提供业务而启动对消费者的服务”的战略。这一战略允许运营商在对其WCDMA网络按照现实条件进行微调的同时，在消费者友好的手机大规模问世之前，有机会在资费和使用模式方面获取经验。定价方案: 新业务, 新计费模式通过为2G网络增加不多的成本而提供更多的网络容量，3G/UMTS为运营商在音频电话定价方面提供了更多的灵活性。为了探测用户对新业务的需求，运营商目前正在试验预付费和后付费混合的资费方案。尤其是对有限数量用户的“软”启动，可使运营商与用户一起为3G/UMTS开发新定价模式。某些运营商已选择在GSM、GPRS、3G/UMTS和WLAN业务中采用合并资费，只对诸如“实况电视”和可视电话之类的创新业务采用新资费。与此形成对比的是，另一些运营商已经激进地对新资费进行试验。而另外一些运营商则想通过对低成本话音和文字信息的捆绑资费而试图尽早在市场上占据一席之地。欧洲和亚洲市场的第一批3G/UMTS用户已经可以在预付费和按合同付费两种方案中进行选择。与此同时，运营商们正在评定市场的需求，并对赢得新收入的战略进行研究。吸引力: 提供移动宽带业务2005年早期，一些运营商在高性能的、价格诱人的终端问世之前，引进了只让PC进入WCDMA网络的业务。通过移动PC数据卡而不是手持终端，运营商便可对他们的网络按是否具有真正联通世界的能力，进行评估并做相应的微调。这使商业用户获得了体验3G/UMTS业务速度和性能的机会，而费用则按照捆绑数据卡和按业务量支付的方式收取。许多运营商意识到3G/UMTS能使用户实现全移动性，用户希望在办公室以外也能浏览网站，从网上下载资料或获取公司的资源，而3G可以通过广域覆盖、集成、保密和国际漫游来满足这种需求。WLAN 和WiFi可以通过高速互联网的方式提供互补，在互联网中提供“热点”接入，这一应用的潜力是巨大的。一些欧洲运营商已经采取行动使“热点”接入对用户透明，他们将把移动网和WiFi使用的记账与连接管理软件集成为一体，从而简化笔记本电脑的无线连接。几个运营商将3G/UMTS接入与互补式接入进行捆绑的战略具有一系列的优越性。它给了用户选择连接方式的自由，运营商既可以长期“拥有”用户，与客户维持良好的关系，还可以通过提供无缝的WiFi接入，在扩大3G/UMTS网络覆盖范围的同时，加强与数据用户的关系。与此同时，另一些运营商正努力将移动网络无缝延伸，他们在核心基础设施上加上WiMAX、DVB-H和无需执照的接入设备UNX等其他固定和移动设备，通过新技术来扩展音频和数据业务。在这些新技术中，WiMAX正被运营商评估，以期作为3G/UMTS发展战略的一部分。 WiMAX是一种以数据为中心的3G网络的叠加业务，它使运营商能够向发展中市场提供宽带接入。典型的WiMAX业务包括大城市的区域延伸和WiFi热点的迂回电路、校园“微网”（piconet）、面向小范围公务用户和住宅用户的无线DSL型连接等。WiMAX已经引起了供货商和运营商的兴趣，但全球协调一致的频谱还未明确。另外，能提供某些移动性的WiMAX802.16e技术规范在2006年以前，甚至在预计实现商用化的20072008年之前不会标准化。尽管像WiMAX这样的固定无线接入（FWA）系统为运营商的蜂窝网络提供了有效补充，在近距离内可提供更高的用户速率，且其执照无需申请无线电频谱，但是它们不会取代包括3G/UMTS在内的IMT-2000。另一个为用户提供3G/UMTS体验的技术是移动广播技术的引入。如早先的一些报道所说，3G/UMTS已经刺激了移动电视和视频下载的更大需求。在现有的蜂窝移动网络上“一对一”(one-to-one)地提供通信业务，“一对多”(one-to-many)地提供多媒体内容的广播传送提供了增强的用户体验，并使有限的频谱资源能得以更为有效地利用。在目前的移动广播技术中，MBMS(Multimedia Broadcast/Multicast Services，多媒体广播/多播)是其中之一。3GPP已确定了一套能进行广播和多播的技术。同时，由ETSI提出的基于现有地面广播标准的，以DVB-H标准为基础的试验正在进行，第一个DVB-H手机可望在近期问世。尽管MBMS和DVB-H是向终端用户提供TV和其他多媒体广播业务的补充方式，但移动广播仍然具有提供新价值链的潜力。在移动广播中，运营商可以在用户和内容提供商之间发挥基础作用，从互动TV广播和广告两个方面取得收入。其实，许多用户并不了解，也不想了解运营商是以何种方式接入的，他们所在意的只是质量和运营商所提供的业务，以及所付的费用。HSPA: 寻求更高的速度和更强的能力除了要考虑哪种业务能获取长期收入之外，如何给未来的移动广播注入更高的速率和更强的能力，使之更有效地利用无线电资源和网络资源，也是必须考虑的。从目前来看，没有一种技术可以被称为高速分组接入技术（High Speed Packet AccessHSPA）。这是不足为奇的，HSPA是对3G/UMTS网络直接升级的技术，它可以为终端用户提供扩展的带宽，为运营商提供更强的能力，为数据应用提供更好的互动性。一种3GPP R99/R4网络的增强(add on)解决方案的HSDPA（High Speed Downlink Packet Access高速下行线分组接入）称可达3.6 Mbps的数据速率（即可达到每户 14.4 Mbps的峰值理论速率)（见图3），并可在稠密的市区环境下减少用户的等待时间，将每个蜂窝的数据能力提高5倍。这些增强可以使带宽需求大的多媒体业务成为可能，这些业务包括:高质量流体视频（streaming video）、文件快速下载、互动游戏等。由于HSDPA可以将3G/UMTS网络的数据容量增加5倍，因此能够降低每比特网络提供业务的成本。它更显著的优势在于，实施HSDPA只需通过简单的叠加，在多数情况下只要将无线电接入网络的软件升级，增加音频和数据的相同载频就能实现，无需增加台站。HSDPA可以与已经使用的UMTS/WCDMA网络友好共存，事实上，多数网络设备都符合HSDPA的网络要求。欧洲、亚太和美国的第一批运营商已经制订了HSDPA计划，并从2007年，通过HSUPA（High Speed Uplink Packet Access高速上行线分组接入）技术对上行线路作补充性加强，以较低的投入，实现可比拟固定网络的高传输速率。3G/UMTS加上HSPA增强技术，将在其发展的过程中，为商务用户和普通消费者提供速率更高的宽带连接。对移动运营商而言，HSPA也是一个关键的增值因素。3G/UMTS的完全移动性辅以其他技术的补充，会有长期市场竞争力。中国为3G做准备尽管WCDMA的能力仍在标准化进程中不断演变提升，但它已经是一种稳定而成熟的移动通信技术了。中国有超过13亿的人口，3G/UMTS为其带来的经济机会将是无限的。通过及时颁发执照和部署使用3G/UMTS全球协调一致的频谱频带，中国移动通信领域可以获得以下好处:更大的经济规模和简化的国际漫游;业务和应用的IPR出口机会;更为广泛的终端选择;价格更便宜、质量更高的话音/高速率数据解决方案;对中国西部和农村地区更好和更便宜的覆盖。中国广域网覆盖成本较高，所以较之其他宽带无线接入技术，在部署3G/UMTS方面自然会更为积极。由于中国农村人口众多，其运营商不可能在一夜之间实现100%的广域覆盖，取而代之的是先以3G/UMTS网络覆盖大城市，再分期覆盖其他城镇地区，最终覆盖农村地区。中国众多的人口也决定，部署频率较低的3G/UMTS网络，再辅以其他宽带无线接入技术，才是广域覆盖的上策。对于中国的运营商来说，中国自主研发的TD-SCDMA技术也可以对TDD频谱进行有价值的补充，尤其在近距离和城市环境中的高速数据应用方面。IMT-2000已经标准化，TD-SCDMA作为3G/UMTS家族的一部分，与WCDMA是兼容的，也可以作为WCDMA的补充（见图4）。另一个情况是，对TD-SCDMA而言，大多数欧洲3G/UMTS运营商除拥有配对的FDD频谱分配外，还拥有不配对的TDD频谱。在有其他辅助技术情况下的3G/UMTS移动通信最初是为公务用户的话音应用而设计的，话音业务作为其主流业务已经走了很长一段路。但是，3G/UMTS提供的新业务出现后，在更广泛的技术和市场环境中考虑它所产生的影响是很重要的。迅速扩展的WLAN热点的问世，使移动用户能够在多种低速移动或全移动的情况下对辅助连接方法进行选择。而这种连接形式是与其他技术一起发展起来的，这些技术包括WiMax/Flash OFDM和UWB(Ultra Wide Band超宽带)/BWA（Broadband Wireless Access宽带无线接入）。今后可供选择的技术范围还会继续扩大。将家庭和办公室以无所不在的无线宽带接入到固定网络，已经提升了用户的期望值，以拨号方式连接公司资源和多媒体业务的方式再也不能迎合他们的胃口。用户越来越习惯于为兆比特速率或更高速率的连接付低成本的费用，但是也许在某一天，他们会愿意为与数据速率和服务质量相当的无线接入支付更高的费用。尽管这些令人激动的技术比比皆是，但3G/UMTS被用户快速接受的事实说明IT和电信业目前正处于一个“死拼”阶段。一方面是移动数据业务需求的增长，而另一方面是即将呈现的宽带无线接入的商品化，我们必须在这二者之间权衡利弊。所有的产业参与者，包括固定和移动运营商、设备制造商、内容提供者以及监管者，都必须本着实用和灵活的态度，检讨传统的商业模式，预见将来的商业远景。目前已拥有15亿用户的全球GSM移动网络运营商必须迎头猛进，努力为用户提供更多的服务。新的市场参与者不会无视这个市场的价值，事实上，他们只会增加整个市场的价值，这一意义是重大的当然，他们会改变这个市场的游戏规则。虽然明天的无线接入和移动通信远景会比今天的更为复杂，但是，很明显，3G/UMTS的主流技术及其清晰的演进计划，在决定全球成千上万移动多媒体用户的价值命运方面，将发挥有力作用。正是看准了这些关键的驱动力和抑制因素，移动通信行业在加强 3G/UMTS，使之在适应公务和消费者需求方面取得了长足的进步。2005年可以被看作是3G/UMTS大规模商业化和向成熟终端用户体验发展的一年。尽管这一开局是激动人心的，但移动运营商们还是为迎接以下新挑战做好了准备:将他们最初的 3G/UMTS业务演变成未来的移动宽带和“便携式互联网”。展望未来:中长期演变3GPP的Release6（见图6）所概括的技术发展方案将为3G移动宽带业务提供全面和稳定的环境。但今后怎么办？3G/UMTS有没有后续的发展路线图？未来的电信和今天的可能会大不相同，会有一些革命性的变化。到底是毁坏性还是颠覆性变革，人们的预测五花八门。为这一难以预计的未来制订计划，人们面对着激动人心的挑战。固定和移动网络的共存已经很好地解决了话音业务用户的需求问题。近些年，数据和多媒体业务的出现，引入了移动和便携式接入的概念。但是固定、移动和便携式的边界正因其向完全IP环境的转换而变得模糊不清。将固定、便携式和移动网络领域的业务集合在一起的概念刚刚出现，在今后几年内，移动和固定运营商之间的界线可能会日益模糊，甚至完全消失。这一变化的潜在影响将是深远的。在下一个十年， 低成本话音业务和无限制的带宽可能会非常普遍。通信、IT和多媒体业务的融合正在从技术和监管的角度引起新的关注。直到现在，蜂窝技术还在通过增加越来越多的系统能力和技术创新而演变，下一步如何加强谁也说不准。但是，今后运营商很可能发展混合的接入技术，即将蜂窝、WLAN、数字广播和有线合并在一起。互操作性和互联互通已成为新商业模式成功的关键因素，它们不会再因其从属的网络基础设施而互不相让。大家认为，将来的系统是移动和无线接入以及IP技术的演进和融合。预计它们会以多种多样的接入方式提供多种无缝覆盖的业务。这一演进过程潜在的变化是从以网络为中心向以用户为中心进行转型。有些监管实体已经接受了这种观点，并已把通信、广播和媒体监管纳入一个监管机构中，不同技术各自为政的传统体制将来也许会消亡。将来可能由一个机构监管传输系统，另一个机构监管业务。要适应如此大的改变不是一件容易的事。处于领先地位，经历了长时间高速发展的电信行业尤其容易遭受毁坏性商业模式和颠覆性技术的损伤。技术融合之路不会总能在未来系统的高能力与传统系统的限制之间寻得平衡，变化的步伐无法避免用户业务的中断和对传统投资的损伤。3G/UMTS的初衷是使用户能在任何时候和任何地方使用多媒体业务，经过多个标准的发布，这一目标已经达到。对标准的加强将在今后五年中通过标准的不断发布得以实现。 3G/UMTS的下一个目标是在任何时候和任何地方实现对多媒体业务的“最佳接入”。这将通过以网络为中心转为以用户为中心的路线图演变而实现（见图6）。 “最佳”概念的三层含义首先“最佳”意味着性能的加强。无线电频谱是稀缺资源，必须最有效地利用，性能增强技术应提供成本有效的、质量保证的业务以满足演进中的商业模式和用户的需求。 其次，“最佳”意味着以多样的接入技术提供无缝覆盖的业务。这也体现了网络融合的新趋势。应该以最适合用户需求与使用环境的接入技术，来逐渐向用户提供业务。第三，“最佳”意味着提供以用户为中心的业务。这一业务不只是提供连接服务，而且与服务内容和用户环境有关，这点已经得到业界的共识。业务特点应与用户个人化和保密要求相适应。我们应该承认扩大无线电覆盖未必能满足某些业务的要求，因此性能的增强应主要体现于提高频谱和带宽的利用率，向运营商提供更多的网络能力，为用户提供更高的数据速率。很可能在未来十年内，各种接入网的成本和性能会大不相同，但是移动、固定和便携式应用环境中为用户提供的数据速率都可达到100 Mbit/s左右。未来将通过最适合的接入网向用户提供无缝和透明的业务。未来的网络可能是一个混合型的网络， 它将综合各种接入技术的优势来实现移动性和数据速率的最佳组合，而不是一个新的全球统一标准的“下一代”网络。将来的网络可能不是单一的网络，而是一个以3G/UMTS为中心并辅以其他接入技术的网络体系。一个通用的、能保证业务质量的IP核心网络将是该混合网络的引擎。通过核心网提供的业务将以移动IP多媒体子系统（IMS）平台为基础。通过GSM演变的网络和通过CDMA演变的网络都将以IMS为基础而构建移动的多媒体世界。在这个端到端IP环境中，SIP（Session Initiation Protocol）协议能使整个网络无缝地支持业务和应用，同时SIP也是互联网的核心。互联网自身的演变在很大程度上决定了“最佳接入”解决方案的实施。今天的互联网已经符合了PSTN的标准，它应能提供稳定的性能和安全的无所不在的连接。然而它仍然是一个不够保险、不够可靠、还需做很多努力的网络。在互联网环境中，不仅在性能标准和业务质量上还有欠缺，而且无所不在的多媒体业务环境也没有实现。IMS作为融合的理想平台，由于与3G/UMTS标准紧密集成而具有保密性和可靠性从而在性能上得以增强。这些都使3G/UMTS在以信誉为本的环境中，在开创个人化业务方面具有无敌的能力。3G/UMTS 的演进路线图已经绘出，它将产生巨大影响。它使最佳接入成为可能,开辟了移动和固定真正融合的道路。而这一融合是以作为多媒体业务平台的IMS为基础的。下一代网络的固定IMS标准化工作正在由3GPP和ETSI TC TISPAN组织（前身是TC SPAN 和EP TIPHON工作组）协力推进。广泛的技术正在用来提供最佳的接入。先进的调制和编码体制、自适应天线、频谱共用技术以及新的无线电界面多址接入都可以通过改进频谱和带宽的利用率而得以加强。与本地网络互通的理念正在向个人网络领域和固定网络领域延伸。ad hoc网络概念的延伸将继“多跳”结构而向前发展，各种多跳结构可以增强网络能力和降低基础设施建设成本。终端可编程的能力目前也在积极开发，同时，通过结构业务平台的发展将提供一个以用户为中心的安全的网络环境。正在演变的3G/UMTS代表了电信行业当前的发展趋势。但从长远来看，预测5年以后的技术能力和其对地理政治和社会经济发展的影响只是纯理论性的举动。现在可以制订关于未来的方案， 但是这一方案是否能够最终实现还是一个未知数。因此，从长远看只追求单一的技术或演变路线是不恰当的，需要采取灵活态度。应该以这种态度去开拓各种技术路径，以便互相学习，取长补短。将来的应用和业务可能会与今天有显著不同。某些技术可能需要全新的解决方案，而不是仅仅在现有技术基础上进行加强。这些作为补充的技术解决方案，包括超前的无线接入新技术和无线接口，预计在某些国家到2015年左右才会有发展的需求。虽然我们不能作出长期预测，但移动通信业所面临的一个挑战是十分清楚的，ITU-R M.1645建议已经很清楚地表述了IMT-2000之后系统的总体目标，这一表述也许是比较乐观的:“我们预计， 2020年左右可能全世