1 CDMA2000 1x技术发展
码分多址通信技术是基于扩展频谱通信。早在40年代扩频通信就应用于军事通信中以起到抗干扰的作用,70和80年代开始考虑扩频通信用于民用通信,70年代末期才建议将扩频通信用于蜂窝通信系统中,到80年代末期和90年代初期Qualcomm公司推出窄带CDMA系统并开始了实际应用。1995年,电信工业协会(TIA)确定了IS-95A标准;1996年,在香港、韩国以及其他一些国家和地区开始了CDMA技术正式商用;1998年又制定了IS-95B标准;近年来,IS-95标准已在全球得到广泛应用。
基于IS-95的标准包括IS-95B、IS-95C、IS-99、IS-657和IS-95HDR,这些标准可以提供无线数据业务、可以直接接入Internet标准协议、支持TCP/IP/PPP协议,共同构成了CDMAOne这个家族,它涵盖了各个制造厂家的产品和各个运营商的网络。
IS-95A标准在一个业务信道上只能使用一个扩频码;IS-95B为了获得更高的比特速率可以连续使用8个码字,这样可以提供的最大速率达到115.2Kbit/s,一般实际的IS-95B系统采用现有的电路交换设备,提供64Kbit/s的速率;IS-95HDR可在一个IS-95的无线信道上传输1.25Mbit/s的数据。
基于IS-95标准的CDMA技术具有较好的后向兼容性,从IS-95A到IS-95B再到CDMA2000的1x RTT、3x RTT,或跳过IS-95B,直接过渡到1x RTT,就可提供144Kbit/s的分组数据传输速率。在此基础上可以过渡到第三代移动通信。
1998年3月TIA TR45.5委员会采用了一种向后兼容IS-95的宽带CDMA框架,称为CDMA2000,2000年3月通过了正式的CDMA2000标准。CDMA2000的目标是提供较高的数据速率以满足IMT-2000的性能要求,即行车环境下至少144Kbit/s、步行环境下至少384Kbit/s 、室内办公环境下2048Kbit/s。
与IS-95A相比,CDMA2000具有一些新的技术特点,如多种信道带宽(可以是N×1.2288MHz)、前向快速功率控制、前向发送分集、Turbo码、辅助导频信道、反向链路相干解调(使信噪比增加了2~3dB)、灵活的帧长(5,10,20,40,80,160ms)、可选择较长的交织器、改进的媒体接入控制(MAC)方案等。
由于使用了上述新技术,CDMA2000系统除了可以提供更大的无线容量和数据速率外,还能为用户提供一些新的服务功能,如新的物理层技术能支持多种传输速率和QoS指标,新的链路接入控制(LAC)和媒体接入控制(MAC)协议结构可以更加有效地使用无线资源、支持灵活的复用控制和QoS管理等。
目前CDMA2000技术的进展主要集中在对CDMA2000 1x的研究上。2000年2月,朗讯在试验室中应用Flexent基站、芯片样片和1x手机样机,验证了通过空中接口的1x话音呼叫;2000年4月,在同样环境中验证了通过空中接口的144Kbit/s的1x分组数据传输。2000年10月韩国电信(SKT)运营的CDMA2000 1x无线数据和话音商用网络正式开通(交换机、基站设备由韩国三星公司提供,分组网设备由3COM公司提供),允许电信客户以高达144Kbit/s的速率访问移动数据服务。
CDMA2000 1x网络的其他特性还包括同时对话音、视频和文本数据服务的支持,对提高网络效率的先进分组数据的支持以及无线信道容量的倍增。
2 CDMA2000 1x网络业务类型
CDMA2000 1x网络可以作为话音业务的承载平台,也可以作为无线接入Internet分组数据承载平台,既可以为用户提供传统的话音业务,也可以为用户提供端对端分组传输模式的数据业务。从宏观上讲,CDMA2000 1x网络提供的业务通常可以分为基本业务、智能网业务、无线数据业务3大类。
2.1 基本业务
基本业务是由CDMA2000 1x基础网络设施(包括交换子系统和无线子系统)直接提供的业务,可分为基本话音业务、话音补充业务、话音增值业务和承载业务4类。现对后三种业务作一介绍。
2.1.1 话音补充业务
(1) 呼叫前转类业务
①业务描述:用户可以预置条件或临时选择将呼叫转接到第三方。
②业务类别:可细分为无条件呼叫前转、遇忙呼叫前转、无应答呼叫前转、隐含呼叫前转、选择呼叫前转、呼叫转移等业务。
(2) 呼叫限制/呼叫过滤类业务
①业务描述:用户可在各种情况下对呼入和呼出进行限制和筛选。
②业务类别:可细分为用户PIN码接入、用户PIN码拦截、选择性呼叫接受、针对号码拒绝、口令呼叫接受、免打扰、入呼叫筛选等业务。
(3)群组呼叫/多方呼叫
①业务描述:提供各种特性的群组呼叫/多方呼叫业务。
②业务类别:可细分为会议呼叫、三方呼叫、闭合用户群、呼叫保持/呼叫等待、非公共业务(拨打短号、按地理位置或逻辑位置定义群组、灵活资费等)、用户群提示、移动接入寻线等业务。
(4)呼叫显示提醒/限制类业务
①业务描述:提供各类来话提醒和限制。
②业务类别:可细分为主叫线识别显示、主叫线识别限制、主叫名识别显示/限制前转礼貌提醒(用户A 激活呼叫前转至用户B 需征得用户B同意)、来话通知(被叫不能接通时,网络自动发送短消息通知)等业务。
(5)业务控制管理类业务
①业务描述:网络提供用户优先级、优选语言及用户实时修改业务属性等。
②业务类别:可细分为远端补充业务控制(FC)、单次业务优选语言(PL)/增强型优选语言(EPL)、优先接入及信道指配(PACA)等业务。
2.1.2 话音增值业务
(1)移动语音信箱业务
①主要功能:可为用户提供留言、提取留言、信箱维护、留言通知、定时邮寄、分信箱、自动应答等服务。
②业务类别:可细分为普通用户信箱、虚拟电话、布告栏3类。
该业务可通过在MSC侧增加语音信箱功能部件实现。
(2)IP电话业务
IP电话业务是指在IP网络上通过TCP/IP协议,实现实时传送语音信息的通信业务。
该业务对CDMA网络无特殊要求,只需在Internet网络侧增加IP电话网关及关守设备和软件即可实现。
2.1.3 承载业务
在用户和网络接口之间向用户提供和运送基本比特的低层功能的业务。
2.2 智能网业务
移动智能网业务是结合移动通信网和智能网业务平台提供给用户的各种补充业务,包括预付费业务、亲情卡和亲情号码业务、移动虚拟专业网业务、被叫集中付费业务、通用个人通信业务、无线广告业务、分时分区计费业务、统一接入号码业务和号码可携带性业务。
2.3 无线数据业务
随着话音业务的普及和用户需求的不断提升,再加上互联网的巨大成功,无线数据业务势必成为移动运营商下一个巨大的利润增长点。可通过建立短消息业务支撑平台或IP业务支撑平台来提供无线数据业务。
2.3.1 基本短消息业务
可为用户提供手机发起的短消息业务、手机终止的短消息业务、小区广播短消息业务、与语音信箱配合完成语音信箱通知业务、中文短消息业务、人工接续和自动接续的短消息业务、首选漫游列表下载业务。
2.3.2 增值短消息业务
增值短消息业务是在短消息中心的基础上,通过数据业务综合管理平台接入外部信息资源,以短消息为信息传输手段的业务。可细分为信息类业务、个人信息管理类业务、交易类业务、娱乐类业务、基于位置的服务类业务和行业应用类业务。短消息业务由于受到信道容量和短消息技术本身的影响,只能提供低速和实时性要求不太高的数据业务。
2.3.3 无线Intenret业务
无线Internet业务中除了Internet接入和多媒体业务是其特有的业务外,其他业务应用类型与短消息业务类似,但无线Internet业务提供的是中高速率的数据业务,并将提高同类业务的实时性。
2.3.4 移动定位业务
移动定位业务是移动网络运营商利用专门的移动定位技术确定移动台的地理位置,并向移动用户提供与位置相关的业务。根据业务不同的发起方式,可分为按需激活的移动定位服务和定时激活的移动定位服务。
2.3.5 移动电子商务
移动电子商务指利用TCP/IP公众网络和技术,通过移动终端进行的在线交易和商务作业活动,其应用范围十分广泛。依据是否涉及资金流分为支付型电子商务和非支付型电子商务;依据服务对象分为企业对企业(B to B)的电子商务、企业对消费者(B to C)的电子商务、消费者对消费者(C to C)的电子商务。
2.3.6 移动多媒体业务
移动多媒体业务是指通过移动终端进行多媒体通信的业务。可分为会议业务、会话业务、分配业务、检索业务、采集业务、消息业务等。
目前,CDMA2000 1x技术已经相当成熟,但CDMA2000 1x网络建设与运营的成功与否越来越多地取决于它的业务设计和业务开展情况。
3 移动通信业务现状
3.1 国内运营商提供的业务现状
中国联通、中国移动目前均已在全国范围建设了GSM网络,并形成了良好的覆盖,也向市场推出了基本业务、智能网业务、基于短消息平台的低速数据业务、基于电路交换的WAP业务等基于二代技术的业务,但目前主要以话音业务为主,数据业务尚处于起步阶段。
随着GPRS技术的成熟,运营商在GSM网络基础上建设了商用的GPRS网络,为移动用户提供基于分组的数据业务,主要有以下几类:
(1)WAP over GPRS:如信息类业务(新闻、天气、航班等)、娱乐类业务(游戏、铃声下载、电子宠物等)、通讯类业务(电子邮件、ICQ、聊天室等)、金融交易类业务(手机银行、购物等)和工具类业务(词典、搜索引擎等)。
(2)接入Internet服务(PC+GPRS手机)。
(3)基于手机终端安装的数据业务:利用GPRS手机内置的应用软件提供的业务,分为WAP和Internet应用(包括POP3、E-mail和IM)。
(4)基于PDA的数据业务(PDA+GPRS无线接入模块、PDA+GPRS手机)。
(5)专网接入(以GPRS网络作为承载通道的非透明传输数据,认证方式是企业自认证和中国移动代企业认证)。
3.2 国外运营商提供的业务现状
随着无线数据市场的发展成熟,国外许多运营商(如新加坡的M1、日本的DDI Cellular、香港电信、New World Mobility和SmarTone;捷克的EuroTel Praha、芬兰的Sonera、以色列的Orange Israel、丹麦的Sonofon、瑞典的Telia、法国电信、法国SFR公司、英国的4个移动运营商Orange、BT-Cellnet、Vodafone和One-2-One、美国的Sprint PCS和AT&T Wireless、AirTouch Communications公司等)已成功地开拓了无线数据业务市场,先后提供了基于WAP的移动Internet业务。
目前的移动Internet业务范围已从简单的提供新闻和气象信息发展到复杂的商业交易(如查阅火车时间表、订票、购买日用品、在预付账户上记账等),主要有以下业务应用:
(1)商业应用:其典型应用为营销人员通过手机随时随地与公司保持联系,及时得到各种信息,甚至可以利用附近的打印机、传真机将各种信息的内容打印出来。
(2)公众服务应用:WAP的实时信息传送能力,可为用户提供最新的天气预报、新闻信息、股票行情等内容。实时信息可按用户要求发送到用户的手机上,如输入希望得到天气情况的所在地点的邮政编码和时间,手机上就可显示出该地区的天气情况信息;提供每分钟更新的股票信息或在用户事先选定的股票变化超过一定幅度后,手机给出振铃信息来提醒用户接收股票变化信息,决定下一步的行动;提供用户所在地点的前方道路交通状况的信息;提供ATM自动取款机和迷你银行的应用;提供订票、预付费、预订酒店房间等业务。
(3)个人信息服务应用:WAP最具吸引力的应用之一是无线E-mail可以在WAP环境下运行实现,无线用户可以利用手机进行跟踪、阅读、编辑、回复E-mail。
(4)新闻服务应用:这项服务使移动电话可在全球范围内接收跨地区的新闻信息(如CNN漫游服务有以下栏目:头条新闻、世界和地区性新闻、气象信息、城市旅游导引以及特别报道)。
(5)银行业务服务:移动通信用户通过使用无线Internet手机便可接入到Internet中,进行在线交易,开通在线支付业务。到目前为止,已有法国电信移动、瑞典TeleMobile、中国香港电信、芬兰Sonera、德国T-Mobil及瑞典、挪威、英国等国的公司正在积极进行移动银行业务实验。
(6)移动在线查询服务:1999年3月底,法国SFR开通商用移动Internet业务,包括客户服务、E-mail、号码查询和新闻信息、气象信息、订购电影票、巴黎实时交通状况查询。
移动数据业务的商业运行的最成功例子是日本NTT DoCoMo电信公司在1999年推出的i-Mode移动数据服务。目前i-Mode用户约占NTT DoCoMo移动电话用户的两成,并且每天仍以3.5~4.3万户的速度增加。i-Mode目前提供应用服务项目主要有11大类,分别是移动银行、移动旅游、信用卡信息、保险、航空信息、旅游、订票系统、新闻/信息、数据库应用、电子购物、影像服务与娱乐等。
4 CDMA2000 1x网络的业务定位及开放
随着移动用户数量的增长,移动用户的消费行为也在发生着变化,移动通信运营商仅提供话音业务已不能满足消费者的需求。从目前信息领域的市场发展来看,以因特网为主体的IT业和以移动通信、数据通信为主体的通信业无疑是发展速度最快、潜力最大、效益好的产业。宽带化、个人化将是本世纪信息通信业的发展方向,而如何将IP延伸到无线领域,如何将IP技术与移动通信融合在一起,则是近年该领域发展的重点。
如果说IP技术和因特网的发展彻底改变了通信世界,那么移动和因特网的结合又将给通信界带来一场深刻变革,“移动+IP=21世纪的信息服务提供者”将演变为信息业的主流。因此,移动通信运营商必须提供高质量、高效率、多样化的服务。
据统计,目前在移动通信的收入中,每月已有约10亿元人民币是来自于短消息业务。今后移动用户的需求不会仅限于短消息低速数据业务,Internet接入、多媒体、电子商务等数据新业务也将不断涌现。可以预见,为适应市场需求,CDMA2000 1x网络将提供基本业务、智能网业务和无线数据业务。
无线数据业务包括以下服务:
(1)短消息业务:如收发短消息、话费查询、小区广播、铃声下载、LOGO图片下载、如意呼等;
(2)无线Internet业务:如WWW浏览、WAP浏览、收发E-mail、FTP、移动QQ、信息点播等;
(3)移动定位业务:如紧急救助、跟踪服务、导航、城市地图、基于位置信息的定点内容广播、移动黄页等;
(4)移动电子商务业务:如电子银行、电子彩票、电子购票、移动付款、预定服务、移动股票交易等;
(5)移动多媒体业务:如视频点播、可视电话、交互式游戏等;
(6) 移动VPN业务,银行、外企等大的集团用户还可以直接利用CDMA网络构建自己的虚拟专用网络。
摘自《邮电设计技术》