中国第三代移动通信系统研究现状
徐京浩 曹淑敏
前言
移动通信即将由以GSM和IS一95 CDMA为代表的第二代系统步人第三代系统，即
IMT一2000。第二代系统的主要特征是提供数字化的话音业务及低速数据业务，而即将出
现的第三代系统则以提供移动环境下的多媒体业务和宽带数据业务为主。我们深信，在
第三代移动通信系统上体现的电信与电脑的结合趋势，必将对下一世纪人类社会的生活方
式带来深远的影响。
我国的政府、研究和运营部门对第三代移动通信的研究非常重视，早在1994年就开始
了相应的跟踪研究活动，原邮电部于1997年5月专门召开第三代移动通信会议，为部署第
三代移动通信研究作准备；国家“863”通信主题专家组也于97年6月在黄山召开了CDMA高
级技术研讨会，开展相关课题的研究。
本文将围绕IMT一2000电信标准的制定过程，阐述IMT一2000在国内外的发展现状和未
来趋势，并重点介绍近年来我国以评估工作为主在第三代移动通信所做的工作及取得的进
展。
一、IMT一2000的提出及发展现状
第三代移动通信系统-1MT-2000是国际电信联盟（ITU）在1985年提出的工作在2000MHz
频段，预期在2000年左右商用的系统。当时称为陆地移动通信系统，即FPLMTS， 1996年
正式更名为IMT一2000（International Mobile Telecommunication）。1992年世界无线
电大会也为IMT一2000分配了230MHz的频段。从1996年开始各国对第三代移动通信的研究
逐渐进入实质阶段，特别是ITU在1997年4月向全世界发出征集IMT-2O00无线传输技术
（RTT）的通函，并制定了详细的IMT-2000 RTT的步骤和时间表。根据ITU的时间表，
98年6月截至提交候选无线传输技术（RTT)98年9月结束评估报告截止；99年3月确定关键
参数；99年底完成IMT-2000的无线技术规范；2000年前所有信令要求及协议将完成。可以
看出，目前IMT-2000的工作已进入了最关键的时期。
由于移动通信在未来的信息产业占有举足轻重的作用，发达国家的政府部门、电信运
营及制造商均不迫余力，积极参与有关第三代移动通信标准制定及其科研开发工作，以期
在未来的竞争中占据有利地位。
日本对IMT-2000的研究非常重视。这主要是因为一方面日本国内蜂窝通信面临着容量
不够的压力，也有高速移动数据业务的需求，另一方面日本希望在第三代改变其第二代与
其他国家制式不同的局面。日本于1993年开始进行IMT-2Ooo的研究， 94年10月日本开始
征集无线传输技术，97年初已基本确定为W-CDMA技术。按计划，2001年左右日本将成为第
一个在世界使用第三代移动通信的国家。
欧洲也早在阴年代中期已开始研究第三代移动通信系统，1987年正式提出了UMTS的概
念，并开始征集候选的无线传输技术RTT，1998年初确定UMTS的无线传输技术为UTRA，其
FDD模式采用WCDMA。TDD模式采用TD-CDMA。目前正在积极进行UMTS的标准化工作。
与欧洲和日本相比，美国在第三代上的研究起步稍晚，但由于有着窄带CDMA的先进技
术基础和经验，其在第三代移动通信的研究方面目前也进入了实质阶段。北美主要的候选
技术为基于IS-95的cdma 2000系统。
对我国来讲，一方面移动通信网络发展飞速，特别是到了1997年，我国的移动通信已
跃居世界第三位，而且发展速度非常快。1998年底我国的移动蜂窝用户已超过2200多万。
到2005年我国的移动用户预计将达到1亿左右。从发展潜力来看，我国元疑将成为世界上
最大的移动通信市场，从这一点来讲，世界第三代移动通信的标准将对我国产生重大的影
响；另外一个方面，尽管我国的移动通信发展飞速，而与其形成鲜明对比的是，我国的移
动通信产业起步很晚，刚刚开始进入市场，与外国公司相比竞争力相差甚远。因此我国政
府将第三代移动通信看作是我国振兴移动通信民族产业的一个重要契机。因此，97年7月，
原邮电部正式成立了“中国IMT2000无线传输技术（RTT）评估协调组”，英文缩写ChEG，
于1997年12月在ITU正式注册：并于98年6月向国际电联正式提交了中国的RTT候选技术
TD-SCDMA，这标志着我国移动通信行业已经向国际化舞台迈出了可喜的一步。
目前，IMT-2000最为关键的所在是确定无线接口技术及关键参数，当然，相应的网络
及业务规范也在制定之中，因此，我们的工作重点是以评估候选无线传输技术为主，由此
带动整个系统的研究和开发。
二、IMT-2000的无线按口技术
1986年，国际电联专门成立了有关第三代移动通信技术的临时工作组，简称
ITU一RTG8／1，主要负责起草有关IMT一2000总的概念和原则、要求和结构、无线技术的
评估和选择及相应的技术规范，另外，由ITU-TSG11负责起草制定有关无线信令和网络信
令方面的标准。
ITU-RTG8／1规定的IMT-2000无线接口开发时间表和基本流程如图1所示。
截止到98年6月底，提交到国际电联的候选无线传输技术共有15种方案，其中10种为
地面技术，5种为卫星技术，98年9月底，又分别增加了一种地面技术和卫星技术。其中
11种地面技术如下表1所示，6种卫星技术如下表之所示：三、我国IMT-2000研究现状前面
提到，为更好地对第三代移动通信系统进行研究，原邮电部于97年7月成立了评估组ChEG，
由其总体负责IMT一2oo0的研究工作，其主要任务是对IMT-2000的主要RTT及中国提交的
RTT进行评估，同时对涉及IMT-2000的关键技术、网络结构、信令协议等各个方面进行研
究。
ChEG由原邮电部电信传输研究所牵头，成员来自原邮电部政府部门、运营单位、标
准制定部门、研发部门、大专院校的知名专家和学者。为促进中国移动通信行业的全面
发展，吸收更多的技术力量，共同搞好中国的第三代移动通信的研究和开发，1998年初，
ChEG还承担了国家“863”通信主题专家组的“第三代移动通信总体技术研究”项目，并
吸收包括国家教委所属知名院校及国内通信生产厂家在内的专家作为其项目组的成员。
在研究过程中，ChEG主要对两种主流候选技术W-CDMA和cdma2000进行了链路级和系
统级仿真，同时对十几项关键技术进行了深入的研究和分析，按照ITU的要求，分别对三
种RTT，即W一CDMA。cdma2000及我国提交的TD-SCDMA技术进行了系统的评估。在评估过
程中，ChEG发现了ITU建议的多处错误，指出了两种宽带CDMA技术上的某些缺陷，并提出
了改善性能的建议。三个评估报告经过原邮电部的评审，按照ITU的时间表，与1998年9
月30日提交到1TU，受到各国的高度重视。评估报告的深度和水平都与国外先进水平相差
无几。另外，在评估期间，chEG还对第三代移动通信的业务、应用以及现有网络向第三
代移动通信的过渡进行了研究。
截止目前为止，ChEG在IMT-2000领域所研究的内容主要包括以下五部分：
（1）第三代移动通信的技术与应用要求；
（2）第三代移动通信系统无线传输技术（RTT）的评估原则和评估方法；
（3）第三代移动通信系统侯选RTT评估报告；
（4）第三代移动通信系统侯选技术的比较及关键技术的研究；
（5）第三代移动通信网与现有网的兼容技术研究；
下面对每个部分的主要内容进行简要的概述。
1．第三代移动通信的技术与应用要求
此部分根据ITU的相关建议，包括M.687-2、通函8／LCCE／47、M.1225等，对IMT-2000
的主要特征，如全球漫游，具有提供多媒体业务的能力进行了描述；对IMT-2000无线传输
技术的最低要求进行了描述和分析；同时也对我国运营者对第三代移动通信的要求进行了
说明。这一部分是IMT-2000框架性描述，是整个第三代移动通信技术提交、评估、标准融
合、无线接口和核心网络相关标准制定的指导性文件。在我国开展IMT2000研究的初期，
准确理解这一部分的内容是非常关键的。
表1 10种IMT-2000地面无线传输技术提案
提交技术 描述 双工方式 应用环境 提交者
W-CDMA Wideband CDMA FDD、TDD 所有环境 日本：ARIB
UTRA UMTS Terrestrial FDD、TDD 所有环境 美国：ETSI
WIMS M-CDMA Wireless Multimedia and FDD 所有环境 美国：TIA
Messaging Services
Wideband CDMA
NA：W-CDMA North American:Wideband FDD 所有环境 美国：T1P1
CDMA
CDMA II Asynchronous DS-CDMA FDD 所有环境 韩国：TTA
TD-SCDMA Time-Division
Synchronous DS-CDMA FDD 所有环境 中国：CATT
Cdma2000 Wideband CDMA(IS-95) FDD、TDD 所有环境 美国：TIA
CDMA I Multiband Synchronous FDD 所有环境 韩国：TTA
DS-CDMA
UWC-136 Universal Wireless FDD 所有环境 美国：TIA
Communications
EP-DECT Digital Enhanced FDD 室内、 欧洲：ETSI DECT计划
Cordless 室外到室内
Telecommunications
WP-CDMA Wideband Packet-CDMA FDD 所有环境 美国：TIA及T1P1
所有环境指室内、室外及车载环境
表2 6种IMT－2000卫星无线传输技术提案
提交技术 描述 应用环境 提交者
SAT - CDMA 49 LEO sats in 7 planes at 2000km 卫星 S.Korea TTA
SW - CDMA Satellite Wideband CDMA 卫星 ESA
SW - CTDMA Satellite Wideband hybrid CDMA/TDMA 卫星 ESA
ICO RTT 10MEO sats in 2 planes at 10390 km 卫星 ICO Global Communications
Horizons Horizons Satellite system 卫星 Inmarsat
INX Iridium Next Generation 卫星 Irudium
2．第三代移动通信系统无线传输技术（RTT）的评估原则和方法这一部分含三个子
部分的内容，即评估方法的研究，主要是M.1225建议的研究；链路级仿真的研究；系统
级仿真的研究。
(1）M.1225建议的研究
M.1225建议-“IMT-2000无线传输技术评估指南”是ITU关于IMT-2000 RTT评估的建
议，是整个评估工作的主要技术依据。此建议主要包含以下几个主要内容：
.附录1：无线传输技术应描述的内容
.附录2：用于评估的测试环境
.附录3：评估的项目.评估组评估概要.评估方法?BR> （2）链路级仿真按照M.1225建议所提出的评估程序及对无线传输技术的要求、链路
预算样本、无线传输路径损耗参考公式、信道脉冲响应模型等规定，通过采用EDA软件
工具，建立了包括发射机模块、信道模型、接收机模块和功率控制模块四部分的链路级
仿真模型，并利用此模型得到W-CDMA和cdma2000在各种条件下的误码性能曲线，从而得
到两个技术的覆盖效率。同时为系统级仿真提供依据。
表3 两种宽带CAMA技术的主要区别
. WCDMA cdma - 2000
最小带宽 5MHz 3X1.25MHz
采用技术类型 单截波的宽带直接序列扩频DS 多截波（MC）和直接扩频（DS）两种
码片速率 4.096Mcps 3.6864Mcps(1.2288X3)
基站间同步 异步（不需GPS） 同步（需GPS）
下行信道导频 采用导频符号，与业务码时间复用（TM） 采用独立的连续导频，码复用（CM）
帧长 10ms 20ms
话音编码 固定速率 可变速率
功率控制速度 1600 800
（3）系统级仿真
利用链路级仿真模型得到的基本性能和数据，通过基于用户事件产生和结束和用户移
动性行为的随机过程，在建立小区模型、业务量模型、移动性模型、干扰功率计算模型的
基础上，得到在一定服务质量条件下的系统容量／频谱效率。
3．第三代移动通信系统侯选RTT评估报告主要对两个宽带CDMA技术和我国TDSCDMA技
术进行了评估。
两种宽带CDMA技术的融合一直是热门话题，很多国家和组织都一直在努力。我国从一
开始态度就非常鲜明，即支持统一标准，支持两种宽带CDMA技术的融合。因为统一标准对
我国的运营和产业都最有利。基于这个原则，对二者都进行评估，有利于我们支持统一标
准。有利于我们积极参与到国际上标准融合及标准化工作中去。
对两个宽带CDMA都进行研究的另一个好处是风险比较小，无论采用哪一个，都能与研
究开发和产业化进行一定的技术积累，况且假如标准不能统一，我国两个都采用的可能性
也比较大。
评估的主要结论
从对两种宽带cDMA评估和研究的结果来看，两种技术尽管存在着差异，见表3。但容
量、覆盖效率、质量等性能没有明显的差异。两种技术各有优缺点：
W-CDMA技术采用异步方式，非连续导频方式，技术上比较灵活，但也因而带来的复
杂性高一些，技术实现的难易要经过实际网络的验证，而且目前提交的方案需进一步完
善，如导频方式等，才能很好地满足ITU的要求。W-CDMA比较适合高速数据业务的传输。
cdma2000技术由于建立在成熟的IS-95技术基础上，所以成熟性好一些。但是它由于
采用同步方式，多载波方式，灵活性差一些，但主要技术经过了IS-95商用网络的验证。
cdma2000比较适合话音业务。
在评估报告中，我们指出了两种技术不完善的地方，并提出了改善的建议，反映了我
们国家的研究水平。主要建议有： W-CDMA的导频方式无法支持速率高于160km／h的高速
移动环境。并提出了两种解决的建议：
W-cDMA应支持可变话音编码，以提高容量建议cdma2000增加速率指示信息，以减少复
杂性建议cdma2000考虑异步方式，以给运营者灵活性另外，评估组还针对增加容量和改善
性能方面，提出了几个很有价值的建议。上述的一些建议已受到欧、美。日的重视，事实
证明，他们对方案某些方面的修改证明我们指出的问题和提出的建议是完全正确的。
TD-SCDMA技术的仿真
TD-SCDMA技术是我国提交到电联的，具有我国知识产权的侯选方案。对此技术评估的
目的主要是说明此技术符合ITU的所有要求，并且针对此技术特色的地方，如同步CDMA、
采用软件无线电和智能天线技术等方面进行了说明，此外也表示了此技术与其他侯选方案
的相似之处，其中提出的有些参数为今后与其他技术的融合做了铺垫。
4．第三代移动通信系统侯选拔术的比较及关键技术的研究由于是针对W-CDMA和
cdma2000同时进行评估，所以在评估过程中对两种宽带CDMA技术的关键技术，也是两个技
术几个关键的不同点进行了研究。主要内容有：
（1）信道编码／纠错编码（前向和反向、内部卷积交织和外部RS、交织）
（2）天线系统（分集方法、分布天线、智能天线）
（3）基站同步要求
（4）切换复杂性和切换质量以及频率间切换（分别对于话音和数据业务）
（5）对于掉话的再连接程序
（6）最高用户比特速率，可变比特速率
（7）系统过载性能
（8）应用于高速移动台的能力
（9）可变声码器速率能力
（10）功率控制特性（动态范围、步长、速度）
（11）增加系统容量、覆盖和性能的新方法
（12）使用频带的灵活性
5.第三代移动通信网与现有网的兼容技术研究虽然对IMT-2000的研究至今仍以无线接
口为主，但实际上核心网对于运营者来讲更加重要。
第三代移动通信网络与第二代网络之间后向兼容几乎是所有运营者的要求。为了保护
运营者的已有投资，为了保护用户的利益，第三代网络不应该是全部重新铺开的一个网络
，而是应该在现有网络上逐渐过渡演进而成。目前世界上主要有两大核心网技术，一个是
GSM MAP，支持GSM无线接口技术；另一个是ANSI／IS-41，支持cdmaOne、AMPS和IS-136无
线接口技术。两大核心网支持的用户都为一亿左右。所以ITU采用了“家族概念”，以保
证两大核心网都能平滑演进到第三代，同时为了保证不同家族成员之间的互联互通，定义
了一个公共的NNI接口。
此部分参照ITU和ETS1、TIA和日本对IMT-2000核心网从第二代演进的方案的最新情况
，对国际上主要的演进方案进行了分析、说明和比较，并结合我国第二代网络现实情况，
提出了我国现有网向第三代演进的初步设想。
四、总结
经过一年多的努力，ChEG对IMT-2000进行了全面深入的研究，取得了丰硕的研究成果
，这些研究成果对我国IMT-2000的下一步研究和开发及参与国际标准化活动有着极其重要
的作用：
（1）成功地组织了相关单位开展工作评估工作涉及了中国的政府、研究机构、运营
部门、生产厂家、高校等几十个单位，可以说，成功的组织形式是第三代移动通信系统评
估工作成功的关键，也为将来发展中国第三代移动通信产业奠定了良好的合作基矗
（2）及早地参与了ITU工作及国外标准化组织的活动，全面而及时地了解国际第三代
移动通信的技术进展及复杂的形势在开展以评估为主的第三代移动通信全面的研究过程中
，通过参加ITU的活动、与国外标准化组织、运营者组织和大的电信厂家的合作与交流，
能及时掌握技术的最新发展，了解各大利益集团的观点、策略，对我国国内的运营、产业
和标准化工作，特别是决策我国IMT-2000的技术和发展策略有着重要的意义。
（3）成功地进行了仿真和部分关键技术的研究链路级仿真对于下一步完善无线技术、
研究开发无线技术有着重要的作用；系统级仿真则动态模拟了实际的移动通信网络，对于
下一步第三代移动通信系统的总体设计、开发、网络规划都有着重要的现实意义。
评估过程中安排的十几个关键技术研究项目的成果，有些很可能成为具有我国知识产
权的技术而被采用，很多研究成果可很快用于下一步的研究开发和对技术的完善中去，为
我国IMT-2000的研究开发工作打下了一个较好的基矗
（４）培养了一支队伍目前参与工作的有涉及各个领域的几十个人，他们在不同方面程
度不同地开展了研究。这些人是我国从事下一步第三代系统标准制定和研究开发的基矗到
目前为止，RTT的评估工作已经基本结束，按计划，下一步的工作将围绕IMT-2000的标准
制定而陆续展开，我们深信，第三代移动通信的出现，将是中国移动通信产业的又一个春天。
作者简介
徐京皓：电信传输研究所无线室副主任，工程师
曹淑敏：电信传输研究所副所长，高级工程师
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正如我轻轻地来
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