① 3G技術基礎知識
隨著科技的高速發展，手機已經成為人們生活中不可或缺的一部分。在手機功能逐漸強大的背後，是3G技術的高速發展，為人們的日常生活帶來了各種便利。而3G技術的成熟應用，使得無線通信不再局限於文本和簡單圖片。通過3G無線網，人們可以用多種多樣的攜帶型設備在更多且更具挑戰性的環境中進行高質量的視頻通訊。本節主要介紹3G網路的一些基本信息。
一、3G技術的定義及其特點
一般來講，3G是指第三代通信網路。與第二代（2G）比起來，3G技術使數據傳輸的種類更多，速度更快。它能夠在網路覆蓋范圍內更好地實現圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式文件的共享和傳輸，並能夠提供包括網頁瀏覽、視頻會議、電子商務等多種信息服務，同時它也與已有的2G 網路有著良好的兼容性。另外3G技術能夠提供的速度更快。目前在室內、室外和行車的環境中能夠分別支持至少2M bps、384kbps以及144kbps的傳輸速度。
3G技術的主要特點是能夠將無線通信系統和interent連接起來，從而實現在不同網路之間的無縫漫遊，並在此基礎上向移動終端用戶提供更多更個性的服務。當下較為流行的新浪微博、淘寶客戶端移動版等都採用了此技術。
二、3G網路的分類以及國內現狀
自從1995年第一台模擬手機問世以來，通信技術已經發展了三代。2000年5月，國際電信聯盟（ITU）確定了WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA以及WiMAX四大主流無線介面標准，並寫入3G技術指導文件《2000年國際移動通訊計劃》（IMT-2000）。CDMA是code division multiple access（碼分多址）的縮寫，是3G技術的基礎。與前兩代技術相比較，3G技術頻率規劃簡單、系統容量大、頻率復用系數高、抗多徑干擾能力強、通信質量好、軟容量、軟切換等特點顯示出巨大的發展潛力。
1.WCDMA
WCDMA全稱為wideband CDMA，意為寬頻分碼多重存取，是基於GSM網發展出來的3G技術規范。它由CDMA演變而來，被認為是IMT-2000的直接擴展。如圖4-1所示，一般將WCDMA系統分成兩個部分：核心網部分（CN）和無線接入部分（UTRAN）。其中UTRAN由多個無線網路子系統（RNS）組成，每個RNS包括1個無線網路控制器（RNC）和一個或多個節點B。每個RNS都是UTRAN的一個子網。節點B和RNC之間通過Iub介面連接。RNC與RNC之間通過Iur介面相連。節點B通過Uu空中介面與UE通信：RNC通過Iu-cs介面與MSC（CN的分組域）相連。WCDMA採用ATM作為承載進行用戶數據和信令信息的傳輸。
圖4-1 WCDMA系統架構
WCDMA採用直接序列擴頻碼分多址（DS-CDMA）、頻分雙工（FDD）方式，碼片速率為3.84Mcps，載波帶寬為5MHz.基於Release 99/Release 4版本，可在5MHz的帶寬內，提供最高384kbps的用戶數據傳輸速率。WCDMA能夠支持移動/手提設備之間的語音、圖像、數據以及視頻通信，速率可達2Mb/s（對於區域網而言）或者384kb/s（對於寬頻網而言）。輸入信號先被數字化，然後在一個較寬的頻譜范圍內以編碼的擴頻模式進行傳輸。窄帶CDMA使用的是200kHz寬度的載頻，而WCDMA使用的則是一個5MHz寬度的載頻。
WCDMA由歐洲提出，並與日本的寬頻CDMA極為相似，目前正在融合。WCDMA的支持者主要以GSM 系統為主的歐洲廠商，如愛立信、阿爾卡特、諾基亞、朗訊、北電等，另外也有部分日本公司參與其中，包括N TT、富士通、夏普等。該規范的最大優勢在於能夠架設在現有的GSM 網路上，對於系統提供商而言可以輕易過渡，尤其是GSM 系統相當普遍的亞洲。目前中國聯通採用這一標准並開發「沃」品牌。
2.CDMA2000
CDMA2000 則由窄帶CDMA（CDMAIS95）技術發展而來，也稱為CDMAM ulti-Carrier。CDMA2000標準是一個體系結構，稱為CDMA2000family.它包含一系列子標准。由CDMAOne向3G演進的途徑為：CDMAOne→（IS-95B→）CDMA20001x（3x）→CDMA20001xEV。其中從CDMA20001x之後均屬於第三代技術。演進途徑中各階段特點分別為：
1）IS-95B：通過捆綁8個話音業務信道，提供64k數據業務。在多數國家，IS95B被跨過，直接從CDMAOne演進為CDMA20001x。
2）CDMA20001x：在IS-95的基礎上升級空中介面，可在1.25M 帶寬內提供307.2k高速分組數據速率。
3）CDMA20003x：在5M 帶寬內實現2M 數據速率，後向兼容CDMA20001x及IS-95。
4）CDMA20001xEV：增強型1x，包括EV-DO和EV-DV兩個階段。
CDMA20001x在無線介面性能上較IS-95系統有了很大的增強，主要表現為：
1）可支持高速補充業務信道，單個信道的峰值速率可達3.7.2kbps。
2）採用了前向快速功控，提高了前向信道的容量。
3）可採用發射分集方式O TD 或STS，提高了信道的抗衰落能力。
4）提供反向導頻信道，使反向相干解調成為可能，反向增益較IS95提高3dB，反向容量提高1倍。
5）業務信道可採用比卷積碼更高效的Tubro碼，使容量進一步提高。
6）引入了快速地呼信道，減少了移動台功耗，提高了移動台的待機時間。此外，新的接入方式減少了移動台接入過程中的干擾的影響，提高了接入成功率。
7）模擬結果表明，CDMA20001x系統的話音業務容量是IS95系統的2倍，而數據業務容量是IS-95的3.2倍。
CDMA20001x的無線IP網路介面採用已應用成熟的、開放的IETF協議，支持SimpleIP和MobileIP的Intemet/Intranet的接入方式，實現了真正的Interent接入的移動性。
從傳輸速率來看，IS-95標準的速率集是CDMA20001x速率集的一個子集（RC1,RC2）。同時，CDMA2000提供增強速率集：前向RC3-RC9，反向RC3-RC6，從而在滿足第三代移動通訊高速分組數據業務的同時實現了從IS-95的平滑過渡。CDMA20001x 能實現對CDMA（IS-95）系統的完全兼容，技術延續性好，可靠性較高。同時也使CDMA2000成為從第二代向第三代移動通信過渡最平滑的選擇。
此技術規范由美國高通北美公司主導提出，但如今由韓國三星公司引領研發。其支持者包括摩托羅拉、Lucent、韓國三星以及一些日本公司。雖然CDMA2000的支持者不如WCDMA多，但是它的研發進度最快，而且建設成本低廉。在中國，中國電信正採用這一方案並擁有「天翼」品牌。
3.TD-SCDMA
TD-SCDMA全稱為time division-Synchr。nous CDMA（時分同步CDMA），該技術是由中國內地獨自製定的3D標准，同時也是ITU正式發布的第三代移動通信空間介面技術規范之一，它得到了CW TS及3GPP的全面支持。該方案的主要技術集中在大唐公司手中，它的設計參照了TDD 在不成對的頻帶上的時域模式。TDD 模式是基於在無線信道時域里的周期地重復TDMA幀結構實現的。這個幀結構被再分為幾個時隙.在TDD模式下，可以方便地實現上/下行鏈路間的靈活切換。它是集CDMA、TDMA、FDMA技術優勢於一體、系統容量大、頻譜利用率高、抗干擾能力強的移動通信技術。它採用了智能天線、聯合檢測、接力切換、同步CDMA、軟體無線電、低碼片速率、多時隙、可變擴頻系統、自適應功率調整等技術。
TD-SCDMA有五種很有特色的技術。首先是綜合的定址（多址）方式。TD-SCDMA空中介面採用了四種多址技術：TDMA,CDMA,FDMA,SDMA（智能天線）。綜合利用這四種技術資源分配時在不同角度上的自由度，得到可以動態調整的最優資源分配。第二是靈活的上下行時隙配置。靈活的時隙上下行配置可以隨時滿足您打電話，上網瀏覽、下載文件、視頻業務等的需求，保證您清晰、暢通地享受3G業務。第三是TD 克服呼吸效應和遠近效應。呼吸效應就是指在CDMA系統中，當一個小區內的干擾信號很強時，基站的實際有效覆蓋面積就會縮小：當一個小區的干擾信號很弱時，基站的實際有效覆蓋面積就會增大。簡言之，呼吸效應表現為覆蓋半徑隨用戶數目的增加而收縮。導致呼吸效應的主要原因是CDMA系統是一個自干擾系統，用戶增加導致干擾增加而影響覆蓋。對於TD-SCDMA而言，通過低帶寬FDMA和TDMA來抑制系統的主要干擾，在單時隙中採用CDMA技術提高系統容量，而通過聯合檢測和智能天線技術（SDMA 技術）克服單時隙中多個用戶之間的干擾，因而產生呼吸效應的因素顯著降低，因而TD 系統不再是一個干擾受限系統（自干擾系統），覆蓋半徑不像CDMA那樣因用戶數的增加而顯著縮小，因而可認為TD 系統沒有呼吸效應。遠近效應是指由於手機用戶在一個小區內是隨機分布的，而且是經常變化的，同一手機用戶可能有時處在小區的邊緣，有時靠近基站。如果手機的發射功率按照最大通信距離設計，則當手機靠近基站時，功率必定有過剩，而且形成有害的電磁輻射。解決這個問題的方法是根據通信距離的不同，實時地調整手機的發射功率，即功率控制。功率控制的原則是，當信道的傳播條件突然變好時，功率控制單元應在幾微秒內快速響應，以防止信號突然增強而對其他用戶產生附加干擾；相反當傳播條件突然變壞時，功率調整的速度可以相對慢一些。也就是說，寧願單個用戶的信號質量短時間惡化，也要防止對其他眾多用戶都產生較大的背景干擾。第四是智能天線。在TD-SCDMA系統中，基站系統通過數字信號處理技術與自適應演算法，使智能天線動態地在覆蓋空間中形成針對特定用戶的定向波束，充分利用下行信號能量並最大限度地抑制干擾信號。基站通過智能天線可在整個小區內跟蹤終端的移動，這樣終端得到的信噪比得到了極大的改善，提高了業務質量。最後則是動態信道分配。信道就是你打電話時佔用的通信鏈路（線路）資源，如同你開車在馬路上行駛時，你所使用的車道、交通標志、紅綠燈信號等，這些資源對於你行車是必不可少的；在TD-SCDMA通信時，信道使用頻率、時隙（時間）、碼字等表徵所使用的無線資源。動態信道分配，就是根據用戶的需要進行實時動態的資源（頻率、時隙、碼字等）分配。動態信道分配（DCA）根據調節速率分為：慢速DCA和快速DCA。慢速DCA 將無線信道分配至小區范圍，而快速DCA 將信道分至業務。RNC 負責小區可用資源的管理，並將其動態分配給用戶。RNC 分配資源的方式取決於系統負荷、業務QoS要求等參數。目前DCA 最多的是基於干擾測量的演算法，這種演算法將根據用戶移動終端反饋的干擾實時測量結果分配信道。
另外TD-SCDMA技術具有輻射低的特點，被譽為綠色3G。另外TD-SCDMA在頻譜利用率、對業務支持的靈活性、頻率靈活性以及成本等方面具有獨特優勢。如今全球一半以上的設備廠商都宣布可以支持TD-SCDMA標准。中國移動在此標準的基礎上，開發了「G3」品牌。
三、國內3G網路比較
國內主要3G網路基本情況比較如下表所列：
基於3S技術的野外地質調查工作管理與服務關鍵技術研究及應用示範
② 什麼是無限資源管理RR
UTRAN
無線接入網路（RAN）包含一個或者多個無線網路子系統（RNS），每一個RNS又是由一個無線網路控制器（RNC）和一個或者多個NodeB組成的。
無線網路控制器（RNC）用於控制UTRAN的無線資源。RNC一般與一個MSC和一個SGSN或者廣播域（BC Domain）通過Iu介面相連。
RNC用來分配和控制與它相連或者相關的NodeB的無線資源。控制NodeB的RNC稱為CRNC（Controling RNC），CRNC負責對NodeB所屬的小區進行無線資源管理，包括對新的無線鏈路進行接納控制和碼子分配，控制小區的負載和擁塞等。
SRNC（Serving RNC）：SRNC管理UE與UTRAN之間的無線連接，執行基本的無線資源的管理，例如，無線接入承載的參數映射到傳輸信道的參數、切換判決、外環功率控制等等。對於一個UE來說，SRNC終止了用戶數據的傳送，以及相應的Iu信令連接（RANAP信令）。RRC協議也終止在SRNC。由此可以看出，一個UE-UTRAN連接中只存在一個SRNC。
DRNC（Drift RNC）：除了SRNC，UE-UTRAN連接中用到RNC就是DRNC。對於一個UE而言，可能沒有、有一個或者多個DRNC。
RR（GRR）無限資源管理
MM(GMM)移動性管理
CM連接管理：CM連接管理子層包括有CC呼叫控制、SMS(GSMS)短消息業務、SM會話管理和SS補充業務等對網路提供業務的控制、提供和支持。
GPRS隧道協議GTP是用於GSN節點之間的介面協議。GTP協議由GTP控制面和用戶面協議組成。GTP協議控制平面完成移動台MS接入分組網路的隧道控制和管理功能，消息主要執行建立、修改和刪除GSN之間隧道功能，同時還負責GSN節點間的移動性管理、位置管理、路徑管理功能。GTP協議用戶平面負責數據在隧道中傳輸，以及傳輸隧道的部分維護功能。
GTP協議用戶平面同時使用在WCDMA系統無線子系統和核心網路分組域之間的Iu介面，用於Iu-PS介面用戶平面的上層消息的承載。