3G与WLAN的兼容和竞争

　　1999年底国际电信联盟(ITU)通过了国际移动通信-2000 (IMT-2000)的无线接口技术规范，标志着第3代移动通信(3G)的格局已经最终确定。在过去的4年内，由于各种原因，3G的始终停留在技术上，大规模运营的时代始终没有到来。而原来仅作为有线局域网补充的无线局域网(WLAN)却异军突起，发展迅猛，成为通信产业为数不多的亮点之一。

　　1 3G发展现状

　　与前两代移动通信系统相比，第3代的主要特征是可提供移动多媒体业务，高速移动环境支持144 Kb/s，步行慢速移动环境支持384 Kb/s，室内支持2 Mb/s的数据传输。其设计目标是为了提供比第2代系统更大的系统容量、更好的通信质量，而且要能在全球范围内更好地实现无缝漫游及为用户提供包括话音、数据及多媒体等在内的多种业务，同时要考虑与第2代系统的良好兼容性[1]。

　　目前从全球3G发的展来看，日本和韩国的情况要好一点。日本是最早实现WCDMA商业运营的国家。日本NTT DoCoMo公司在2001年10月就推出了WCDMA标准的3G移动通信服务，到2002年9月，共发展用户13.5万。另一家运营商KDDI则采用cdma 2000标准，它在2002年4月推出cdma 2000 1x系统(2.5G)，到2002年9月，已有265.2万用户。2003年，KDDI开始推出基于cdma 2000标准的3G服务。韩国SK集团在2000年9月推出了cdma 2000 1x系统，并于2002年2月推出了cdma 2000 1x EV/DO系统的运营服务。韩国同时也使用WCDMA标准，但还处于试验应用阶段，运营商尚在观望中。

　　3G的商用化过程从根本上来说，应由消费者的应用驱动。3G的价值链应该是从用户到运营商，再从运营商到生产制造商。但3G的实际情况是：用户的需求尚不明了，运营商因为消费者没有明确反应，也非常谨慎。所以欧洲运营商即使已经花了上千亿美元竞买了3G牌照也不得不一再推迟商用化进程。从目前情况看，3G是由生产制造商驱动的，制造商们拼命用各种各样的方法迫使运营商购买3G设备，似乎这样就标志着进入3G时代了，但这些设备提供什么业务目前仍只限于纸上谈兵，3G的应用在哪里？3G的市场在哪里？3G的盈利点在哪里？这些问题一直得不到理想的答案。因此，3G的全球商用化进程一再被推迟的结果是必然的。目前全欧洲只有7个国家和地区开通了3G网络运营，用户只有9万多，总体来讲，发展速度较为缓慢。

　　在中国，TD-SCDMA作为具有自主知识产权的3G技术，兼有庞大的市场作为后盾，并由于国家政策的扶持，受到了国内外3G业界的普遍关注。在未来中国乃至世界的3G市场上，TD-SCDMA必然占有一席之地。但是从目前情况来看，有两点必须要注意：一个是技术因素，另外一个就是市场。TD-SCDMA无疑承载着国人的众多的心理企盼，但是市场的接受度不仅仅取决于此。

　　在中国3G的发展历程中，一直是以积极稳妥的态度来进行技术和市场的演化，并且显示出多家竞争的局面。各个运营商对未来的3G发展都有自己的思路。除了TD-SCDMA，WCDMA、cdma 2000都不乏支持者。联通CDMAone的开通，是为了在保持GSM市场占有率的同时，为未来向cdma 2000进军铺平道路。而中国移动在继续巩固GSM网络良好运营的成果的同时，也积极推进WCDMA在中国的进程。同时，目前尚没有移动运营牌照的中国网通，也试图通过SCDMA(即同步CDMA，属于2.5G)来为未来的TD-SCDMA奠定基础。从目前的情况来看，中国的3G市场仍然是“雾里看花”，商用尚待时日。

　　2 WLAN发展现状

　　在宽带IP网中实现移动计算主要有两种基本形式：一是以现在的2.5代(如GPRS等)或3代(如WCDMA、TD-SCDMA等)的蜂窝移动通信系统为基础向全IP网过渡，称为广域方案；二是WLAN+Internet构成全IP网络，称为局域方案。在局域方案中，无线局域网本身就是支持IP机制的有线局域网的扩展和替代，在此演化过程中体现的是由“无线”到“互连”，这是传输方式的变化，是在互联网的基础上利用宽带无线IP技术直接实现的，简单快捷。在3G商用化进程步伐放慢的同时，无线局域网作为一种实现宽带无线IP接入的典型形式，由于其具有支持移动计算、架构灵活快捷、维护所需费用较低和可扩展性好等优点，应用日益广泛，国内外相关产业也逐步成熟，成为IT产业的亮点之一。大量有关无线局域网市场的分析报道一致认为，与其他电信和高科技市场相比，WLAN市场的持续增长和盈利的迹象非常乐观。

　　META集团2002.11公布了对包括企业级无线局域网市场的最新评估结果，根据调查结果，META集团预计，在今后5年内，无线局域网市场年综合增长率将达30%。而亚太地区被普遍认为是WLAN市场发展和扩张的下一个关键地区，IDG最新的对亚太地区WLAN的趋势分析显示：到2005年平均每年增长将达到51%。市场研究公司Forward Concepts称2002年全球WLAN设备销售增长了100%以上，收入达到26亿美元，而且在今后几年还将以每年43%的混合年增长率持续增长，无线局域网到2006年市场规模将达到103亿美元。

　　国际标准ISO/IEC 8802.11-1999和IEEE规范IEEE 802.11a、802.11b等的颁布为无线局域网的迅猛发展提供了标准基础[2] ，但是由于ISO/IEC 8802.11标准中定义的安全机制有线等效保密(WEP)已被国内外产业界(包括一般用户在内)广泛认为不具备安全性，而厂商们在现今国际、国内对无线局域网极不安全的事实已经确认无误的情况下，出于市场需要和保护以往投资的目的，便以不同技术方式对现有的无线局域网安全体制进行补充，或是仍然采用不安全的WEP机制而宣称是安全的来误导市场，导致无线局域网用户之间经常无法互连互通和对用户的安全承诺得不到保证，严重影响和限制了无线局域网市场快速、健康、有序的发展和规模扩张。

　　从中国的情况来看，为更好地规范和促进产业发展，制定无线局域网国家标准已经迫在眉睫。2001年9月，经信息产业部科技司批准，中国WLAN有关生产厂商、相关企业、大专院校和科研院所联合成立了“宽带无线IP标准工作组”,负责制定包括无线局域网在内的宽带无线IP系列标准。

　　2003年5月12日，《无线局域网媒体访问控制和物理层规范》等国家标准由国家标准化管理委员会正式颁布，并计划于2003年12月1日正式实施。规范创造性地提出并采用了无线局域网鉴别与保密基础结构(WAPI)协议机制来保障无线局域网的安全(依照《商用密码管理条例》)，已送交国家密码管理委员会办公室审定并获批准。同时，WAPI协议机制已向ISO/IEC授权的相关机构进行了提交，经审查获得认可，并分配了用于该协议机制的以太类型字段0x88b4。截至目前，这是中国在该领域向ISO/IEC提出并获得批准的唯一的以太类型字段。WAPI机制被国际权威机构认可标志着中国在解决无线局域网的安全问题上处于国际领先位置，为中国无线局域网的持续高速发展扫清了障碍。

　　目前无线局域网的应用已经呈现多元化趋势，不仅可作为独立设备存在，也可作为嵌入式模块集成和内置在信息设备中。无线局域网国家标准为这些应用均提供了必要的技术和标准支撑。该国家标准和即将后续推出的无线局域网其他关联子项标准一起，会有力推动无线局域网在中国的发展，加速相关产业的形成，为中国民族通信产业实现跨越式发展提供机遇和保障。

　　3 3G和WLAN的关系

　　3G商用化的一再延迟与WLAN的高速扩展形成了鲜明的对比，由于一些芯片制造厂商和软件厂商在近年来将重点由3G转移到WLAN上来，据UMTS论坛估计，到2006年，3G市场的税收将由于WLAN的发展而削减12%～64%，这使3G产业直接受到了来自WLAN的压力，形成了3G产业的波澜。WLAN的发展对3G是直接的威胁吗？关于两者的关系，可以从技术和应用多个层面进行分析和探讨。表1给出两者的比较。

　　从表1可以看出，无线局域网和3G从应用上来看，呈现很强的互补性。从用户的角度考虑，数据速率和覆盖范围互为补充；从运营商的角度考虑，投资和费用互为补充。从业务模型上看，通过采用WLAN扩展无线宽带用户，然后将WLAN和3G进行融合，不失为扩大3G市场的选择。未来的第4代移动通信系统也越来越清晰地表现为类3G和类WLAN技术的混合体，两者的融合已成必然趋势。

　　11 Mb/s数据速率的WLAN在热点地区、家庭和企业中已经获得了初步的成功，目前已经能达到54 Mb/s的速率，无疑在解决局域内无线连接上是最好的选择。而3G的优势在于蜂窝网的全球运营机制非常成熟，能进行广域覆盖，其所支持的语音仍然是移动用户的主流业务，并且3G也在逐步支持较高速率的数据传输[3]。

　　无线用户在广域移动时采用3G系统进行通信，在静止或者慢速移动时通过WLAN继续更高速率的通信过程，并且在切换时保持通信过程的连续性，这是一种随用户所处环境和用户选择而变化的自适应系统。要实现这种系统间的融合，以下因素是必须要考虑的：AAA(认证、鉴权和计费)、会话维持、切换自动透明、WLAN提供与3G对应的服务等级、分帐等。目前，将3G业务域和WLAN业务域从逻辑上进行分离，通过移动IP技术来实现WLAN和3G切换过程中的位置管理和AAA等是现实可行的一条途径，称为“松散耦合”；另外一条思路是通过功能集成，WLAN成为3G核心网的一个接入网，称为“紧密耦合”，这要求WLAN设备必须实现3G的协议栈。

　　WLAN和3G两种通信体制的发展有交叉，有融合，有竞争，也有兼容。立足于应用，通过技术的演化和融合，将是未来通信系统发展的必然趋势。

　　4 参考文献

　　[1] Brough Turner, Marc Orange. 3G Tutorial [J]. NMS Communications, 2002(11).

　　[2] IEEE 802.11, Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications [S].

　　[3] Kumar Balachandran. Convergence of 3G and WLAN [C]. ICC′2002, 2002.

[摘要] 文章介绍了3G和WLAN的标准和技术发展现状，并分别对3G和WLAN的发展前景进行了分析；重点探讨了3G和WLAN之间竞争和兼容的关系，指出3G和WLAN技术的充分融合是未来通信发展的必然趋势。

[关键词] 第3代移动通信/无线局域网/兼容/竞争

[Abstract] This paper introduces the standardization and technology development of 3G and WLAN, and analyzes the domestic and overseas foregrounds of them. An emphasis is put on the relationship of compatibility and competition between 3G and WLAN, and finally this paper presents that the complete convergence of 3G and WLAN is an inevitable trend in future communication development process.

[Keywords] 3G/WLAN/compatibility/competition