双模式系统：移动通信发展新模式

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所谓双模式是指移动台既可以工作于数字频分方式，又能够以码分扩频方式工作。换言之，这种移动台既可以在泛欧数字移动电话系统（ＧＳＭ）中工作，也可以在公众码分多址移动通信系统（ＣＤＭＡ）中工作。世界上使用双模式移动通信系统的国家有美国等国。但美国是融合了模拟频分移动通信系统和码分多址移动通信系统，其原因是美国的模拟移动通信系统已经非常庞大，用户数量众多，上世纪９０年代初期用户就已经达到５００万以上。而这次中国联通将现今世界最常用的两种移动通信模式进行融合，意义非常深远。预示着中国联通已经着手构建下一代的移动通信网，双模式为移动通信的发展模式指明了方向并提供了实践经验，其发展前景非常广阔。

一、双模式的工作方式

　　从理论上说，公众码分多址移动通信系统的移动台均可工作于双模式系统之中。运营商可以根据网络具体情况，结合实际，设定移动台的工作方式。移动用户根据需要，手动或自动选定移动台的工作方式。参照美国双模式（ＣＤＭＡ?ＦＤＭＡ）移动台的工作方式，ＣＤＭＡ?ＧＳＭ双模式移动台预计有四种工作方式：

　　１．ＣＤＭＡ优先方式

　　在这种方式中，移动台开机、鉴权登记以及呼叫时首先选择ＣＤＭＡ系统。如果处于ＣＤＭＡ系统未覆盖或不可用（故障等情况）的地区，再选择ＧＳＭ系统。当用户数量超出系统容量或系统出现故障时，ＣＤＭＡ系统将进行用户数控制，即安排一组移动台在ＣＤＭＡ系统或ＧＳＭ系统中工作。

　　２．ＧＳＭ优先方式

　　这种工作方式移动台首先选择ＧＳＭ系统，功能与ＣＤＭＡ方式类似。

　　３．唯一的ＣＤＭＡ方式

　　移动台只能工作于ＣＤＭＡ系统中。

　　４．唯一的ＧＳＭ方式

　　移动台仅能在ＧＳＭ方式中工作。

　　虽然移动台有以上四种工作方式可以选择，但从美国的使用情况来看，无论移动台工作于何种制式，在使用过程中（通话和通信）均不能通过手动设置来改变移动台工作方式。

二、双模式的优势

　　双模式方式可以实现移动通信网络向３Ｇ（第三代移动通信）的平滑过渡，由于融合了两种网络，十分经济有利。除此之外，双模式移动网络还有着其他方面的优越性。

　　１．减少同频干扰影响

　　同频干扰是频分多址（ＦＤＭＡ）和时分多址（ＴＤＭＡ）移动通信系统中较常见的问题。同频干扰是指相同载频电台之间的干扰，其原因是移动通信网在组网过程中，电台密集、频率管理或系统设计不当产生的。而在码分数字移动通信系统中，所有用户都可以使用同一载波，占用相同的带宽。也就是说，所有用户可以共享同一个无线频道。正是由于这个原因，使得同频干扰的影响大大减小，保证了用户的通信质量。

　　２．高系统容量

　　ＧＳＭ移动通信系统有固定用户数的限制。而在ＣＤＭＡ系统中，系统容量受多址干限制，当用户数超过容量时，不会象ＧＳＭ系统那样造成呼损。在一个ＧＳＭ系统４０信道小区中，只能允许４０个用户同时通话。而在ＣＤＭＡ系统中，由于所有通信信道共用一个无线信道，因此完全可以在一个４０信道小区增加用户。当４１个用户同时通话时，只是信噪比下降了０．０１ｄＢ。尤其是在进行越区切换或通信高峰值，双模式不会因为缺少信道而导致通话中断或无法接通，只是可能略微降低了用户的通话质量，待小区负荷减轻时，通话质量还可以恢复正常。


　　在ＧＳＭ移动通信系统中，每个小区的分扇区天线只能起到减少干扰的作用，不能增加系统容量。而在ＣＤＭＡ通信系统中，利用定向天线将小区分成三个扇区，可在三个扇区引入三个无线通信系统，理论上将系统容量提高了３倍。同时，平均处于每个扇区中的移动用户是小区用户数的三分之一。换言之，干扰也就降低为原来三分之一。这也是双模式拥有高系统容量的原因之一。

　　双模式的高系统容量特性可以大大降低系统的投资，特别适用于用户数变化较大的情况。当遇到会议或演出时，某地区的用户数往往会激增，而会议或演出结束后，用户数又会明显下降。这种情况增加基站或直放站都不是最理想的，而双模式是目前最经济合理的方式。

　　目前，基于ＩＳ－９５标准的ＣＤＭＡ系统（窄带ＣＤＭＡ系统）的系统容量是ＧＳＭ系统的５．３倍。而基于ＩＳ－９５Ｂ标准的ＣＤＭＡ系统（宽带ＣＤＭＡ系统），也就是具有３Ｇ标准的ＣＤＭＡ系统，其系统容量将达到ＧＳＭ系统的４０倍以上。因此，双模式是目前一种非常可行的系统融合方式。

　　３．高切换质量

　　双模式移动通信系统的切换质量将优于其他移动通信系统。我们知道，在ＦＤＭＡ和ＴＤＭＡ移动通信系统中，用户切换时需要寻找空闲信道，同时移动台的收发频率都要作相应调整，这种切换方式称为硬切换。硬切换由于要先切断原来的通话通路，因此会引起通信的暂时中断。同时，在基站重叠区域，由于基站信号强度有时会出现大小交替变化，用户会听到噪声，即所谓的“乒乓”效应。而当用户处于双模式系统中，由于ＣＤＭＡ系统具有软切换的特性，当移动台从一个小区移动到另一个小区时，不需要移动台进行收发频率的切换，只需要在码序列上作相应的调整。切换时，系统首先与新的基站接通新的通路，然后再切断原来的通话通路，这种先通后断的切换方式，不会出现“乒乓”效应，并且切换时间也很短。此外，由于ＣＤＭＡ系统具有软容量，所以越区切换的成功率远远高于ＦＤＭＡ和ＴＤＭＡ移动通信系统。

　　４．高频谱利用率

　　ＧＳＭ移动通信系统中采用了话音信号间断传输技术（ＤＴＸ）。ＤＴＸ可以在话音间隙关闭移动台的发射机，其作用是减少空中平均干扰电平，提高系统频谱利用率。同样，在ＣＤＭＡ系统中采用了语音激活技术，即当移动用户讲话时语音编码器输出速率高，发射机所发射的平均功率大；反之，发射机所发射的平均功率就小。这是因为，统计结果表明，用户在通话过程中，只有３５％的时间在讲话，另外６５％的时间处于听对方讲话或其他状态，这称为话音作用周期。在一个移动通信系统内，当用户分配的信道不在通话时，对其他用户的干扰就会降低。在ＣＤＭＡ系统中，利用话音作用周期的特点可以降低相互干扰的６５％，增加实际信道容量近３倍。从这个特点可以看出，ＧＳＭ与ＣＤＭＡ系统的融合在技术上也有相通之处。

三、双模式的意义

　　以ＧＳＭ体制为代表的时分多址（ＴＤＭＡ）移动通信系统和码分多址移动通信系统各有特点，将两者融合为一个系统，其意义是非常重大的。

　　１．完善现有的移动通信网

　　在ＣＤＭＡ?ＧＳＭ双模式中，移动用户不论处于何种状态（定点、移动或漫游）都可以向其他用户发起和接收呼叫。即使一个系统出现问题，仍然可以保证用户正常的通信。换句话说，双模式提高了系统的可靠性，实现了类似于ＵＰＳ（不间断电源）式的通信。另外，还增强了系统的应急能力。

　　２．为“带号转网”提供实现的可能

　　用户转网可携带号码资源，这对于广大用户来说，无疑是一个重大的利好消息，同时也对网络运营提出了更高的要求。对于″带号转网″这一消息，许多业内人士以及通信行业专家表达了不同的观点，一部分对这个消息的可行性提出了质疑，也有观点认为这为提高服务质量和通话质量提供了契机。但随着双模式的推出，从某种意义上说，为“带号转网”这一措施提供了生长的土壤。

　　由于我国目前移动通信运营商均采用移动业务接入号编号方式，即移动用户的号码（ＭＳＩＳＤＮ）由国家码（ＣＣ）、国内目的码（ＮＤＣ）和用户号码（ＳＮ）三部分组成。我国的国家码为８６，ＮＤＣ中包含数字蜂窝移动业务接入号（即网号），例如１３９，１３８等。而不象美国采用统一端局号编号方式（固话网编号方式）。这就为用户选择服务质量好的移动通信运营商提供了便利，因为编号方式相同，用户转网非常方便，转网后还可以在ＧＳＭ系统和ＣＤＭＡ系统中任意选择。

　　３．实现向３Ｇ的平滑过渡

　　第三代移动通信系统（３Ｇ）是未来的发展趋势，其代表技术有ＩＭＴ－２０００（国际移动通信２０００）、ＵＭＴＳ（欧洲通用移动通信系统）和ＵＰＴ（通用个人通信）。但目前具体选用哪种技术还有着众多不同的观点和声音。目前，４Ｇ移动通信技术还处于研发阶段，预计将在２００５年前制定其核心技术标准。因此现在众多移动通信运营商还处于观望阶段，但从美国的运营效果来看，双模式无疑是成功的。它没有全部取代模拟移动通信系统，而是在模拟系统已经趋于饱和的地区，不再扩建模拟移动通信系统，而是用ＣＤＭＡ系统取代。将原来网络中的一部分用户换成双模式移动台，随着业务的发展，逐渐用ＣＤＭＡ系统慢慢取代原有的模拟系统。

　　因此，双模式系统是实现移动网络向３Ｇ平滑过渡很好的方式之一。这也符合运营的理念，即最大效能地运营现有的资源，实现技术平稳过渡，保证运营及系统投资的经济合理。

四、市场前景

　　根据经济学相关理论，结合美国推行双模式的实际情况，双模式系统的市场前景是推广双模式手机。这就需要使用户接受双模式系统，但这将有一个过程。美国在建设双模式系统初期，有大约１０％～２０％的用户将模拟移动台换成了双模式移动台，这些用户大部分都是话务量较大的用户。目前中国联通有约８００万ＣＤＭＡ手机用户和６０００万ＧＳＭ手机用户，双模式系统的第一目标就是拥有原用户的一至二成。

　　另一个问题就是双模式手机的价格，有报道称双模式手机的价格预计比现有的ＣＤＭＡ手机高出１５％到２０％。用户能否接受的关键取决于移动台的性能，双模式移动台毫无疑问其发射功率较ＧＳＭ移动台大大降低，电池使用时间也将大大延长，更重要的是通话可靠性以及保密性得到了极大提高。当然用户能否接受双模式移动台还要看运营商的运营策略，降低移动台成本的策略之一就是选择合适的相关器数目，这一直是运营商和生产厂商研究的重点。一方面随着相关器数目的增加，可以增大接收增益，但同时增加了设备的复杂程度及成本。而当相关器数目超过一定数量时，接收增益增加非常有限。另一方面，相关器数目太少，将降低移动台的抗干扰能力。因此，怎样将两套系统移动台在技术上有效及经济合理地融合，显得非常重要。从国外的运营效果来看，双模式系统将推动ＣＤＭＡ用户数量的增长。

五、总结语

　　建设双模式移动通信系统其意义是非常深远的，它意味着网络运营真正地走向了市场化，移动通信运营商对未来移动通信网络的构建正在进行理性的思考和实践。ＣＤＭＡ?ＧＳＭ双模式移动通信系统能够从根本上为用户提供可靠安全的服务，用户也有了更多的选择。对运营商而言，双模式系统可以最大限度地发挥移动通信网络的作用，取得最佳的经济效益，使网络运营经济合理。从一些移动通信运营商的网络构建实践来看，双模式系统是比较可靠和可持续发展的，能最大程度挖掘现有移动网络的潜能，实现移动通信网络向前平稳发展和技术上的平滑过渡。从这个意义上来说，双模式系统是目前移动通信网发展的最佳模式。其目标是合理利用现有移动网络资源，理性发展，从而推动整个通信业的蓬勃发展。

文仔

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