3G终端关键技术发展趋势分析

2011-12-30王珏琼

中国新技术新产品 2011年4期

王珏琼

（浙江工业大学，浙江杭州 310000）

1 前言

3G是英文3rd Generation的缩写，指第三代移动通信技术。相对第-代模拟制式手机(1G)和第二代GSM.TDMA等数字手机 (2G)，第三代手机-般地讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新-代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。

2 3G终端市场现状

2.1 全球3G终端现状

GSM、WCDMA-HSPA用户总计为37.2亿，占市场总额的89.4%，其中WCDMA-HSPA用户约为3.29亿。CDMA用户为4.04亿，占市场份额的9.7%。

在全球3G市场中，WCDMA-HSPA,用户为3.29亿，CDMA 1X EV-DO用户为1.2亿，WCDMA-HSPA用户约占3G市场份额的73.3%。

截至2009年第二季度，HSPA终端约1470款(包括手机598款、数据卡、上网本、USB调制解调器、Femto、无线网关等)；CDMA终端约646款(EV-DO Re1.0 528 款，EV-DO Rel A 1 18 款)。

2.2 国内3G终端市场现状

截至2009年6月，中国联通WCDMA手机、上网卡及上网本已发货近30万台。

TD终端方面，已经有125款TD终端获得进网许可，其中多数支持HSDPA。这125款终端中，支持HSDPA的数据卡有65款。全国TD手机销量已超过1万台。CDMA终端方面，已有20款天翼3G手机陆续上市，其中包括多款中国电信定制的3G手机。电信天翼3G终端到货量已突破27万台，截至目前已经销售10万台。

3 3G终端关键技术

3.1 硬件关键技术

3G终端的硬件关键技术主要指处理器技术、射频技术、显示技术、电池和功耗、摄像技术。

(1)处理器技术应逐步适应3G终端的多样化、高功能化和高品质发展趋势。(2)射频技术主要包括接收机性能、发射机性能和天线性能等方面。3G射频的特点是带宽宽、全双工、零中频技术、多模等。(3)显示技术主要包括彩屏、触摸屏、分辨率、亮度等技术。其中，彩屏包括STN、Ⅱ ／n和OLED等种类。STN是目前市场主流，其功耗和价格较低，但像素也较低，不足以显示高像质的活动图像。n／TFD能够显示高像质的高速视频，但功耗稍大且价格贵。OLED可不需要背光。(4)3G终端在平均功耗方面与2G相比有很大的增加，增加最多的是基带、照相机、内存及显示模块，同时要求3G终端的电池容量增加。为适应功耗的增加，3G终端应采用新的电源管理技术，能够自动调整、按需分配。(5)摄像头应采用耗电量和体积上具有综合优势的技术，并同时支持静态和视频成像。摄像头主要有CCD传感器和CM0S传感器两种。CCD图象质量优良，但其功耗和体积较大，需要多种电源且产能有限。CM0S传感器在体积、功耗上具有优势，在移动终端上应用较多。

3.2 软件关键技术

3G终端的软件平台包括硬件驱动软件、操作系统、系统协议栈及管理、业务能力、应用程序、UI等，其中，操作系统和系统协议栈是软件平台的核心。

(1)操作系统

操作系统用于为其它终端软件提供核心功能和不同接口。操作系统为用户使用终端设备上的不同硬件设备提供了一种简单统一的方式，并隐藏了实际设备功能之间的物理差异。此外，操作系统还负责管理软件的多任务功能，以支持移动终端所需的实时功能。

操作系统通常可分为封闭式操作系统和开放式操作系统。以前绝大多数终端功能很简单，只具备通话、短消息、电话薄等简单功能，通常采用封闭式的操作系统。随着手机硬件配置和功能的提升，封闭式的操作系统已不能胜任，取而代之的是一些开放式的操作系统，这也将是3G终端操作系统的发展趋势。

◆封闭式操作系统

简单地说，封闭式操作系统是指那些用户不能装卸任何第三方软件的操作系统。也就是说，不能像用电脑那样从网上下载或将第三方软件装上去。这类操作系统多数直接嵌入在机器的芯片上，采用的是嵌入式处理器。它的优点是占用储存空间小、造价低、耗电量小，缺点是功能简单，而且用户没任何自由变通的余地。这类手机的用户只能使用厂商提供的功能，而不能自行扩展。这些都阻碍了移动终端产品开发的速度和应用水平。

目前手机上封闭式的操作系统绝大多数是Symbian的，Symbian除了拥有封闭式的操作系统外，还有开放式的操作系统。

◆开放式操作系统

开放式操作系统允许用户随时装卸第三方软件，可以从网上下载支持该操作系统的软件装上去，还可以随时删除该系统里的任何软件。它的优点是功能丰富，用户可自行升级或装卸软件，缺点是造价高，占用储存空间大，耗电量也大。

目前市场上的开放式操作系统主要有：Symbian、Windows Mobile、Linux和 Palm。目前开放式操作系统中占领市场份额最大的当数Symbian，其次是Windows Mobile和Linux。Palm由于其部分产品之中具有移动语音通信能力才进入此市场，市场份额并不大。这四种操作系统在移动性、性能、扩展能力、模块化程度、耗电量等方面各有千秋。

（2）系统协议栈

系统协议栈包括无线协议栈和IP协议栈等。无线协议栈提供无线终端最基本的业务能力，与基带处理逻辑配合，共同完成系统的通信功能。例如GSM/GPRS/WCDMA、CDMA、WLAN、IrDA等无线协议栈。IP协议栈提供量基本的IP数据业务能力。

4 3G终端发展趋势

3G终端将向着功能增强、多模化、定制化、平台开放化的方向发展。

（1）功能增强

3G终端的功能将逐渐不再以通话为主，而是具备各种我们日常需要的处理和通信功能。

3G终端支持的主要业务种类包括基本语音和短信业务、即时通信类、广播媒体类、音乐类、移动电子商务类、移动浏览类、个人信息管理类、导航类等。丰富而强大的业务功能，使得3G终端具有更为复杂，更为智能化和个性化的特点，需要支持更多的功能与业务，提供更多的互联接口。

（2）单模向双模/多模发展

WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA 三中制式并存以及第二代移动通信不会在短期内退出市场的现实情况，将促使终端从单模向双模/多模发展，以支持更灵活的网间漫游。目前市场上已有 GSM/WCDMA、GSM/CDMA2000、CDMA2000 1X/HRPD双模终端。随着芯片集成度的持续提高，在终端中同时集中多种不同协议的能力也会逐渐增强。

（3）定制化

所谓终端定制就是终端制造商按照运营商提出的要求来生产终端，而生产出来的规定数量的终端通过包括运营商在内的各种渠道推向最终用户的商业运作模式。

在即将到来的3G时代，移动数据业务的多样性和复杂性对手机提出了更高的要求，终端独立发展的模式不再应移动数据业务的广泛开展，移动运营商对终端进行定制成为必然趋势，韩日电信运营商已经从中获取了巨大价值。

终端定制有助于避免由于移动终端的配置不支持新业务导致的新业务推广的终端壁垒。从运营商和厂商的角度来看，这种合作方式无疑让新的技术和产品能更快地得到普及，有益于新业务的快速开展；从用户的角度来看，定制手机的方式有利于用户迅速接受新产品、新技术、提高对产手机的方式有利于用户迅速接受新产品、新技术、提高对产品的认知程度和忠诚度。

（4）封闭式操作系统向开放式操作系统发展

开放式操作系统的普遍应用将极大地促进移动终端产品开放的速度和应用水平，以使更灵活丰富的应用和内容共享。

为顺应终端的发展趋势，下一代移动终端的体系结构应具备以下重要特征：

在主要子系统之间设置开放的软硬件接口，以便于第三方集成和扩展。

通过交换，添加和构建模块提高可扩充性，从而创建更广泛的功能。

通过插入式协议和软件组件支持所有重要的蜂窝无线接口标注。

使用蜂窝和互联网信息应用市场。