时间:2022-09-19 03:03:27
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇移动通信论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
1.1系统的结构
基于SMS的移动通信网络自动监控系统所采取的是分布式体系结构,该结构主要由三部分组成,即终端监测仪、监控中心和移动短信息服务中心。其中,终端监测仪的功能主要是对系统中的特定内容进行监测,并在此基础上将监测到的数据以短信息的方式发送到监控中心。监控中心的功能主要是通过短信的方式,与各个终端实现信息数据的传输与共享,并以此为依据,对终端监测仪的工作参数进行科学设置。同时,监控中心还可以为移动通信用户提供查询和报表功能。而移动短信息服务中心的功能则主要是完成系统中终端监测仪和监控中心的短消息互发。
1.2系统的功能
如果想要将自动监控系统的各项功能顺利实现,对于终端监测仪的设置,除了要确保其满足系统的运行需求之外,还应该设置一套与之配套的软件系统。就目前终端监测仪的功能来看,应该满足以下几个方面:①通信质量参数的采集,这是终端监测仪的一项基础功能,通过对不同位置通信质量参数的有效采集,可以对通信整体质量有一个初步的了解,并针对不足之处,采取合理的优化措施。②通信质量参数的报送,系统在完成通信质量参数的采集之后,需要将采集的数据传输到控制中心,该环节是系统运行中的一个关键环节,为了能够确保传输质量,根据系统的特点,选择合理的报送方式是不容忽视的。目前,比较常用的报送方式有三种,即自报式、应答式和自报/应答兼容式。监控中心也是自动监控系统的一个重要组成部分,监控中心的功能主要包括以下几个方面:①对终端监测仪的参数进行修改;②打开和关闭选定终端监测仪自动发送采集数据功能;③通话质量等级测试;④拨打掉话频率测试;⑤修改自动监测仪上传采样数据的控制中心号码。
2终端监测仪的设计
2.1终端监测仪的硬件组成
就目前终端监测仪的硬件组成来看,主要包括了51系列单片机和GSM模块等。其中,为了进一步满足系统需求,GSM模块往往采用标准的移动通信模块,最常见的就是SiemensMC35,该模块可以提供标准的AT指令,在指令的控制下,可以一次完成6组数据的采集。也就是说,可以一次采集六个不同基站的工作参数。在系统运行过程中,单片机通过串口向GSM模块发送AT指令来控制模块的工作方式以及读取采集的网络参数,然后按照设计的协议将数据打成格式化的数据包再交给GSM模块,发送数据每个GSM模块中有一张SIM卡,监控中心通过每个监测仪的SIM卡号对它们进行分类管理和控制。
2.2终端监测仪的软件设计
给出的是终端监测仪的软件流程示意图,从图中我们能够看出,该软件流程大致可以分为前台和后台两个部分,其中,中断服务子程序这部分可以视为前台行为,利用函数完成相关操作这部分则可以视为后台行为。结合系统运行的特点和需求,终端监测仪的软件设计需要具备以下几个方面的功能:①自动发送通信质量参数和实时报警;②终端监测仪工作参数的设置和修改;③解决监控中心收到的通信质量参数延时问题;④防掉电功能。只有具备了上述功能,才能够进一步满足自动监控系统的运行需求。
3SMS和通信协议的设计
3.1移动短消息服务
移动短消息服务是GSM的一项重要业务,通过GSM所提供的网络平台,可以向监控中心传输固定长度的数据信息。与传真业务相同,都是GSM数字蜂窝移动通信网络提供的主要电信业务。就目前该服务所涉及的业务类型来看,大致可以分为两种类型,一种是点到点短消息业务,另一种是小区广播短消息业务。
3.2SMS的特性与优点
之所以采用SMS为基础来对移动通信网络自动监控系统进行构建,主要是因为SMS具有诸多优点,这些优点主要体现在以下几个方面:①存储和转发功能,在进行短信息发送的时候,信息的渠道并不是由发送者直接到接收者,而是发送者———短信中心———接收者。②传达确认,当短信息成功传达至接收人之后,发送者会收到确认信息;③主叫号码自动显示,SMS中自动包含发送者的电话号码,接受者容易知道发送者并回复。
3.3通信协议的设计
通信协议的设计主要包括两个方面的内容,即通信协议的数据格式和协议的算法。在自动控制监控系统运行过程中,不同环节对于数据格式也有不同的要求,因此,设计人员应该结合系统的特点,设计一套完整的通信协议,以此来满足系统中数据的交互。采用移动短信的方式进行数据交换可以实现监测仪的任意布置投资成本小,运行维护费用低。
4结语
【论文关键词】移动通信;3G;发展;展望
伴随着移动通信市场的快速发展,用户对更高性能的移动通信系统提出了更高要求,希望享受更为丰富和高速的通信业务。第二代移动通信运营商发展速度趋于缓和而竞争越加激烈,为寻找新的增长点,通过发展数据业务来提高自身的服务质量和业务类型,需要3G的支持。同时由于第二代移动通信无线频率资源日趋紧张,已不能满足长期的通信需求发展需要。
1移动通信的发展历程
第一代移动通信系统是在20世纪80年代初提出的,它完成于20世纪90年代初。第一代移动通信系统是基于模拟传输的,其特点是业务量小、质量差、交全性差、没有加密和速度低。
第二代移动通信系统(2G)起源于90年代初期。欧洲电信标准协会在1996年提出了GSMPhase2+,目的在于扩展和改进GSMPhase1及Phase2中原定的业务和性能。它主要包括CMAEL(客户化应用移动网络增强逻辑),SO(支持最佳路由)、立即计费,GSM900/1800双频段工作等内容,也包含了与全速率完全兼容的增强型话音编解码技术,使得话音质量得到了质的改进;半速率编解码器可使GSM系统的容量提高近一倍。在GSMPhase2+阶段中,采用更密集的频率复用、多复用、多重复用结构技术,引入智能天线技术、双频段等技术,有效地克服了随着业务量剧增所引发的GSM系统容量不足的缺陷;自适应语音编码(AMR)技术的应用,极大提高了系统通话质量;GPRS/EDGE技术的引入,使GSM与计算机通信/Internet有机相结合,数据传送速率可达115/384kbit/s,从而使GSM功能得到不断增强,初步具备了支持多媒体业务的能力。尽管2G技术在发展中不断得到完善,但随着用户规模和网络规模的不断扩大,频率资源己接近枯竭,语音质量不能达到用户满意的标准,数据通信速率太低,无法在真正意义上满足移动多媒体业务的需求。
2第三代移动通信系统概述
第三代移动通信业务主要是话音和中低速数据,码率为384kb/s(局域网可达2Mb/s),因而可传送比目前GSM(第二代移动通信)更高码率的信息。随着多媒体业务的发展,2Mb/s的码率将越来越不能满足用户各种新的宽带业务的需要,因此国际上已开始研究第四代移动通信系统,第一步目标是10Mb/s以上。我们国内则尚未启动。因此需尽早开始研究其关键技术。需要解决的关键技术有:宽带多媒体移动通信系统的体系结构,包括频段、多址方法、无线接入技术、软件无线电的硬件和软件、多载波调制和OFDM技术、自适应天线阵、高效信道编码技术(如Turbo码)等。
第三代移动通信系统(3G),也称IMT2000,是正在全力开发的系统,其最基本的特征是智能信号处理技术,智能信号处理单元将成为基本功能模块,支持话音和多媒体数据通信,它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务,例如高速数据、慢速图像与电视图像等。如WCDMA的传输速率在用户静止时最大为2Mbps,在用户高速移动时最大支持144Kbps,所占频带宽度5MHz左右。但是,第三代移动通信系统的通信标准共有WCDMA,CDMA2000和TD-SCDMA三大分支,共同组成一个IMT2000家庭,成员间存在相互兼容的问题,因此已有的移动通信系统不是真正意义上的个人通信和全球通信;再者,3G的频谱利用率还比较低,不能充分地利用宝贵的频谱资源;第三,3G支持的速率还不够高,如单载波只支持最大2Mbps的业务,等等。这些不足点远远不能适应未来移动通信发展的需要,因此寻求一种既能解决现有问题,又能适应未来移动通信的需求的新技术(即新一代移动信:nextgenerationmobilecommunication)是必要的。
第三代移动通信技术的基本特点:(1)全球统一频段,统一标准,全球无缝覆盖和漫游。(2)频谱利用率高。(3)在144kbps(最好能在384kbps)能达到全覆盖和全移动性,还能提供最高速率达2Mbps的多媒体业务。(4)支持高质量话音、分组多媒体业务和多用户速率通信。(5)有按需分配带宽和根据不同业务设置不同服务等级的能力。(6)适应多用户环境,包括室内、室外、快速移动和卫星环境。(7)安全保密性能优良。(8)便于从第二代移动通信向第三代移动通信平滑过渡。(9)可与各种移动通信系统融合,包括蜂窝、无绳电话和卫星移动通信等。(10)终端(手机)结构简单,便于携带,价格较低。
3第四代移动通信系统
4G系统中有两个基本目标:一是实现无线通信全球覆盖;二是提供无缝的高质量无线业务。目前正在构思中的4G通信具有以下特征:(1)网络频谱更宽。要想使4G通信达到100Mbps的传输速率,通信运营商必须在3G网络的基础上进行大幅度的改造,以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的带宽高出许多。据研究,每个4G信道将占有100MHz的频谱,相当于W-CDMA3G网络的20倍;(2)通信速度更快。人们研究4G通信的最初目的是为了提高蜂窝电话和其他移动终端访问Internet的速率,因此,4G通信最显著的特征就是它有更快的无线传输速率。据专家估计,第四代移动通信系统的传输速率速率可以达到10M~20Mbps,最高可以达到100Mbps;(3)通信更加灵活。从严格意义上说,4G手机的功能已不能简单划归“电话机”的范畴,因为语音数据的传输只是4G移动电话的功能之一而已。而且4G手机从外观和式样上看将有更惊人的突破,可以想象的是,眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋都有可能成为4G终端;(4)智能性更高。第四代移动通信的智能性更高,不仅表现在4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化,更重要的是4G手机可以实现许多目前还难以想象的功能;(5)兼容性更平滑。要使4G通信尽快地被人们接收,还应该考虑到让更多的用户在投资最少的情况下较为容易地过渡到4G通信。因此,从这个角度来看,4G通信系统应当具备全球漫游、接口开放、能跟多种网络互联、终端多样化以及能从3G平稳过渡等特点。超级秘书网
总之,随着新问题、新要求的不断出现,第四代移动通信技术将会相应地调整、完善和进一步发展。纵观移动通信技术的发展规律和第四代通信技术的优点,我们相信,不远的将来,人们将不受时间、地点限制,可以自由自在地利用移动网络获取和传递信息。从而人们的学习、工作、生活将会发生更深刻的变化。
参考文献:
[1]胡可刚,王树勋,刘立宏.移动通信中的无线定位技术[J].吉林大学学报,2005,23(4)
在分析研究智能天线技术理论的同时,国内外一些大学、公司和研究所分别建立了试验平台,用实验的方法来验证理论研究的成果,得出相应的结论。
(1)在美国
在智能天线技术方面,美国较其它国家要成熟的多,并已开始投入实用。美国ArrayComm公司将智能天线技术应用于无线本地环路(WLL)系统。ArrayComm方案采用可变阵元配置,有12阵元、8阵元环形自适应阵列可供不同环境选用,现场实验表明在PHS基站采用该技术可以使系统容量提高4倍。
(2)在欧洲
欧洲通信委员会(CEC)在RACE(ResearchintoAdvancedCommunicationinEurope)计划中实施了第一阶段智能天线技术研究,称为TSUNAMI(TheTechnologyinSmartAntennasforUniver-salAdvancedMobileInfrastructure),由德国、英国、丹麦和西班牙合作完成。该项目是在DECT基站上构造智能天线试验模型,于1995年初开始现场试验,天线阵列由8个阵元组成,射频工作频率为1.89GHz,阵元间距可调,阵元分布有直线型、圆环型和平面型三种形式。试验模型用数字波束成形的方法实现智能天线,采用ERA技术有限公司的专用ASIC芯片BDF1108完成波束形成,使用TMS320C40芯片作为中央控制。
(3)在日本
ATR光电通信研究所研制了基于波束空间处理方式的多波束智能天线。天线阵元布局为间距半波长的16阵元平面方阵,射频工作频率是1.545GHz。阵元组件接收信号在模数变换后,进行快速付氏变换(FFT)处理,形成正交波束后,分别采用恒模(CMA)算法或最大比值合并分集算法,数字信号处理部分由10片FPGA完成,整块电路板大小为23.3cm×34.0cm。ATR研究人员提出了智能天线的软件天线的概念。
我国目前有部分单位也正进行相关的研究。信威公司将智能天线应用于TDD(时分双工)方式的WLL系统中,信威公司智能天线采用8阵元环形自适应阵列,射频工作于1785~1805MHz,采用TDD双工方式,收发间隔10ms,接收机灵敏度最大可提高9dB。
3智能天线的优势
智能天线是第三代移动通信不可缺少的空域信号处理技术,归纳起来,智能天线具有以下几个突出的优点。
(1)具有测向和自适应调零功能,能把主波束对准入射信号并适应实时跟踪信号,同时还能把零响点对准干扰信号。
(2)提高输入信号的信干噪比。显然,采用多天线阵列将截获更多的空间信号,也即是获得阵列增益。
(3)能识别不同入射方向的直射波和反射波,具有较强的抗多径衰落和同信道干扰的能力。能减小普通均衡技术很难处理的快衰落对系统性能的影响。
(4)增强系统抗频率选择性衰落的能力,因为天线阵列本质上具有空间分集的能力。
(5)可以利用智能天线,实时监测电磁环境和用户情况来提高网络的管理能力。
(6)智能天线自适应调节天线增益,从而较好地解决远近效应问题。为移动台的进一步简化提供了条件。越区切换是根据基站接收的移动台功率的电平来判断的。由于阴影效应和多径衰落的影响常常导致错误的越区转接,从而增加了网络管理的负荷和用户的呼损率。在相邻小区应用的智能天线技术,可以实时地测量和记录移动台的位置和速度,为越区切换提供更可靠的依据。
4智能天线与若干空域处理技术的比较
为了进一步理解智能天线的概念,我们把智能天线和相关的传统空域处理技术加以比较。
(1)智能天线与自适应天线的比较
智能天线与自适应天线并没有本质上的区别,只是由于应用场合不同而具有显著的差异。自适应天线主要应用于雷达系统的干扰抵消,一般地,雷达接收到的干扰信号具有很强的功率电平,并且干扰源数目比天线阵列单元数少或相当。而在无线通信系统中,由于多径传播效应到达天线阵列的干扰数目远大于天线阵列单元数,入射角呈现随机分布,功率电平也有很大的动态变化范围,此时的天线叫智能天线。对自适应天线而言,只需对入射干扰信号进行抵消以获得信干噪比(SINR,SignaltoInterferenceplusNoiseRatio)的最大化。对智能天线而言,由于到达阵列的多径信号的入射角和功率电平均数是随机变化的,所以获得的是统计意义上的信干噪比(SINR)的最大化。
(2)智能天线与空间分集技术的比较
空间分集是无线通信系统中常用的抗多径衰落方案。M单元智能天线也可等效为由M个空间耦合器按优化合并准则构成的空间分集阵列。因此可以认为智能天线是传统分集接收的进一步发展。
但是智能天线与空间分集技术却是有显著的差别的。首先空间分集利用了阵列天线中不同阵元耦合得到的空间信号的弱相关性,也即是不同路径的多径信号的弱相关性。而智能天线则是对所有阵元接收的信号进行加权合并来形成空间滤波。一个根本性的区别:智能天线阵列结构的间距小于一个波长(一般取λ/2),而空间分集阵列的间距可以为数个波长。
(3)智能天线与小区扇区化的比较
小区的扇区化可以认为是一种简化的、固定的预分配智能天线系统。智能天线则是动态地、自适应优化的扇区化技术。现在,我们来讨论一个颇有争议的问题。根据IS-95建议,当采用120°扇区时系统容量将增加3倍。由此是否可以得到结论,扇区化波束越窄系统容量提高越大?考虑到实际的电磁环境,我们认为对这一问题的回答是否定的。这是因为窄波束接收到的信号往往是由许多相关性较强的多径信号构成的。一般情况下,各径信号的时延扩展小于一个chip周期。这时信号波形易于产生畸变从而降低信号的质量达不到增加系统容量的目的。同时如果采用过窄的波束接收信号,一旦该径信号受到严重的衰落,则将直接导致通信的中断。另外,过窄的接收波束在工程上是难以实现的,并将成倍地增加设备的复杂度。
5智能天线的未来展望
(1)目前还没有一个完整的通信理论能够较全面地将智能天线的所有课题有机地联系起来,故需要建立一套较完整的智能天线理论;另一方面,高效、快速的智能算法也将是智能天线走向实用的关键。
(2)采用高速DSP技术,将原先的射频信号转移到基带进行处理。基带处理过程是数字算法的硬件实现过程。
(3)由于圆形布阵和二维任意布阵比等间隔线阵优越,同时阵列天线的数字合成算法能够用于任意形式阵列天线而形成任意图案的方向图,因而可考虑在CDMA基站中采用二维任意布阵的智能天线。
(4)在移动台中(如手机)采用智能天线技术。
(5)采用智能天线技术来改善移动通信信道中上下链路不能使用同一套权值的问题,以改善上下链路的性能。
(6)目前,智能天线技术的研究已不是单一地研究智能天线本身,应与CDMA的一些关键技术(如多用户检测技术、多用户接收技术、功率控制等)结合在一起研究。
6结束语
智能天线是一门综合性很强的学科。它涉及到天线技术、无线电传播技术、信号检测与处理等多学科。智能天线已从单一的军事应用步入民用通信领域。由于CDMA移动通信系统技术相对于FDMA、TDMA系统具有较大的容量,且由于智能天线可以降低多径干扰、多址干扰等因素,这使得智能天线技术成为当前移动通信的研究热点。
关键词:4G第四代移动通信OFDM
移动通信已成为当代通信领域内的发展潜力最大、市场前景最广的热点技术。目前全球已具有相当规模的移动通信标准有GSM、CDMA和TDMA三大分支,每个分支都在抢占市场。全球无线技术各自为营,各厂商都在不断推出新技术,以迅速抢占行业标准的主导地位。尽管第三代移动通信(3G)标准比现有无线技术更强大,但也将面积竞争和标准不兼容等问题。人们开始呼吁移动通信标准的统一,以期通过第四代移动通信标准的制定来解决兼容问题。国际电信联盟(ITU)目前已经开始研究制订第四代移动通信标准,并已达成共识:把移动通信系统同其他系统(例如无限局域网,W-LAN,等)结合起来,产生4G技术,2010年之前使数据传输数率达到100Mbps,以提供更有效的多种业务。目前相互兼容移动通信技术的第四代移动通信标准(4G)正在业界萌动。第四代移动通信与第三代移动通信相比,将在技术和应用上有质的飞跃。4G将适合所有的移动通信用户,最终实现商业无线网络、局域网、蓝牙、广播、电视卫星通信的无缝衔接并相互兼容。
1移动通信发展历程
1.1第一代移动通信技术(1G)
主要采用的是模拟技术和频分多址(FDMA)技术。由于受到传输带宽的限制,不能进行移动通信的长途温游,只能是一种区域性的移动通信系统。第一代移动通信有多种制式,我国主要采用的是TACS。第一代移动通信有很多不足之处,比如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通话质量不高、不能提供数据业务、不能提供自动温游等。
1.2第二代移动通信技术(2G)
主要采用的是数字的时分多址(TDMA)技术和码分多址(CDMA)技术。主要业务是语音,其主特性是提供数字化的话音业务及低速数据业务。它克服了模拟移动通信系统的弱点,话音质量、保密性能得到大的提高,并可进行省内、省际自动漫游。第二代移动通信替代第一代移动通信系统完成模拟技术向数字技术的转变,但由于第二代采用不同的制式,移动通信标准不统一,用户只能在同一制式覆盖的范围内进行漫游,因而无法进行全球漫游,由于第二代数字移动通信系统带宽有限,限制了数据业务的应用,也无法实现高速率的业务如移动的多媒体业务。
1.3第三代移动通信技术(3G)
与从前以模拟技术为代表的第一代和目前正在使用的第二代移动通信技术相比,3G将有更宽的带宽,其传输速度最低为384K,最高为2M,带宽可达5MHz以上。不仅能传输话音,还能传输数据,从而提供快捷、方便的无线应用,如无线接入Internet。能够实现高速数据传输和宽带多媒体服务是第三代移动通信的另个主要特点。第三代移动通信网络能将高速移动接入和基于互联网协议的服务结合起来,提高无线频率利用效率。提供包括卫星在内的全球覆盖并实现有线和无线以及不同无线网络之间业务的无缝连接。满足多媒体业务的要求,从而为用户提供更经济、内容更丰富的无线通信服务。但第三代移动通信仍是基于地面、标准不的区域性通信系统。虽然第三代移动通信可以比现有传输率快上千倍,但是未来仍无法满足多媒体的通信需求。第四代移动通信系统的提供便是希望能满足提供更大的频宽需求,满足第三代移动通信尚不能达到的在覆盖、质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要。
2第四代移动通信及其性能
第四代移动通信系统可称为广带(Broadband)接入和分布网络,具有非对称的超过2Mb/s的数据传输能力,数据率超过UMTS,是支持高速数据率(2~20Mb/s)连接的理想模式,上网速度从2Mb/s提高到100Mb/s,具有不同速率间的自动切换能力。第四代移动通信系统是多功能集成的宽带移动通信系统,在业务上、功能上、频带上都与第三代系统不同,将在不同的固定和无线平台及跨越不同频带的网络运行中提供无线服务,比第三代移动通信更接近于个人通信。第四代移动通信技术可将上网速度提高到超过第三代移动技术50倍,可实现三维图像高质量传输。4G移动通信技术的信息传输级数要比3G移动通信技术的信息传输级数高一个等级。对无线频率的使用效率比第二代和第三代系统都高得多,且抗信号衰落性能更好,其最大的传输速度将是目前“i-mode”服务的10000倍。除了高速信息传输技术外,它还包括高速移动无线信息存取系统、移动平台技术、安全密码技术以及终端间通信技术等,具有极高的安全性,4G终端还可用作诸如定位、告警等。4G手机系统下行链路速度为100mbps,上行链路速度为30mbps。其基站天线可以发送更窄的无线电波波束,在用户行动时也可进行跟踪,可处理数量更多的通话。第四代移动电话不仅音质清晰,而且能进行高清晰度的图像传输,用途将十分广泛。在容量方面,可在FDMA、TDMA、CDMA的基础上引入空分多址(SDMA),容量达到3G的5~10倍。另外,可以在任何地址宽带接入互联网,包含卫星通信,能提供信息通信之外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。它包括广带无线固定接入、广带无线局域网、移动广带系统和互操作的广播网络(基于地面和卫星系统)。其广带无线局域网(WLAN)能与B-ISDN和ATM兼容,实现广带多媒体通信,形成综合广带通信网(IBCN),通过IP进行通话。能全速移动用户能提供150Mb/s的高质量的影像服务,实现三维图像的高质量传输,无线用户之间可以进行三维虚拟现实通信。能自适应资源分配,处理变化的业务流、信道条件不同的环境,有很强的自组织性和灵活性。能根据网络的动态和自动变化的信道条件,使低码率与高码率的用户能够共存,综合固定移动广播网络或其他的一些规则,实现对这些功能体积分布的控制。支持交互式多媒体业务,如视频会议、无线因特网等,提供更广泛的服务和应用。4G系统可以自动管理、动态改变自己的结构以满足系统变化和发展的要求。用户将使用各种各样的移动设备接入到4G系统中,各种不同的接入系统结合成一个公共的平台,它们互相补充、互相协作以满足不同的业务的要求,移动网络服务趋于多样化,最终将演变为社会上多行业、多部门、多系统与人们沟通的桥梁。
34G系统网络结构及其关键技术
4G移动系统网络结构可分为三层:物理网络层、中间环境层、应用网络层。物理网络层提供接入和路由选择功能,它们由无线和核心网的结合格式完成。中间环境层的功能有QoS映射、地址变换和完全性管理等。物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的,它使发展和提供新的应用及服务变得更为容易,提供无缝高数据率的无线服务,并运行于多个频带。这一服务能自适应多个无线标准及多模终端能力,跨越多个运营者和服务,提供大范围服务。第四代移动通信系统的关键技术包括信道传输;抗干扰性强的高速
接入技术、调制和信息传输技术;高性能、小型化和低成本的自适应阵列智能天线;大容量、低成本的无线接口和光接口;系统管理资源;软件无线电、网络结构协议等。第四代移动通信系统主要是以正交频分复用(OFDM)为技术核心。OFDM技术的特点是网络结构高度可扩展,具有良好的抗噪声性能和抗多信道干扰能力,可以提供比目前无线数据技术质量更高(速率高、时延小)的服务和更好的性能价格比,能为4G无线网提供更好的方案。例如无线区域环路(WLL)、数字音讯广播(DAB)等,都将采用OFDM技术。4G移动通信对加速增长的广带无线连接的要求提供技术上的回应,对跨越公众的和专用的、室内和室外的多种无线系统和网络保证提供无缝的服务。通过对最适合的可用网络提供用户所需求的最佳服务,能应付基于因特网通信所期望的增长,增添新的频段,使频谱资源大扩展,提供不同类型的通信接口,运用路由技术为主的网络架构,以傅利叶变换来发展硬件架构实现第四代网络架构。移动通信将向数据化,高速化、宽带化、频段更高化方向发展,移动数据、移动IP将成为未来移动网的主流业务。
4第四代移动通信面临的问题
要使第四代移动通信系统能投入实际应用,就需要对现有的移动通信基础设施进行更新改造,首先需要解决无线系统中的移动性管理和核心网的移动IP技术等问题,当然还有4G的标准问题。网络层移动性是4G移动性管理的关键,移动性通常涉及到在不同网段间漫游的移动用户,数据链路层的移动性支持通常限制在同类网络之间。移动IP代表了一种简单而且可以升级的全球移动性方案。但是,对于第四代移动通信系统而言,它缺乏实时位置管理和快速无缝切换机制的支持。要解决这些问题,必须采用新的网络结构和管理路由优化方案,需要采用高效的发送和切换协议,这些协议必须能很好地解决数据丢失和延迟的问题。另外,移动IP环境下的QoS所使用的综合业务/RSVP技术(IntSev/RSVP)和区别型业务技术(DifServ)也需解决。在4G系统中,要开发新的频谱资源,提供频谱利用率并选择合适的传输技术,如多载波传输方式以及自适应均衡等技术来对抗频率选择性衰。利用RAKE接收、跳频以及Turbo码等技术来增强系统的性能,提高信干比;提高检测可用的资源以及信号质量、动态分配频率资源和信号发射功率、增加移动通信系统容量、降低信号发射功率;提高通信的覆盖范围,并支持多媒体通信、无线接入宽带固定网以及在不同系统之间的漫游等。
5世界关注第四代移动通信
目前世界发送国家都正在积极进行4G技术规格的研究制定,以期在全球4G规格制定中享有发言权。4G的各项运行标准将由国际电信联盟(ITU)电信标准局决定。新一代无线通信技术在美国及日本等发达国家已经进入密集的研发和市场化阶段。新的研究包括网络结构、用户切换和漫游等移动环境下的系统实现方案,从而实现用户的大范围移动,这种技术路线是当前国际上设计第四代移动通信系统的主要思路。阿尔卡特、爱立信、诺基亚和西门子已共同建立了旨在推动4G技术开发的世界无线研究论坛。
美国AT&T公司已在实验室中研究第四代移动通信技术,其研究目的是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问因特网的速率,这项技术约需五年才能。AT&T已推出了4GAccess网络,它能配合目前的EDGE技术进行上传,并利用宽带OFDM技术进行下载。目前AT&T的4GAccess网络升级分为两个阶段,第一阶段是移动电话基地台的软件构建,第二阶段则估计在两年后进行智能型天线的硬件构建。北电网络则努力使IP的4G网络传输速度达到20Mbps,因此必须进行SoftwareRadio、宽带接收器、新型功率放大器等相关行动技术的开发。
世界上最大的电信基础设施提供商瑞典爱立信公司已开始进行第四代移动通信标准的研究,并着手研制第四代移动通信系统。预计在2011年正式投入运营,2012年奥运会就可应用。爱立信已研究出的“4G眼镜”2011年也将进入市场。爱立信计划在目前所有通信网络都以IP技术为基础时开始建设第二阶段的第三代移动通信网,第三代移动网的互联网连接速度最高可达每秒2兆,比目前快200倍。而第四代技术的传输速度最高可达每秒100兆。爱立信与美国加利福尼亚大学合作开发4G技术,加利福尼亚大学已经正式成立了加州通信和信息技术学会,并由该大学的圣迭戈分校和欧文分校合作管理。目前该学会已经得到爱立信公司1200万美元的投资,加州通信和信息技术学会将在4G技术、先进天线系统、新一代移动因特网、电力放大器技术和无线访问网络等领域内进行深入研究。美国惠普与日本NTTDoCoMo已联手开发4G通信技术和产品,开发的4G多媒体体系结构有望向移动用户提供高性能多媒体流内容,使媒体流数据能够更好地传输到移动电话和其它手持设备上,该体系结构的基础技术研究有望到2003年完成。
日本的DoCoMo移动通信公司也已在日本进行第四代移动通信的研究,力图成为第四代移动通信领头羊。DoCoMo计划在2006年推出第四代移动通信系统,在2010年左右首度推出4G业务,并意图使它成为全球的标准。日本政府决定从2002年财政预算中拨款12亿日元,支持速度更快、功能更齐备的“第四代移动通信系统”的研究与开发,使它成为全球的标准。日本政府与主要的移动通信业企业已为超高速移动通信技术拟定了基础计划,这项4G移动通信技术将于2005年成形。为了能够抢占未来移动电话技术的先机,日本邮电部已向日本电气通信技术审议会提交制定第四代(4G)移动电话规格的提案。日本电气通信技术审议会负责审核4G技术的相关规格,决定其使用频率、系统技术、开发日程等。日本已完成了继第三代移动通信系统“IMT-2000”之后的第四代移动通信系统标准提案,该提案将4G的实用期定在2010年。4G将速率提高到了100Mbit/秒,对4G的目标是2010年之前达到实用化水平。日本电气通信技术审议会估计,2001~2010年日本3G市场规模将达到42兆日元,仅2010年的营收就将达到9300亿日元,而4G移动电话的市场潜力更远胜于3G。日本和韩国在IMT-2000之后的第四代移动通信领域也进行合作,两国将共同建立因特网网络、例行两国之间的有线无线通讯结合环境,并进行超高速卫星通信实验。
韩国政府将斥资1350亿韩元,用于4G通信系统的开发。这些资金将主要用于高速信息包传输技术、固定无线通讯设备以及移动软件开发和下一代网络工艺上。为推进4G移动通信服务系统研发进程,政府成立一个科研开发小组,专门负责该项目的实施。韩国政府已与移动通信设备公司及服务公司合资成立了下一代移动通信技术开发协会,着手进行4G等未来移动通信服务技术的开始研究。下一代移动通信技术开发协会还将聚集产、学、研的通讯专家,成立未来移动通信规划委员会,负责推动4G规划、3G服务及系统改进、针对无线网络专用通讯的TDD(TimeDivisionDuplex)方案设计和高速数据通讯(HightDataRate)等领域的研究。三星电子的SE
RI研究中心也开始进行4G移动通信技术的开发工作。
6发展我国的第四代移动通信
1.1移动通信网络的自动监控系统
通常监控系统的通信方式有两种,分别是集中式和分布式。集中式具有成本低、结构简单的优点,但它的不足在于信号电缆的长度过长,信号易受到干扰,致使信号失去真实性,由于在采集数据时通道数太多以及数据储存量的不断增加,造成监测难度很大,这种通信方式只适合相对比较集中的场合;分布式的监控方式,易于扩展、可靠性高,比较适合监测点相对分散、规模比较大的场合。从移动通信网络的分布特点来看,如果要想实现对任意点的通信质量进行监测,那么采用的监控系统就只能是分布式的,本文就主要针对分布式的监控系统进行分析和探索。从体系结构来看,自动监控系统包括三个层次:(1)数据采集层,主要是对数据进行智能收集与上传;(2)网络通信层,主要是把采集终端收集的数据传输给检测中心;(3)监控中心层,管理人员最终实现管理与调度,由计算机集中完成监测任务。
1.2系统的结构终端监测仪具有离散性的分布特点
可以对移动通信网络实现分布式的监控,整个监测系统主要有通信网络、监控中心和终端监测仪组成,运用短信方式进行数据交换,终端监测仪可以在任意测试点进行分布,对所要监测的内容进行监控,同时把收集到的数据以短消息的方式传输到监控中心,对于通信质量的相关参数也发送到监控中心,这主要是借助于单片机来实现传输工作的;在移动短消息服务中心,主要完成监控中心与终端监测仪之间的短消息互发功能;控制中心,通过数据的交换,来获取监测仪的工作参数,并对所采集的数据进行控制。
2终端监测仪的功能
自动监控系统可以自动完成监控和其他一些相关的任务,终端监测仪的功能主要有:(1)采集通信质量的相关参数,为了保证通信质量,移动通信网络对某一位置的通信质量的参数实施监控,通过代码来确定所监测的网络区域,对所在位置的掉话率与通话质量进行测试;(2)送达通信质量参数,在移动通信网络中,自动监控系统的一个关键环节就是送达通信质量参数,为了网络通信质量可以准确地反映出来,并且要尽可能地减少系统的通信压力,系统使用的送达方式也不一样。
3监控中心的功能
根据通信协议可以看出,监控中心可以通过发送的短消息的内容,对终端监测仪的工作参数进行控制。在借助于群发功能,分区管理自动监测仪,或者进行一对一管理,监控中心主要功能有:(1)对终端监测仪的工作参数进行修改;(2)只要打开终端监测仪就可以自动开启数据的采集功能;(3)终端监测仪关闭后,也会自动发送采集数据功能;(4)对通话质量给予等级测试;(5)测试拨打电话的掉话频率;(6)对于上传的控制中心号码进行自动修改。
4结束语
1.1 发现技术
移动节点能够利用发现机制对网络进行审阅,来检测移动节点是否从一个网络移动到另一个网络,从而确认用户终端的具置信息。当移动节点没有停留在本地链路,而是移动到一条未使用的地址时,可以通过发现机制获得一个转交地址,来匹配新的移动节点。发现共有两种消息:广播和请求。布告消息是ICMP路由器定期进行传达,移动节点时刻监听布告消息,通过现网使用可得知布告消息的扩展,以判断自己是否漫游出本地网络;若移动节点只需获得信息,它可发送一个“请求”消息,请求与ICMP路由器请求消息格式相同,这两种消息对于移动IP技术起到了非常重要的作用。
1.2 注册技术
如果网络用户终端长时间没有发生移动,也要进行申请登记。整个登记过程共包括两种消息,即注册请求和注册应答。移动节点可得到外埠链路上外埠的路由服务,当网络终端用户发生网络转移时,发现技术会及时确定新的转交地址,然后外地会对该地址进行注册,当然注册申请需要经过外地的检查,检查后,外地会将注册信息转交给本地,在不知道归属的情况下,移动节点可通过注册,动态获得归属地址;如果移动节点是通过配置转交地址进行注册的,系统会直接将注册信息转给本地,如果移动节点发生变化,原来注册的地址就会就注销。当然,移动节点在回到归属链路时,需要进行反注册。在此过程中,无论移动节点的注册行为是否成功,本地都会及时将反馈结果传达给客户,有时用户经常长时间等待也没有接收到本地的反馈,这时系统会再次发送注册应答,时间间隔也会适当的延长,直到时间间隔达到重发时间的上限才会停止。
1.3 路由技术
随着移动通信用户的增加,移动IP的路由技术显得尤为重要。移动IP的理由过程有两种情形,一是移动节点处于本地链条之上,这个过程相对比较简单,移动用户的数据由本地传递到终端时,也就是将数据发送到固定主机,这个过程由路由进行自动分配,保证数据的正常的传送。同样,当信息从外地链路传送到本地地址时,会自动找到路由信息并及时返回。如果在信息返回的过程中,路由信息中节点发生了改变,移动节点的路由表也会相应发生变化。二是与外地网络用户进行信息交换,这个过程相对比较复杂。在用户信息切换的过程中,要充分发挥本地的作用。尽管从表面上看,信息是通过移动节点又本地链路发送到本地地址,但实际上是本地发挥了中转作用。信息先发送到移动节点的本地,然后本地及时保存了信息,并将数据发送至转交地址,大大提高信息传输效率。
1.4 隧道技术
当数据网络中被下发所穿越过的通道就是隧道。当移动节点漫游在外地网络时,某个通信节点与其发生通信,发送主机发送数据包到本地网络,本地截获数据包后,生成一个新的数据包,再通过隧道将其发送给该移动节点所在的外地网络。数据包在隧道中透明传输,该数据包数据部分是净负荷,数据包含两个IP地址,外层的IP地址与内层的IP地址,外层IP地址标记了数据的原发送地址以及目的地址,可以知道由本地地址发送数据到移动节点的外地网络所选择的路径,以本地的IP地址作为源地址,标记了源数据的接收节点与发送节点。当接管地址是临时分配的驻留地址时,移动主机自己是隧道终点,它解除隧道封装,取出原始的数据包。在实践中,路由技术存在很多问题,例如对IP主机要求条件太高,它必须具有能够获取捆绑信息,能够封装数据,而且还有能够建立隧道的能力,对现有的Internet用户而言,实现难度太大,另外,外地的平滑切换,网络安全等也都是亟待解决的问题。
2 结语
关键词:移动通信终端;电源管理;可充电锂离子电池
引言
移动通信终端产品如GSM手机、CDMA手机及PHS小灵通电话已经深入普及到我们的日常生活中,促进了中国电信事业的发展,也为我们的生活带来了方便与快捷。但同时,由于一些移动终端厂商的设计缺陷,多次出现了手机爆炸伤人事件,而造成爆炸的主要原因在于电源管理部分设计有缺陷或设计存在不完善的地方。
与其他现有电池相比,可充电锂离子电池具有多项优势,这使它们成为更适合于便携式应用的电源。它们可以提供更高的能量密度(最高达200W·h/kg或300~400W·h/L,分别是Ni/Cd或者Ni/MeH电池的2.5倍和1.5倍)和更高的电池电压(碳阳极电池为4.1V,石墨阳极电池为4.2V)。它们具有无记忆效应,自放电率小,可快速充放电及更高的充放电次数等优点。
锂离子电池的更高化学能量密度和更高电池电压使得我们可以为移动终端产品应用制造出更小和更轻的电池,而更轻和更小的电源对目前中国移动通信终端产品追求最小尺寸来说是至关重要的。要想充分利用电池容量或延长电池寿命,必须极其严格地控制充电参数。
鉴于锂离子可充电电池的上述优点,本文将详细介绍如何设计高效、安全的锂离子可充电电池管理电路。
1移动通信终端产品锂离子电源管理的原理及设计
锂离子电源管理的设计主要是针对锂离子电池的特性来进行的。锂离子电池的安全性能及供电性能主要体现在其充放电参数的控制上。图1为锂电池电源管理原理图。该图由控制芯片和电路组成。接下来,我们就图1从锂电池放电、充电两个方面来探讨如何实现锂电池的管理。
1.1放电工作原理
电池过放可能会给电池带来灾难性的后果,特别是大电流过放或反复过放,对电池的影响更大。一般而言,过放电会使电池内压升高,正负极活性物质的可逆性受到破坏,即使充电也只能部分恢复,容量会有明显衰减。锂离子电源管理电路的功能之一就是为了保护锂电池不至于过放。
图1
锂电池的正常工作电压为2.575~4.2V。当电池电压在此范围内,管理电路将MOSFET管S4打开,在电池(CELL)电压与BATT+之间建立低阻通道,有利于电流从电池流向手机负载。在此情况下,过放就体现为输出电流过大。在整个输出过程中,电源管理电路不断地检测从电池输出到负载的电流。当电池输出电流超过通常的保护值3.5A的时候,手机短路保护电路开始工作,关闭S4,切断电池与BATT+的连接。
当电池持续放电到电池电压低于文献[1]规定的放电终止电压2.375V以下时,则属于电压过放。此时,图1中的手机低电压及短路保护电路开始工作,同电流过放一样,关闭S4,切断电池与BATT+的连接达到保护锂电池的目的。
1.2充电工作原理
充电管理电路在对锂电池进行充电时,更是一个复杂的过程,既要保证锂电池能够充满,又要保证锂电池的性能,最重要的是要保证锂电池不能过充。如果锂电池在充电过程中充电电流过大,或充电时间过长,产生的氧气来不及被消耗,就可能造成内压升高,电池变形,漏液等不良现象。同时,其电性能也会显著降低。
整个充电电路应该具有以下几种充电模式:
——低电压预充电模式;
——全速充电模式;
——涓流充电模式;
——顶端截止、脉冲充电模式;
——充电截止模式。
1.2.1低电压预充电模式
当电池电压低于3.0V时,电源管理电路进入低电压预充电模式。当电池极度过放时,为了防止过量的充电电流对电池性能造成损伤,充电电路应该采取渐进的充电方式。
对于一块极度过放的,电压已低于0.7V的锂电池,电源管理电路将提供预充电涓流给电池。此时S1关闭,充电器通过R1提供电流给管脚Vdect,充电器提供电流的大小完全由R1决定,整个充电器几乎工作在无负载情况下。这种充电模式甚至可以对电压已经为0V的电池进行充电;当电池电压高于0.7V低于1.98V时,外部S1及S2工作,电源管理电路可以以更高的电流对电池进行充电。但是,此时三极管S1的功耗检测电路还没有工作,必须限制其功耗低于800mW,以免烧毁S1;当电池电压高于1.98V低于3.0V时,整个电源管理电路都正常工作,此时S1的控制电路使S1以较高的电流,但远低于全速充电电流对电池进行充电,该电流一般超过100mA。
1.2.2全速充电模式
当电池电压高于3.0V时,预充电模式结束,进入全速充电模式。此时,电源管理电路将S1及S2打开,并使S1工作在饱和模式,充电器提供全速充电电流给电池充电。但是,电源管理电路将限制最大充电电流小于1.5A。
这种充电模式对充电器也有一定的要求,要求其实现限流输出。这样做的目的是便于移动通信终端厂商,在产品设计时可以根据产品的定义,选择不同的充电电流,实现对具体锂电池快速有效的充电。在典型应用中,一般要求充电器提供的输出电流限制在1A以内,具体的电流可以根据所用锂电池厂商推荐使用的充电电流,以便电池能够具有一个较高的循环寿命。
1.2.3涓流充电模式
该充电模式其实也是一种恒压充电模式,当电池表面达到控制电路设定的终止充电电压Vterm时,即进入该种充电模式。由于在全速充电模式下,电流比较大,电池表面电压与实际电池芯的电压有比较大的落差,涓流充电模式就是用来减小甚至消除该落差。此时,电源管理电路通过控制S1的开闭情况,将提供给电池的最大电流限制在100多mA。由于电池被充得越来越足,因此,涓流就越来越小,直到截止。
1.2.4顶端截止脉冲充电模式
当电源管理电路处于涓流充电模式时,它会周期性地跳转到全速充电模式,形成脉冲电流对电池进行充电。大电流脉冲宽度一般<100μs,这样有利于电池更快被充满。
1.2.5充电截止模式
电源管理电路会有一个控制引脚,由手机的CPU决定什么时候停止充电。进入这种模式,一般会有这样几种情况:手机检测到充电电路包括锂电池温度过高;不是原装的锂电池;已经进入涓流充电,不需要充电时间过长;充电器设计不合理等等。
1.1移动通信无线技术内涵
伴随现代科学技术的快速发展,移动通信持续变化,概念内容也更加完善。该技术最初源自十八世纪,在当时科技水平的限定下,无线通信技术始终处在模拟时期,而上世纪八十年代,在模拟信号制式下电话实现了快速发展,该类移动无线通信技术的综合优势使其快速在较多地区广泛流行,而有关专家则对该类技术做了进一步的完善与优化。发展至九十年代,数字信号处理手段诞生,基于数字模式的移动无线技术实现了快速发展。可以说,移动通信无线技术恰恰在数字信号带动下,实现了革命性变更。当前,基于数字信号研发的移动通信体系,仍旧是当前通信技术手段主流,较多地区均采用该类技术手段。
1.2移动通信无线技术特征
基于移动通信无线技术为一类高新科技手段,伴随时代的快速发展,大众对移动通信需求更加丰富多元化,因而不同阶段,移动通信无线技术特征也会伴随改变。例如传统的模拟信号时期,移动通信无线技术并没能实现广泛普及,再加上模拟信号技术传输应用的限定,使得此时的通信功能并不多。一般来讲只能完成语音通信,同时信号质量无从保障。到了数字时代,该类状况明显改善,移动通信无线技术在满足语言通信的同时逐步实现了文字以及多媒体传输,同时通信标准渐渐向着多元化方向发展,研究设定了CDMA以及GSM两类通用标准。然而,伴随用户总量的不断增长,大众对服务质量水平要求逐步提升,该两类标准由于自身传输速率的限定,因此较难符合广大用户多样化需要。该类背景之下,第三代移动通信无线技术的发展成为必然趋势。同前两代比对,第三代技术拥有较多明显特征,首先可实现视频通话,确保语音以及画面始终处在一致性状态,另外数据信息传输效率实现了明显提升。
2移动通信无线技术智能化发展
2.14G通信技术
伴随第三代通信技术的广泛普及,各企业单位渐渐投入更多技术力量研究开发4G技术。当前3G技术标准分为三类,在欧美地区国家一般采用WCDMA,该类标准在世界范围内属于应用最多的一类,韩国研究开发的为CDMA2000,此技术标准主要应用在一些东南亚地区,我国自主开发研究的则是TDS-CDMA。当前,我国主要形成了三个移动运营商,各家均应用了一类3G标准,由于市场竞争状况良好,通过几年的发展运营,绝大多数地区实现了3G信号覆盖。然而伴随大众对移动通信无线技术应用功能需求的高端化发展,3G技术也显现出了一定的不足问题。同传统2G技术相比,虽然3G技术传输速率明显提升,然而仍旧不能满足大众日益提升的需求。该类背景之下,我国将对后续的4G技术进行更大力度的投入。当前已经研究开发了衍生LTE技术,并逐步获取了业界乃至国际领域的认可,在一些发达地区实现了试运行并收到了良好的效果。
2.24G通信技术
当前,世界范围内的移动用户迅猛增长,我国用户总量已突破十亿,从中不难看出,移动通信无线技术市场前景广阔。面对这样庞大的群体用户,为最大化的符合他们的不同需要,仍旧采用传统无线技术手段势必无法跟上形势。倘若今后在发展通信技术的过程中,仅仅实现了速度增长与功能增加,那么该类标准在国际领域中将毫无竞争优势可言。也就是说为了实现本质改善,可赋予移动通信无线技术智能化功能,例如可做好通信网络系统结构的有效调节。在现实工作中,依据用户具体应用状况,针对网络线路的空闲以及繁忙,针对网络结构做进一步的优化。这样一来不仅可优化无线通信服务质量,还可节约企业扩容投入成本,从中不难看出智能化发展的现实重要性。基于智能化研究开发过程中,可以借鉴的经验并不多,因此在研究开发的初期阶段,可首先做简单一些的智能化设计,而后经过实践应用,完成智能优化,真正实现无线技术向着智能化发展的目标。
3结语
1移动通信网络架构面临的问题
虽然移动通信网络技术发展比较迅速,但是仍然存在很多问题,尤其是移动互联网和物联网带来的冲击,其中移动通信网络架构需要考虑的问题主要体现在以下几个方面:(1)从网络建设的角度看传统的网络运营进行网络部署时,需要根据业务的峰值容量进行网络资源的配置,而新兴业务的实际网络资源需求难以评估,因此可能造成网络资源过度配置,设备、机房等增多,运营及维护成本、能源消耗等增大,而未获得显著的效益甚至效益减小;再者,在支持某些新业务时,运营商可能需要对现有网络进行升级或者创新改造,由于传统网络中设备都是软硬件紧耦合的,因此在传统移动通信网络中实现困难,运营商需要对整个网络设备进行升级改造,业务部署周期延长,增值服务创新困难;此外,当新业务造成网络资源紧张时,难以对已有网络进行扩容,因为传统的移动通信网络可扩展性差,进行网络扩容时,不仅需要增加软硬件设备,还需要整个系统进行配置更新,例如对不同厂家的设备及其之间接口进行配置,效率很低;最后,由于传统网络中的资源分配大都基于网络设备自身的资源状况和配置策略进行,缺乏全局的统一调度。因此,当网络中的业务流特征发生变化时,由于网络资源不能动态监控并高效分配,可能造成网络节点的资源紧张。(2)从网络运营的角度看未来的接入网必然是存在多模/多制式的异构网络,这种缺乏相互融合协调的异构网络将对网络的运营和维护带来很多困难。首先,多种接入技术的独立建网会带来多张网络的重复覆盖,造成严重的资源浪费,给运营商带来很高的建设成本和运营维护成本;缺乏融合协调机制的多种接入技术共存,容易造成各个网络的业务负载不均衡,各个网络的资源不能得到充分的利用,造成低效的网络资源利用率;由于多种接入技术之间缺乏协调机制,异构接入技术之间的互操作性很差,进行接入技术切换的过程复杂,甚至可能需要用户参与,时延和信令负荷都较大。(3)从网络控制管理的角度看传统的移动通信网络的架构中采用的集中式的控制管理以及数据路由并不能适应网络中业务类型的变化,例如移动互联网业务造成的信令风暴,物联网的发展更是加剧了对传统移动通信网络管理方式的挑战,主要表现为:网络中的终端数量庞大,采用集中式的网络控制和管理等容易造成移动通信网络中的信令拥塞和处理节点的过载;集中路由对于大量接入Internet的业务并不适用。此外,传统移动通信网络中采用了集中式的锚点网关,无法进行路由优化,例如无法本地接入CDN网络,因此容易造成路由的迂回,降低传输效率和网络资源利用率。
2未来移动通信网络架构的发展趋势
通过对LTE网络的现状、网络运营的特点、移动互联网和物联网的发展以及未来网络中业务需求等因素的综合分析,有理由相信,与传统的移动通信网络架构相比,未来的移动通信网络架构将发生巨大的变化。未来的移动通信网络将是一个泛在的网络,包含丰富的业务种类,支持海量的终端接入和多样化的接入方式,采用动态灵活的运营和管理策略。因此,未来移动通信网络的架构也将出现新的变化。(1)软件化的动态网络移动互联网和物联网的兴起,带动了整个信息产业的蓬勃发展和积极创新,从而导致移动通信网络上支持的业务应用种类出现快速的增长或更迭,这对网络运营提出了很高的要求,包括网络规模需容易进行扩容,业务的部署和运营周期需能够缩短,运营及维护的成本需得到评估和控制,而这些要求正是传统移动通信网络架构所面临的短板。与此同时,IT业界也注意到网络设备厂商提供的设备相对封闭,大大减小了创新和功能开发的空间,而随着软硬件技术的发展,网络设备原材料的价格也在快速下降,意识到可以利用这些计算能力来运行一个逻辑的集中式控制平面,这样就可以更加智能地控制和使用网络硬件。而近几年快速发展的云计算和大数据等新兴业务更是要求能够快速、频繁地实时配置网络,并且能够按需调用网络资源。因此,倡导控制和转发分离、控制的逻辑集中以及网络可编程的SDN(Soft-wareDefinedNetworking,软件定义网络)技术开始流行并且迅速被通信业界吸收。2012年11月,AT&T、德国电信、英国电信、中国移动、意大利电信等13个国际主流运营商牵头,联合多家网络运营商、电信设备制造商和IT设备制造商在ETSI共同成立了网络功能虚拟化(NetworkFunctionVirtualisation,NFV)行业规范组(IndustrySpecificationGroup,ISG),其目标是利用IT虚拟化技术改变网络运营商组建网络的方式,将不同类型的网络设备运行于符合业界标准的高容量服务器、交换机和存储设备之上,并且使得整个网络可以根据其负载状态进行虚拟网络功能的动态扩容(如增加该网络功能的虚拟机)或缩容(如关闭该网络功能的虚拟机),实现网络资源的动态控制。为了解决传统网络的动态可扩展性问题,采用SDN和NFV的技术应该是未来移动通信网络架构的不二选择。未来的移动通信网络中可以通过虚拟化技术,将标准的通用服务器/交换机代替专用网络设备,通过SDN技术实现网络资源的集中控制和动态按需分配,从而实现网络功能的软件化,网络部署的动态化,网络资源调度的智能化。(2)多种接入技术的融合与协调由于技术的发展,移动通信网络出现了多种接入技术,目前市场上存在的接入技术既包括GSM、TD-SCDMA、WCDMA、TDDLTE、FDDLTE等3GPP组织定义的接入技术,也包括cdma2000、WiMAX、WLAN等非3GPP接入技术,再加上更高速率的5G接入技术,未来的接入网必然存在多种接入技术和方式,这种异构网络将对网络的运营和维护带来很多问题。实际上,这些问题并不是未来移动通信网络中所独有的问题,在目前的LTE网络同样存在类似的问题,然而目前的网络架构中并没有解决相关的问题,因此在未来的移动通信网络架构中需要设计多种接入技术之间的融合协调机制。针对异构多接入技术融合协调的问题,业界已经开始了相关的技术研究,例如CMCC在3GPPRAN3会议上提出Multi-RATsCoordination的研究项目,希望在LTE网络中实现多RAT间的协调,然而基于现有的LTE网络的架构,难以产生优化的解决方案。因此,下一代移动通信网络应该从架构上解决该问题,使得网络能够根据终端上的业务QoS需求、各接入技术的网络状况、终端的能力、用户的设置以及网络的配置等进行接入技术的选择或切换,实现用户体验的改善、网络资源利用的高效和运维成本的降低。(3)灵活的网络控制与管理机制智能终端和互联网的发展造就了移动通信网络中数据业务的繁荣,移动通信网络逐渐走向全IP化,对于这些新型的业务,采用传统的移动通信网络架构中的单一的、集中式的控制管理以及数据路由,容易造成网络资源利用率的低效。因此,依据网络中支持的业务特点来进行未来移动通信网络架构和管理机制的设计是提高网络资源利用率的有效手段之一,例如可以在未来移动通信网络架构中对其网络功能进行云化和本地化,避免大量物联网终端的接入请求信令造成关键节点的过载;针对大量的Internet接入流量,未来移动通信网络架构可考虑网关锚点的下沉,实现数据平面的扁平化,减少数据传输的跳数,从而提高网络资源的利用效率。由于移动通信网络中的业务种类较多,适用的网络控制与管理的集中也不同。因此,未来移动通信网络架构的设计应当具有灵活性和适应性,有效地支持各种优化的控制与管理机制。
3结束语
移动通信技术的发展关系到国计民生,我国移动通信产业的发展一直相对滞后于发达国家,从1G/2G时代的旁观追随到3G/4G时代的参与竞争,我国一直都没能在移动通信领域占据领先地位。因此,国家非常重视下一代的移动通信网络的研究和发展,期望中国能够领跑未来移动通信技术的发展。由中国政府支持的IMT-2020推进组集合了产学研界的多方技术力量,包括中国移动、中国联通、中国电信三大运营商,华为、中兴、大唐等国内通信设备商,以及国内各大科研院校,共同开展对5G网络架构、组网方式、无线传输、天线与射频等关键技术的研究。5G网络架构的研究由IMT-2020技术组下的网络子组承担,分别从接入网和核心网两个层面进行,目前该子组已经完成了对未来移动通信网络架构的初步探讨,就未来移动通信网络架构涉及的关键技术达成部分共识,提出了未来移动通信网络架构的原始模型,但是更具体的关键技术和更细化的网络架构仍然在进一步的研究之中。
作者:王胡成徐晖单位:无线移动通信国家重点实验室电信科学技术研究院高级工程师
绿色移动通信技术主要是指通过降低项目成本、提高工作效率和资源利用率、降低能源消耗等途径来实现移动通信技术的生态环保化。其主要目标是研发绿色移动通信网络、绿色通信设备,从而利用绿色通信技术与设备达到绿色通信服务。
1.1优化网络设计规划
优化网络设计是指能够实现各类网元组织结构的优化设计,降低网络能源消耗。整合分散的多个处理器核心、存储以及网络宽带等物理资源,从各个角度降低网络项目的建造和运营维护成本,实现资源优化。对网络进行优化设计更能提高移动通信各项资源的灵活性和扩展性,提高工作效率;简化拓扑结构和层次结构,这样不仅能够提高通信设备的资源集成度,降低能源消耗,还可以节约网络项目构建成本。
1.2网络实现
网络实现主要基于通信设备和项目建设来讲。首先,必须保证通信设备的性能优异,在通信设备的采购和测试阶段应该全面把握好质量关,从而在网络实现过程中做到节能减排;其次,项目建设过程中应该充分利用基础设施,做到基础设施的共建共享,避免浪费与重复。同时,为缓解用量高峰,应该尽快拓展无线局域网的范围。
1.3网络运营管理创新
21世纪是知识爆炸时代,创新和人才是这个阶段必不可少的两个因素。在网络建设工程项目中,对管理制度进行创新设计十分重要。在网络运营的整个过程中,保证每一个环节,比如设计、评估、整合等,都要做到环环相扣,这就要求管理制度要极具创新性,同时也要求创新性的人才管理团队。只有这样,才可以更好地节约资源,降低能耗,保护生态环境,实现经济效益与生态效益的最优化。
2绿色通信设备
2.1体系结构中的绿色创新
采用新型节能通信设备对于体系结构的绿色创新具有很重要的意义,可以起到很好的推动作用。对体系结构各个层面都利用绿色节能设备和技术对于实现绿色移动通信至关重要。比如,在物理层采用光子技术,可以降低能源消耗,积极研发新型能源电池,可以延长手机续航时间;在信号处理层应用新型高科技绿色元件,例如软件无线电技术,其应用简单方便,节省硬件成本和人力资源,前景十分广阔;在信息系统硬件平台可采用基于精简指令集CPU的硬件平台的半导体元件和性能优异、节约空间的闪存内存;在信息系统软件平台可尝试由用户DIY安装的开源操作系统,降低成本,同时要对电源进行升级和优化,提高工作效率。
2.2绿色生命周期
元器件的报废给环境带来很大压力,如果将通信设备内部的元器件使用周期加以延长,可以减少报废的次数,有效提高设备利用率,同时也可以避免设备制造过程原材料的浪费,减少污染。此外,还要做到对原材料积极回收再利用,避免其对环境造成的负面效应。
2.3绿色技术标准
将绿色移动通信技术标准化,可以大大降低生产成本,促进经济效益的提升,同时还可以保障用户投资的长期有效性,维护用户权益。比如IEEE1888绿色社区控制网络标准,是在全世界得到认可的情况下中国的创新技术标准,展示了国际合作的重要成果。绿色技术标准的应用,在节能减排、构建和谐社会的道路上扮演着重要角色。
3绿色通信服务
3.1手机终端服务
手机终端服务在通信业务和实践过程中发挥着重大作用。可以提高人机交互效率,为人们的生活带来方便,还可以为用户提供优良服务。比如,通过感知用户所在具体地理位置,为其提供最佳行程路线。手机终端服务有很好的市场竞争力和发展前途。
3.2智能化通道
利用智能化通道可以对整个通信过程中业务实现底层网络能力的封装输出、独占资源的封装销售等,形成整合通信、IT和网络资源的垂直行业解决方案。可以有效提高通信系统的资源利用率,降低项目建设成本。
3.3信息化和云服务
关键词:移动通信;市场竞争;双寡头;博弈
1中国移动通信市场竞争格局分析
1994年中国联通公司的成立标志着由邮电部独家垄断中国电信市场的局面开始改变。之后,随着中国移动通信从中国电信中分离并在香港成功上市,经历了改革与重组、拆分与合并的国内移动通信市场目前已经形成了中国移动与中国联通双寡头垄断的市场格局。中国移动和中国联通分别提供差异化、个性化的语音和数据业务,在市场中通过价格、业务、品牌、技术、广告展开全面竞争。由此可见,中国移动和中国联通是有差别和独立行动的双寡头垄断市场。从市场格局来看,根据两家公司的会计报表业绩显示:
中国移动和中国联通占有全部移动市场份额,其中中国移动处于优势地位。
2中国移动和中国联通的价格竞争的博弈分析
寡头市场中企业行为的本质特性在于其行为的相互依存性。由于市场中企业的数目有限,每个企业在决定自身产量和价格的同时必须考虑自己的行为对竞争对手有何影响以及如何对竞争对手的反映采取行动。企业的利润不仅取决于自己的决策,也取决于对手的决策。
2.1进入阶段的市场博弈
从中国电信分离出来的中国移动通信集团有限公司作为中国移动通信市场的现行进入者,无论在网络覆盖和通话质量上都有明显优势,并能借此获得垄断利润。在利益的驱动下,原有的垄断企业对潜在的进入者都有进行威胁和制造障碍。
假设原有企业的垄断利润为10,潜在进入者成本为4,那么当潜在进入者进入市场时,若原有企业采取容忍的策略,则利润将为5,进入者的利润减去成本得到净利润1;若原有企业为维护其垄断地位采取抵抗策略,则利润将为2,进入者的利润减去成本得到净利润-2。当潜在进入者不进入市场但进行降价威胁时,若原有企业采取容忍的策略认为降价是不可置信的,则仍能取得垄断利润10;若原有企业相信这一威胁采取抵抗的策略,则只能取得利润4。可见无论潜在进入者是否进入,对于原有企业而言,容忍都是其占优决策。用划线法可以得出,唯一的纳什均衡出现在矩阵的左上角,即潜在企业进入,原有企业容忍。
政府允许联通以低于移动10%的价格进入市场的优惠政策以及市场博弈选择的结果,使得中国移动通信市场出现了双寡头垄断的局面。
2.2成熟阶段的市场博弈
对于中国联通这样一个后进入者而言,首要的任务就是争夺市场份额。没有市场就没有利润,更谈不到品牌。一般而言,在进入一个行业的初期,争夺市场最有效的途径之一就是以低廉的价格赢得消费者。由于技术的进步,使得运营成本大大降低,移动通信业具备了巨大的利润空间,这也使得资费有了大幅度下调的空间。从最初的低价入网,免费入网,话费打折,到2003年的免月租,送市话,直到现在的网内通话一毛钱,以此启动潜在市场,争夺客户份额。从用户市场占有率来看,通过价格战,中国联通的份额在迅速扩大,联通用户占有率从1999年的15%增加到2005年的35%。同时中国移动为保住自己的市场份额积极应对,价格也紧跟跳水。
“囚徒困境”是博弈论的经典案例,反映了个体理性与集体理性的矛盾。下面以“囚徒困境”模型分析我国移动通信业的价格竞争。
矩阵中的数据是根据两公司的市场占有比例虚拟形成的。用划线法可以得到,矩阵右下角的(降价,降价)是此博弈的纳什均衡,即对于中国移动和中国联通来说,无论对方采用什么策略,降价都是其最优选择。但是不难看出,无论是对两个企业总体还是对任一单个企业而言,双方合作不降价(8,4)要比双方竞争降价(6,3)好的多。由于本博弈是一个非合作博弈问题,两博弈方会按照个体行为理性原则决策,因此虽然双方采用降价策略的均衡对两个博弈方来说都不是理想的结果,但是因为两博弈方都无法信任对方,都必须防备对方利用自己的信任谋取利益,所以(不降价,不降价)策略是无法实现的。即使两寡头都完全清楚上述厉害关系,也无法改变这种结局。中国移动和中国联通正如两个没有条件串供的囚徒一样,双方都清楚的明白,如果达成协议定价,共同瓜分市场,在目前双寡头的市场形势下,必将获得最大的经济利益。但是,这种协议注定是脆弱的,即使能够达成,一旦有一家或几家分公司在做决策时出于自身的利益最大化的考虑而破坏协议,就会形成连锁反应,君子协议必将荡然无存。
从该表中不难看出,由于愈演愈烈的价格战使得运营商的APRU值下降速度较快。虽然每年新增用户成增长趋势,但由于APRU的降低,使得EBITDA成下降趋势。当移动和联通都不断降价时,行业的利润不断下降,这样博弈双方恶性竞争的结果会弱化整个行业的竞争力。如果价格大战进一步热化,企业的利润又被过分摊薄趋势,以价格为标志的无序竞争对中国电信业的发展十分不利。
2.3价格战的进一步分析
中国移动通信市场结构是典型的双寡头的垄断。伯特兰模型对双寡头之间的价格博弈做了很好的描述。在伯特兰模型的分析中,假定两寡头之间不存在产品差异,产品之间可以完全替代,并且两个厂商的成本函数相同,最终两个厂商都会将价格定在边际成本的水平上,结束博弈。结果两个厂商的经济利润都为零,平分市场。这就是所谓的“伯特兰悖论”,即寡头垄断的价格博弈最终导致了完全竞争市场的结果。
现实中移动通信市场上的相互竞争并没有出现伯特兰悖论的结果,而是仍然保持相对较高的垄断价格,仍然赚取着高额的垄断利润。原因在于现实中由于存在产品差异,信息不对称,消费者以固定的偏好和搜寻价格的成本,使得伯特兰模型的假设条件并没能够得到满足。但是伯特兰悖论的意义并不在于说明现实与理论之间的差距。虽然伯特兰均衡的结果在现实中并不会出现,它揭示的含义却是十分明显的。对于中国目前的移动通信业来说,运营商之间虽然存在着产品差异,但这种产品和服务上的差异不是很大,它们之间仍然存在很大的替代性。
3中国移动和中国联通开发新产品的博弈分析
中国移动在经过市场的淘汰和选择后,形成了成熟、合理,具有竞争力的企业品牌,为消费者提供质量上乘、优良的产品,并根据消费者不同的消费特点、惯定制品牌产品,因此具有强大的竞争力,可以满足各阶层消费群体的要求与需要。而且,中国移动在进行市场细分时,依托其品牌特点对市场划分,根据手机用户的特点,结合中国移动的企业特色,以及不同人群所需功能不同划分,并考虑消费人群的年龄、文化背景、收入、兴趣爱好、地位和所处行业等因素,为之提供相对应的产品(服务)。由于中国移动做了较好的规划,目前已形成了“全球通”、“神州行”、“动感地带”三大全国统一的主导产品品牌,分别涵盖高端用户、流动性较强的用户和收益潜力大的潜在中高端用户。
中国联通则将品牌划分过细,形成了7大品牌,分别冠名为“世界风”、“如意通”、“UP新势力”、“新时空”、“联通商务”等等。显得有些臃肿繁多,没有形成极具竞争的品牌。品牌定位不准确,使用户不能找到为自己定做的产品,致使中国联通的品牌知名度还远远不能达到中国移动的程度。通过分析发现,在品牌竞争中,某些运营商的某些品牌总是滞后,比如,动感地带和UP新势力、校园卡、创业卡等,下面运用“智猪”博弈模型来分析其中的奥秘。
3.1智猪博弈模型
在智猪博弈中,猪圈里有两只智猪,都能思考,很聪明,不过一头是大猪,一头是小猪。在这个大大的猪圈里的一边有一个食槽,而在另一边有一个按钮,控制着猪食的供应。按一下这个按钮,会有10个单位的猪食进入食槽内,但谁按按钮谁自己就需要消耗2个单位的猪食能量。如果大猪先到食槽,大猪一下子就可以吃掉9个单位的猪食,而后到的可怜小猪只能吃到1个单位的猪食;如果两只猪同时到食槽,大猪会采用霸权主义的手法抢占了7个单位,小猪只能吃到3个单位;如果小猪先到食槽,小猪就可以吃掉6个单位的猪食,大猪可以吃到4个单位。这两只智猪都想消耗最少的能量,而又吃到更多的猪食。
根据划线法可以得出,此博弈的均衡是大猪按钮,小猪等待。这是一种小猪搭便车的现象。在移动通信市场上,中国移动资金雄厚,抗风险能力强,还积聚了大量的人才,具有较强的市场开拓能力,可以看作大猪。中国联通是相对弱小的新型运营商可以看作是小猪。
3.2智猪模型的应用
在电信市场上,开拓市场、推出新的客户品牌,是要付出成本的,且有风险,因为推出品牌未必能够被用户接受。假定开拓市场需要4单位的成本,模仿需要付出2单位的成本。主导运营商A首先开拓市场,可获得11单位的收益,中小运营商B模仿,可获得5单位的收益;如果中小运营商B首先开拓市场,可得10单位的收益,主导运营商A模仿,仍可得到6单位的收益;如果双方都同时开拓市场,则大小运营商分别可获得10、6单位的收益;如果双方都不首先开拓市场,则分别可获得6、4单位的市场收益。
此博弈的均衡是运营商A开拓市场,运营商B选择模仿。即是在博弈双方力量不均衡的情况下,力量强的一方的正确策略是主动出击,力量弱的一方的正确策略是等待。在电信市场上,要根据用户的需要来细分市场,锁定目标用户,不仅要求有很强的市场开拓能力、雄厚的资金作保证,而且开拓市场存在一定的风险。比如,与动感地带同时推出的还有其他几个品牌,但真正让用户信赖的只有动感地带这一品牌。对中小运营商来说,与其与主导运营商在开拓市场方面火拼,还不如先观看主导运营商的行动,跟随主导运营商采取行动,或者等到主导运营商培育市场后,模仿主导运营商的竞争策略,推出类似的品牌,以政府允许的低价抢占和争取用户。对主导运营商来讲,他的占优战略是努力开拓市场,如果让中小运营商成功开拓市场,那么中小运营商结合其低价策略,可能就会抢占更多的市场份额。
3.3智猪博弈的实证分析
“动感地带”是移动针对青少年市场制定的品牌,从2003年推出到今天,已经在青少年市场形成了坚实的基础,其品牌文化的影响及其深远。联通选择踩着“动感地带”的脚步前行,模仿移动推出了自己的品牌“UP新势力”,与移动争夺青少年群体的市场。
4结论
(1)中国移动和中国联通之间的强劲较量和施展竞争策略给我国移动通信市场撒了一把催化剂,使得这个市场的价格竞争已到了白热化的程度。价格战没有赢家,其最终结果往往是两败俱伤甚至伤害到整个行业。无序的价格战除了会使运营商的利润下降和发展缓慢外,还带来了畸形的市场发展和扭曲的竞争心态。
(2)对我国移动通信运营商来说,构造差异化经营方式,注重品牌向导,进行品牌竞争,在品牌竞争中取得先机,更为上策。
(3)对待价格问题,既有实现合作的必要性,也有实现合作的可能性,从理性方面来说,合作应该是双方的最优决策。
参考文献
[1]张维迎.博弈论与信息经济学[M].上海:上海人民出版社,1996.
论文摘要:分析了中国移动通信业不同阶段的市场竞争结构,运用博弈论对其竞争行为进行了讨论,提出了中国移动通信企业实施差异化战略的对策和建议。
在中国通信信息产业快速发展过程中,移动通信高速增长。根据信息产业部公布的数字,中国移动电话用户2003年底已达2.69亿户,截至2005年底,移动通信电话用户总数达到3.93亿户。而我国移动通信市场基本上是双寡头垄断竞争格局,竞争主体是中国移动和中国联通两家,虽然现在固话运营商(中国电信和中国网通)推出的“准移动”产品——小灵通,在一定程度上也参与了移动市场的竞争,但其所分享的市场份额和用户规模相对小得多,其对移动市场的影响仍可以忽略不计。
了解我国移动通信的市场结构,挖掘其内在的发展规律,不但会有助于推进移动通信的3G时代的到来,而且也会为世界移动通信产业的发展作贡献。本文运用博弈论原理,对中国移动通信市场的双寡头垄断结构及市场竞争行为进行分析,从而为其培育竞争优势,提高核心竞争力提供理论依据,同时为确定科学有效的市场结构莫定基础。
一、中国移动通信市场竞争行为的博弈分析
我国移动通信企业之间的竞争分别经历了进入期的阻挠博弈、成长期的价格博弈和成熟期的差异化博弈3个阶段。下面分别就这3个阶段进行具体分析。
1.1初进入阶段的市场博弈
1994年以后,中国联通进入电信市场打破了原来独家垄断的局面,电信市场上出现了企业竞争,这段时间电信市场上的博弈主要表现为处于绝对支配地位的在位者中国电信总局与弱小的中国联通公司在市场进入与阻挠进入上展开的博弈行为。
这个博弈有两个纳什均衡,即(进入,默许),(不进入,斗争)。由于联通公司由国务院批准成立,进入势在必行。中国电信总局在市场进入博弈中的纳什均衡行为应是默许,但事实上中国电信总局选择的是斗争行为。主要表现在对中国联通公司的市场进入、互联互通实行限制,在号码资源的分配上对联通实行歧视等方面。中国电信总局所以选择(进入,斗争)的博弈行为,其目的显然不只甘于获得纳什均衡下的寡头利润,而是企图以行政措施和不正当竞争手段扼杀联通公司,以期保护垄断利润。这一市场进入未体现纳什均衡的博弈行为一直持续到1998年,联通公司成立3年后,联通的电信业务仍然只限于移动电话和无线电寻呼业务。非正当的市场阻挠,严重影响和制约了联通公司的业务发展。
1.2成长期市场博弈
1998年以后,随着信息产业部的成立,企业间的竞争逐渐趋于平等,中国联通公司在政府政策允许下,通过低价策略获得后动优势,迅速扩张市场份额,使得中国移动通信市场出现了双寡头垄断的局面。中国联通为了尽快地降低平均成本和收回投资,就通过降价策略来吸引争取更多的用户以尽快提高市场收益,而中国移动为了不失去已有的市场份额和利益,不得不加入降价的行列,由于两个移动通信企业提供的服务具有很大的相似性和替代性,这就使得它们陷入了不断降价的囚徒困境怪圈。
在该博弈中,移动和联通都有两个可能的策略:降价和不降价。就移动而言,无论联通的选择如何,降价都是它的最优策略。同样联通的最优策略也是降价。因此该博弈的一个纳什均衡就是(降价,降价),此时移动和联通的收益分别是5和1,行业总收益为6。从上面的博弈矩阵我们可以看出,如果联通和移动都不降价,那么二者的收益将会是7和3,总收益为1O,显然是帕累托优于纳什均衡。但是中国移动和中国联通就如两个没有条件串供的囚徒一样,双方都清楚地明白,如果双方达成一致,形成协议定价,共同瓜分市场,在双寡头的市场形势下,必将获得最大的经济利益。但是,这种协议注定是脆弱的,由于担心会被对方“出卖”,这种协议很快就会被打破。如1999年,山东联通和山东移动为了解决旷日持久的降价大战,于同年l1月签署了带有协议性质的公约,但仅在两个月之后,山东联通对资费进行大调整,山东移动也适时应战,仅存在两个月的协议就这样宣告破产,价格战继续进行。由此可见,在有限次重复博弈之后,移动和联通仍然会一直采取降价策略,不断地陷入“囚徒困境”。菩名的伯川德模型指出:只存在有两个企业的伯川德博弈中,如果两者边际成本为常数且相等,所生产的产品具有完全替代性即产品是同质的,并且企业考虑的竞争策略是其产品或服务价格而不是其产量,则存在着唯一的纳什均衡,即产品或服务的价格等于其边际成本,企业的利润等于零。在我国移动通信市场上,当中国联通的价格下浮幅度恰好能弥补两运营商产品质量的差异性时,竞争的均衡结果将导致价格不断下降,最终等于其边际成本。这较好地解释了我国移动通信市场上价格竞争的囚徒困境。
1.3成熟期的市场博弈
虽然价格战是市场竞争的客观需要,对培育市场有着重要的作用。但是恶性价格战是得不偿失的,它不仅大大降低了行业利润率,造成国家税收锐减,国有资产大量流失,而且影响到整个电信产业的健康发展,严重削弱了电信产业未来发展的推动力。要使移动电信企业在激烈的市场竞争中能够尽可能地逐步摆脱这种轮番降价的囚徒困境,实现企业之间的理性竞争,移动通信运营商应该从低层次的价格竞争,转向差异化战略。差异化战略是指企业通过提供独特的产出特性以及技术、品牌形象、附加特性和特等来强化产品(服务)特点,增加消费者价值,使得消费者愿意支付较高价格的战略。
伯川德悖论的一个决定性假设是两个企业提供的产品和服务是相同的,价格成为用户购买和企业出售的唯一决定变量。解开这一悖论的办法之一是引入产品的差异眭,如果两个企业提供的服务并不是完全具有替代性的,此时消费者面对的是互有差别、多样化的市场细分服务,价格就不再是用户唯一感兴趣的变动系数,还有许多非价格因素。这样的服务差异化就有效地防止了恶性价格竞争。因此要使现在的移动通信企业摆脱这种囚徒困境,必须要提供差异化的互有区别的服务给用户。豪泰林模型指出:均衡价格:平均生产成本+产品的差异量。在平均生产成本一定的情况下,企业间提供的产品差异越大。均衡价格就越高,从而利润就越大。原因在于产品间的替代性随着差异性增加而降低,企业垄断能力便增强,这样导致竞争越来越弱,从而均衡价格将更接近于垄断价格,企业实现利润最大化。
低层次的价格竞争类似于博弈论中的“零和博弈”,仅仅在相互竞争的企业和消费者之间进行利益的重新分配。“零和博弈”是一种完全冲突的博弈类型,博弈各方的总得益是一定值,一方所得必是一方的所失。如果考虑到由此带来的低效率及对未来的不利影响等因素,低层次的价格竞争甚至很可能是“负和博弈”,博弈各方的总得益在减少。差异化战略则属于“正和博弈”,它通过实行差异化更好地满足消费者的需要,创造出新的价值、新的利益,博弈各方的总得益随着市场蛋糕的扩大明显增加。
这个博弈存在唯一的纳什均衡就是(不降价,不降价),但二者的收益都增加了r,整个行业的收益也增加了2r,整个市场的蛋糕被同时做大了。现在应该是一个差异化战略的时代,没有差异化,就失去了竞争力。实施差异化战略,是移动通信市场螺旋式上升发展,逐渐走向成熟的必然趋势。
二、中国移动通信市场差异化策略
2.1技术差异
电信是一个技术迅猛发展的行业,采用先进的技术提升网络质量,提供更新更优的服务以适应差异化、多层次的市场需要,不仅能培养企业的核心竞争力,形成不易被对手效仿的更加持久的竞争优势,而且能创造出新的市场需求。中国移动在未来的3G时代,通过大量的技术投入获得在某一技术领域的竞争优势,其实施差异化营销就会事半功倍。
2.2品牌差异
品牌上的竞争已经成为一个焦点,用户对运营商品牌和服务(产品)品牌的忠诚度成为竞争的核心。好的品牌有助于监督和提高服务产品质量并能开发新的产品和新的市场。培养用户对品牌的忠诚度,可以减少用户对价格下降的敏感性。要通过主品牌和细分品牌的宣传实现用户对不同品牌价值认知的差异,另外还要积极寻找新的市场,实现准确的品牌定位,才能最终实现差异化策略。
2.3产品差异
中国移动和中国联通这两大移动运营商都已经认识到语音业务市场可以开发的资源已经不多了,目前数据业务的需求剧增,成为移动通信新的利润增长点,也是市场发展的方向。移动增值业务和移动数据业务在移动通信市场竞争中发挥着越来越重要的作用。3G网络的高速数据传输和多媒体特征将大大拓展移动通信的应用。会促成移动数据业务的大爆发,为差异化战略的实施提供了舞台。
2.4细分用户目标市场