1、 移动通信发展史 调研报告 组员：周小灵 韦娅彬 薛 琰 陈亦斌 陈 健 夏文伟 时间：2012 年 4 月 6 号 摘要和关键字是我加上的，标注为红色的是我认为可以删掉的，我 觉得一代和二代大概 3 页不到的样子，3G 大概 3 页多，这样的布局 比较好。还有一些标点符号和段落前的空两格我改了。 摘要：移动通信发展至今经历了三代，第一代主要是模拟制式的频分双工；2G 是基于数字传输的，主要采用 TDMA 和 CDMA 技术；3G 使用高的频带和 TDMA 技 术传输数据来支持多媒体业务。未来的四代和五代是在服务质量、传输速率、 带宽等方面的再次提升。 关键字：移动通信技术 服务质量 数据传输
2、速率 移动通信业务 引言 生活于 21 世纪的我们，每天都在用手机进行通信，似乎它早已成为我们生 活中不可或缺的一部分，甚至有时会觉得没了它生活总少了点什么。 作为 21 世纪的我们，作为通信专业的学生，我们即应该了解时代的尖端技 术，也应该了解技术的起源，了解它的成长史。很多技术的发展都是在原来的 基础上进行改进的，只有这样我们才能追本溯源，才能对得起自己的所学。 随着社会的进步、经济和科技的发展，特别是计算机、程控交换、数字通 信的发展，近些年来，移动通信系统以其显著的特点和优越性能得以迅猛发展， 应用在社会的各个方面，到目前为止，全球移动用户超过 1亿 ，预计到本世纪 末用户数将达到2亿
3、。无线通信的发展潜力大于有线通信的发展，它不仅仅提供 普通的电话业务功能，并能提供或即将提供丰富的多种业务，满足用户的需求。 本调研基于对移动发展各历程的调查，介绍移动通信各阶段的发展，及其 相应的技术，并对其做简要的描述，让大家对于移动的发展史有一定的了解。 同时也对未来的移动通信的发展进行展望。 从通信网的角度看，移动网可以看成是有线通信网的延伸，它由无线和有 线两部分组成。无线部分提供用户终端的接入，利用有限的频率资源在空中可 靠地传送话音和数据；有线部分完成网络功能，包括交换、用户管理、漫游、 鉴权等，构成公众陆地移动通信网 PLMN。从陆地移动通信的具体实现形式来分 主要有模拟移动通
4、信和数字移动通信这两部种。 移动通信系统从40年代发展至今，根据其发展历程和发展方向，可以划分 为三个阶段，第四代是目前正在研究的热门，而第五代是对未来的展望。下面 我们就来看下各个阶段的发展。 第一代移动通信 首先，让我们来瞻仰一下移动通信的最早起源。 移动通信的发展历史最早可以追溯到19 世纪。1864 年麦克斯韦从理论上 证明了电磁波的存在；1876 年赫兹用实验证实了电磁波的存在；1900 年马可 尼等人利用电磁波进行远距离无线电通信取得了成功，从此世界进入了无线电 通信的新时代。 现代意义上的移动通信开始于20世纪20年代初期。1928年，美国 Purdue 大学学生发明了工作于2M
5、Hz 的超外差式无线电接收机，并很快在底特律的警察 局投入使用，这是世界上第一种可以有效工作的移动通信系统；20世纪30年代 初，第一部调幅制式的双向移动通信系统在美国新泽西的警察局投入使用；20 世纪30 年代末，第一部调频制式的移动通信系统诞生，试验表明调频制式的移 动通信系统比调幅制式的移动通信系统更加有效。 在20世纪40年代，调频制式的移动通信系统逐渐占据主流地位，这个时期 主要完成通信实验和电磁波传输的实验工作，在短波波段上实现了小容量专用 移动通信系统。这种移动通信系统的工作频率较低、话音质量差、自动化程度 低，难以与公众网络互通。在第二次世界大战期间，军事上的需求促使技术快 速
6、进步，同时导致移动通信的巨大发展。战后，军事移动通信技术逐渐被应用 于民用领域，到20世纪50年代，美国和欧洲部分国家相继成功研制了公用移动 电话系统，在技术上实现了移动电话系统与公众电话网络的互通，并得到了广 泛的使用。遗憾的是这种公用移动电话系统仍然采用人工接入方式，系统容量 小。 1978 年，美国贝尔实验室开发了先进移动电话业务（AMPS）系统，这是第 一种真正意义上的具有随时随地通信能力的大容量的蜂窝移动通信系统。AMPS 采用频率复用技术，可以保证移动终端在整个服务覆盖区域内自动接入公用电 话网，具有更大的容量和更好的语音质量，很好地解决了公用移动通信系统所 面临的大容量要求与频谱
7、资源限制的矛盾。20 世纪70 年代末，美国开始大规 模部署 AMPS 系统。AMPS 以优异的网络性能和服务质量获得了广大用户的一致 好评。AMPS 在美国的迅速发展促进了在全球范围内对蜂窝移动通信技术的研究。 到20 世纪80 年代中期，欧洲和日本也纷纷建立了自己的蜂窝移动通信网络， 主要包括英国的 ETACS 系统、北欧的 NMT-450 系统、日本的 NTT/JTACS/NTACS 系统等。这些系统都是模拟制式的频分双工（Frequency Division Duplex，FDD）系统，亦被称为第一代蜂窝移动通信系统或1G 系统。 第一代移动通信系统(1G)是在20世纪80年代初提出的
8、，它完成于20世纪90 年代初，如NMT和AMPS，其中，NMT于1981年投入运营。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、安全性差、没有加密和速度低。 1 G主要基于蜂窝结构组网，直接使用模拟语音调制技术，传输速率约 24kbjtS，不同国家采用不同的工作系统。 第一代移动通信系统属于模拟系统，如AMPS和TACS系统，主要采用频分多 址技术FDMA（Frequency Division Multiple Access）,这种技术是最古老也是 最简单的。但是，由于模拟系统的系统容量小，还有FDMA技术在信道之间必须 有警界波段来使站点之间相互分开，这样在警界波段就会
9、成很大的带宽浪费。 而且，模拟系统的安全性能很差，任何有全波段无线电接收机的人都可以收听 到一个单元里的所有通话。另外，此技术对天线和基站的破坏也很严重。因此 模拟系统主要以语音业务为主，基本上很难开展数据业务。 FDMA 是数据通知中的一种技术，即不同的用户分配在时隙相同而频率不同 的信道上。按照这种技术，把在频分多路传输系统中集中控制的频段根据要求 分配给用户。同固定分配系统相比，频分多址使通道容量可根据要求动态地进 行交换。 在 FDMA 系统中，分配给用户一个信道，即一对频谱，一个频谱用作前向信 道即基站向移动台方向的信道，另一个则用作反向信道即移动台向基站方向的 信道。这种通信系统的
10、基站必须同时发射和接收多个不同频率的信号，任意两 个移动用户之间进行通信都必须经过基站的中转，因而必须同时占用 2 个信道 (2 对频谱)才能实现双工通信。 以往的模拟通信系统一律采用 FDMA。频分多址(FDMA)是采用调频的多址技 术。业务信道在不同的频段分配给不同的用户。如 TACS 系统、AMPS 系统等。 频分多址是把通信系统的总频段划分成若干个等间隔的频道(也称信道)分配给 不同的用户使用。这些频道互不交叠，其宽度应能传输一路数字话音信息，而 在相邻频道之间无明显的串扰。 采用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漫游，只能是一种区域性
11、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、不能提供自动漫游频谱利用率低、移动设备复杂、费用较贵以及通话易 被窃听等，最主要的问题是其容量已不能满足日益增长的移动用户需求。 众所周知,传输和处理模拟信号的系统称为模拟通信系统,而传输和处理数 字信号的系统称为数字通信系统。目前,实际中应用的移动通信,大多属于数字 通信。因为模拟移动通信系统投入运行以来,其用户虽迅速增长,但对经济发达 国家和地区,存在很多不足之处,这主要表现在以下几点: (1) 模拟移动通信系
12、统制式复杂,不易实现国际漫游。 (2) 模拟移动通信系统不能提供综合业务数字网(ISDN)业务,而通信网的发展 趋势最终将向 ISDN 过渡。因此随着非话业务的发展,综合业务数字网逐步 投入使用,对移动通信领域数字化要求越来越迫切。 (3) 模拟移动通信系统设备价钱高,手机体积大,电池充电后有效工作时间短,目 前只能持续工作 8 小时,给用户带来不便。 (4) 模拟移动通信系统用户容量受限制,在人口密度很大的城市,系统扩容困难. 解决上述问题的最有效办法就是采用一种新技术,即移动通信的数字化,称 为数字移动通信系统。 现在存在于世界各地比较实用的、容量较大的系统主要有：（1）北美的 AMPS；
13、(2) 北欧的 NMT-450/900；（3）英国的 TACS；其工作频带都在 450MHz 和 900MHz 附近，载频间隔在 30kHz 以下。鉴于移动通信用户的特点：一个移动 通信系统不仅要满足区内，越区及越局自动转接信道的功能，还应具有处理漫 游用户呼叫（包括主被叫）的功能。因此移动通信系统不仅希望有一个与公众 网之间开放的标准接口，还需要一个开放的开发接口。由于移动通信是基于固 定电话网的，因此由于各个模拟通信移动网的构成方式有很大差异，所以总的 容量受着很大的限制。 鉴于模拟移动通信的局限性，因此尽管模拟蜂窝移动通信系统还会以一定 的增长率在近几年内继续发展，但是它有着下列致命的弱
14、点：（A）各系统间没 有公共接口。 （B）无法与固定网迅速向数字化推进相适应，数字承载业务很难 开展。(C）频率利用率低，无法适应大容量的要求。 （D）安全.利用率低，易于 被窃听，易做“假机“。这些致命的弱点将妨碍其进一步发展，因此模拟蜂窝移 动通信将逐步被数字蜂窝移动通信所替代。然而，在模拟系统中的组网技术仍 将在数字系统中应用。 第二代移动通信 第二代移动通信系统(2G)开始于20世纪80年代末并完成于20世纪90年代末， 1992年第一个GSM网络开始商用。2G是基于数字传输的，并且有多种不同的标准 (如GSM，CT2，CT3，DECT，DCSl800)，其传输速率可达64kbits。
15、GSM(全球移 动系统)通信是目前使用的最普遍的一种标准，GSM使用900MHz和1 800MHz两个 频带。GSM通信系统采用数字传输技术并利用用户识别模块(SIM)技术鉴别用户， 通过对数据加密来防止偷听。GSM传输使用时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA 1)技术来增加网络中信息的传输量。GSM不能实现全球无缝漫游。其他的2G系统 是 IS一95CDMA，PDC禾口lS一1 36TDMA等。 第二代移动通信，主要采用的是数字的时分多址(TDMA)技术和码分多址 (CDMA)技术，与之对应的是全球主要有 GSM 和 CDMA 两种体制。 2G 一出现就产生了竞争，就是以美国的技术为代表
16、的一个利益集团和以欧 洲的技术为代表的另一个集团的竞争。说到底，在 QUALCOMM 的 CDMA 技术成熟 之前（1995） ，2G 都是以 Time Division Multiple Access (TDMA 时分多址)为 技术核心，美国的标准后来成了 IS136 标准，可是其市场基本是在美国。欧洲 的 TDMA 标准后来就发展成了今天的 GSM，这是大家都熟悉的了。 GSM 技术用的是窄带 TDMA，允许在一个射频(即蜂窝)同时进行 8 组通 话。它是根据欧洲标准而确定的频率范围在 9001800MHz 之间的数字移动电话 系统，频率为 1800MHz 的系统也被美国采纳。GSM 是
17、1991 年开始投入使用的。 到 1997 年底，已经在 100 多个国家运营，成为欧洲和亚洲实际上的标准。GSM 数字网也具有较强的保密性和抗干扰性，音质清晰，通话稳定，并具备容量大， 频率资源利用率高，接口开放，功能强大等优点。不过它能提供的数据传输率 仅为 9.6kbit/s，和五、六年前用固定电话拨号上网的速度相当，而当时的 internet 几乎只提供纯文本的信息。 中国移动和联通的大部分网络都采用的是欧洲的 GSM 标准。由于采用了 TDMA，大大地提高了系统的容量，同时，由于数字技术的发展，2G 全都采用数 字通信，也大大地提高了通信质量。美国和欧洲竞争的结果到目前看是欧洲的 G
18、SM 标准占了完全的上风。就连美国本土的电信运营商都在向 GSM 及其后续的 3G 方向发展。 值得一提的是 QUALCOMM 的 2G CDMA 技术的美国和亚洲也取得了成功。中国 联通 CDMA 网络用的就是这种技术。CDMA 的意思就是 Code Division Multiple Access（码分多址） ，这种通信系统的容量大，通信质量高，抗干扰，但是技术 上稍微复杂些。CDMA 就是说，系统给每个用户分配了一个“Code（代码） ”，系 统根据不同的代码来识别不同的用户，而所有的用户共用相同的频率。CDMA 系 统的容量理论上是无限的，但是由于物理硬件及系统实现上的限制等，系统的
19、容量总是有限的，但是一般来说，是 TDMA 容量的 6 倍以上。可是，技术领先不 等于市场领先，GSM 在中国经营了这么多年，网络部署已经很完善，这就是为 什么联通的 CDMA 网络处于水深火热之中的原因之一。 针对 GSM 通信出现的缺陷，人们在 2000 年又推出了一种新的通信技术 GPRS，该技术是在 GSM 的基础上的一种过渡技术。GPRS 的推出标志着人们在 GSM 的发展史上迈出了意义最重大的一步，GPRS 在移动用户和数据网络之间提 供一种连接，给移动用户提供高速无线 IP 和 X.25 分组数据接入服务。 在这之后，通信运营商们又推出 EDGE 技术，这种通信技术是一种介于 2
20、G 和 3G 之间的过渡技术，因此也有人称它为“2.5G”技术，它有效提高了 GPRS 信道编码效率的高速移动数据标准，它允许高达 384KbPs 的数据传输速率，可 以充分满足未来无线多媒体应用的带宽需求。EDGE 提供了一个从 GPRS 到第三 代移动通信的过渡性方案，从而使现有的网络运营商可以最大限度地利用现有 的无线网络设备，传输速率虽然没有 3G 快，但理论上也有 100 多 K，实际应用 基本可以达到拨号上网的速度，因此可以发送图片、收发电子邮件等，同时， 还可以广泛应用于生产领域，在第三代移动网络商业化之前提前为用户提供个 人多媒体通信业务。 第25代移动通信系统(25G)是2G
21、向3G发展过程中的中间过渡，它是2G 的扩展和加强，25G是2G的增强版。通用无线分组业务(GPRS)可以看作在2G 和3G之间移动通信技术发展的过渡时期，它是GSM的扩展，GPRS于2000年开始运 行。GpRS是一种数据业务，它能够使移动设备发送和接收电子邮件及图片信息。 GPRS的常用速度为1 15kbits，通过使用增强数据率的GSM(EDGE)最大速率可 达384kb；tS，而典型的GSM数据传输速率为9 6kbits。 900/1800MHz GSM 第二代数字蜂窝移动通信(简称 GSM 移动通信)业务是指 利用工作在 900/1800MHz 频段的 GSM 移动通信网络提供的话音
22、和数据业务。GSM 移动通信系统的无线接口采用 TDMA 技术，核心网移动性管理协议采用 MAP 协议。 900/1800MHz GSM 第二代数字蜂窝移动通信业务包括以下主要业务类型： -端到端的双向话音业务。 -移动消息业务，利用 GSM 网络和消息平台提供的移动台发起、移动台接收 的消息业务。 -移动承载业务及其上移动数据业务。 -移动补充业务，如主叫号码显示、呼叫前转业务等。 -经过 GSM 网络与智能网共同提供的移动智能网业务，如预付费业务等。 -国内漫游和国际漫游业务。 900/1800MHz GSM 第二代数字蜂窝移动通信业务的经营者必须自己组建 GSM 移动通信网络，所提供的移
23、动通信业务类型可以是一部分或全部。提供一 次移动通信业务经过的网络可以是同一个运营者的网络，也可以由不同运营者 的网络共同完成。提供移动网国际通信业务，必须经过国家批准设立的国际通 信出入口。 800MHz CDMA 第二代数字蜂窝移动通信业务 800MHz CDMA 第二代数字蜂窝移动通信(简称 CDMA 移动通信)业务是指利用 工作在 800MHz 频段上的 CDMA 移动通信网络提供的话音和数据业务。CDMA 移动 通信的无线接口采用窄带码分多址 CDMA 技术，核心网移动性管理协议采用 IS- 41 协议。 800MHz CDMA 第二代数字蜂窝移动通信业务包括以下主要业务类型： -端
24、到端的双向话音业务。 -移动消息业务，利用 CDMA 网络和消息平台提供的移动台发起、移动台接 收的消息业务。 -移动承载业务及其上移动数据业务。 -移动补充业务，如主叫号码显示、呼叫前转业务等。 -经过 CDMA 网络与智能网共同提供的移动智能网业务，如预付费业务等。 -国内漫游和国际漫游业务。 800MHz CDMA 第二代数字蜂窝移动通信业务的经营者必须自己组建CDMA移 动通信网络，所提供的移动通信业务类型可以是一部分或全部。提供一次移动 通信业务经过的网络，可以是同一个运营者的网络，也可以由不同运营者的网 络共同完成。提供移动网国际通信业务，必须经过国家批准设立的国际通信出 入口。
25、第二代移动电话系统。代表产品分为两类：TDMA 系列与 N-CDMA 系统。 TDMA 系列中比较成熟和最有代表性的制式有：泛欧 GSM、美国 D-AMPS 和日 本 PDC。 （1）D-AMPS 是在1989年由美国电子工业协会 EIA 完成技术标准制定工作， 1993 年正式投入商用。它是在 AMPS 的基础商改造成的，数模兼容，基站和移 动 台比较复杂。 （2）日本的 JDC（现已更名为 PDC）技术标准在1990年制定，93年使用，只限 于 本国使用。 （3）欧洲邮电联合会 CEPT 的移动通信特别小组（SMG）在88年制定了 GSM 第一 阶段标准 phase1，工作频带为900MH
26、z 左右，90年投入商用；同年，应英 国 要求，工作频带为1800MHz 的 GSM 规范产生。 上述三种产品的共同点是数字化，时分多址、话音质量比第一代好，保密 性好、可传送数据、能自动漫游等。 三种不同制式各有其优点，PDC 系统频谱利用率很高，而 D-AMPS 系统容量 最大，但 GSM 技术最成熟，而且它以 OSI 为基础，技术标准公开，发展规模最 大。 N-CDMA（码分多址）系列主要是以高通公司为首研制的基于 IS-95的 N- CDMA（窄带 CDMA） 。北美数字蜂窝系统的规范是由美国电信工业协会制定的， 1987年开始系统研究，1990年被美国电子工业协会接受，由于北美地区已
27、经有 统一的 AMPS 模拟系统，该系统按双模式设计。随后频带扩展到1900MHz，即基 于 N-CDMA 的 PCS1900。能不能把这一段改为2代的缺点，然后他是怎么样向3G 发展的。 第三代移动通信 第三代移动通信系统(3G)开始于20世纪90年代未，3G是目前正在全力开发 和实施的移动通信系统，已经在部分国家运营，2003年在英国投入运营。3G统 一不同的移动技术标准，使用高的频带和TDMA技术传输数据来支持多媒体业务。 3G不仅提供从1 25kbits到2MbitS的传输速率，而且能够提供多种宽带业务。 其主要特点是无缝全球漫游、高速率、高频谱利用率、高服务质量、低成本和 高保密性等
28、。3G的欧洲标；隹是通用移动通信系统(UMTS)。UMTS通信系统仍然 采用数字传输技术并利用SIM鉴别对数据加密。信息传输使用宽带码分多址 (WCDMA)并能得到384kbits到2048kbits的传输速率。 第三代数字蜂窝移动通信(简称 3G 移动通信)业务是指利用第三代移动通 信网络提供的话音、数据、视频图像等业务。 第三代数字蜂窝移动通信业务主要特征是可提供移动宽带多媒体业务，其 中高速移动环境下支持 144kb/s 速率，步行和慢速移动环境下支持 384kb/s 速 率，室内环境支持 2Mb/s 速率数据传输，并保证高可靠服务质量(QoS) 。第三 代数字蜂窝移动通信业务包括第二代
29、蜂窝移动通信可提供的所有的业务类型和 移动多媒体业务。 第三代数字蜂窝移动通信业务的经营者必须自己组建 3G 移动通信网络， 所提供的移动通信业务类型可以是一部分或全部。提供一次移动通信业务经过 的网络，可以是同一个运营者网络设施，也可以由不同运营者的网络设施共同 完成。提供移动网国际通信业务，必须经过国家批准设立的国际通信出入口。 移动通信可以说从无线电通信发明之日就产生了。1897 年，MG马可尼所完 成的无线通信试验就是在固定站与一艘拖船之间进行的，距离为 18 海里。 目前全球有三大标准，分别是欧洲提出的 WCDMA、美国提出的 CDMA2000 和 我国提出的 TD-SCDMA。 3
30、G 基本是以 CDMA 为技术核心，开始是只有美国和欧洲两大阵营的较量。 美国的 3G 标准（CDMA2000）就是在 QUALCOMM 的 2G CDMA （IS95）基础上发展 而来的，欧洲的 3G 标准是在其 GSM 网络的基础上结合宽带 CDMA （WCDMA）技 术而形成。后来，半路上杀出个程咬金，西门子和中国的大唐搞出了个中国的 标准 TD-SCDMA（时分-同步 CDMA） 。 与之前的 1G 和 2G 相比，3G 拥有更宽的带宽，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 Int
31、ernet。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一个主要特点。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。 3G 的发展也可分为两个阶段，3G 的早期阶段，语音传输在原有的以“电 路交换”为基础的网络上继续运行，而数据传输在新部署的以“IP 分组交换” 为核心网上传输。而真正的 3G 网络或者说下一代网络（Next Generation Network - NGN）阶段应该完全基
32、于 IP 分组交换。这样一来，电路交换网络可 以完全淘汰，而基于 IP 的语音传输可以完全实现免费，运营商的主要收入来自 数据业务的服务，而不是象现在这样收入主要来自语音服务。不论技术标准如 何竞争，市场如何发展，基本的发展方向是“无线”+“IP”+“高速”+“无缝 漫游” 。当下的一些语音服务，如德国的 skype 的语音服务就是基于在当下的 IP（Internet Protocol）分组交换来进行实施。 随着用户的不断增长和数字通信的发展，第二代移动电话系统逐渐显示出 它的不足之处。首先是频带太窄，不能提供如高速数据、慢速图像与电视图像 等的各种宽带信息业务；其次是 GSM 虽然号称“全球
33、通” ，实际未能实现真正的 全球漫游，尤其是在移动电话用户较多的国家如美国，日本均未得到大规模的 应用。而随着科学技术和通信业务的发展，需要的将是一个综合现有移动电话 系统功能和提供多种服务的综合业务系统，所以国际电联要求在 2000 年实现商 用化的第三代移动通信系统，即 IMT-2000，它的关键特性有： （1）包含多种系统； （2）世界范围设计的高度一致性； （3）IMT-2000内业务与固定网络的兼容； （4）高质量； （5）世界范围内使用小型便携式终端。 现今具有代表性的第三代移动通信系统技术主要存在三个标准： （1）中国的 TD-SCDMA。TD-SCDMA 系统是一个综合了时分双
34、功（TDD） 、时分多 址 （TDMA） 、码分多址（CDMA） 、频分多址（FDMA）的一个系统。TD-SCDAM 系 统的小区的基本覆盖范围为11.3km。当然也可以通过允许干扰或减少时隙 的 方法突破11.3km 的限制。TD-SCDMA 系统采用智能天线、多用户检测等关键 技术，这些技术可以降低系统的干扰，从而使得 TD-SCDMA 小区呼吸效应不 象 WCDMA 系统这样明显，因此 TD-SCDMA 的容量和覆盖计算可分别考虑，然 后根据系统受限的情况取定最终的设计规模。 （2）以 Qualcomm 公司为代表提出的与 IS-95系统反向兼容的宽带 cdmaOne 建 议。 建议采用
35、多级 DS-CDMA，射频信道带宽1.25/10/20MHz，PN 码片率为 1.288/3. 6864/7.3728/14.7456Mbps。采用多级的目的在于将5MHz 分为3个1.25MHz 带宽的信道，以便于 IS-95后向兼容，可以共享或重叠。美国考虑在 IMT- 2000 网络发展目标上，支持宽带分组交换网为核心，将当前的从功能上分层的 网 络模式演变成端到端的客户-服务器模式。 （3）专门开发与 GSM 系统反向兼容的 UMTS 标准，包括两个子方案：一个是日 本 的 W-CDMA，另一个是欧洲的 TD-CDMA。 日本最大的移动电话运营商 NTT DoCoMo 提出的建议为相干
36、多码率宽带 CDMA （W-CDMA） 。由于日本的第二代移动电话系统并没有成为全球化标准，而 在第三代 IMT-2000网络技术方案上，日本决心走全球化合作的道路。在支持 ITU 的 IMT- 2000家族及接口概念基础上，有意参照无线传输技术的合作方式， 支持欧洲的 GSM UMTS 的网络概念。现在爱立信等公司以与 NTT DoCoMo 公司合 作，共同提出无线传输技术采用 W-CDMA，而核心网路则沿用 GSM 网络平台，其 目的在于能从 GSM 演进到第三代 IMT-2000。 欧洲西门子和阿尔卡特等公司提出了一种 TD-CDMA。该方案将 FDMA/ TDMA/ CDMA 组合在一
37、起。其特点是信道间隔扩展为1.6MHz，但它的帧结构和时 隙结构与 GSM 相同，扩展因子为16，可支持每时隙8个用户。由于每时隙仅8个 用户（码分） ，故可采用联合检测（Joint Detection）从而不需快速功率控制 和减少码间干扰，另外还可采用时分双工（TDD） 。移动台将采用双模手机，以 便在网络、信令层与 GSM 兼容。此方案便于由 GSM 平滑过渡到第三代，故受到 很多 GSM 供应商支持。 接下来我们来介绍一下 IMT-2000的频谱分配。1992年世界无线电管制大会 的规定：IMT-2000频谱分配如下：上行频段：18852025MHz；下行频段： 21102200MHz；
38、移动卫星业务频段：19802010MHz；21702200MHz。 从上面的分配可以看出，其上、下行频段是不对称的，因此有的系统提出 利用不对称的频段以 TDD 方式提供业务。但是在 IMT-2000频谱分配上，各国家 和地区的考虑并不相同，不可能完全遵照这样的频谱安排。 3G主要将被应用于数据业务，能使人很明显地感觉到速度快了，保密性更 高，接力切换的技术大大改善了掉话现象，还可以使用可视电话、多媒体彩铃 等等多媒体业务。 第四代移动通信 第四代移动通信系统(4G)是一个基本概念，仍然处在研究阶段，目前不存 在实际的第四代移动通信系统。4G提供高速率、高容量、低成本和基于lP业务。 4G是基
39、于Ad hoc网络模型的，它的操作运行不需要固定的基础结构，Ad hoc网 络需要全球移动性能(即移动IP)和全球IPv6网络的连通性以支持每个移动设备 的IP地址。在不同的lP网络(802 ”WLAN，GPRS和UMTS)中，4G能够在更高的数 据传输速率下实现无缝漫游，其数据传输速率从2Mbits到1 Gbits，还能够 提供低时延的新业务。虽然移动设备不依赖固定的基础结构，但是在Ad hOc网 络中仍需要自组织的增强的智能并具有在分组交换网络中的路由能力。 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
40、率 多媒体服务的需要。4G 是集3G 与 WLAN 于一体，并能够传输高质量视频图像， 它的图像传输质量与高清晰度电视不相上下。4G 系统能够以100Mbps 的速度下 载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有 用户对于无线服务的要求。而在用户最为关注的价格方面，4G 与固定宽带网络 在 价格方面不相上下，而且计费方式更加灵活机动，用户完全可以根据自身的 需求确定所需的服务。此外，4G 可以在 DSL 和有线电视调制解调器没有覆盖的 地方部 署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G 有着不可比拟的优越性。目 前4G 的主要标准有 WiMax 和 LTE。 第
41、四代通信的核心技术具体如下： (1)软件无线电技术 软件无线电是将标准化、模块化的硬件功能单元经过一个通用硬件平台， 利用软件加载方式来实现各种类型的无线电通信系统的一种具有开放式结构的 新技术。通过下载不同的软件程序，在硬件平台上可实现不同功能，用以实现 在不同系统中利用单一的终端进行漫游它是解决移动终端在不同系统中工作 的关键技术。软件无线电技术主要涉及数字信号处理硬件(Digita1 Signal Process Hardware，DSPH)、现场可编程器件(Field Programmable Gate Array，FPGA)、数字信号处理(Digital signal Process
42、or，DSP)等 (2)多载波技术 多载波技术包括oFDM和多载波c蹦A技术等，现在主要应用的是0FDM技术， 其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低 速子数据流，调制在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用 相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰(ICI)。每个子信道上的 信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从 而可以消除符号间干扰。 (3)MIMO技术 MIMO技术在一定程度上可咀利用传播中的多径分量，也就是说MIM0可以抗 多径衰落，但是对于频率选择性深衰落，MIM0技术依然是无能为力的。目前解 决MIMO
43、技术中的频率选择性衰落的方案可以结合0F删技术，将频率选择性衰落 转换为子载波上的平坦衰落。另外，0FDM技术是4G的核心技术，而0F删提高频 谱利用率的作用有限，在0FDM的基础上合理开发空间资源，也就是MIMO+OFDM， 就可以提供 可靠的数据传输速率。 (4）智能天线 智能天线原名自适应天线阵列(Adaptive Atenna Array，AAA)，最初用来 完成空间滤波和定位。智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调 节等智能功能，其基本工作原理是根据信号来波的方向自适应地调整方向图， 跟踪强信号，减少或抵消干扰信号。智能天线可以提高信噪比，提升系统通信 质量，缓解无线通信日
44、益发展与频谱资源不足的矛盾，降低系统整体造价，因 此其势必会成为4G系统的关键技术。 3G和4G的主要区别是数据速率，业务类型，传输方式，因特网接入技术， 与有线骨干网接口的兼容性，服务质量和安全性。就业务而言，3G是根难实现 全球漫游和接入网络的互操作性，而4G业务提供商不局限在单个系统，也就是 说，4G应该能够提供低成本的非常平滑的全球漫游。但是，4G作为一个lO年以 后使用的移动通信技术，其空中接口的某些关键技术目前还没有很好解决。 第五代移动通信 第五代移动通信系统(5G)还没有清楚的定义，但肯定比4G更先进，性能更 好，5G接入和服务区域没有限制，其传输速率高得令人难以置信。5G被认
45、为是 一种完美的无线通信，人们称它为真正地无线世界。5G的概念起源于4G技术， 随后的演进也是基于4G的。因此，相比4G而言，5G应该有重大的突破，有更多 的业务和更多的智能技术。 参考文献： 1.彭小平第一代到第五代移动通信的演进2007(4) 2.王书旺中国移动通信的发展与现状期刊论文-科技资讯 2009(22) 3.张勉移动通信技术的发展历史及趋势2007，“(9) 4.啜钢.王文博移动通信原理和系统2005 5.阚凯力3G与电信业的未来期刊论文-通信企业管理 2006(04) 6.张会生陈树新现代通信系统原理2004 7.张明.张平.张建华4G无线通信系统的信道特性期刊论文-移动通信 2004(10)
