移动通信的未来与发展

前言

在20世纪的最后20年内，现代移动通信技术走过了第一代(模拟系统)和第二代(窄带数字系统)两个阶段。在新千年之交的时期，也完成了第三代移动通信(正式名称为IMT-2000)标准的制定工作，为现今3G的正式商用打下了基础。从20世纪90年代起，移动通信就以极高速度发展。1999年，在通信设备市场中，移动通信产品所占份额已超过通信产品的50%。而且，此比例还在逐渐增加。手持机的逐渐普及并带来对通信个人化的强烈需求，互联网的高速发展又带来了移动数据通信的机遇。回顾近十年的发展，可以说，移动通信技术的发展开辟了一个巨大的市场，而市场的急需又推动了移动通信技术进步和国际标准的制定。第三代移动通信发展之际，世界已开始关注第四代移动通信。

正文

第一部分移动通信的发展历程

1.1 第一代移动通信技术

第一代移动通信系统（如AMPS和TACS等）是采用FDMA制式的模拟蜂窝系统。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、不能提供自动漫游等。

1.2 第二代移动通信技术

第二代移动通信系统(如采用TDMA制式的欧洲GSM/DCS1800,北美IS-54和采用CDMA制式的美国IS-95等)则是数字蜂窝系统。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

第三代移动通信系统简称3G系统,它最早是国际电联(ITU- R)于1985年提出的,当时命名为未来公众陆地移动通信系统(FPLMTS)。由于当时预期该系统在2000年使用,并工作在2000MHZ频段,故于1996年正式改名为IMT-2000。第三代移动通信系统大致目标是全球化、综合化和个人化。全球化就是提供全球海陆空三维的无缝隙覆盖,支持全球漫游业务;综合化就是提供多种话音和非话音业务, 特别是多媒体业务;个人化就是有足够的系统容量、强大的多种用户管理能力、高保密性能和服务质量。与从前以模拟技术为代表的第一代和目前还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。

第二部分现今3G的移动通信

2.1 第三代移动通信系统的结构

第三代系统的主要目标是将包括卫星在内的所有网络融合为可以替代众多网络功能的统一系统，它能够提供宽带业务并实现全球无缝覆盖。为了保护运营公司在现有网络设施上的投资，第二代系统向第三代系统的演进遵循平滑过渡的

原则，现有的GSM、D-AMPS、IS-136等第二代系统均将演变成为第三代系统的核心网络，从而形成一个核心网家族，核心网家族的不同成员之间通过NNI 接口联结起来，成为一个整体，从而实现全球漫游。在核心网络家族的外围，形成一个庞大的无线接入家族，现有的几乎所有的无线接入技术以及WCDMA等第三代无线接入技术均将成为其成员。

2.2 第三代移动通信系统的特点

(1) IMT-2000中的业务与固定网络的业务兼容。

(2) 机体积很小，具有全球漫游能力。

(3) 用的频谱为

885MHz～2025MHz，2110MHz～2200MHz(共230MHz)

1980 MHz～2010 MHz，2170 MHz～2200 MHz(限于卫星使用)。

(4) 终端可以连接地面网和卫星网，可移动使用也可固定使用。

(5) 线接口的类型少，而且具有高度的兼容性。

2.3 IMT-2000的技术要求和提供的业务

2.3.1 IMT-2000的要求

(1) 高速传输以支持多媒体业务。

①室内环境至少2Mbit/s.

②室外步行环境至少384kbit/s.

③室外车辆运动中至少144kbit/s.

(2) 传输速率能够按需分配。

(3) 上下行连路能适应不对称需求。

2.3.2 IMT-2000提供的业务

(1) 话音业务:上下行链路的信息速率都16kbit/s ,属电路交换,对称型业务。

(2) 简单消息:是对应于短信息SMS的业务,它的数据速率为14kbit/s,属于分组交换。

(3) 交换数据:属于电路交换业务,上下行数据速率都是64kbit/s.

(4) 非对称的多媒体业务:包括中速多媒体业务,其下行数据速率为384kbit/s 、上行为64kbit/s.

(5) 高速多媒体业务:其下行数据速率为2000kbit/s ,上行为128kbit/s.

(6) 交互式多媒体业务:该业务为电路交换,是一种对称的多媒体业务,应用于高保真音响,可视会议,双向图像传输等。

2.4 第三代移动通信的主流制式

在标准征集的过程中，世界各国的电信制造商都积极准备，投入了大量的人力和物力进行开发和研究，我国也积极探索提出第三代移动通信系统标准提案。经过一段时间的筛选，一些国家提出的标准先后出局，剩下了几个影响比较大的标准草案，包括由欧洲和日本支持的WCDMA 标准，美国支持的CDMA2000标准，以及由我国大唐集团提出的TD-SCDMA标准等。在技术上,由于各个标准草案都是理论上的系统,没有哪个系统占有绝对的优势，而在政治上，各个国家和地区竞争互不相让，各公司之间的竞争到了白热化的阶段。我国提出的标准——TD-SCDMA在这一过程中经受住了严峻的考验。一方面，我国TD- SCDMA 在技术上有着巨大的优势：第一，TD- SCDMA有最高的频谱利用率。因为我国标准是一种时分双工(TDD)的移动通信系统，只用一段频率就可完成通信的收信和发信，而WCDMA 和CDMA2000采用的都是频分双工( FDD) 的移动通信系统，需要两段不同的频率才能完成通信的收信和发信。第二，TDSCDMA采用了世界领先的智能天线技术。基站天线可以自动追踪用户手机的方向，使通信效率更高，干扰更少，设备成本更低。第三，我国政府和运营商给予我国提出的3G标准以巨大的支持，同时，大唐集团也采取了广泛的联合策略，使这一起步较晚的标准得到了广泛的支持。经过艰苦的努力，2000 年5月5日，TD- SCDMA 被ITU正式批准为国际标准，与欧洲和日本提出的WCDMA以及由美国提出的CDMA2000标准同列三大标准的行列。之后，TD-SCDMA又被3GPP(第三代合作伙伴)组织正式接纳，成为全球第三代移动通信网络建设的选择方案之一。

在全球，经国际电联( ITU)确认的三大3G主流标准分别为：由GSM延伸而至的WCDMA;由CDMA演变发展的CDMA2000;中国大陆大唐电信和德国西门子合作开发的全新标准TD- SCDMA.

2.5 第三代移动通信的关键技术

2.5.1 WCDMA

WCDMA是一种由3GPP具体制定的，基于GSM MAP的核心网。为无线接口的第三代移动通信系统。WCDMA(宽带码分多址)是一个ITU(国际电信联盟)