我国移动通信研究论文

我国移动通信研究论文

引言

今年年底，我国境内的模拟移动电话网就要关闭了。也不过十年前，扛着“大哥大”招摇过市者的形象还历历在目，而今在街头巷尾，乃至在公共交通工具上，不难看到许多衣着入时的青年或行色匆匆的打工者，捂着手机轻声细语。一、二千元就可买到一个“掌中宝”，便携的手机使电话的概念发生革命性变化，首先和首要的是用户不再呼叫一个“地方”而呼叫一个“人”，它使用户把自己从拴在一个地理位置上的电话绳索中解放出来，可以在任何时间接通到任何地方的任何人。当我们欣赏移动电话还没有够时，又出现了移动数据通信业务、移动多媒体业务，媒体常用“迅猛的”“惊人的”等字眼来形容移动通信的发展。

考证过去

移动通信的历史可以追溯到20世纪二十年代，如1921年开通的美国底特律警察移动通信系统和1926年开通的德国列车移动电话系统等，到了五十年代，使用频分多址FDMA的模拟移动电话就已经商用了。这种工作在150MHz或450MHz 的大区制无线电话系统是为少数人服务的，但是，它是现代移动通信的基础。美国贝尔实验室在20世纪七十年代发明蜂窝小区和频率复用的概念后，以贝尔系统为主开展的“高级移动电话（AMPS）经过了将近十年的研制，于1979年成功地在芝加哥市和涅瓦市进行试验测试。日本和欧洲各国也开始研制和AMPS差不多的第一代移动通信系统（firstgeneration1G）是模拟系统，工作于450MHz或8/900MHz频率。当1980年首先引入蜂窝通信概念时，它们主要用于汽车，受限于体积重量与功耗。但当移动电话经不断改进后变得小了，轻了，价格也低了的时候，它们受到人们的注意，开始离开汽车，进入人们的公文箱、手提包，也有被“扛”着的。那时的移动通信技术落后，规模小，费用高，完全不是广大群众所能使用的，很多人认为移动通信在通信网中不可能有主要地位。但也就是这时期，各发达国家开始了下一代移动通信数字技术的竞争。八十年代后期国际电联（ITU）希望能制订第二代移动通信系统（Secondgeneration2G）的统一标准，便于实行全球漫游。各发达国家分别在欧、美、日各自地盘研发出三种时分多址（TDMA）标准的系统，市场份额最大的是欧洲GSM

（GlobalSystemforMobilCommunication）标准。就在2G进入市场的时候，美国高通公司（Qualcomon）异军突起，发明和开发了码分多址（CDMA）技术，1993年在美国完成了IS-95的美国标准，进入了2G市场的竞争。2G在1995年以后在全球进入高速发展的时期，其用户总数已超过1G用户的数十倍，带来了上千亿美元的产品市场，到今天，通信产品市场中移动通信产品已占大部分，而且此比例还在不停地增加。未来第三代移动通信（thirdgeneration3G）的市场容量又将数倍于2G。

在这样的背景下，3G从标准制订起就必然要开始一场激烈的国际竞争。为了实现通信的个人化、全球漫游、无缝覆盖的理想，ITU从一开始就希望全球有一个统一的标准，但欧美之间分歧很大，欧洲和日本要用WCDMA（宽带CDMA）制式以便与目前GSM有继承性而美国主流要用CDMA-2000（有时写作cdma2000）以兼容目前的窄带CDMA制式。ITU在2000年5月全球无线电大会上批准无线接入网可以用5种技术标准。我国自主提出的TD-SCDMA的包括其中，也即TD-SCDMA成为全球3G建设选择方案之一。3G的核心形式最终将取决于固定网的升级，可能是全IP网，或是ATM网。在3G发展初期不可能抛弃已有相当规模的2G核心网而重新建立一个新网络，必然通过演进东平滑过渡的方式进行发展。所以在3G 发展初期可以使用的核心网主要是基于GSMMAP的核心网和基于IS-41的核心网。

国人渐已醒

我国移动通信无论是模拟制式或是数字制式的引入与世界大多数国家相比在时间上不是太晚，在规模上也不小，种类也不很多。

从1987年中国电信在广州建立第一个模拟移动电话网到现在，我国已经有了5种移动通信网，即A、B、C、D和G网。这5种网各有不同的通信范围和业务功能。A网和B网采用频分复用多址方式FDMA、TACS体制；C网采用CDMA码分复用多址方式D、G网采用TDMA时分复用多址方式、GSM体制。A网和B是模拟网属于1G，C、D、G网是数字网属于2G。其实我国曾经还有两个网，一个是模拟网，另一个是数字网，前者采用AMPS体制，后者采用CDMA体制（即C网），它们是属于部队使用，所以可以称之为军网。不过现在这两个网都交给地方（联通）管理了。

在我国发展模拟制式红火之时的80年代末、90年代初，相继推出GSM、

D-AMPS、PDC等采用TDMA技术和以IS-95为代表的CDMA技术的新的数字制式的移动通信系统。这种数字移动通信技术采取先进的信源编码（如话音压缩）和信道编码（如前向纠错）及先进的多址技术使得在数字化的基础上，多种信息得以融合（如话音、短消息等），各种增值业务得以展开（如手机银行、手机上网）等；通过先进的数字信号处理技术，使得信息在传输过程中的抗干扰、抗衰落能力大为增强，传输质量和安全保密性同时得以提高；而先进的多址处理技术使得整个系统的容量大为提高，用同样的频谱带宽，数字移动通信系统可以容纳数倍于模拟移动通信系统的用户数。正因为如此，世界各国政府和企业无不倾力推动这一移动通信的数字化革命，广大用户也积极响应，从而数字化浪潮在90年代席卷全球，仅仅几年的时间我国（不含港、澳、台）模拟移动通信从1987年推出数字制移动通信的1994年，共有用户600多万户。而1994年到2000年，数字用户急速扩到8000多万户。移动通信用户数还在上升，经营移动通信的公司只有努力扩容，容量饱和了，就新开频段来满足客户的需要。

我国在90年代初开始引入GSM系统，从现在的运行状态来看与大洋彼岸的高通公司的CDMA系统相比有一些诸如频率资源紧张、频谱利用率不足和数据等新业务的引入等方面的差距，同时从编织2.5G与3G的角度出发联通公司将建立一个全新的IS-95CDMA新网。

今年5月15日，备受产业界关注的中国联通CDMA一期工程系统设备招标工作结束，5月22日中国电子报用“十厂商分食联通CDMA巨标”为题发布消息。中国产业经营报7月12日用“CDMA，电信市场的黑马”为题的报道说，5月15日正式与中外厂商的签约，使联通CDMA正式上路。这个整体规模达到5000亿元的大市场似乎终于从海市蜃楼走入现实，成为最有“注意力”的商机。合同的最终签署让包括联通、投标企业，提供芯片、技术专利的高通，以及华尔街在内的投资人等多方人士都长长松了一口气。联通的CDMA项目牵涉到太多的利益，包括经济上的，更包括政治上的。

中国联通人士介绍，CDMA的一期工程的网络容量将达到1515万用户，预计在2001年底或2002年初完工，投资121亿元。而据确切消息说，在未来5年中，由联通引发的市场，包括网络建设、终端手机和服务市场加起来将大约有5000亿元人民币。

6月初在香港举办的2001年3G大会暨第六届CDMA年会上，联通与世界13大运营商签署了CDMA网间漫游谅解备忘录。这无疑是给本已热得发烫的CDMA火上浇油，包括美国、韩国等多个国家的13大运营商基本涵盖了全球所有的CDMA 运营商。全球CDMA阵营从此获得与GSM阵营抗衡的可能。

冲刺3G

3G异于2G，主要是数据传输能力大为增强，ITU规定如下：

*高速移动（对FDD：500Km/h；对TDD：120Km/h）：144Kb/s

*室外静止或步行时手持机环境（速度30Km/h）：384Kb/s

*室内环境（速度3Km/h）：2Mb/s

3G与2G比较主要是传输带宽变宽了，其典型带宽为5MHz（2G的带宽仅为其三分之一，即1.6MHz）这样就从无线接入网、用户终端和核心网都要不同于2G。如何建设3G的道路不外有两条：一条是创新式的，把无线接入网、终端和核心网重新进行研发，100％是新的；演进式的，即要用现有的网络系统向3G演进。两种办法比较而言，运营商多愿意后者办法，因为避免了对已有的投资造成损失。

现在仍在高速发展的GSM和IS-95CDMA都有过渡到2.5G甚至3G的演进方案，甚至有产品，GSM向GPRS（通用分组无线业务）和EDGE（增强数据速率改进）技术发展，IS-95向IS-95B（利用的码聚集技术）和IX（多载波）发展。

1980年前后，即贝尔蜂窝概念刚提出来时，我们看不到它的未来，1G的机会在我们眼前白白流失；当2G席卷全球时，我们也只抓住了一个尾巴，在移动通信的市场上，我国生产的基站、网络设备和手机的份额只占2％-5％；现在3G 标准开始制定，机会再次来临，我国无线通信标准研究院（CWTS）是第三代伙伴关系计划3GPP、3GPP2这两个标准化组织成员，我国专家，教授刻苦研究提出了适合中国实情的3G方案，试制了3G系统里的配套产品，甚至提出第四代通信系统（fourthgeneration4G）方案。

*我国提出时分双工-同步码分多址TD-SCDMA无线接入系统使用了智能天线（SmartAntena）、同步CDMA（SynchronousCDMA）和软件无线电（SoftwareRadio）通信技术，三种技术的英文名字都是“S”开头因而称为SCDMA，以有别于其他CDMA系统。

SCDMA无线接入系统是目前国际上唯一使用了“智能天线”和TDD双工方式

的同步CDMA系统。其占用频带少，发射功率之低是任何系统都难以达到的。总的来说，使用SCDMA无线接入技术将带来如下优势：相对最高的无线频谱利用率；在低反射功率下，有较远的通信距离；设备构成简单，依靠软件无线电，硬件成本较低，因而产品有较高的性能价格比；其灵活性高，便于系统性能的改进，完善和提高（特别是增加新业务）都不需要改变硬件而可以用软件加载来实现。

SCDMA使用时分双工（TDD）：上下行链路工作于同一频率，不需要成对的频率，适用于传输上/下行非对称业务的数据，尤其是基于IP的因特网业务，但是终端的移动速度只达到120Km/h，仅适用于较高速的接入环境。此外TDD系统要考虑上/下行时隙保护时间，小区半径限制在10Km左右。

TD-SCDMA最大的优点是它可在现有的GSM平台上平滑过渡到3G。

TD-SCDMA技术规范是我国提出的，是被ITD全套采纳的无线通信标准。

*1998年初，华为公司开始从事WCDMA基站系统的研发工作目前正在进行WCDMA产品的开发研制工作，具体部分分为无线接入网络RAN，RAN包括基站NodeB 和无线网络控制器RNC。

*2000年，中国连宇公司向3GPP2提出LAS-CDMA（大区域间同步码分多址）方案，该方案在扩频码的构造上实现了突破，通过“无干扰”时间窗内的同步作用使干扰大大减少，具有频谱效率高、传输数据率高和适合高速移动环境等优点，可在1.25MHz带宽上提供5.53Mb/s的数据传输率，能适应分组交换及移动网向全IP发展的要求，为实现未来（4G）大容量、高数据速率的移动通信系统提供了一个较为可行的方案。我们（绝非业内人士），在杂志上看到上面三段消息后，希望业内的大公司、大工厂不要一味紧跟那些跨国大公司后面“摇旗呐喊”；而应更多的响应（移动通信）业内一些专家教授和社会的呼吁，多支持国内的研究、研发和试制部门的工作，争取在5-10年内从根本上改变我国移动通信发展依赖外国的局面，建立起我国移动通信真正的民族工业，我们不愿看到3G重蹈3G繁荣的移动通信市场、成功的运营业和不发达的移动通信制造业之复辙。

曾经的心痛

有两个一新一旧的失败范例

中国经营报7月17日题为“美国电信老大，宽带受挫”一文中提到，经过1984年一分为七之后保留原公司名称AT&T（美国电话电报公司）只能经营长途

电话业务，面对国内还有几家公司的竞争，AT&T处境很难。AT&T公司首席执行官高价与别人争购第一媒体公司和电视通讯公司，接着利用它们的电视线路改造成双向、交互式的电缆，从而抛开地方电话公司的关卡，实现一线三用（即宽带上网、打电话及看交互电视）的强大宽带功能。但是这项工程耗资巨大，且吸引人们利用宽带上网的人数增长并没有预想的多，尤其它持的很大股份的宽带上网服务公司亏损更是进一步扩大，到目前为止，AT&T仅吸引了70万宽带用户，同时背负650亿美元的债务，使AT&T深陷宽带危机而不能自拔。7月9日美国通讯广播公司（COMCAST）向AT&T的宽带业务部发出愿意以450亿美元的予以收购的信息。

在数字时代，宽带给人们带来了巨大想像空间，宽带灸手可热，但是炽热的宽带能否带来预期的利润，大规模的投入能否有所回报，想想心痛的感觉。

2000年3月17日铱星公司宣布破产。这个卫星通信系统无论在设计思想、设计方案、计划管理和技术上都是一流的，由于它在错误的时间选择了错误的用户，最后败下阵来，这项耗资60亿美元经过约十的研制的庞大而又优秀的系统工程，可是只引来两、三万个用户（计划65万户）。最后只得到两千万美元的补偿全卖给新铱星公司了事。