移动通信技术的发展及热点分析

0 引言

随着社会、经济的发展，移动通信得到了越来越广泛的应用。在我国，移动通信技术的起步虽晚，但是发展极其迅速。自从20世纪90年代以来，很多国家对移动通信的需求量经历了指数级的增长，我国也不例外，而且这种需求量还将持续下去。如今经济全球化与信息网络化的快速推进，现有的移动网络已经很难满足移动业务发展的需要，为适应发展，对现有的移动通信技术进行改进就越来越迫切，一方面要求尽可能丰富的移动业务满足移动用户不断增长的业务需求；另一方面要求通过采用新技术，不断提高系统的容量，以支持不断增长的移动用户的数量，移动通信技术正是在这两种需求的驱动下不断发展的。

1 移动通信技术的发展历程

早在1897年，马可尼在陆地和一只拖船之间用无线电进行了消息传输，成为了移动通信的开端。至今，移动通信已有100多年的历史，在这期间移动通信技术日新月异，从1978年的第一代模拟蜂窝网电网系统的诞生到第二代全数字蜂窝网电话系统的问世，现如今第三代个人通信系统的方案和实验均已开始逐步完善。

1.1 第一代移动通信系统

20世纪70年代末，美国AT&T公司通过使用电话技术和蜂窝无线电技术研制了第一套蜂窝移动电话系统，取名为先进的移动电话系统，即AMPS（Advanced Mobile Phone Service）系统。第一代无线网络技术的一大成就就在于它去掉了将电话连接到网络的用户线，用户第一次能够在移动的状态下拨打电话。这一代主要有3种窄带模拟系统标准，即北美蜂窝系统AMPS，北欧移动电话系统NMT和全接入通信系统TACS，我国采用的主要是TACS制式，即频段为890～915MHz与935～960MHz。第一代移动通信的各种蜂窝网系统有很多相似之处，但是也有很大差异，它们只能提供基本的语音会话业务，不能提供非语音业务，并且保密性差，容易并机盗打，它们之间还互不兼容，显然移动用户无法在各种系统之间实现漫游。

1.2 第二代移动通信系统

为了解决由于采用不同模拟蜂窝系统造成互不兼容无法漫游服务的问题，1982年北欧四国向欧洲邮电行政大会CEPT（Conference Europe of Post and

Telecommunications）提交了一份建议书，要求制定900MHz频段的欧洲公共电信业务规范，建立全欧统一的蜂窝网移动通信系统。同年成立了欧洲移动通信特别小组，简称GSM（Group Special Mobile）.第二代移动通信数字无线标准主要有：GSM，

D-AMPS，PDC和IS-95CDMA等。在我国，现有的移动通信网络主要以第二代移动通信系统的GSM和CDMA为主，网络运营商运用的主要是GSM系统，现在中国联通的CDMA系统经过两年的发展也初具规模。为了适应数据业务的发展需要，在第二代技术中还诞生了2.5G，也就是GSM系统的GPRS和CDMA系统的IS-95B技术，大大提高了数据传送能力。第二代移动通信系统在引入数字无线电技术以后，数字蜂窝移动通信系统提供了更更好的网络，不仅改善了语音通话质量，提高了保密性，防止了并机盗打，而且也为移动用户提供了无缝的国际漫游。

1.3 第三代移动通信系统

这种系统早在1991年就进入了实验阶段，1993年Interdigital公司向JTC提交了B-CDMA的技术方案。1995年9月该方案通过审议，被采纳为北美蜂窝移动通信的公用空中借口，编号为IS-665。并把名称B-CDMA（Broadband CDMA）改为 W-CDMA （Wideband -CDMA）。第三代移动通信技术也就是IMT-2000，简称3G，它是一种真正意义上的宽带移动多媒体通信系统，它能提供高质量的宽带多媒体综合业务，并且实现了全球无缝覆盖全球漫游它的数据传输速率高达2Mbit/s，其容量是第二代移动通信技术的2-5倍，目前最具代表性的有美国提出的MC-CDMA（cdma2000），欧洲和日本提出的W-CDMA和中国提出的TD-CDMA。

1.3.1 MC-CDMA（cdma2000）

MC-CDMA（cdma2000）由美国提出，是由IS-95系统演进而来的，并向下兼容IS-95系统。IS-95系统是世界上最早的CDMA移动系统，已经在世界范围内进行了10多年的实验和运营，现已被证明是十分稳定。MC-CDMA（cdma2000）系统继承了IS-95系统在组网、系统优化方面的经验，并进一步对业务速率进行了扩展，同时通过引入一些先进的无线技术，进一步提升系统容量。在核心网络方面，它继续使用IS-95系统的核心网作为其电路域来处理电路型业务，如语音业务和电路型数据业务，同时在系统中增加分组设备（PDSN和PCF）来处理分组数据业务。因此在建设MC-CDMA （cdma2000）系统时，原有的IS-95的网络设备可以继续使用，只要新增加分组设备

即可。在基站方面，由于IS-95与1X的兼容性，可以作到仅更新信道板并将系统升级为cdma2000-1X基站。在我国，联通公司在其CDMA网络建设中就采用了这种升级方案。

1.3.2 DS-CDMA（WCDMA）

DS-CDMA（WCDMA）由日本和欧洲提出，随着标准化工作的展开，在此系统中逐渐引入了连续导引信号，使得终端系统得到简化。现在DS-CDMA（WCDMA）将连续导引信道和不连续导引信号的方式都保留在标准中，具体使用哪种方式可以由厂家自行决定。从事DS-CDMA（WCDMA）标准研究和设备开发的厂商很多，其中包括诺基亚、摩托罗拉、西门子、NEC、阿尔卡特等等，因此造成的投资比较分散，技术问题没有得到集中解决，这又给未来移动通信系统互联互通造成较多问题。

DS-CDMA（WCDMA）系统每个载波占用5MHz带宽，每个运营商在布置系统时仅能使用2-3个载波，因此CDMA在初始设计时，即考虑在同一个载波内支持其中的一个子集，这就进一步增加了互联互通的难度和复杂程度。还有就是DS-CDMA（WCDMA）的主要运营商将会出自现在的GSM运营商，对于GSM运营商来说，理想的演进方式是GSM-GPRS-WCDMA，即首先通过GPRS建立全新的分组域核心网络，再引入WCDMA提高速率，但是由于GPRS在近期的实验结果不很好，因此对WCDMA的推广会产生一定影响。同时由于WCDMA在开发中问题较多，使得WCDMA的商用计划一再推迟，所有这些问题使WCDMA已不像前两年那样被广泛看好。如果WCDMA不能尽快进入运营阶段，也不能排除GSM运营商直接采用HDR无线技术提供分组数据业务，并过渡到全面使用

cdma2000技术的可能。

1.3.3 TD-SCDMA

TD-SCDMA是由我国在SCDMA技术上提出的一种TDD技术方案，并希望能够用于支持从微微蜂窝到宏蜂窝的各种应用环境。在TD-SCDMA中，使用了大量的先进技术，如智能天线技术和联合检测技术等。同其它技术相比，TD-SCDMA技术有两大优势，其一，它采用智能天线和低码速率，频谱利用率高，能够解决高人口密度地区频率资源紧张的问题，并在互联网浏览等非对成移动数据和视频点播等多媒体业务方面优势突出。TD-SCDMA的基站天线是一个智能化的天线阵，能够自动确定并跟踪手机的方位，发射波束始终对准手机方向，这样可以降低基站的发射功率，从而降低运营成本；其二，TD-SCDMA技术采用软件无线电技术，可使运营商在增加业务时，能