移动通信系统的演进与发展

移动通信系统的演进与发展

摘要：移动通信从80年代初开始商用，发展迅速.经历了第一代模拟移动通信技术后，90年代初开

始商用的，作为目前移动通信主体技术的第二代数字移动通信技术，主要为GSM和窄带CDMA技术.随着通信技术水平日新月异的发展，人们对于通信也提出了越来越多的服务和质量要求.第二代移动通讯技术在多媒体处理上的已不能胜任人们使用移动终端进行网页浏览、电子商务、电话会议等信息服务.目前以支持移动多媒体业务为特征的第三代移动通信已开始商用.本文将就第二代、第三代移动通信的应用和技术特点，以及第三代移动通信的现状和发展等问题进行分析和探讨.

关键词：2G，3G, 系统容量，服务，多媒体处理

Evolution and Development of Mobile Communication System

Abstract：Mobile communication came into use since 80s, and developed fast. After the first analog mobile communication technology, the 2nd digital mobile communication technology which mainly formed up with GSM and narrowband CDMA as the body was put into commerce since 90s. As the fast development of communication technology, the requirement of more and more service and high quality of communication are proposed. On multi-media processing, the 2nd mobile communication technology is not enough that can not satisfy the demand that people want to use termial to surf on the internet,

e-commerce, telephone conference and so on. Nowadays the 3rd mobile commucation system which supports mobile multi-media has begun commercial. This paper gives an concise analysis on the application and properties of the 2nd and 3rd mobile communication, and discusses the current situation and future of mobile communication.

Keywords: 2G, 3G, capacity, service，multi-media processing

1. 引言

自从移动通信诞生，随着科学技术的发展和人们对于通信质量要求的不断提高，移动通信经过了迅

猛的发展.从最初的单向通信系统——无线寻呼系统到双向通信系统，即模拟通信系统——第一代移动通信系统，模拟通信的缺点使得人们追求更好的通信技术，从模拟化向数字化发展，第二代移动通信系统应运

而生.由于Internet的发展，浏览网页，电子商务和电话会议等服务提供了极大的便利，从而使得人们对于移动通信，提出了更高的要求.1998年开始制定和正在不断完善第三代移动通信标准IMT-2000.到目前，3G 在中国已正式开始商用，B3G和4G的研究已如火如荼，NGN也成为了一个时髦的词.

第一代移动通信系统是模拟系统，大致可以分为两个阶段.第一个阶段是20世纪40年代中期到70

年代中期，开始公用汽车电话业务，采用大区制，可以实现人工交换与公众电话网的接续.到60年代中期

进行自动交换与公众电话网的接续，并且由于频率合成器的出现，信道间隔缩小，信道数目增加不得不提

的是，Bell实验室与1947年提出了蜂窝网的概念.第二个阶段是80年代问世的占用频段为

800/900MHz(450MHz)的蜂窝式模拟移动通信系统，它以FDMA技术为基础的模拟移动通信系统.它的主

要功能是进行语音通话.与现在的系统相比，第一代移动通信系统存在诸多缺点：存在频谱利用率低，容量有限；制式太多，各个系统间没有公共接口，导致互不兼容，不能漫游，从而限制了用户覆盖面；提供的

业务种类也受到极大的限制，不能传送数据信息；信息容易被窃听；不能与综合业务数字网（ISDN）兼容，无法与固定网向数字化推进相适应等等.

由于第一代模拟移动通信系统存在的巨大缺陷和市场对于移动通信容量的巨大需求，80年代初期，欧洲电信管理部门成立了一个被称为移动特别小组（GSM）的专题小组，研究和发展欧洲各国统一的数字移动通信系统技术规范.1988年确定了采用以TDMA为多址技术的建议，1990年开始试运行，到1993年中期取得巨大成功，目前成为了世界上最大的移动通信网.目前国际上已进入商用的数字蜂窝系统有欧洲的GSM(全球移动通信系统)、美国的D-AMPS（IS-54/136，目前使用的IS-136）、日本的PDC(个人数字蜂窝系统)及美国的CDMA（IS-95）等.其中基于CDMA为多址技术的IS-95数字移动通信系统，不仅数模兼容，而且系统容量是模拟系统的20倍，是数字TDMA系统的4倍.相对第一代移动通信系统，它的频谱利用率提高,保密性能好,标准化程度提高，系统容量增大,让普通人享受到移动通信的方便和益处.

不过第二代移动通信系统还是延续了第一代移动通信系统的不少旧问题，还随着社会的发展面临着新的挑战，表现为：没有统一的国际标准；频谱利用率较低；不能满足移动通信容量的巨大要求；不能经济的提供高速数据和多媒体业务；不能有效的支持Internet业务等.

随着人们的物质和文化生活水平的进一步提高，对移动通信业务的需求还越来越大，目前的第二代移动通信系统在容量和业务能力方面均不能满足社会的巨大需求，第三代移动通信系统应运而生.

第三代移动通信系统和个人通信系统需要有更大的系统容量和更灵活的高速率,多速率数据的传输,除了语音和数据传输外,还能传送高达2Mbit/s的高质量的活动图像.

而所谓下一代网络(NGN)，实质上是一个具有极其松散定义的术语，即泛指一个不同于当代或前一代的网络体系结构，通常是指以数据为中心的融合网体系结构.NGN的出现和发展是演进，而不是革命.

随着3G的商业化，各大运营商在推广3G的同时，B3G和4G等技术已经成为了研究的重点.3G的历史、现状和发展趋势如何，是本文研究的重点.本文剩下部分将从以下几个方面给予比较阐述：第二部分是2G的诞生与发展；第三部分是3G的诞生与发展；3G的现状分析在第四部分；3G的未来发展在第五部分讨论；最后第六章做总结.

2. 第二代移动通信系统

模拟移动通信系统容量小，覆盖面低，业务种类少，制式太多又不兼容……已不能满足广大人们的使用需求，第一代数字通信系统即第二代移动通信系统在大量科学家的研究下诞生了.

2G技术基本可被分为两种，一种是基于TDMA的技术以GSM为代表，另一种则是CDMA复用形式的一种.主要的第二代手机通讯技术规格标准有：

GSM：基于TDMA所发展、源于欧洲、目前已全球化.

IDEN：基于TDMA所发展、美国独有的系统.被美国电信系统商Nextell使用.

IS-136﹙也叫做D-AMPS﹚：基于TDMA所发展，是美国最简单的TDMA系统，用于美洲.

IS-95﹙也叫做cdmaOne﹚：基于CDMA所发展、是美国最简单的CDMA系统、用于美洲和亚洲一些国家.

PDC﹙Personal Digital Cellular﹚：基于TDMA所发展，仅在日本普及.

第二代移动通信的主要特点是：微蜂窝小区结构；数字化技术；新的调制方式；频谱利用率高；便于实现通信安全保密.它使得大规模的商用移动通信成为了现实，得到了飞速的发展，很快的替代了第一代移动通信系统成为了移动通信的主流.