通信工程师考试培训移动通信的发展[1]

12.1.2 移动通信的发展

1.移动通信发展简史

回顾移动通信发展的历史，可以发现移动通信的每一步发展总是与技术上的突破有密切的关系。现代移动通信，从技术上说，是微电子技术、大规模集成电路技术、计算机技术、数字通信技术等技术发展的产物；从学科领域上说，是无线通信，程控交换，计算机通信，卫星通信等多领域、多学科综合发展的产物。纵观移动通信的整个发展历史进程，大致可分6个阶段。

第一阶段是从20世纪的20年代至20世纪40年代，移动通信的早期萌芽（起步）阶段。

在此期间，在短波的几个频段上建立了一些专用的、简单的移动通信系统，如1921年开通的美国底特律瞀察车载无线电通信系统。

第二阶段是20世纪40年代中期到20世纪60年代初期，移动通信的初期发展阶段。

此期间，在专用移动通信发展的基础上，开始向公用移动通信系统过渡。如1946年美国Bell公司在圣路易斯建立的称为“城市系统”的世界上第一个公用汽车电话系统等。

第三阶段是20世纪60年代中期到20世纪70年代中期，移动通信系统的改进和完善阶段。在这一阶段，公用移动电话规模逐步扩大，采用大区制组网，中等容量，实现了无线信道自动选取和与公用电话网自动接续，并开始使用便携式移动终端，如美国的改进型移动电话系统（IMTS)、德国的B网等。

第四阶段是20世纪70年代中期至20世纪80年代中期，蜂窝移动移动通信诞生与蓬勃发展阶段。

随着移动通信业务的发展，用户数的增长和频率资源有限的矛盾越来越尖锐。为此，美国贝尔实验室于20世纪70年代初提出了蜂窝系统的理论。据此理论,20世纪80年代初AMPS系统首先在美国投入商用，随后英国也于1983年制定了TACS标准，并被世界上许多所采用。其他的系统还有日本的HAMTS系统、西德的C网、瑞典等北欧四国的NMTM50等。

第五阶段是20世纪80年代中期到20世纪90年代中期，数字蜂窝系统诞生、移动通信产业的成熟期。

模拟蜂窝网虽然取得了很大成功，但也暴露了一些问题。例如，标准多样不兼容、频谱利用率低、移动设备复杂、费用较高、业务种类受限制以及通话易被窃听等，更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。解决这些问题的方法是开发新一代数字蜂窝移动通信系统。数字无线传输的频谱利用率高，可大大提高系统容量。另外，数字网能提供语音、数据多种业务服务，并与ISDN等兼容。欧洲邮政和电信行政会议（CEPT)于1982年开始制订泛欧数字蜂窝系统标准，1991年GSM数字蜂窝移动通信系统投入商用，后被世界上众多所采用，现已成为世界上拥有移动用户数最多的移动通信系统。除GSM外，还有美国的IS-54,IS-95(cdmaOne),以及日本的PDC等数字蜂窝移动通信系统等，统称第二代蜂窝移动电话系统。

第六阶段是21世纪初，第三代移动通信系统的诞生期。

随着多媒体通信的兴起，Internet、信息高速公路的普及，移动通信业务己不能只局限于语音通信和低速数据通信，为此国际电联（ITU)着手制定了新一代蜂窝移动通信标准。这个名为IMT-2000的第三代蜂窝移动通信标准于2000年正式颁布，欧洲提出的WCDMA、美国提出的cdma2000,以及我国提出的TD-SCDMA均被ITU正式确定为第三代移动通信标准。

第三代移动通信承诺提供全球漫游、通过卫星和地面通信系统以无线方式接入全球电信基础设施，并为公共和专用网络的固定和移动用户提供服务。它体现了跨网络、跨领域、跨技术的个人通信特征，在全球范围提供移动终端的无缝漫游，具有支持高速多媒体业务的能力（最髙速率达2Mbit/s),并便于过渡及演进，目前己在许多和地区开通运营。

与其他现代技术的发展一样，移动通信的发展也呈现飞速发展的趋势。目前，在第二代数字蜂窝移动通信网向第三代过渡方兴未艾之时，关于4G等未来移动通信的讨论和研究也早已如火如荼地展开，引导着通信朝着其较高目标“5W”迈进。

2.移动通信发展趋势

随着科学技术的不断进步、市场需求的不断提高，移动通信在广泛普及的同时，也正不断向前发展。其发展趋势体现在以下方面。

(1)小型化

目前世界各国均把移动台小型化、微型化作为技术发展的一个主要目标，大量采用超大规模集成电路（ASIC)、表面贴装技术、微处理器等技术，使移动台的体积、重量和能耗等大大下降，集成了微处理器、基带和RF组件的单芯片手机也将诞生。

(2)宽带化

①无线移动通信发展趋势

近十几年来，蜂窝移动通信在无线通信领域的发展可谓一支独秀，但随着宽带业务的迅速发展，移动化和宽带化成为了整个通信和网络技术领域的两大技术发展趋势。移动与宽带的结合恰恰代表着两个发展最快，最具发展前景的技术和业务趋势。“移动宽带化、宽带移动化”正是这种趋势的真实写照，如图12-1所示。

蜂窝移动通信的发展顺应了“移动宽带化”这种发展趋势。蜂窝移动通信从20世纪80年代初期第一代模拟蜂窝移动通信商用开始，基本上每10年商用一代新的技术，每15?20年的时间推出一新代技术。目前全球范围内第二代（2G>、二代半（2.5G)蜂窝移动通信网络占据主流，第乇代移动通信已经步入规模商用阶段，在今后数年将是3G和2G/2.5G并存发展的时期。但蜂窝移动通信技术的演进一刻也没有停顿过，频谱效率越来越高，蜂窝系统支持的速率也越来越高，从目前2G/2.5G的几十kbit/s,增加到3G初期的几百kbit/s,再到3G增强型（3G+)的几Mbit/s,然后到3G进一步增强型（E3G)的几十到上百Mbit/s,再到超3G(B3G)的上百Mbit/s?IGbit/s。

②3G的进一步演进

Internet应用及多媒体业务的大规模普及使得移动通信宽带化的需求越来越强烈，虽说3G-开始就着眼于多媒体业务，但它仍定位于语音通信与手机数据业务。作为手机数据业务的3G系统在支持IP数据业务时频谱效率低，其面向连接固定带宽的结构不适应突发式IP数据业务的需求。为此，3GPP和3GPP2都认识到目前的系统提供Intemet接入业斧的局限性，试图在原来的体系框架内，在下行链路中采用分组接入技术，大幅度提卨1P数据下载和流媒体速率。3GPP在R5规范中增加了高速下行分组接入（HSDPA),通过采用自适应调制与编码（AMC)技术、HARQ技术、快速调度等，使得下行速率可以达到10Mbit/s以上。随后进一步在R6规范中增加高速上行分组接入（HSUPA〉，以解决上行链路分组化问题，提高上行速率，使之达到理论峰值速率5.8Mbit/s、实际峰值速率2Mbit/s以上的水平：同时进一步引入自适应波束成形和MIMO等天线阵处理技术，将下行峰值速率提高到30Mbit/s左右。在HSDPAPhase3(第三阶段），通过引入OFDM空中接口技术和64QAM等，更是将下行峰值速率提髙到100Mbit/s以上。而3GPP2阵营的cdma2000IXEV-DO也已推出两个版本，即Rel0和RelA。Rel0支持的前、反向峰值速率分别为2.4Mbit/s和153.6kbit/s。而cdma2000IXEV-DORelA在IXEV-DORel0的基础上对前、反向链路进行改进和增强，引入新的技术，使得前向链路支持的峰值速率达到3.1Mbit/s,反向链路支持的峰值速率达到1.8Mbit/s。

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