移动通信发展历程与未来趋势

【移动通信发展史】

1895年无线电发明之后，莫尔斯电报就用于船舶通信。

1921年美国底特律和密歇根州警察厅开始使用车载无线电台，其工作频段为2MHz。

1940年，又增加了30～40MHz之间频段，由调幅方式改成调频方式，增加了通信信道。

由于专用移动用户的增加，美国联邦通信委员会又分配了300～500MHz之间的40MHz带宽，供陆上无线通信使用。

移动通信的发展，在20世纪80年代以前是指公用汽车电话系统。自美国贝尔实验室于1946年在圣路易斯建立了世界上第一个公用汽车电话系统以来，移动通信经历了从单工方式的人工选择空闲信道，到大区制、双工方式循环定位法自动选择空闲信道，再到蜂窝状大容量小区制的移动电话系统等几个阶段。移动通信系统从模拟制式进入了第二代数字制式，而2005年开始，陆续有国家实施3G网络商用。目前，蜂窝移动电话系统主要使用900MHz和1800MHz频段。

第一代蜂窝移动通信网为模拟系统，以美国的AMPS（Advanced Mobile Phone System，先进移动电话系统）和英国的TACS为代表，到20世纪80年代，移动通信已达到成熟阶段。第一代移动通信系统解决了系统要求容量大与频率资源有限的矛盾，成为公用移动通信网的主体，但该系统设备制式不统一、设备复杂、成本高且各厂家生产的设备不能兼容；体制过于混杂，不易于国际漫游；频率利用率低；业务种类单一，只提供语音业务；保密性差，通话易被窃听；安全性差，易被盗号；容量小，不能满足日益增长的需要。20世纪80年代末，人们便着手研究数字蜂窝移动通信系统。

第二代数字蜂窝移动通信网采用与模拟系统不同的多址方式、调制技术、语音编码、信道编码、分集接收及数字无线传输技术。系统频谱利用率高、容量大，还能提供语音、数据等多种业务，并能与ISDN等其他网络进行互连。第二代数字移动通信系统的主要制式有泛欧标准的GSM，美国的DAMPS和IS-95CDMA，日本的PDC（Personal Digital Cellular，个人数字蜂窝系统）等。

第三代移动通信系统（3G）为宽带移动通信系统，主要针对第二代不能提供中高速数据业务提出的。最受关注的3G标准有：基于GSM的WCDMA；基于IS-95CDMA的cd-ma2000；中国自主知识产权的TD-SCDMA；2007年加入WiMax，目前3G正在投入商用，制订的标准与预期目标也有些距离，不能在3G中实现标准的全球统一，我国4G TD-LTE已试商用，5G标准的研究已提上日程。未来移动通信网络在业务上将走向数据化和分组化，网络将是全IP网络。

另外，为能使第二代移动通信向第三代平滑过渡，在第二代的基础上采用了一些新的技术，称之为二代半（2.5G）技术，如中国移动在GSM基础上开通的通用分组无线业务（General Packet Roidio Service，GPRS）。

我国蜂窝移动电话网始建于1986年。1989年原邮电部由美国Motorola公司、瑞典Eris-son公司引进900MHz的TACS体制的设备，1995年我国公用900MHz模拟蜂窝移动电话全国联网投入运行。1994年9月，广州在全国率先建成特区及珠江三角洲数字移动电话网，于同年10月试运行，随后各地相继引进设备建立GSM数字蜂窝移动电话网。1998年，模拟用户数量开始下降，2001年底模拟网关闭。同期，原中国联通启用C网，中国移动开通GPRS。

到2001年3月，我国移动电话网用户跨越1亿大关，同年7月，达到1.206亿，超过美国，成为世界上移动用户最多的国家。我国移动电话网发展1000万用户用了10年，而从1000万到1亿仅用了4年时间。到2004年6月，移动电话网用户已增至3亿，普及率达到23.7%，国产手机市场份额已达17.7%，2013年全国移动电话用户达到12.29亿户，3G移动用户总数达到4.02亿户。

三代移动通信系统比较见表1-1-1。

表1-1-1 三代移动通信系统比较

【移动通信标准化组织】(www.xing528.com)

随着移动通信新技术的不断涌现和新系统的开发，通信技术日新月异。为了使通信系统的技术水平能综合体现整个通信技术领域已经发展的高度，移动通信的标准化就显得十分重要。通信的本质就是人类社会按照公认的协定传递信息。如果不按照公认的协定而随意传递发信者的信息，收信者就可能收不到这个信息；或者虽然收到，但不能理解，也就达不到传递信息的目的了；没有技术体制的标准化就不能把多种设备组成互连的移动通信网络，没有设备规范和测试方法的标准化，也无法进行大规模生产。移动通信系统公认的协定，就是通信标准化的内容之一。随着通信技术的高度发展，人类社会的活动范围也日益扩大，国际上对移动通信标准化工作历来都非常重视，标准的制定也超越了国界，具有了广泛的国际性和全球性。

【国际无线电标准化组织】

国际无线电标准化工作主要由国际电信联盟（International Telecommunication Union，ITU）负责，它是设在日内瓦的联合国组织，下设4个永久性机构：综合秘书处、国际频率登记委员会（International Frequency Registion Board，IFRB）、国际无线电咨询委员会（International Rodio Consultative Committee，CCIR）以及国际电话电报咨询委员会（Interna-tional Consultative Committee on Telecomm unication and Telegraph，CCITT）。

IFRB的职责是管理国际性的频率分配和组织世界管理无线电会议。无线电会议是为了修正无线电规程和审查频率注册工作而举行的，曾做出涉及无线通信发展的有关决定。

CCITT提供设备开发事宜（如在有线电信网络中工作的数据调制解调器），还通过其不同的研究小组开发了许多与移动通信有关的建议，如编号规划、位置登记程序和信令协议等。

CCIR为ITU提供无线电标准的建议，研究的内容着重于无线电频谱利用技术和网间兼容的性能标准和系统特性。

1993年3月1日，ITU进行了一次组织调整。调整后的ITU分为三个组：无线通信组（原CCIR和IFRB）、电信标准化组（原CCITT）和电信开发组。经过调整后，ITU的标准化工作实际上都落到ITU电信标准化组的管理下，这个组称为ITU-T，而把无线通信组称为ITU-R。

【北美地区的通信标准化组织】

美国负责移动通信标准化的组织是电子工业协会（Electronic Industries Association，EIA）和它的一个分支电信工业协会（Telecommunications Industries Association，TIA）。此外，还有一个蜂窝电信工业协会（Cellular Telecommunication Industries Association，CTIA）。1988年末，电信工业协会应蜂窝电信工业协会的请求组建了数字蜂窝标准的委员会（TR45），来自美国、加拿大、欧洲和日本的制造商参加了这个组织。TR45下属的各个分会主要是对用户需求、通信技术等方面的建议进行评估。1992年1月EIA和TIA发布了数字蜂窝通信系统的标准IS-54（TDMA）暂时标准，它定义了用于蜂窝移动终端和基站之间的空中接口标准（EIA92）。

基于码分多址（CDMA）的数字蜂窝移动通信系统已被美国高通公司开发出来，并于1993年7月被TIA修订为IS-95（CDMA）标准。

【太平洋地区的通信标准化】

太平洋数字蜂窝移动通信系统（PDC）标准发布于1993年，也称为日本数字蜂窝移动通信系统（JDC）。PDC有些类似于IS-54标准。

【欧共体的通信标准化组织】

早期协调欧洲的电信管理和支持CCITT和CCIR的标准化活动的主要标准化组织是欧洲邮电管理协会（Confederation of European Posts and Telecommunications，CEPT）。之后，CEPT在这方面的工作已越来越多地被欧洲共同体（European Communities，EC）管理下的其他标准化组织所取代。隶属于欧洲共同体的标准化组织主要是欧洲电信标准组织（European Tel-ecommunications Standards Institute，ETSI），成立于1988年，已经取得许多以往由CEPT领导的标准化职责，下设服务与设备、无线电接口、网络形式和数据等分会。GSM、无绳电话（Cordless Phone，CP）和欧洲无线局域网（HIPERLAN）等许多标准都是由ETSI制定的。

国际上有关移动通信系统的标准和建议，通常是全球或地区范围内许多研究部门、生产部门、运营部门和使用部门中许多专家集体创作制定的，它标志着移动通信的发展方向，也体现着移动通信市场需求和综合技术水平，具有巨大的技术和商业价值，为世界各国制定移动通信发展规划和标准提供了重要的依据。