移动通信发展概况Word文档格式.docx
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（6）用户量大而频率有限。
1、汽车调度通信
出租汽车公司或大型车队建有汽车调度台，汽车上有汽车电台，可以随时在调度员与司机之间保持通信联系。
2、公众移动电话
这是与公用市话网相连的公众移动电话网。
大中城市一般为蜂窝小区制，小城市或业务量的中等城市常采用大区制。
用户有车台和手机两类。
3、无线寻呼
这是一钟单向无线通信，主要起寻人呼叫的作用，采用的寻呼机，又称BP机或BB机，可用一般电话拔通寻呼台，由寻呼台的无线寻呼发射机发出，只要被寻呼人在寻呼台的覆盖范围之内，其所配的寻呼机收到信号即发出设定的声响或振动。
4、无绳电话
这是一种接入市话网的无线电话机，又称无绳电话。
一般可在50～200m的范围内接收或拔通电话。
5、集群无线移动电话
这实际上是把若干个原各自使用单独频率的单工工作调度系统，集合到一个基台工作。
这样，原来一个系统单独用的频率现在可以为几个系统共用，故称为集群系统。
6、卫星移动通信
这是把卫星作为中心转发台，各移动台通过卫星转发通信。
7、个人移动通信
个人可在任何时候、任何地点与其他人通信，只要有一个个人号码，不论该人在何处，均可通过这个个人号码与其通信。
在移动通信中，按无线通道的使用频率数和信息传输方式，其无线电路工作方式可以分为单工制、半双工制和双工制。
1、单工制
收、发使用同一个频率的按键通信方式，发送时不能接收，接收时不能发送。
因此，接收时发射机不工作，反之亦然。
单工制通信示意图，如图
（1）所示。
单工制通信是一种通信双方只能轮流地发送和接收的电路工作方式，而单工制通信只使用一个频率。
2、半双工制
半双工制通信方式是收、发信机分别使用两个频率的按键通话方式，其半双工制通信示意图，如图
（2）所示。
移动台不需要天线共用装置，适合电池容量小的设备制式。
这种方式是基站和移动台分别使用两个频率，基站是双工通话，而移动台为按键发话，因此，称为半双工制通信。
这种通信方式与同频单工制比较，其优点是受邻近电台干扰少；
有利于解决紧急呼叫；
可使基站载频常发，移动台就经常处于杂音被抑制状态，不需要静噪调整。
一般专用移动通信系统中可采用此方式，但它也存在按键发话澡作不习惯的问题。
3、双工制
双工制通信是不用按键能直现送受话的一种制式，公用移动通信都采用此制式。
它分为同频双工和异频双工。
目前，组网用得最多的异频双工。
异频双工就是收与发用两个频率（有一定频率间隔要求）来实现双工通信，双工制通信示意图，如图（3）所示。
由图（3）表明，发射机和接收机能同时工作，这种方式的优点是由于发射频带和接收频带有一定间隔，通常为10MHz或45MHz，所以，可以大大提高抗干扰能力；
使用方便，不需要收发控制澡作，特别适用于无线电话系统使用，便于与公众电话接口；
适合多频道同时工作的系统。
在数字移动通信系统中，可采用时分双工（TDD）来传输信息的双工通信方式。
移动通信系统，通常是由移动台（MC）、基站（BS）、及移动业务交换中心（MSC）等组成，如图（4）所示，该系统是与市话网通过中继线相连接的。
移动台（MS）
由移动通信系统组成表明，基站和移动台设有收、发信机和天馈线等设备。
每个基站都有一个可靠通信的服务范围，称为服务区。
服务区的大小主要有发射功率和基站天线的高度决定。
移动通信系统按照服务面积的大小可分为大区制、中区制和小区制三种制式。
大区制是指一个城市由一个无线区覆盖，大区制的基站发射功率很大，无线区覆盖半径在30～50Km范围。
小区制一般是指覆盖半径为1～35Km的区域，它是由多个无线区链合而成整个服务区的制式，小区制的基站发功率很小。
利用正六边形小区结构组成了蜂窝网络，常称为蜂窝移动通信，如GSM、CDMA等移动通信系统都是采用小区制，并组成蜂窝网络。
目前，发展方向是将小区进一步划小，成为宏区、毫区、微区、微微区，其覆盖半径降至50m以下。
中区指则是介于大区制和小区制之间的一种过渡制式。
移动业务交换中心（MSC）主要是提供路由器进行信息处理和对整个系统进行集中控制管理。
移动通信的射频工程，指的是移动通信的信号覆盖系统工程，若移动通信系统网络覆盖设计合理，则可以几乎无限制地覆盖世界各地。
但是，为了实现移动通信信号的覆盖，必须进行网络优化，保证复杂环境都能实现信号的覆盖，实际上，提高覆盖质量或增加覆盖面积，这就是利用移动通信的射频工程来实现移动通信的信号覆盖。
需要优化移动通信网络，加强覆盖的区域可分为如下几类：
1、盲区（或影形区）
移动通信区域较小的盲区以及移动通信工作区的边缘地带，可称为盲区。
在这些盲区里，可能还出现的问题是语音质量较差或经常掉话，甚至完全不通话。
2、高密度区
在用户密度特别高，话务量特别大的地区，如购物中心、娱乐中心、商务中心、会议中心等地区，经常出现移动通信信道被占满，而使通信质量下降，甚至出现阻塞的情况。
3、边缘地区
边缘地区是指现有服务区的边界，其信号质量比较差，这些边缘地区也可以认为是影形区，为了使边缘地区能高质量的通话，必须进行移动通信信号覆盖。
4、狭长地区
狭长地区指的是高速公路、铁路等地区，这些地区具有很高的移动通信业务量，必须在狭长地区进行信号覆盖。
根据不同的地理环境及应用场合，解决这些信号覆盖的方案是不同的，目前，移动通信的无线覆盖整体解决方案种类如下：
（1）室内覆盖分布系统——采用室内微蜂窝（或直放站）覆盖分布系统，解决了室内网络优化。
（2）城市街道、小区覆盖综合解决方案——利用微蜂窝（或直放站）进行网络优化覆盖，也可利用一点对多点的无线覆盖、光纤直放站系统等可以解决小区的优化覆盖问题。
（3）地铁、地下车库、地下商场等覆盖综合解决方案——利用室内微蜂窝（或直放站）覆盖分布系统和遂道覆盖技术，可以解决地铁、地下车库、地下商场等的优化覆盖问题。
（4）乡镇、山区等覆盖综合解决方案——可利用塔顶放大器、射频和光纤直放站以及高增益定向天线等多种手段可解决边缘乡镇、山区等的移动通信信号的覆盖。
（5）海域、海岛覆盖综合解决方案——由于海域、海岛覆盖区的特殊性，区域广、话务量较少，可以利用大功率直放站或塔顶放大器实现覆盖。
（6）3G（TD-CDMA、WCDMA、CDMA-2000）、WLAN（无线局域网）、GSM/CDMA、PHS（小灵通）等覆盖综合解决方案——可采用“多网合一”解决方案。
利用移动通信的射频工程来实现移动通信的信号覆盖问题，实际上可分为室内和室外的覆盖问题，室内覆盖是一种室内天线分布覆盖系统，通常采用微蜂窝或直放站作为信号源，还采用馈线、微波无源器件（功分器、耦合器）、天线等组成分布系统；
而室外覆盖问题，采用大功率的直放站、塔顶放大器（功率放大器）等实现移动通信信号覆盖。
无线通信的概念最早的出现是在20世纪40年代，无线电台在第二次世界大战中的广泛应用开创了移动通信的第一步。
到70年代，美国贝尔实验室最早提出蜂窝的概念，解决了频率复用的问题，80年代大规模集成电路技术及计算机技术突飞猛进的发展，长期困扰移动通信的终端小型化的问题得到了初步解决，给移动通信的发展打下了基础。
于是，美国为了满足用户增长的需求，提出了建立在小区制的第一个蜂窝通信系统——AMPS（AdvanceMobilePhoneService）系统。
这也是世界上第一个现代意义的，可能商用的，能够满足随时随地通信的大容量移动通信系统。
它主要建立在频率复用的技术上，较好地解决了频谱资源受限的问题，并拥有更大的容量和更好的话音质量。
这在移动通信发展历史上具有里程碑的意义。
AMPS系统在北美商业上获得的巨大成功，有力地刺激了全世界蜂窝移动通信的研究和发展。
随后，欧洲各国和日本都开发了自己的蜂窝移动通信网络，具有代表性的有欧洲的TACS（TotalAccessCommunicationSystem）系统、北欧的NMT（NordicMobileTelephoneSystem）系统和日本的NTT（NipponTelegraphandTelephone）系统等。
这些系统都是基于频分多址（FDMA）的模拟制式的系统，我们统称其为第一代蜂窝移动通信系统。
（一）第一代模拟系统
第一代模拟系统主要建立在频分多址接入和蜂窝频率复用的理论基础上，在商业上取得了巨大的成功，但随着技术和时间的发展，问题也逐渐暴露出来：
所支持的业务（主要是话音）单一、频谱效率太低、保密性差等。
特别是在欧洲，一个国家有一个自己的标准和体制，无法解决跨国家的漫游问题。
模拟移动通信系统经过10余年的发展后，终于在20世纪90年代初逐步被更先进的数字蜂窝移动通信系统所代替。
（二）第二代移动通信系统
推动第二代移动通信发展的主要动力是欧洲，欧洲国家比较小，要解决标准和制式的统一才可能解决跨国家漫游。
故从80年代处就开始研究数字蜂窝移动通信系统，一般称其为第二代移动通信系统。
它是随着超大规模集成电路和计算机技术的飞速发展，语音数字处理技术的成熟而发展起来的。
在80年代欧洲各国提出了多种方案，并在80年代中、后期进行了这些方案的现场实验比较，最后集中为时分多址（TDMA）的数字移动通信系统，即GSM（GlobalSystemforMobileCommunications）系统。
由于其技术上的先进性和优越的性能已经成为目前世界上最大的蜂窝移动通信网络。
GSM标准化的工作主要由欧洲电信标准委员会（ETSI）下属的特别移动组（SMG）完成。
主要分为第一阶段和第2阶段。
1990年，第一阶段规范冻结。
1992年，商用开始，同年第2阶段标准化工作开始。
GSM空中接口的基本原则包括：
每载波8个时隙，200KHz/载波带宽，慢跳频。
和第一阶段比较，GSM第2阶段的主要特性包括：
1、增强的全速率语音编码器（EFR）；
2、适应多速率编解码器（AMR）；
3、14.4Kbit/s数据业务；
4、高速率电路交换数据（HSCSD）；
5、通用分组无线业务（GPRS）；
6、增强数据速率（EDGE）。
与欧洲相比较，美国在第二代数字蜂窝移动系统方面的起步要迟一些。
1988年，美国制定了基于TDMA技术的IS-54/IS-136标准，IS-136是一种模拟/数字双模标准，可以兼容AMPS。
更值得一提的是美国
Qualcomm公司在90年代初提出的CDMA技术，并在1993年由TIA完成标准化成为IS-95标准。
这也是3G标准中CDMA2000技术的雏形。
IS-95引入了直接序列扩谱CDMA空中接口的概念。
由于AMPS已有的广大市场，IS-95也必须使用相同频段，故在码片速率及射频特性等方面必须兼容AMPS的模拟制式。
CDMA技术有其固有的很多优点，如比FDMA及TDMA系统高得多的容量（频谱效率）、良好的话音质量及保密性等等，使其在移动通信领域备受瞩目。
IS-95技术也在北美和韩国等地得到了大规模商用。
但是，由于起步较晚及在网络和高层信令方面考虑不足，市场份额还是远低于已经非常成熟的GSM网络。
（三）第三代移动通信系统
第三代移动通信系统由卫星移动通信网和地面移动通信网所组成，将形成一个对全球无缝覆盖的立体通信网络，满足城市和偏远地区各种用户密度，支持高速移动环境，提供持话音、数据和多媒体等多种业务（最高速率可达2Mbps）的先进移动通信网，基本实现个人通信的要求。
早在1985年国际电信联盟就提出了第三代移动通信（3G）的概念，同时建立了专门的组织机构TG8/1进行研究，当时称为未来陆地移动通信系统（FPLMTS）。
这时第二代移动通信GSM的技术还没有成熟，CDMA技术尚未出现。
在TG8/1的前十年，进展比较缓慢。
1992年，世界无线电行政大会（WARC）分配了230MHz的频率给FPLMTS：
1885-2025MHz和2110-2200MHz。
此时，FPLMTS的研究工作主要由ITU完成，其中ITU-T负责网络方面的标准化工作，ITU-R负责无线接口方面的标准化工作。
关于FPLMTS的研究工作在1996年后取得了迅速的进展，首先ITU于1996年确定了正式名称：
IMT-2000（国际移动通信－2000），其含义为该系统预期在2000年左右投入使用，工作于2000MHz频带，最高传输数据速率为2000kbps。
IMT－2000的技术选取中最关键的是无线传输技术（RTT）。
无线传输技术（RTT）主要包括多址技术、调制解调技术、信道编解码与交织、双工技术、信道结构和复用、帧结构、RF信道参数等。
ITU于1997年制定了M.1225[1]建议，对IMT-2000无线传输技术提出了最低要求，并面向世界范围征求RTT建议。
ITU要求IMT-2000RTT必须满足以下三种环境的要求。
即：
1、快速移动环境，最高速率达144kbit/s；
2、室外到室内或步行环境，最高速率达384kbit/s；
3、室内环境，最高速率达2Mbit/s；
另外，ITU所定义的IMT-2000系统需要具有以下特性：
1．全球化：
IMT-2000是一个全球性的系统，各个地区多种系统组成了一个IMT-2000家族，各个系统间设计上具有高度的互通性，使用共同的频段，全球统一标准，能提供全球无缝漫游。
2．综合化：
能够提供多种业务，特别能够支持多媒体业务和Internet业务，并有能力容纳新类型的业务。
3．个人化：
全球唯一的个人号码，足够的系统容量，高保密性，高服务质量。
为了能够在未来的全球化标准的竞赛中取得领先，各个地区、国家、公司及标准化组织纷纷提出了自己的技术标准，到截止日期1998年6月30日，ITU共收到16项建议，针对地面移动通信的就有10项之多。
其中包括我国电信科技研究院（CATT）代表中国政府提出的TD-SCDMA技术。
表
（1）列出了所有十项IMT-2000地面无线传输技术提案。
表
（1）10种IMT-2000地面无线传输技术（RTT）提案
技术名称
提交组织
双工方式
适用环境
J:
W-CDMA
日本ARIB
FDD、TDD
所有环境
UTRA-UMTS
欧洲ETSI
WIMSW-CDMA
美国TIA
FDD
WCDMA/NA
美国T1P1
GlobalCDMAⅡ
韩国TTA
TD-SCDMA
中国CWTS
TDD
CDMA2000
GlobalCDMAⅠ
UWC-136
EP-DECT
室内、室外到室内
欧洲提出5种UMTS/IMT-2000RTT方案，其中比较有影响的是以下两种：
WCDMA和TD-CDMA。
前者主要由Ericsson、Nokia公司提出，后者主要由Siemens公司提出。
ETSI将W-CDMA和TD-CDMA融合为一种方案：
统称为UTRA（UMTSTerrestrialRadioAccess），这种方案考虑是以W-CDMA作为主流，同时吸收TD-CDMA技术的优点作为其补充。
美国负责IMT-2000研究的组织是ANSI下的T1P1组、TIA和EIA。
美国提出的IMT-2000方案是cdma2000，主要由Qualcomm、Lucent、Motorola、和Nortel一起提出。
美国还提出了另外一些类W-CDMA标准和时分多址标准UWC-136。
日本的ARIB在第三代系统的标准研究制订方面也走在世界前列。
先后制订出6种RTT方案，经过层层筛选和合并，形成了以NTTDoCoMo公司为主提出的W-CDMA方案。
日本的W-CDMA方案和欧洲提出的W-CDMA极为相似，与其融合。
这10种提案中以欧洲的W-CDMA技术和美国的CDMA2000技术最为看好，同时，中国的TD-SCDMA技术由于其本身的技术先进性并得到中国政府、运营商和产业界的支持，也很受瞩目。
通过一年半时间的评估和融合，1999年11月5日ITU在赫尔辛基举行的TG8/1第18次会议上，通过了输出文件ITU-RM.1457，确认了如下5种第三代移动通信RTT技术：
两种TDMA技术：
1、SC-TDMA（UMC-136）；
2、MC-TDMA（EP-DECT）；
三种CDMA技术：
1、MC-CDMA（CDMA2000MC）；
2、DS-CDMA（包括UTRA/WCDMA和CDMA2000/DS）；
3、TDDCDMA（包括TD-SCDMA和UTRATDD）；
表
（2）ITU确认的5种第三代移动通信RTT
CDMA
TDMA
MC
DS
SC
其中主流技术是上述三种CDMA技术。
ITU-RM.1457的通过标志着第三代移动通信标准的基本定型。
我国提出的TD－SCDMA（TimeDivisionDuplex－SynchronousCodeDivisionMultipleAccess）建议标准与欧洲、日本提出的W-CDMA和美国提出的cdma2000标准一起列入该建议，成为世界三大主流标准之一.
（一）1982年至2000年：
“无线寻呼”发展阶段
1、1982年，上海首先使用150MHz频段开通了我国第一个模拟寻呼系统；
2、1984年，广州用同样的频段开通了一个数字寻呼系统。
寻呼系统应用大约十几年时间，到2000年，椐不完全的统计，全国的寻呼用户已超过6500万。
（二）无线移动电话---移动通信发展阶段
1、第一代移动通信（1G）----模拟移动电话
第一代移动通信（1G）----模拟移动电话是一种频分多址（FDMA）。
1987年，我国第一台模拟移动电话网在广东珠江三角洲开通，采用的体制为TACS。
随后北京、上海等相继建成模拟移动电话系统，用户年增加率一直100％。
2、第二代移动通信（2G）---数字移动电话
第二代移动通信（2G）---数字移动电话是一种时分多址（TDMA）。
1994年11月，开始建成GSM数字网，1998年模拟用户数量开始下降，2001年7月关闭模拟网。
随后，2000年开始建成CDMA数字网（IS-95标准），CDMA是一种码分多址，CDMA（码分多址）是有多个码分信道共享载频频道的多址连接方式。
目前使用的第二代数字移动通信系统可以提供话音及低速数据业务，能够基本满足人们信息交流的需要。
移动通信的发展速度超过人们的预料，1999年，移动通信产品在通信设备市场中所占的份额已超过50%。
目前，该比例还在逐渐增加。
特别是中国的发展速度，手机用户连续十年以超高速增长，截止到2002年底，中国的手机用户已经超过两亿，并且仍然以较高的速度发展。
图（5）给出了近几年中国移动用户增长的情况。
图（5）中国移动用户增长示意图
手持机的迅速普及将驱动通信向个人化方向发展，互联网用户数以翻番的速度膨胀又带来了移动数据通信的发展机遇。
特别是移动多媒体和高速数据业务的迅速发展，迫切需要设计和建设一种新的网络以提供更宽的工作频带、支持更加灵活的多种类业务（高速率数据、多媒体及对称或非对称业务等），并使移动终端能够在不同的网络间进行漫游。
由于市场的驱动促使第三代移动通信系统（3G）的概念应运而生。
表（3）中国蜂窝移动用户发展情况（单位：
万元）
年份
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
中国移动
总用户数
156.78
362.94
684.81
1325
2357
4324
8526
14100
20037
模拟用户数
150.04
347.27
520.7
640.3
626.8
459
250
数字用户数
6.74
15.67
164.11
683
1729.8
7829
6400
10050
12929.8
中国联通
GSM用户数
3
10
40
141
521
1850
3930
5400
CDMA用户数
120
701.2
3、第三代移动通信（3G）---TD-SCDMA
TD-SCDMA第三代移动通信标准是信息产业部电信科学技术研究院（现大唐移动通信设备有限公司）在国家主管部门的支持下，根据多年的研究而提出的具有一定特色的3G通信标准。
是中国百年通信史上第一个具有完全自主知识产权的国际通信标准，在我国通信发展史上具有里程碑的意义并将产生深远影响，是整个中国通信业的重大突破。
该标准文件在我国无线通信标准组（CWTS）最终修改完成后，经原邮电部批准，于1998年6月代表我国提交到ITU（国际电信联盟）和相关国际标准组织。
TD－SCDMA系统全面满足IMT-2000的基本要求。
采用不需配对频率的TDD（时分双工）工作方式，以及FDMA/TDMA/CDMA相结合的多址接入方式。
同时使用1.28Mcps的低码片速率，扩频带宽为1.6MHz。
TD-SCDMA系统还采用了智能天线、联合检测、同步CDMA、接力切换及自适应功率控制等诸多先进技术，与其它3G系统（WCDMA、CDMA-2000）相比具有较为明显的优势，主要体现在：
（1）频谱灵活性和支持蜂窝网的能力
TD-SCDMA采用TDD方式，仅需要1.6MHz（单载波
升级会员 