1.3 蜂窝移动通信发展简史

1.3.1 第一代（1G）蜂窝移动通信

第一代（1G）蜂窝移动通信主要采用的是模拟的频分多址（FDMA）技术。由于受到传输带宽的限制，不能进行移动通信的长途漫游，只能是一种区域性的移动通信系统。第一代移动通信有多种制式，我国主要采用的是TACS。第一代移动通信有很多不足之处，比如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通话质量不高、不能提供数据业务、不能提供自动漫游等。

1.3.2 第二代（2G）蜂窝移动通信

第二代（2G）蜂窝移动通信主要采用的是数字的时分多址（TDMA）技术和码分多址（CDMA）技术。全球主要有GSM和CDMA两种体制。GSM技术标准是欧洲提出的，全球绝大多数国家曾经使用过这一标准。我国第二代移动通信也主要是GSM体制，比如中国移动的135～139手机，中国联通的130～132都是GSM手机。CDMA是美国高通公司提出的标准，主要在美国、韩国等国家使用。第二代移动通信主要业务是语音，其主要特性是提供数字化的话音业务及低速数据业务。它克服了模拟移动通信系统的弱点，话音质量、保密性能得到很大的提高，并可进行省内、省际自动漫游。第二代移动通信替代第一代移动通信系统完成模拟技术向数字技术的转变，但由于第二代采用不同的制式，移动通信标准不统一，用户只能在同一制式覆盖的范围内进行漫游，因而无法进行全球漫游，由于第二代数字移动通信系统带宽有限，限制了数据业务的应用，也无法实现高速率的业务，如移动的多媒体业务。

在二代与三代技术之间存在着一个过渡时期推出的2.5代技术，比如GPRS技术和CDMA1X技术。这些技术的传输速率理论上有100Kbps以上，实际应用基本可以达到拨号上网的速度，因此可以发送图片、收发电子邮件等。同时，还可以广泛应用于生产领域。

1.3.3 第三代（3G）蜂窝移动通信

与从前以模拟技术为代表的第一代和目前还在使用的第二代移动通信技术相比，3G将有更宽的带宽，其传输速度最低为384Kbps，最高为2Mbps，带宽可达5MHz以上。目前全球有三大标准，分别是欧洲提出的WCDMA、美国提出的CDMA2000和我国提出的TD-SCDMA。不仅能传输话音，还能传输数据，从而提供快捷、方便的无线应用，

如无线接入Internet。能够实现高速数据传输和宽带多媒体服务是第三代移动通信的另一个主要特点。第三代移动通信网络能将高速移动接入和基于互联网协议的服务结合起来，提高无线频率利用效率。提供包括卫星在内的全球覆盖并实现有线和无线以及不同无线网络之间业务的无缝连接。满足多媒体业务的要求，从而为用户提供更经济、内容更丰富的无线通信服务。但第三代移动通信仍是基于地面、标准不一的区域性通信系统。

1.3.4 后三代/第四代（B3G/4G）蜂窝移动通信

虽然第三代移动通信可以比现有传输率快上千倍，但是未来仍无法满足多媒体的通信需求。第四代移动通信系统的提供便是希望能满足提供更大的频宽需求，满足第三代移动通信尚不能达到的在覆盖、质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要。

LTE（Long Term Evolution，长期演进）是3GPP在“移动通信宽带化”趋势下，为了对抗其他移动宽带无线接入技术的挑战，在多年超3G（B3G）研究的技术储备基础上研发出的“准4G”技术。LTE在空中接口方面用频分多址（OFDM/FDMA）替代了3GPP长期使用的码分多址（CDMA）作为多址技术，并大量采用了多输入、多输出（MIMO）技术和自适应技术提高数据率和系统性能。通过采用扁平网络结构和全IP系统架构，可以支持最大20MHz的系统带宽、超过200Mbps的峰值速率和更短的传输延时，频谱效率达到3GPP R6标准的3～5倍。LTE一方面可以在近期内保持相对于其他移动通信标准的持续竞争优势，另一方面也为3GPP标准向IMT-Advanced阶段演进打下了坚实的基础。

继2007年底国际电信联盟（ITU）给第四代蜂窝移动通信系统分配了无线频段后，新一轮标准大战已经打响。根据ITU的计划，4G标准草案的征集工作将于2009年10月结束。然后再经过一段时间的评估、甄选、完善、融合以及相互妥协的过程，正式的4G标准IMT.GCS于2010年年底的第31次会议后提交，最早于2012年开始商用。

但实际上通信产业界以及学术界对4G技术的研究工作早在多年前已经开始了。并且在各种因素的促进下，各个3G标准向4G的演进一直没有间断过。目前呼声较高的准4G标准有3GPP的LTE和3GPP2的UMB，以及IEEE的WiMAX等。虽然它们采用了不少下一代的技术，但毕竟没有完全达到IMT-Advanced（ITU对4G的正式称呼）的要求，所以仍然需要做最后的冲刺。

从目前的形势来看，其中的LTE标准应该是最有前途的。不仅多数主流的WCDMA运营商声称要向LTE演进或者表示感兴趣，就连一些较大的CDMA2000运营商也都纷纷倒戈到LTE阵营来了。目前尚无明确打算采用UMB的运营商。WiMAX倒是有一些支持者，但总是雷声大雨点小。所以，被称为“3.9G”的LTE标准的下一步演进路线备受关注。

1.3.5 蜂窝移动通信演进分析

从第一代以模拟技术为主的通信体制到第二代以数字技术为主的通信体制，使得蜂窝移动通信在容量和质量方面有了本质的变化，使这种通信手段逐渐具备了普及的基本条件。而从第二代向第三代的转化，则是迎合了互联网发展的需要，使得互联网无处不在。那么第三代向第四代的转化则将会进一步缩小移动互联网接入与传统固定互联网接入之间的差距。

蜂窝移动通信网络的演进离不开两个主要的推动力。其一，移动通信技术和设备制造技术的积累，在此将这两方面的技术统称为信息技术。其二，用户需求推动下的市场进步则是客观存在规律。

通信到信息的转变虽然只有一字之差，但确给网络运营模式带来耳目一新的变化，2G时期也存在移动信息服务，但由于手机功能及网络带宽的限制，这些信息还达不到爆炸的程度，手机更多被用来实现人与人之间的沟通。而3G时期网络带宽和手机功能已经完全可以将我们的手机变成信息炸弹。当手机响起时人们不再习惯性地拿起手机接听电话而是通过屏幕获取多媒体信息。

沟通时代向信息时代的跳跃式发展不是偶然，能被冠以“时代”称谓的名词一定是社会发展过程中的里程碑。人类对信息的渴望是永无止境的，而有需求就有市场，因此人类沟通手段也就伴随着渴望不断提高。从远古时的结绳记事，到后来的烽火传情，再到现代的邮政、通信、网络等一系列技术的发展将人与人和人与世界之间的距离越拉越近。而今的手机也从沟通工具向媒体工具的角色进行转变。真可谓是“移动沟通你我，世界触手可及”。人类对信息的渴求是客观规律，而信息技术的进步则是主观能动性的充分体现，客观与主观的结合推进了社会进步，造就了信息时代。正如图1-16中展示的一样，移动通信技术总是以时代的需求为中心成阶梯状进步。