移动通信发展概况

1、移动通信发展概况杨大豪二00六年十月目录一、通信基本概念（一）移动通信的特点（二）移动通信应用范围二、移动通信的工作方式、组成及系统工程 （一）无线电路工作方式 （二）移动通信系统的组成（三）移动通信的射频工程三、国际上移动通信发展概况四、我国移动通信发展概况五、3G应用比较六、3G技术及其比较（一）3G技术（二）3G技术比较七、第四代移动通信系统-4G八、移动通信的频段分配表及信道频率九、卫星通信及其它领域里的频率分配移动通信发展概况一、通信基本概念（一）移动通信的特点 通信就是信息的传输与交换，通信的目的就是传输消息。因为在人类的活动过程中要相互远距离传递信息，也就是将带有效信息的信号，通

2、过某种系统由发送者传送给接收者，这种信息的传输过程就是通信。 目前，人们大量应用移动通信手段传输信息。所谓移动通信，顾名思义就是通信的一方或双方是在移动中实现通信的，其中，包含移动台（汽车、火车、飞机、船舰等移动体上）与固定台之间通信，移动台（手机）与移动台（手机）之间通信；移动台过、通过基站与有线用户通信等。移动通信主要特点：（与固定点通信相比）（1） 移动通信的传输信道必须使用无线电波传输；（2） 电波传输特性复杂，在移动通信系统中由于移动台不断运动，不仅有多普勒效应，而且信号的转播受地形、地物的影响也将随时发生变化；（3） 干扰多而复杂；（4） 组网方式多样灵活，移动通信系统组网方式可分

3、为小容量大区制和大容量小区制，移动通信网为满足使用，必须具有很强的控制功能，如通信（呼叫）的建立和拆除，频道的控制和分配，用户的登记和定位，以及过境切换和漫游的控制等；（5） 对设备要求更苛刻；（6） 用户量大而频率有限。（二）移动通信应用范围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

4、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50200m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。二、移

5、动通信的工作方式、组成及系统工程 （一）无线电路工作方式 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。发射机接收机接收机发射机图（1）单工制通信示意图f1f1f1f1f1AB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

6、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。发射机接收机接收机发射机图（2）半双工制通信示意图f2f1f2f1f2f1基站B移动台A 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

7、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。发射机双工器接收机接收机发射机双工器图（3）双工制通信示意图基站B移动台Af1f1f2f2f2f1 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。 （二）移动通信系统的组成 移动通信系统，通常是由移动台（MC）、基站（BS）、及移动业务交

8、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）市话局移动业务交换中心BSBSBS图（4） 移动通信系统的组成图 市话网（PSTN）移动网（PLMN）有线网路中继线无线小区电话 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3050Km范围。小区制一般是指覆盖半径为135Km的区域，它是由多个无

9、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。（三）移动通信的射频工程 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

10、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

11、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

12、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

13、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。三、国际上移动通信发展概况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

14、系统AMPS（Advance Mobile Phone Service）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（Total Access Communication System）系统、北欧的NMT（Nordic Mobile Telephone

15、System）系统和日本的NTT（Nippon Telegraph and Telephone）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

16、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（Global System for Mobile Communications）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

17、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

18、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

19、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

20、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。IMT2000的技术选取中最关键的是无线传输技术（RT

21、T）。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.12251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-2000 RTT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-

22、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

23、（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ARIBFDD、TDD所有环境UTRA-UMTS欧洲ETSIFDD、TDD所有环境WIMS W-CDMA美国TIAFDD所有环境WCDMA/NA美国T1P1FDD所有环境Global CDMA 韩国TTAFDD所有环境TD-SCDMA中国CWTSTDD所有环境CDMA2000美国TIAFDD、TDD所有环境Global CDMA 韩国TTAFDD所有环境UWC-136美国TIAFDD所有环境EP-DECT欧洲ETSITDD室内、室外到室内欧洲提出5种UMTS/IMT-2000 RTT

24、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 (UMTS Terrestrial Radio Access)，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-C

25、DMA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NTT DoCoMo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TG 8/1第18次会议上，通过了输出文件ITU-R M.1457，确认了

26、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（CDMA2000 MC）；2、DS-CDMA（包括UTRA/WCDMA和CDMA2000/DS）；3、TDD CDMA（包括TD-SCDMA和UTRA TDD）；表（2） ITU确认的5种 第三代移动通信RTT CDMATDMAMCDSTDDSCMCCDMACDMACDMATDMATDMA其中主流技术是上述三种CDMA技术。ITU-R M.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TDSCDMA（Time

27、Division DuplexSynchronous Code Division Multiple Access）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一.四、我国移动通信发展概况（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

28、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

29、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

30、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199419951996199719981999200020012002中国移动总用户数156.78362.94684.8113252357432485261410020037中国移动模拟用户数150.04347.27520.7640.3626.8459250中国移动数字用户数6.7415.67164.116831729.8782964001005012929.8中国联通GSM用户数310401

31、41521185039305400中国联通CDMA用户数120701.2 3、第三代移动通信（3G）-TD-SCDMATD-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。TDSCDMA系统全面满足I

32、MT-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）的最小带宽。因此频率安排灵活，不需要成对的频率，可以使用任何零碎的频段，能较好地解决当前频率资源紧张的矛盾；若带宽为 5MHz则支

33、持3个载波，在一个地区可组成蜂窝网，支持移动业务。（2）高频谱利用率TD-SCDMA频谱利用率高，抗干扰能力强，系统容量大，适用于人口密集的大、中城市传输对称与非对称业务。尤其适合于移动Internet业务（它将是第三代移动通信的主要业务）；（3）适用于多种使用环境TD-CDMA系统全面满足ITU的要求，适用于多种环境。（4）设备成本低 设备成本低，系统性能价格比高。具有我国自主的知识产权，在网络规划、系统设计、工程建设以及为国内运营商提供长期技术支持和技术服务等方面带来方便，可大大节省系统建设投资和运营成本。TD-SCDMA标准公开之后，在国际上引起强烈的反响，得到西门子等许多著名公司的重视

34、和支持。1999年11月在芬兰赫尔辛基召开的国际电信联盟会议上，TD-SCDMA被列入ITU 建议ITU-R M.1457，成为ITU认可的第三代移动通信RTT主流技术之一。2000年5月世界无线电行政大会正式接纳TD-SCDMA为第三代移动通信国际标准。从而使TD-SCDMA与欧洲、日本提出的WCDMA、美国提出的cdma2000并列为三大主流标准之一。这是百年来中国电信史上的重大突破，标志着我国在移动通信技术方面进入世界先进行列。图（6）表示了TD-SCDMA标准的发展历程。图（6） TD-SCDMA标准发展历程虽然ITU在第三代移动通信标准的发展过程中起着积极的推动作用，但是ITU的建议

35、并不是完整的规范，上述标准的技术细节则主要由两个国际标准组织：3GPP和3GPP2再根据ITU建议进一步来完成的。其中，以欧洲为主体的3GPP主要制定基于GSM MAP核心网的第三代移动通信系统标准，其无线接入网标准则基于DS-CDMA（即WCDMA FDD模式）和CDMA TDD（UTRA TDD和TD-SCDMA）；而以美国为主体的3GPP2制订基于美国IS-41核心网的第三代移动通信标准，其无线接入网标准基于MC-CDMA（即CDMA2000，FDD模式）。中国无线通信标准组（CWTS）是国际电联承认的标准化组织，也是上述两个国际组织的成员。TD-SCDMA为国际电联正式接纳后，1999

36、年12月在3GPP RAN会议上确定了TD-SCDMA 与UTRA TDD标准融合的原则,经过一年的工作，2001年3月16日,在美国加里福尼亚州举行的3GPP TSG RAN第11次全会上，将TD-SCDMA列为3G标准之一，包含在3GPP版本4（Release 4）中。这是TD-SCDMA已经成为全球3G标准的一个重要里程碑，表明该标准已经被世界众多的移动通信运营商和生产厂家所接受。这也是TD-SCDMA的完全可商用版本的标准，在这之后，TD-SCDMA标准进入了稳定并进行相应改进和发展阶段。五、3G应用比较第三代移动通信，主要目的是为了满足市场更高的应用需求。当前对高比特率的数据业务和多

37、媒体的应用需求已经提到了议事日程，这也是推动第三代移动通信系统发展的主要动力。第二代移动通信系统主要支持话音业务，仅能提供最简单的低速率数据业务，速率为9.6Kbit/s14.4Kbit/s。改进后的第二代系统能够支持几十K到上百K的数据业务。而3G从技术上能够最大支持2Mbits/s的速率，并且还在不断的发展中，将来将能够支持更高的数据速率。这也为3G广阔应用的应用前景提供了良好的技术保障。图（7）给出了从2G到3G系统所支持业务速率的比较。图（7） 2G与3G支持的业务速率一种技术能够很好地满足市场需求,并具有良好的质量保证，才会体现出技术的意义。3G系统被设计为能够很好地支持大量的不同业

38、务，并且能够方便地引入新的业务。各种不同的业务分别具有不同的业务特性，并且需要不同的带宽来承载。从话音到动态视频，所需的带宽差别很大，从图（8）中可以看出3G所支持的从窄带到宽带的不同业务的带宽范围。图（8） 3G能够提供的业务及所需带宽另外，对于不同的通信业务其性能要求也是不同的，如语音，视频需要具有较好的实时性和连续性，但对数据并不要求太高的可靠性。而电子邮件、网上下载等则对时延并不是非常敏感，但要有高的数据可靠性。也就是说，对不同业务的实时性和服务质量的要求差别很大。另外，大量业务还需要上下行不对称的服务，如浏览网页、下载音乐等。所有这些3G系统都能够很好地予以满足。 六、3G技术及其比

39、较（一）3G技术1、WCDMAWCDMA最初主要有Ericsson、Nokia公司为代表的欧洲通信厂商提出。这些公司都在第二代移动通信技术和市场占尽了先机，并希望能够在第三代依然保持世界领先的地位。日本由于在第二代移动通信时代没有采用全球主流的技术标准，而是自己独立制订开发，很大程度上制约了日本的设备厂商在世界范围内的作为，所以日本希望借第三代的契机，能够进入国际市场。以NTT DoCoMo为主的各个公司提出的技术与欧洲的WCDMA比较相似，二者相融合，成为现在的WCDMA系统。WCDMA主要采用了带宽为5MHz的宽带CDMA技术、上下行快速功率控制、下行发射分集、基站间可以异步操作等技术特点

40、。2、CDMA2000CDMA2000是在IS-95系统的基础上由Qualcomm、Lucent、Motorola和Nortel等公司一起提出的，CDMA2000技术的选择和设计最大限度地考虑和IS-95系统的后向兼容，很多和信道估计比较困难；（）前相链路可采用发射分集方式，提高了信道的抗衰落能力；（）增加了前向快速功控，提高了前向信道的容量。在IS-95系统中，前向链路只支持慢速功控；（）业务信道可采用比卷积码更高效的Turbo码，使容量进一步提高；（）引入了快速寻呼信道，减少了移动台功耗，提高了移动台的待机时间。WCDMA和CDMA2000都是采用FDD模式的技术，而TDD技术由于本身固有

41、的特点突破了FDD技术的很多限制，如：上下行工作于同一频段，不需要大段的连续对称频段，在频率资源日紧张的今天，这一点尤显重要；这样，基站端的发射机可以根据在上行链路获得的信号来估计下行链路的多径信道的特性，便于使用智能天线等先进技术；同时能够简单方便地适应于3G传输上下行非对称数据业务的需要，提高系统频谱利用率；这些优势都是FDD系统难以实现的。因此，随着技术的发展，国际上对使用TDD的CDMA技术日益关注。3、TD-SCDMATD-SCDMA也就是在这种环境下诞生的，它综合TDD和CDMA的所有技术优势，具有灵活的空中接口，并采用了智能天线、联合检测等先进技术（这些在后面的章节中陆续将有阐述

42、），使得TD-SCDMA具有相当高的技术先进性，并且在三个标准中具有最高的频谱效率。随着对大范围覆盖和高速移动等问题的逐步解决，TD-SCDMA将成为可以用最经济的成本获得令人满意的3G解决方案。 （二）3G技术比较 图（9）（A）、（B）分别表示TDSCDMA和WCDMA的多址方式结构。可以看出，TDSCDMA方式采用了TDMA技术，有利于传输非对称数据业务。表1-3对WCDMA、TD-SCDMA和CDMA2000三种主流标准的主要技术性能进行了比较。其中仅有TDSCDMA方式使用了智能天线、联合检测和同步CDMA等先进技术，所以在系统容量、频谱利用率和抗干扰能力方面具有突出的优势。 (A)

43、 TDSCDMA多址方式结构示意图 (B) WCDMA多址方式结构示意图 图（9） WCDMA和TD-SCDMA多址方式比较 表（4） 三种主流3G标准主要技术性能的比较WCDMATD-SCDMACDMA2000载波间隔5MHz1.6MHz1.25MHz码片速率3.84Mcps1.28Mcps1.2288Mcps帧长10ms10ms（分为两个子帧）20ms基站同步不需要需要需要典型方法是GPS功率控制快速功控：上、下行1500Hz0-200Hz反向：800Hz前向：慢速、快速功控下行发射分集支持支持支持频率间切换支持，可用压缩模式进行测量支持，可用空闲时隙进行测量支持检测方式相干解调联合检测相

44、干解调信道估计公共导频DwPCH，UpPCH，Midamble前向、反向导频编码方式卷积码Turbo码卷积码Turbo码卷积码Turbo码七、第四代移动通信系统-4G （一）概述 第四代移动通信系统-4G可以在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方宽带接入互联网，能够提供信息通信之外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。 第四代移动通信系统-4G还应该是多功能集成的宽带移动通信系统或多媒体移动通信系统，是宽带接入IP系统 （二）第四代移动通信系统-中的关键技术 1、新的调制技术新的调制技术要求数据速率从2Mb/S提高到100Mb/S，对全速移动用户能够提供

45、150Mb/S的高质量影象服务。 2、软件无线电技术 软件无线电技术可使移动终端和基站从3G到4G的发展速度大大加快，系统升级变得十分便捷。 3、智能天线技术智能天线技术具有抑制干扰、信号自动跟踪以及数字波束形成等智能功能，用于移动通信，既可改善信号质量又能增加传输容量。4、网络技术4G系统要满足3G不能达到的高速数据和高分瓣率多媒体服务的需要，应能与宽带IP网络、宽带综合业务数据网（B-ISDN）和异步传输模式（ATM）兼容，实现多媒体通信，形成综合宽带通信网。八、移动通信的频段分配表及信道频率目前，国内的移动通信工作频段是8002500MHz范围内，有CDMA系统、GSM系统、DCS180

46、0系统、3G移动通信（WCDMA、CDMA-2000、TD-SCDMA）和W-LAN。移动通信的频段分配，见表（5）。表（5）移动通信的频段分配表移动通信制式工作频段运行商频道间隔中国移动中国联通CDMA上行825835MHz825835MHz1.23MHz下行870880MHz870880MHzGSM上行890915MHz890909MHz909915MHz200KHz下行935960MHz935954MHz954960MHzDCS上行17101720MHz17451755MHz200KHz下行18051815MHz18401850MHzWCDMA上行19201980MHz下行2110217

47、0MHzCDMA-2000上行下行TD-SCDMA上行1880 1920 MHz、2010 2025 MHz、2300 2400 MHz下行小灵通1895 1920 MHzW-LAN2.42.48GHz（一）CDMA的各信道频率CDMA的工作频段，上行工作频率为825-835MHz，下行工作频率为870-880MH频道间隔为1.23MHz。CDMA的各信道频率配置，见表（6）。表（6）CDMA的各信道频率配置频道序号上行频率下行频率备注37826.11MHz871.11MHz78827.34MHz872.34MHz119828.57MHz873.57MHz160829.80MHz874.80M

48、Hz201831.03MHz876.03MHz242832.26MHz877.26MHz283833.49MHz878.49MHz（二）GSM网的频道配置1、频道序号和频道标称中心频率的关系GSM网的频道配置采用等间隔方式，频道间隔为200KHz，同一信道的收发频率间隔为45MHz，频道序号和频道标称中心频率的关系为 F上行（n）=890.200MHz+（n-1）×0.200MHz F下行（n）=F上行（n）+45.000MHz 式中： 频道序号 n=11242、GSM网的各信道频率GSM网的频道序号 n=1124，频道间隔为200KHz，GSM网的各信道频率，见表（7）。表（7）

49、GSM网的各信道频率配置频道序号上行频率（MHz）下行频率(MHz)频道序号上行频率(MHz)上行频率(MHz)频道序号上行频率(MHz)下行频率(MHz)001890.2935.2043898.6943.6085907.0952.0002890.4935.4044898.8943.8086907.2952.2003890.6935.6045899.0944.0087907.4952.4004890.8935.8046899.2944.2088907.6952.6005891.0936.0047899.4944.4089907.8952.8006891.2936.2048899.6944.60

50、90908.0953.0007891.4936.4049899.8944.8091908.2953.2008891.6936.6050900.0945.0092908.4953.4009891.8936.8051900.2945.2093908.6953.6010892.0937.0052900.4945.4094908.8953.8011892.2937.2053900.6945.6095909.0954.0012892.4937.4054900.8945.8096909.2954.2013892.6937.6055901.0946.0097909.4954.4014892.8937.805

51、6901.2946.2098909.6954.6015893.0938.0057901.4946.4099909.8954.8016893.2938.2058901.6946.6100910.0955.0017893.4938.4059901.8946.8100910.2955.2018893.6938.6060902.0947.0102910.4955.4019893.8938.8061902.2947.2103910.6955.6020894.0939.0062902.4947.4104910.8955.8021894.2939.2063902.6947.6105911.0956.0022894.4939.4064902.8947.8106911.2956.2023894.6939.6065903.0948.0107911.4956.4024894.8939.8066903.2948.2108911.6956.6025895.0940.0067903.4948.4109911.8956.8026895.2940.2068903.6948.6110912.0957.0027895.4940.4069