移动通信发展史概述

1、移动通信发展史概述2013年12月4日工信部宣布向三大运营商发放4G牌照，根据工信部的公告，我国发放4G牌照，三家运营商将同步获得首批4G牌照，为TD-LTE制式。对于为何向三家运营企业只发放TD-LTE牌照，工信部发布了相关解读，并称“工信部收到三家运营企业申请 TD-LTE 牌照的相关材料，并且三家运营企业均已开展TD-LTE 规模网络试验，TD-LTE 技术完善和产业发展的成熟程度已具备规模商用的条件” 。这样的解释只是解释了为什么发TD-LTE 牌照，而没有解释为什么不发FD-LTE 牌照。按照上述解释，我们完全可以这样套读“ 工信部收到两家运营企业申请FD-LTE牌照的相关材料，并且

2、国外运营企业均已开展FD-LTE规模网络运行，FD-LTE技术完善和产业发展的成熟程度已具备规模商用的条件” 。实际上，FD-LTE和TD-LTE技术都趋于完善，产业发展的成熟程度也已具备规模商用的条件。但为什么只是中国移动一家作好了规模商用的准备，中国联通和中国电信均未准备就绪呢？这就必需从LTE 的前世到今身详细说起。从标准的角度来看，到目前为止，移动通信已经发展了3 代。一、1G移动通信标准第一代是模拟蜂窝移动通信网，时间是本世纪七十年代中期至八十年代中期。1978年，美国贝尔实验室研制成功先进移动电话系统(AMPS),建成了蜂窝状移动通信系统。而其它工业化国家也相继开发出蜂窝式移动通信

3、网。这一阶段相对于以前的移动通信系统，最重要的突破是贝尔实验室在七十年代提出的蜂窝网的概念。蜂窝网，即小区制，由于实现了频率复用，大大提高了系统容量。第一代移动通信系统的典型代表是美国的AMP朦统和后来的改进型系统 TACS以及NM丽NTT等。AMPS体进的移动电话系统)使用模拟蜂窝传输的 800MH故带，在北美，南美和部分环太平洋国家广泛使用；TACS(总接入通信系统)使用900MHz频带，分ETACS欧洲)和NTACS日本)两种版本，英国，日本和部分亚洲国家广泛使用此标准。1987 年 11 月 18 日，第一个模拟蜂窝移动电话系统在广东省建成并投入商用。第一代移动通信系统的主要特点是采用

4、频分复用，语音信号为模拟调制，每隔30KHz/25KHz 一个模拟用户信道。第一代系统在商业上取得了巨大的成功，但是其弊端也日渐显露出来：(1) 频谱利用率低(2) 业务种类有限(3) 无高速数据业务(4) 保密性差，易被窃听和盗号(5) 设备成本高(6) 体积大，重量大。第一代移动通信最大特点是语音终端移动化。二、2G移动通信标准第二代移动通信系统是为了解决模拟系统中存在的这些根本性技术缺陷，通过数字移动通信技术发展起来的，以GSM?口 IS-95为代表，时间是从八十年代中期开始。欧洲首先推出了泛欧数字移动通信网(GSM) 的体系。随后，美国和日本也制订了各自的数字移动通信体制。数字移动通网

5、相对于模拟移动通信，提高了频谱利用率，支持多种业务服务，并与ISDN 等兼容。第二代移动通信系统以传输话音和低速数据业务为目的，因此又称为窄带数字通信系统。第二代数字蜂窝移动通信系统的典型代表是美国的DAMP藻统，IS-95和欧耳II的GS碌统。(1) GSM住球移动通信系统)发源于欧洲，它是作为全球数字蜂窝通信的DMAfc准而设计的，支持64Kbps的数据速率，可与ISDN互连。GSM®用900MHzM带，使用1800MHz频带的称为 DCS1800 GSMR用FDD双工方式和TDM够址方式，每载频支持 8个信道， 信号带宽200KHz。GSMB准体制较为完善，技术相对成熟，不足之

6、处是相对于模拟系统容量增加不多，仅仅为模拟系统的两倍左右，无法和模拟系统兼容。(2) DAMPS (先进的数字移动电话系统)也称IS-54(北美数字蜂窝)，使用800MHz频带，是两种北美数字蜂窝标准中推出较早的 一种，指定使用TDM够址方式。(3) IS-95是北美的另一种数字蜂窝标准，使用800MHz或1900MH撷带，指定使用 CDMA；址方式，已成为美国 PCSg人通彳t系统)网的首先技术。1995年，GS喊字电话网正式开通。2002年中国联通于1月8日正式开通了 CDMAJ络并投入商用。由于第二代移动通信以传输话音和低速数据业务为目的，从1996 年开始，为了解决中速数据传输问题，又

7、出现了2.5 代的移动通信系统，如GPR序口 IS-95B。移动通信现在主要提供的服务仍然是语音服务以及低速率数据服务。第二代移动通信最大特点是数字化。三、3G移动通信标准由于网络的发展，数据和多媒体通信的发展势头很快，所以，第三代移动通信的目标就是移动宽带多媒体通信。第三代移动通信系统最早由国际电信联盟(ITU) 于 1985 年提出，当时称为未来公众陆地移动通信系统(FPLMTS，Future Public Land Mobile Telecommunication System) ， 1996 年更名为IMT-2000(International Mobile Telecommunica

8、tion-2000),意即该系统工作在 2000MH趣段，最高业务速率可达 2000kbps, 预期在2000年左右得到商用。由于自有的技术优势，CDM蔽术已经成为第三代移动通信的核心技术。为实现上述目标，对3G无线传输技术(RTT： Radio Transmission Technology) 提出了以下要求：(1) 高速传输以支持多媒体业务。室内环境至少2Mbps；室内外步行环境至少 384kbps；室外车辆运动中至少 144kbps；卫星移动环境至少9。 6kbps 。(2) 传输速率能够按需分配。(3) 上下行链路能适应不对称需求。由于自有的技术优势，CDM联术已经成为第三代移动通信的

9、核心技术。第三代移动通信的主要体制有WCDMAcdma2000和TD-SCDMA 1999年11月5日，国际电联ITU-R TG8/1第18次会议通过了"IMT-2000无线接口技术规范"建议，其中我国提出的TD-SCDM被术写在了第三代无线接口规范建议的IMT-2000 CDMA TDD部分中。 cdma2000 直接序列扩频码分多址，频分双工FDD方式； EV-DO Rel A版本可在1.25MHz的带宽内提供最高 3.1Mbps的下行数据传输速率； WCDMA 直接序列扩频码分多址，频分双工FD昉式； 基于R99/R4版本，扩展到R5,R6,可在5MHz的带宽内，提供

10、最高 21Mbps的用户数据传输速率； TD-SCDMA 时分双工 TDD< FDMA/TDMA/CDMA吉合； 基于R4版本，可在1.6MHz的带宽内，提供最高 384kbps的用户数据传输速率。第三代移动通信最大特点是移动终端智能化。从移动通信发展的历史我们可以看到，在第一、二代通信系统中，中国由于起步晚，基本没有参与，虽然中国市场巨大，但是由于专利技术的空白，发展饱受专利限制之苦，也明白了一流企业做标准，二流公司做技术，三流公司做产品的道理。中国发展移动通信事业不能永远靠国外的技术，必须要有自己的技术标准。1998 年，原中国邮电部电信科学技术研究院(现大唐电信科技产业集团)向IT

11、U提出了 TD-SCDM幅准。在中国2G移动通信市场形成移动(GSM、联通(GSM、电信(CDMA三分天下的格局 后，考虑到移动一家独大的实际情况，工彳t部决定由中国移动来承担推动TD-SCDMA：展得重任，并于 2009年正式向中国移动颁发了 TD-SCDMAk务的经营许可。虽然三种3G 移动通信系统几乎同时在中国市场开始运行，但是，得到中国政府大楼推进的TD 系统大发展却不尽人意，甚至移动有被拖累而缩小了与其它两家运营商市场份额差距的感觉。根本原因有三方面的因素：一是技术因素。由于时分双工体制自身的特点，TD有四个主要缺点：LTD同步要求高，需要GPS同步，同步的准确程度影响整个系统是否正

12、常工作；2.TD 码资源受限，只有16个码，远远少于业务需求所需要的码数量；3.干扰问题 上下行、本小区、邻小区都可能存在干扰；4.终端允许移动速度和小区覆盖半径等方面落后于频分双工体制。二是专利因素。TD-SCDM朦标准研究方为西门子，为了独立出WCDMA西门子将其核心专利卖给了大唐电信。所以，TD-SCDMA勺专利主要分布在诺基亚(32%)、爱立信(23%)、西门子(11%)手中, 大唐仅占7%。三是终端因素。由于中国庞大的通信市场，该标准虽然受到各大主要电信设备制造厂商的重视，全球一半以上的设备厂商都宣布可以生产支持TD-SCDM标准的电信设备，但是出于自身利益和对新游戏参与者实力的怀疑

13、，这些厂商在实际行动上可以说非常迟缓，严重言行不一，尤其是在终端的研发和生产上表现得十分冷淡。上述三大原因导致中移动也没有全力推动的热情。LTE并不是4G (第四代移动通信系统)。关于什么是4G,后面将详细谈到。LTE英文全称Long Term Evolution ,翻译成汉语就是长期演进，LTE是现有3G移动通信技术在4G应用前的最终版本，采用了很多原计划用于4G的技术如OFDM MIMO等，在一定程度上可以说是4G技术在3G频段上的应用。和现有的 3G及3G破术相比，LTE除了具有技术上的优越性之外，也提供了更加接近4G的一个台阶，使得向未来 4G的演进相对平滑，是现有3G技术向4G演进的

14、必经之路，你可以称它为3.9G,但它不是4G要说清LTE和4G的关系，必须要提到另一项著名的移动技术WiMax即全球微波互联接入(Worldwide Interoperability for Microwave Access)和另一个组织 IEEE (电机电子工程师学会)。WiMAXti!叫无线城域网或802.16 ,是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50kmi WiMAX®具有QoS保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。WiMAX的技术起点较高，采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMAAAS MIMO等先进技术。说了这么多，如

15、果你还不明白，那就说说无线局域网，你家电脑上网常用的方式，总有印象了吧，无线局域网也是IEEE提出的一种技术标准，802.11。随着技术标准的发展，WiMA海步实现宽带业务的移动化，而3G则实现移动业务的宽带化，两种网络的融合程度会越来越高。说到底，PC领域的WiMAXm挑战移动通信终端的 3G 了。本来，按照移动通信的发展，在进入 3G时代以后，移动通信市场的研发机构和运营商已经由不同利益群体而形成了两大阵营：即 3GP所口 3GPP2这两大阵营计划分别推出自己的4G标准，由于 WIMAX勺挑战，在各自4G标准还没有形成的情况下，提出了 LTE这个中间过渡阶段的技术标准，而把LTE-Adva

16、nced定为4G标准。3GPP第三代合作伙伴计划 (3rd Generation Partnership Project) 是一个成立于 1998年12月的标准化机构。目前其成员包 括欧斗II的ETSI、日本的ARIB和TTC中国的CCSA韩国的TTA和北美的ATIS。3GP图织的存在很大程度上是为了避开高通公司 在CDM标准方面白专利。3GPP勺目标是在ITU的IMT-2000计划范围内制订和实现全球性的 (第三代) 移动电话系统规范。它致 力于GSMJ UMTSW-CDMA)演化，虽然 GSMJ W-CDM座中接口差别很大，但是其核心网采用了GPRS勺框架，因此仍然保持一定的延续性。3GP

17、Pi要是制订以GSMK心网为基础，UTRA(FD防W-CDM术)为无线接口的第三代技术规范 WCDMA3GPP提出的演 进过程是 WCDMA从HSPA演进至 HSP4 ,进而到 FDD-LTE,最终到IMT-Advanced ,或者LTE-Advanced,也就是4G 3GPP2第三代合作彳iM半计划 2),于1999年1月成立，由北美 TIA、日本的ARIB、日本的TTC韩国的TTA四个标准化组织发起， 主要是制订以ANSI-41核心网为基础，CDMA200的无线接口的第三代技术规范。3GPP猾出的演进方案是 CDMA200附着1xEVDORevO 1xEV DORev.A 1xEV DO

18、Rev.B ,最终到UMB然后，最近有很多迹象表明CDM阑式向4G的演进面临着意料外的波折。其原因，在于 “CDM应父”，该技术的主要倡导者和知识产权持有者一一美国高通公司已经放弃了规划已久的CDM钢络4G升级方案UMB其根本原因是，2007年10月，CDM侬营商VerizonWireless 也是美国第二大运营商转投LTE,而随后高通宣布放弃UM的发，直接促使3GPP2a弃向ITU-R提交IMT-Advanced解决方案，导致 UMEg终出局。高通是一个传奇性的公司，在推动 无线通信领域多次重大革新的同时，掌握了许多的关键技术专利，并通过向上下游厂商收取专利授权费实现了巨额利润。CDMAfO

19、式正是高通公司的产物，它占用频段资源更少，但提供更好的体验，同时可以容纳更多的用户，因此在全球受到了运营商的广泛 欢迎，高峰时期全世界有上百家运营商建设了CDM钢络。无论是WCDMA是TD-SCDMA从其名字就可以直接看出其核心技术都包含了高通CDM府利。但是，因为高通收取的授权费过于高昂，使许多的手机厂商和运营商不堪重负。因为授权费的存在，手机厂 商提供的CDM转机也一直远少于 GS解机。好酒也怕巷子深，在无人喝彩的“技术引领市场”和热火朝天的“产业链制胜”之间， 通信运营商纷纷选择了后者。再加上因始终不肯在专利授权费用上让步，高通为自己在全球惹上了无数官司，并最终导致了其力 推白4G标准U

20、M除叛亲离，全世界没有一家运营商将会支持这一标准。 中国无线通信标准研究组(CWTS年1999年6月在韩国正式签字同时加入 3GP可口 3GPP2,成为这两个当前主要负责第三代伙伴项 目的组织伙伴。所以，3GPP随后也提出了 TD-SCDMA勺演进过程，从HSP婕进至HSPA，进而到TDD-LTE最终到IMT-Advanced。 由于UMB勺意外夭折，导致 3GPP2车营的运营商分裂，一部分投向了WiMAX车营，实施从802.16e演进为802.16m的路线；另一部分则选择了支持中国的 TDD-LTE演进路线。WiMAX LTE和UM瞰认为是移动通信向4G演进的主要三种技术标准。ITU对IMT

21、-Advanced要求的峰值速率为：(1)低速移动、热点覆盖场景下1Gbit/s 以上。(2)高速移动、广域覆盖场景下100Mbit/s 。目前这三种标准都未达到ITU 为 IMT-Advanced制订的目标，因此IEEE和3GP博各大标准组织都在积极修订各自的标准，以符合ITU-R的建议。目前在国际市场上，主要是WIMA河口 LTE-FDD的竞争。对于LTE-TDD来说，虽然表态支持者不少，但基本都是觊觎中国市场的生产商，他们支持的是提供运营商设备和终端，而国外的通信运营商还没有表示要使用LTE-TDD的。WiMAX是由IEEE提出的宽带无线接入技术，受到英特尔、思科等 IT厂商的支持。由于

22、没有原体制的束缚，最符合宽带接入市场的需求。采用WiMAX勺运营商主要是固网运营商和新运营商，然而，这些运营商可以利用VoIP等技术，通过 WiMA涧络为用户提供与蜂窝网络相同的移动语音服务。WiMAX艮LTE的关系更像是同母异父的两姊妹，由于面对越来越高的频宽需求，传统的交换式电信架构已经无法满足，所 以无论是 WiMA斌是LTE都采用IP架构，并且不约而同在下载采用OFD做术，仅在上传采用不同的架构。从目前的态势来看，LTE已经占据了上风，但是这个结果并不是由技术的优劣决定的。两种标准采用的技术相似度很高：都使用了相同或者相近的频带宽度、编码方式，都采用了OFDM A MIMO?技术，在未

23、来有可能继续融合。但不管如何融合，以上的技术必将成为未来 4G标准的主流技术。兼容性方面，WiMax(802.16e )可以完全兼容 WiMax( 802.16d ),在未来的4G中 WiMaX802.16m)也可以完全兼容 WiMax(802.16e), 但对传统的3G网络无法支持。目前可以开发传统手机与WiMax相结合的双模解决这个问题。LTEFDDM有良好的向下兼容性，支持WCDMA/CDMA2000演进，因此成为广受支持的标准。相比之下，似乎LTE TDD只支持TD-SCDMAK进。彳I是，2008 年2月13日爱立信首家演示了在同一系统和终端平台上同时支持LTE FDDffi TD-

24、LTE技术。同时，沃达丰和中国移动宣布要求设备厂商同时支持LTE FDDffi LTE TDD方式。未来两种方式共用平台将成为业界标准。频谱效率方面，LTETDDffi WiMax都采用时分双工方式，不需要成对的频率，在频率资源紧张的今天，这种方式能够灵活配置频率，使用LTEFDD系统不易使用的零散频段。这也成为LTE TDDffi WiMax最大的优势。从峰值速率看，LTETDD窜值速率会略低于 LTEFDD这是由于LTETDDW要在同一个载频上保持一定的上下行时隙的比例和需要预 留一定的时隙资源作为上下行时隙之间的保护，所以LTE TDD的峰值速率低于LTE FDD但仍在可接受范围内。从标

25、准成熟度看， WiMAX LTE都已大规模商用。WiMax的优势：一、实现更远的传输距离。WiMax所能实现的50公里的无线信号传输距离是现在的无线局域网和LTE所不能比拟的，网络覆盖面积是3G发射塔的10倍，只要少数基站建设就能实现全城覆盖，这样就使得无线网络应用的范围大大扩展。二、提供优良的最后一公里网络接入服务。作为一种无线城域网技术，它可以将Wi Fi热点连接到互联网，也可作为 DSL等有线接入方式的无线扩展。三、提供多媒体通信服务。由于WiMax较之Wi-Fi具有更好的可扩展性和安全性，从而能够实现电信级的多媒体通信服务。WiMax的劣势：第一，从标准来讲 WiMax技术是不能支持用

26、户在移动过程中无缝切换。其速度只有50公里，而且如果高速移动，WiMAXi不到无缝切换的要求，跟LTE 比，其性能相差是很远的。第二，WiMAXT格意义讲不是一个移动通信系统的标准，还是一个无线城域网的技术。第三，WiMAXg到802.16m才能成为具有无缝切换功能的移动通信系统。WiMAX车营把解决这个问题的希望寄托于未来的16m标准上，而16m的进展情况还存在不确定因素。第四、从产业链来讲，Wimax有商用数据上网卡有商用手机 (HTC Max 4G),并且还存在终端一致性测试的问题。所以，WiMAX勺产业链还需要经过像 TD-SCDM庶业链的规模试验过程。综上所述，两种标准系统性能基本相

27、当，各有优势。在技术不分伯仲的前提下，运营商和厂商的支持力度将成为左右标准最终成败的重要力量。LTE虽然是彼起之秀，但是 LTE的支持清一色都是全球手机和电信的大厂大商。LTE除了实现高速、宽带以外，更重要的一个目的就是要解决3G时代标准分立以及频段使用混乱的情况，现状是GSMB全世界几乎除了日本以外，都可以使用，但3G却至少有CDMA200甫WCDMA个以上的系统，加上各国使用的频段不同，现在许多电信运营商经营范围横跨数个国家，当然想要可以一次解决这些问题。LTE能够向下提供3G与2G的服务，所以必然成为全球运营商的首要选择。LTE阵营拥有的“蜂窝遗产”是保证3GPP “底气十足”的关键所在

28、，运营商早期部署LTE时，这份遗产将保证它们可以选择点状的方式进行网络铺设，届时支持2G/3G/LTE的多模终端可以在热点区域选择LTE进行通信，若使用语音通话，用户可以切换回传统无线网络以确保通话品质。从这点来看，LTE技术将是中期和长期的赢家。运营商阵营的统计和分析：(1 )全部 WCDMA TD-SCDMA1营商和大部分 CDMA200运营商者B选择了 LTE作为未来的网络演进方向，似乎LTE已经成为未来 4G技术的默认标准。(2)传统的CDMA2000I营商调转方向，除了美国SprintNextel 和Clearwire 采用 WiMax标准作为下一代网络的演进方向，世界上其他主要的C

29、DM侬营商都准备部署 LTE。如：美国VerizonWireless 、日本KDDI、韩国SK电讯和韩国电信(KTF)、加拿大Bell 和 Telus 。(3)固网运营商和新兴运营商对WiMax更感兴趣(如英国电信)，传统移动运营商则更支持LTE的演进方向。(4)沃达丰和AT&TS采用LTE部署下一代网络的同时，也采用了 WiMax作为补充，这主要因为LTE商用至少要到2010年，而WiMax 正好可以弥补HSPA勺速率不足问题。综上所述，运营商对未来 4G的标准影响可能是决定性的。从目前看，主流运营商几乎一致支持LTE标准。另外2008年2月中国移动、沃达丰和 Verizon宣布联合

30、开展 LTETDD1试，此举避免了 LTETD强边缘化的问题，为未来LTE FDDft! LTE TDD#同发 展创造了条件。生产厂商阵营的统计和分析：(1) LTEFDDJL乎所有主要的通信厂商均支持，反映出LTEFDD勺强大根基。(2) LTETD昉面，除了中国本土厂商大力支持外，爱立信、诺基亚西门子、阿尔卡特朗讯等国外厂商也表示支持LTETDDffi LTEFDD的同步发展。在2008 年 2 月份巴塞罗那的全球电信展中，世界最大的移动设备供应商 爱立信首家演示了在同一基站上支持LTE FDD和LTE TDD莫式工作。爱立信也认为，未来4G终端也将同时支持两种工作模式。有理由相信会有更多

31、厂商会参与到LTE TDD的设备开发上来。(3) WiMax主要由英特尔、思科等IT公司支持，同时阿尔卡特朗讯和摩托罗拉也表示支持，并且投入资金进行开发。然而爱立信和北电网络均表示放弃或者缩减WiMAX的投资，专注发展LTE。4G技术标准的演进关系到每个厂商的切身利益，而4G标准化过程中也必将不断产生对抗与融合。目前LTEFDD1受厂商支持，而LTETD雎中国移动和 沃达丰的倡导下，必将与LTEFDD虫合发展。IT巨头英特尔、思科等公司希望在未来的宽带接入市场上继续自己 IT 业的辉煌。回到国内，再来分析三大通信运营商的竞争和抉择。因为中国政府的坚决支持，中移动采用LTE-TDD已经盖棺定论。

32、中国 4G时代是否上LTE FDX直有争议，主要是涉及专利费和网络信息安全。但这些理由是战不住脚的，以专利而言，在LTE-TDD的所有专利中，中国占比也只在大约 15%左右。中国电信和中国联通虽然也获得了 TD-LTE的牌照，但基于两家以前一再表态只想要一张FDD LTE牌照，不想要TD-LTE牌照的事实，恐怕两家不会大规模投入TD-LTE 的建设。基于以下三个方面的因素，是可以理解的：一、LTE-FDD对WCDMA/CDMA2000向下兼容性更好；二、同日t接受TD-LTE牌照的话，即便不想大做 TD-LTE,也是需要花一些时间和金钱建设一些TD-LTE网络，但这些TD-LTE网络显然对中国联通和中