移动通讯发展展望

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【摘　要】对移动通信前20余年的发展略予回顾，指出其现状差强人意之处。阐述了当前世界各国相关业界对于新一代移动通信技术发展的一些要求、设想和探讨。

【关键词】移动；通信 移动通信自1980年面市以来，已经走过20几年，经历了第一代（1G）和第二代（2G），现正向第三代（3G）平滑演进，并在探索后3G 或4G的前景。

1.移动通信的前20年

第一代移动通信从开始商用到完成使命，大约由1980年持续到1994年，以频分多址（FDMA）制式提供普通模拟电话，实际数据速率为2.4 KBit/S。

第二代移动通信，大约由1995年持续到本世纪初，采用时分多址（TDMA）制，支持数据电路交换，提供优质数字电话和简短文本的传输，数据速率为14.4 KBit/S（实际仅达9.6 KBit/S）。

近年发展的二代半（2.5G）移动通信支持分组交换，数据速率目标为115 KBit/S（实际仅为40 KBit/S）。

2G和2.5G移动通信技术，虽较1G有所提高，但随着用户数量的增加以及用户对多媒体业务的需求，其在使用频段、频谱利用率、接入速率以及网络能力等方面都显现不足。

ITU早在20世纪80年代中期就盘算在2000年前后搞出一个工作在2000MHｚ频段的未来陆地移动通信系统（FPＬMTS）。这个系统1996年正式以IMT－2000命名，通称为第三代移动通信系统（3G）。

3G的目标概括起来如下：

（A）全球统一标准，使用统一频段，提高频谱效率。

（B）提供高质量的多媒体服务。

（C）加强安全保密功能。

（D）要求数据传输速率在室内环境下达到2MBIT/S（步行384KBit/S，车行144KBit/S）。当然，还须容易从2G系统平滑过渡。

后3G或4G移动通信系统的具体情况现在很难想象，但是后3G或4G时代的宽带移动通信系统肯定不会像前几代那样只是蜂窝产业独家的天下。后3G 或4G系统将汇集无线接入、无线移动、无线LAN等先进技术，并结合全IP网络，为用户提供一个安全可靠、使用方便的无线移动INTErNET系统，能满足人类社会在未来若干年内对移动通信业务的要求。

2.当前的一些研究动向

2.1移动宽带系统（MBS）

移动宽带系统（MBS）是由欧洲委员会组织一些公司和学校合作完成的移动宽带设计方案。其物理层是基于大多数2G电话的TDMA变种，较高层则基于ATM。前面各代移动通信主要用于通话，间或兼容一些诸如短信之类的业务，而MBS则要使各种形式的服务分开。它是一个大的数据信道设施，可供各种形式的服务单独应用。

估计此系统要商业化还得15年时间，开始使用可能在2010年，大量展开服务估计要到2020年。在这段时间，技术指标要改变，物理层将以为克服无线信号多径传输干扰而设计的正交频分复用（OFDM）技术为基础，同时放弃ATM改为面对IPｖ6，要用以前不用的40GHｚ或60GHｚ频谱来满足极其宽阔的带宽要求。

2.2 IEEE 802.11系列

目前，在移动中接入INTErNET的最快方法是通过无线LAN。美国IEEE于上世纪末开发了IEEE 802.11标准系列产品，其中有802.11、802.11A和802.11B，以及还在研发中的802.11G。802.11技术不太成熟，未见商用产品；802.11A有技术优势，但难度大，商品化较晚，当前市场上大量使用的是802.11B。

802.11A工作于无需发证的5GHｚ频段，采用比DSSS相对复杂的正交频分复用（OFDM）技术，最高物理速率达54MBIT/S，实际通过量最高可达31MBIT/S。除数据速率比较高、频带比较宽、干扰比较少外，5GHｚ波段的信道数量总是比较多也是802.11A的优点。802.11A存在的问题是与802.11B产品的兼容性和互操作性问题。

为了解决互操作性，IEEE发展 了802.11G，用以扩展802.11B的数据速率和覆盖范围并与其兼容。802.11B和802.11A的覆盖范围分别为100M和80M。802.11G使用2.4GHｚ频段，采用了OFDA技术，覆盖范围可望达到150 M，但速率没有802.11A快，物理层速率可达54MBIT/S，而实际通过量只有12MBIT/S。

与60GHｚ的MBS一样，以无线LAN为基础进行接入的问题也是每个接入点或基站能达到的距离很小，户内大约100M，户外环境好的情况下也仅有几百米。这就是说，无线LAN在公众应用方面目前只能局限于少数热点，如空港旅客休息厅、会议中心、大旅馆以及商业区等。要想扩大服务范围，有些服务商寄希望于与现有的专用无线LAN协作，让他们来填补空隙。

2.3 HIPErLAN2

HIPErLAN2是欧洲电信标准协会（ETSI）于上世纪末开始组织研究发展的。

HIPErLAN2与IEEE 802.11A在物理层差不多，即都工作在5GHｚ，也采用OFDM技术，给出同样的数据速率，即最大物理速率高达54MBIT/S，实际通过量达31MBIT/S。二者的差别主要在MAC层，802.11A是沿用以前的无线以太网功能，而HIPErLAN2的MAC协议既支持对时间要求严格的业务，也支持异步数据，这样分组语音和视频可以得到较好的ＱOS。HIPErLAN2与有线侧的接口连接，适应ATM、3G移动系统、1394网络以及IP网络。

HIPErLAN2设计得既是LAN也是WAN，并有较好的漫游性能。它的数据链路控制/无线链路控制子层具有发射功率控制和动态频率选择功能，从而提高频谱效率并降低其他同频系统干扰的可能性。HIPErLAN2支持认证、加密，具有较好的安全保密功能。

HIPErLAN2接入点覆盖范围也很小，户内约100M，户外几百米，与802.11A基本相同。

要做到全球无缝隙覆盖必须借助移动卫星系统。2001年7月，美国FCC批准了8个移动卫星服务系统，要求在2007年建成投产，速率大致达到ISDN的速率，话音达到长话的质量，能够传送视频和多媒体信息。其中2个MSS系统都是各用1个GEO卫星只覆盖美洲，另外几个分别用ＬEO和MEO卫星网络覆盖全球。

这些新系统使用2GHｚ频率，非常接近目前大多数国家核发给3G使用的频率， 从而可以使用较轻、较便宜的双模终端，并且可在地面和卫星接入点使用类似的无线部件。

2.4未来发展

4GMF提到新一代宽带无线移动通信系统将包括无线接入、无线移动、无线LAN、PDM等网络，集成的新一代移动通信系统将为无线用户提供宽带无线接入服务，通过应用层直到MAC层都有相应的ＱOS， 保证无线移动INTErNET业务应用。

欧洲另一新的研究项目BRAIN（BrOADBAND RADiO ACCESS FOr IP－BASED NETWOrk）是由西门子和其他一些公司合作进行的。它的特点是BRAIN和RAN分别经由各自的MIP网关接入IP骨干网，从而兼容UMTS、GPRS等多种体系。

一般看法，新一代移动通信系统将由无线局域网、蜂窝网和卫星网三者结合而成。卫星部分与地面部分的结合目前有3种不同设想。

（A）卫星网络自成系统，本身具备所有应有的网络功能。

（B）卫星网络与地面网络综合为一体，网络功能不重复。

（C）卫星部分简单地用于延伸地面部分（固定和/或蜂窝）。

3.结束语

上面提到的只是对新一代移动通信的一些思路或概念化设想，这些思路或设想综合起来似能展现出一个并不十分渺茫的新一代移动通信系统的前景。