近年來，隨著全球通信技術(shù)的飛速發(fā)展，移動通信在人們?nèi)粘Ｉ钪械牡匚辉絹碓街匾苿佑脩舻臄?shù)量也呈爆炸式增長的趨勢，市場前景一片大好，移動通信技術(shù)的發(fā)展速度與應(yīng)用領(lǐng)域更是呈現(xiàn)出如火如荼的發(fā)展態(tài)勢．在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)支撐技術(shù)、市場競爭和用戶需求的共同作用下，無線移動通信技術(shù)經(jīng)歷了近百年的發(fā)展，特別是在近二三十年間呈跨越式發(fā)展．［1］2010年7月，Ericsson(愛立信)發(fā)布綜合調(diào)查數(shù)據(jù)，指出在印度和中國等新興市場的主要帶動下，全球移動又迎來一個新的里程碑．2010年7月8日全球第50億個移動用戶誕生，3G用戶總數(shù)超過5億．根據(jù)聯(lián)合國的統(tǒng)計，全球人口總數(shù)已經(jīng)突破70億，移動電話用戶已經(jīng)覆蓋全球73．5%的人口．2009年12月，移動網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量首次超過語音呼叫的數(shù)據(jù)流量，這是移動互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的又一個里程碑事件．同時，根據(jù)UMTS(UMTS，UniversalMobileTelecommuni-cationsSystem，通用移動通信系統(tǒng))論壇有關(guān)報告預(yù)測，2010年全球移動通信運(yùn)營商的業(yè)務(wù)收入將達(dá)到3200億美元，其中有2330億美元是由3G新業(yè)務(wù)產(chǎn)生．而在未來十年內(nèi)累計的移動業(yè)務(wù)收入將超過10000億美元．巨大的市場潛力，吸引著全球的設(shè)備開發(fā)商、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商、業(yè)務(wù)開發(fā)商等積極推動著3G的發(fā)展．

無線移動通信的發(fā)展經(jīng)歷了5個階段，正在向第四代無線移動通信系統(tǒng)技術(shù)快速邁進(jìn)．從最開始的無線對講系統(tǒng)、傳統(tǒng)的單基站大功率系統(tǒng)到蜂窩移動系統(tǒng)、衛(wèi)星移動系統(tǒng);從本地覆蓋到全國覆蓋，并實現(xiàn)了國內(nèi)、國際漫游;從提供語音業(yè)務(wù)到提供包括數(shù)據(jù)的綜合業(yè)務(wù);從模擬移動通信系統(tǒng)到數(shù)字移動通信系統(tǒng)等，目前已經(jīng)歷了四代，目前業(yè)界正在積極推進(jìn)第五代移動通信技術(shù)的應(yīng)用．無線移動通信發(fā)展的最終目標(biāo)是實現(xiàn)任何人(Who-ever)可以在任何地點(diǎn)(Wherever)、任何時間(Whenever)與其他任何人(Whomever)進(jìn)行任何方式(Whatever)的通信(即W5的個人通信)［2］．下面就簡單的介紹一下無線移動通信系統(tǒng)發(fā)展的前4個階段．

1無線移動通信發(fā)展歷程

從1897年，Marconi(馬可尼，意大利科學(xué)家，無線電先驅(qū))在赫茲實驗的基礎(chǔ)上完成了一個固定站與一艘拖船之間的無線通信實驗［3］，證明了在移動體之間以無線方式進(jìn)行通信的可行性，至今，移動通信的發(fā)展大致經(jīng)歷了5個階段，如圖1所示．在這里首先簡單介紹一下前面4個階段的發(fā)展歷程及各自的技術(shù)特點(diǎn)．［4］

1．1前一代移動通信系統(tǒng)

20世紀(jì)20～30年代，采用AM調(diào)幅技術(shù)的警車無線電度電話系統(tǒng)開始使用，其工作頻率為2MHz;40～50年代，采用FM調(diào)頻技術(shù)的人工續(xù)接移動電話開始使用，采用單工工作方式，使用工作頻段為150MHz及450MHz，特別是在1947年Bell實驗室首先提出的蜂窩網(wǎng)的概念，為后來移動通信的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，20世紀(jì)60年使用150MHz和450MHz頻段的自動撥號移動電話開始使用;1964年美國開始研究更先進(jìn)的移動電話系統(tǒng)(IMTS，ImprovedMobileTelephoneSystem)．在這里我們稱之為前一代無線移動通信系統(tǒng)．

1．2第一代移動通信系統(tǒng)(1G)

20世紀(jì)70～80年代，第一代模擬蜂窩移動電話系統(tǒng)AMPS(AMPS，AdvancedMobilePhoneService)、TACS(TACS，TotalAccessCommunicationsSystem)、NMT(NMT，NordicMobileTelephone)分別在美國、英國和歐洲正式投入使用，主要采用模擬調(diào)頻、FDMA方式，主要工作頻段是800MHz和900MHz．其中美國的AMPS最早是1971年研制并在軍方投入使用，1973年由Motorola公司向美國聯(lián)邦通信委員會提出的移動通信系統(tǒng)申請，并在1983年正式投入商業(yè)運(yùn)行．第一代模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)由于系統(tǒng)容量小，不能滿足飛速發(fā)展的移動通信業(yè)務(wù)的需要．

1．3第二代移動通信系統(tǒng)(2G)

20世紀(jì)90年代，各國相繼推出了第二代數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)，主要有DAMPS系統(tǒng)、GSM系統(tǒng)(GSM900/DCS1800)、IS－95A的窄帶CDMA系統(tǒng)和日本的PDC系統(tǒng)(PDC，PersonalDataCellular)，第二代移動通信系統(tǒng)是采用TDMA和FDMA的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)，其容量和功能相比第一代模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)有了很大改進(jìn)，但是，其業(yè)務(wù)還主要是話音和低于9．6kb/s的數(shù)據(jù)通信．第二代移動通信系統(tǒng)采用了數(shù)字化，具有保密性強(qiáng)，頻譜利用率高，能提供豐富的業(yè)務(wù)，標(biāo)準(zhǔn)化程度高等特點(diǎn)，使得移動通信得到了空前的發(fā)展，從過去的補(bǔ)充地位躍居通信的主導(dǎo)地位．國內(nèi)目前應(yīng)用的第二代蜂窩系統(tǒng)為歐洲的GSM系統(tǒng)以及北美的窄帶CDMA系統(tǒng)．

1．4第三代移動通信系統(tǒng)(3G)

早在1985年國際電信聯(lián)盟ITU－T就提出發(fā)展第三代移動通信的戰(zhàn)略目標(biāo)，并在1996年正式更名為IMT－2000(IMT－2000，InternationalMobileTelecommunication－2000，即3G，3rd－generation)，3G是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)，與2G的主要區(qū)別是在傳輸聲音和數(shù)據(jù)的速度上的大幅提升，它能夠在全球范圍內(nèi)更好地實現(xiàn)無線漫游，并處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁瀏覽、電話會議、電子商務(wù)、視頻交互等多種信息服務(wù)．為了提供這種服務(wù)，無線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps、384kbps以及144kbps的傳輸速度．到21世紀(jì)初，基于窄帶CDMA技術(shù)(IS－95A)的寬帶CDMA技術(shù)CDMA2000、基于日本無線工業(yè)廣播協(xié)會ARIB支持的純WCDMA、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會ETSI制定的UTRA的WC-DMA、我國提出的TD－SCDMA成為目前第三代移動通信系統(tǒng)的三大標(biāo)準(zhǔn)，并正在全球范圍內(nèi)廣泛使用．2007年10月，IEEE推出的WiMAX(WiMAX，WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess，微波存取全球互通，又稱為IEEE802．16無線城域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn))成功獲得ITU的批準(zhǔn)，躋身3G標(biāo)準(zhǔn)之列．至此形成了以WCDMA、CDMA2000、TD－SCDMA和WiMAX為主的四大3G標(biāo)準(zhǔn)．

2無線移動通信發(fā)展趨勢

2．1第四代移動通信系統(tǒng)(4G)［7，8］

在3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作完成后，國際電信聯(lián)盟ITU并沒有停止移動通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，而是立即啟動了B3G(B3G，Back3G，后3G)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，并于2006年正式將B3G技術(shù)命名為IMT－Advanced技術(shù)(又稱4G技術(shù))．IMT－Advanced是國際電信聯(lián)盟為滿足未來10～15年全球移動通信需求而啟動的，根據(jù)國際電信聯(lián)盟規(guī)劃要求，在2008年2月完成4G技術(shù)方案征集通函的制訂，2008年開始4G候選方案的征集工作，2009年結(jié)束候選方案的征集，2010年完成候選方案的技術(shù)評估和融合，2012年前后發(fā)布4G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方案．2009年10月，國際電信聯(lián)盟ITU在德國德累斯頓舉行ITU－RWP5D工作組第6次會議，征集遴選新一代移動通信4G候選技術(shù)．國際電信聯(lián)盟收到來自中國、日本、韓國、歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP和北美標(biāo)準(zhǔn)化組織IEEE的提交的共6項4G候選技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)．這些提案涵蓋了LTE－Advanced和IEEE802．16m兩種技術(shù)，并且都包含了TDD和FDD兩種制式．國際電信聯(lián)盟ITU確定3GPPLTE－Advanced和IEEE802．16m為4G國際標(biāo)準(zhǔn)候選技術(shù)．2010年10月底，國際電信聯(lián)盟ITU－R小組選定3GPPLTE－Advanced和IEEE802．16m作為未來4G的標(biāo)準(zhǔn)．為了加強(qiáng)我國下一代寬帶無線通信技術(shù)的研發(fā)，提高我國自主知識產(chǎn)權(quán)在國際標(biāo)準(zhǔn)化中的比例，從2006年起，國家就設(shè)立了“新一代寬帶無線移動通信網(wǎng)”科技重大專項．根據(jù)我國通信中長期規(guī)劃，到2020年，應(yīng)使我國在國際通信標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化中占據(jù)重要的地位．我國提出的4G標(biāo)準(zhǔn)提案TD－LTE－Ad-vanced(LTE－Advanced的TDD制式)是繼TD－SCDMA之后，又一具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(4G標(biāo)準(zhǔn))［1］．IMT－Advanced將基于OFDM技術(shù)，并在LTE技術(shù)的基礎(chǔ)上，作進(jìn)一步增強(qiáng)．IMT－Advanced要求在保持成本效率的條件下，在支持靈活廣泛的服務(wù)和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，達(dá)到世界范圍內(nèi)的高度通用性、支持IMT業(yè)務(wù)和固定網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的能力、高質(zhì)量的移動服務(wù)、用戶終端適合全球使用、友好的應(yīng)用、服務(wù)和設(shè)備、世界范圍內(nèi)的漫游能力、增強(qiáng)的峰值速率以支持新的業(yè)務(wù)和應(yīng)用，實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)率和更大的系統(tǒng)容量，在低速移動、熱點(diǎn)覆蓋場景下峰值速率為1Gbit/s以上，高速移動、廣域覆蓋場景下峰值速率為100Mbit/s．