高建濤 譚學(xué)廣

【摘要】本文介紹了移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，簡(jiǎn)述了1G和2G標(biāo)準(zhǔn)的歷史，重點(diǎn)介紹3G和4G標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展和特點(diǎn)，以及我國(guó)對(duì)3G和4G推動(dòng)作用，并分析我國(guó)2G3G4G通信業(yè)務(wù)發(fā)展?fàn)顩r，展望未來的發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】3G 4G 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 趨勢(shì)

近二十年移動(dòng)通信技術(shù)經(jīng)歷了巨大的發(fā)展，從第一代的大哥大，第二代的GSM，第三代的3G網(wǎng)絡(luò)，到現(xiàn)在第四代LTE網(wǎng)絡(luò)；技術(shù)的發(fā)展帶來了更高的通信質(zhì)量，更好的用戶體驗(yàn)，以及更多更完善的通信服務(wù)；

我國(guó)從3G標(biāo)準(zhǔn)開始，大力推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，首次提出中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的3G標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA，并在4G標(biāo)準(zhǔn)上爭(zhēng)取了TDD-LTE標(biāo)準(zhǔn)，本文概述了移動(dòng)通信的發(fā)展，以及展望未來的發(fā)展前景。

一、1G和2G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1.1 1G和2G技術(shù)

第一代1G移動(dòng)通信采用模擬制式技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)容量非常小，只能少數(shù)人有機(jī)會(huì)使用手機(jī)，因此手機(jī)成了身份的象征，1G手機(jī)有了“大哥大”的稱謂。目前1G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)淘汰，“大哥大”也成為歷史。

第二代2G移動(dòng)通信的典型代表是GSM技術(shù)，由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)組織制訂，采用數(shù)字技術(shù)和蜂窩技術(shù)，具有通話語言清晰、安全性好，頻譜效率高，網(wǎng)絡(luò)容量大等特點(diǎn).非常適合語音通話。目前GSM仍然是廣泛應(yīng)用，全球超過200個(gè)國(guó)家和地區(qū)超過10億人使用GSM電話。

1.2 2G技術(shù)的不足

然而隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和人們對(duì)移動(dòng)通信的新需求，GSM的一些不足的地方也漸漸顯露，難以滿足手機(jī)高速上網(wǎng)等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要。從技術(shù)原理上看，GSM將通信信道劃為200Kphs的帶寬，并且再劃分8個(gè)時(shí)隙，因此每個(gè)時(shí)隙帶寬為200/8=25kbps，雖然滿足12.2kpbs的語音通話，但GSM只能達(dá)到9.6kphs的數(shù)據(jù)域網(wǎng)絡(luò)速度（指標(biāo)準(zhǔn)GPRS速度）。后來GSM的增強(qiáng)數(shù)據(jù)技術(shù)EDGE，采用了多時(shí)隙技術(shù)和高階調(diào)制技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)速度大幅提升，但仍然難以滿足手機(jī)高速上網(wǎng)等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要：

二、3G技術(shù)和主要標(biāo)準(zhǔn)

2.1 3G技術(shù)的含義

3G全稱為第三代移動(dòng)通信技術(shù)，顧名思義是相對(duì)于前兩代信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)而言的，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通訊技術(shù)。與前兩代技術(shù)相比，在數(shù)據(jù)上網(wǎng)速度優(yōu)勢(shì)提升明顯，在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps（兆比特/每秒）、384kbps（千比特/每秒）以及144kbps（千比特/每秒）的傳輸速度。提供包括網(wǎng)頁瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。

2.2 3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

日前的3G技術(shù)，主要有三種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：WCDMA.CDMA2000及TD-ScDMA。

1、WCDMA

WCDMA，由歐洲的寬帶CDMA技術(shù)而來，是無線接口的第三代通信系統(tǒng)。與另兩種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相比，WCDMA岡具備較高的擴(kuò)頻增益，漫游能力最優(yōu)，技術(shù)成熟度最高。

2、CDMA2000

CDMA2000發(fā)展于窄帶CDMAIS95技術(shù)，由美國(guó)公司提出，包含CDMA2000lx到CDMA20003x的演進(jìn)衍生，主要是載波技術(shù)的演變，CDMA2000可以從CDMA20001。直接升級(jí)為3G，建設(shè)成本較低廉，但支持者少于WCDMA。

3、TD-SCDMA

TD-SCDMA由我國(guó)提出，采用時(shí)分雙工多址頻帶，并運(yùn)用了智能天線技術(shù)，以提高頻譜利用效率。TD-SCDMA在頻譜的靈活有效利用，成本構(gòu)成方面優(yōu)勢(shì)明顯。

三、我國(guó)3G發(fā)展概況

3.1 3G牌照發(fā)放

工信部于2009年向我國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商發(fā)放了3G牌照，標(biāo)志著我國(guó)通信業(yè)進(jìn)行進(jìn)入3G時(shí)代。其中中國(guó)移動(dòng)公司采用具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)聯(lián)通公司采用WCDMA標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)電信公司采用CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況

獲得3G牌照后，三大運(yùn)營(yíng)商都對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了大規(guī)模升級(jí)建設(shè)，3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋率呈現(xiàn)幾何增長(zhǎng)，基本覆蓋到了全國(guó)主要城市。

3.3 3G服務(wù)情況

3G服務(wù)相比傳統(tǒng)語音收入來講，在增值服務(wù)收入上占比更高，依靠消費(fèi)水平更高的通信用戶，3G服務(wù)能夠直接拉動(dòng)商業(yè)利潤(rùn)。3G服務(wù)除了傳統(tǒng)語音通話及互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)服務(wù)外，還增加了諸如手機(jī)支付，手機(jī)定位，手機(jī)炒股，手機(jī)辦公，信息共享，流媒體播放等多樣化的應(yīng)用服務(wù)功能，3G服務(wù)向著更加專業(yè)化，人性化的方向發(fā)展。

四、4G的興起和未來發(fā)展趨勢(shì)

4.1 4G標(biāo)準(zhǔn)

繼3G標(biāo)準(zhǔn)的成功后，3GPP組織制定的UMTS（通用移動(dòng)通信系統(tǒng)）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)期演進(jìn)LTE（Longg Term Evolution），也就是通稱的4C網(wǎng)絡(luò)于2004年12月在3GPP多倫多會(huì)議上正式立項(xiàng)并啟動(dòng)。

LTE系統(tǒng)引入了正交頻分復(fù)用（OFDM）、多輸入多輸出（MIMO）、IP化網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)，顯著增加了頻譜效率和數(shù)據(jù)傳輸速率，LTE標(biāo)準(zhǔn)一般認(rèn)為下行峰值速率為lOOMhps，上行為50Mbps。

根據(jù)雙工方式不同LTE系統(tǒng)分為FDD-LTE和TDD-LTE，其中FDD系統(tǒng)上下行采用成對(duì)的頻段接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，而TDD系統(tǒng)上下行則使用相同的頻段在不同的時(shí)隙上傳輸，較FDD雙工方式，TDD有著較高的頻譜利用率。我國(guó)的TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的演進(jìn)方案是TDD-LTE；

五、我國(guó)4G發(fā)展概況

5.1 我國(guó)4G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和4G牌照發(fā)放

我國(guó)大力推動(dòng)4G標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，對(duì)4G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃以及4G頻段劃分給予了重點(diǎn)考慮和優(yōu)先發(fā)展，目前中國(guó)移動(dòng)獲得130MHz頻譜，中國(guó)聯(lián)通獲得40MHz頻譜，中國(guó)電信獲得40MHz頻譜；

2013年12月4日，工信部向三大運(yùn)營(yíng)商頒發(fā)了TD-LTE牌照；2015年2月27日，工信部向中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通發(fā)放了FDD-LTE牌照。

5.2 我國(guó)4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)情況

盡管我國(guó)4G牌照發(fā)放時(shí)間不長(zhǎng)，三大運(yùn)營(yíng)商開始大力建設(shè)4G網(wǎng)絡(luò)，其中中國(guó)移動(dòng)的4G建設(shè)最快，根據(jù)計(jì)劃，2015年年底，僅在廣東就將建成6.5萬個(gè)基站。中國(guó)移動(dòng)2014年預(yù)算在4G上的投資為417億元，2015年預(yù)算4G的投資占總資本開支約33%，公司目標(biāo)于年內(nèi)增加so萬個(gè)基站，足以表現(xiàn)其對(duì)4G業(yè)務(wù)的重視和期待。

2014年12月17日，中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通發(fā)布公告，宣布TD-LTE/LTE FDD混合組網(wǎng)試驗(yàn)城市分別增加15個(gè)，累計(jì)達(dá)56個(gè)；2015年獲得FDD-LTE牌照后，中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通將開展新的4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃。

六、移動(dòng)通信的未來發(fā)展趨勢(shì)

6.1 長(zhǎng)期演進(jìn)發(fā)展趨勢(shì)

移動(dòng)通信技術(shù)不斷發(fā)展，LTE-Advanced（簡(jiǎn)稱LTE-A）是LTE的下一個(gè)演進(jìn)版本，其目的是為滿足未來幾年內(nèi)無線通信市場(chǎng)的更高需求和更多應(yīng)用，技術(shù)參數(shù)為峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps；

6.2 未來的多網(wǎng)融合發(fā)展趨勢(shì)

除了1G的模擬制式技術(shù)已經(jīng)淘汰外，2G、3G、4G目前已被廣泛使用，各有自身優(yōu)點(diǎn)，并將長(zhǎng)期共存，協(xié)同服務(wù)，未來的發(fā)展將是2G/3G/4G相融合的通信網(wǎng)絡(luò)。并且WIFI等其他無線通信技術(shù)一起，向數(shù)據(jù)化，高速化、寬帶化、多業(yè)務(wù)化方向發(fā)展，共同為用戶提供多樣化的服務(wù)。

七、結(jié)束語

隨著技術(shù)的進(jìn)步，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了巨大的發(fā)展，從最初的1G模擬制式到后來的2G、3G、4G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)也積極推動(dòng)技術(shù)，并在3G和4G標(biāo)準(zhǔn)方面提出中國(guó)的TD-SCDMA和TDD-LTE標(biāo)準(zhǔn)。未來的多網(wǎng)融合長(zhǎng)期共存，同為用戶提供多樣化的服務(wù)。