『壹』 現代移動通信技術的發展趨勢
1.1無線數據——生機無限
當前移動數據通信發展迅速，被認為是移動通信發展的一個主要方向。近年來出現的
移動數據通信主要有兩種，一種是電路交換型的移動數據業務，如TACS、AMPS和GSM中的
承載數據業務以及GSM系統的HSCSD，另外一種是分組交換型的移動數據業務，比較著名的
有摩托羅拉的DataTAC、愛立信的Mobitex和GSM系統的GPRS。
目前，無線數據業務只佔GSM網路全部業務量中的很小一部分，但是在未來的兩年中
這種狀況將開始扭轉，並大大改變。1999年以後，隨著HSCSD、GPRS等新的高速數據解決
方案顯露崢嶸，並成為數據應用的新的焦點，無線數據將成為運營商經營計劃中越來越重
要的部分，它預示著未來大量的商業機遇。
應用驅動市場
無線數據業務的主要驅動力在於用戶的應用。話音是單一的、容易理解、應用的市場。
然而無線數據則不同，無線數據最初的應用重點放在象運輸管理這樣的專業市場。近期無
線數據業務的目標市場是銷售人員或現場工程師這樣的用戶群。從這些先發目標的應用中
積累無線數據的經驗，並從中受益。隨著速率的增長，其他更通用的應用將會出現，無線
數據業務將開始影響大眾市場。
在過去的十年裡，傳統的生活方式已經在迅速改變，人們更經常性地移動，職業和個
人生活之間的分界變得模糊，人們需要不分時間、地點訪問很重要的信息。發生在用戶身
上的這種生活方式的改變將成為驅動無線數據業務發展的重要因素。
網際網路的影響
和通信的其他領域一樣，無線數據業務的一個最重要的驅動力來自Internet。根據最
近的研究，未來兩年歐洲的網際網路用戶數量將翻一番。在我國，網際網路用戶的年增長率將
高達300％。顯然用戶在運動中接入網際網路的需求將會增長。
為了滿足接人網際網路的需求，一個全球性的開放協議——無線應用協議（WAP）應運
而生。WAP為將Internet的信息內容以及增值業務傳送到移動終端提供了一種開放的通用
標准，實現了IP與GSM網路的橋接，是一個為廠商提供加速市場增長、避免網路割接、保
護運營商投資的標准，WM確保任何與WAP兼容的GSM手機都能工作。WAP是實現無線數據市
場快速發展的工具。
數據速率的發展
GSM承載業務所提供的GSM數據速率最高只能達到9.6kb／s。國際上1998年引入的高速
電路交換數據（HSCSD）技術將實現57kb／s的數據速率，對要求連續比特率和傳輸時延小
的應用是理想的，如會議電視、電子郵件、遠程接入企業的區域網和無線圖象。1999年商
用化的GPRS是第一個GSM分組數據應用，將實現超過100kb/s的數據速率。對較短的「突發」
類型業務是理想的，如信用卡認證、遠程測量和遠程事務處理。EDGE（增強數據速率GSM改
進模式）使用修改過的GSM調制方式來實現超過300kb／S的數據速率。EDGE會讓GSM運營商
特別受益，他們不但可以贏得第三代移動通信的經營執照，還可以提供有競爭力的寬頻數
據業務。
1.2個人多媒體通信——網路演進的方向
對隨時隨地話音通信的追求使早期移動通信走向成功。移動通信的商業價值和用戶市
場得到了證明，全球移動市場以超凡的速度增長。移動通信演進的下一階段是向無線數據
乃至個人移動多媒體轉移，這一進展已經開始，並將成為未來重要的增長點。
個人移動多媒體通信將根據地點為人們提供無法想像的、完善的個人業務和無線信息，
將對人們工作和生活的各個方面產生影響。在個人多媒體世界裡，話音郵件和電子郵件被
傳送到移動多媒體信箱中；簡訊將成為帶有照片和視頻內容的電子明信片；話直呼叫將與
實時圖象相結合，產生大量的可視行動電話。還將實現移動網際網路和萬維網瀏覽。象無線
會議電視這樣的應用將隨處可見，電子商務將蓬勃開展。對於運動中的用戶還有隨時隨地
的各種信箱和娛樂服務。
2網路技術的寬頻化
在電信業歷史上，移動通信可能是技術和市場發展最快的領域。業務、技術、市場三
者之間是一種互動的關系，伴隨著用戶對數據、多媒體業務需求的增加，網路業務向數據
化、分組化發展，移動網路必然走向寬頻化。
通過使用電話交換技術和蜂窩無線電技術，70年代末誕生了第一代模擬行動電話。AM
PS（北美蜂窩系統）、NMT（北歐行動電話）和TACS（全向通信系統）是三種主要的窄帶模
擬標准。第一代無線網路技術的一大成就就是去掉了將電話連接到網路的用戶線。用戶第
一次能夠在他們所在的任何地方無線接收和撥打電話。
第二代系統引入了數字無線電技術，它提供更高的網路容量，改善了話音質量和保密
性，並為用戶引入了無縫的國際漫遊。今天世界市場的第二代數字無線標准，包括GSM、D
－AMPS、PDC（日本數字蜂窩系統）和IS－95CDMA等，均仍為窄帶系統。
第三代移動系統，即IMT-2000，是一種真正的寬頻多媒體系統，它能夠提供高質量寬
帶綜合業務並實現全球無縫覆蓋。2000年以後，雖然窄帶行動電話業務需求將依然很大，
但隨著Internet等高速數據通信及多媒體通信需求的驅動，寬頻多媒體綜合業務將逐步增
長，而且就未來信息高速公路建設的無縫覆蓋而言，寬頻多媒體綜合業務將逐步增長，而
且就未來信息高速公路建設的無縫覆蓋而言，寬頻移動通信作為整個移動市場份額的子集
將顯得愈來愈重要。第三代系統預計在2002年投入商用。
從第二代到第三代系統的變化並不象從第一代模擬網路到第二代數字網路那樣存在重
大的技術變遷。從目前的技術發展現狀和趨勢來講，第二代系統將逐步平滑過渡到第三代
系統，在此演進過程中，移動網路所能實現的數據速率逐步升級；GSM承載業務所能提供的
數據速率為9.6Kb/s，1998年商用的HSCSD技術實現了57kb/s的數據速率，1999年引人的GP
RS將實現超過100WS的數據速率，將在2000年引入的EDGE技術可實現超過300kb/s的數據速
率。2001年後投入商用的第三代系統將能夠在廣域網上實現384kb／s的數據速率，在辦公
室和家中還可以達到2Mkb／s。
3網路技術的智能化
移動通信需求的不斷增長以及新技術在移動通信中的廣泛應用，促使移動網路得到了
迅速發展。移動網路由單純地傳遞和交換信息，逐步向存儲和處理信息的智能化發展，移
動智能網由此而生。移動智能網是在移動網路中引入智能網功能實體，以完成對移動呼叫
的智能控制的一種網路，是一種開放性的智能平台，它使電信業務經營者能夠方便、快速、
經濟、有效地提供客戶所需的各類電信新業務，使客戶對網路有更強的控制功能，能夠方
便靈活地獲得所需的信息。移動智能網通過把交換與業務分離，建立集中的業務控制點和
資料庫，進而進一步建立集中的業務管理系統和業務生成環境來達到上述目標。通過智能
網，運營公司可以最優地利用其網路，加快新業務的生成；可以根據客戶的需求來設計業
務，向其他業務提供者開放網路，增加效益。
關於移動智能網的研究，早在1995年就已開始，剛開始時並沒有具體的標准協議出現，
各廠商各自製定了自己的標准，並且據此進行了不少的研究工作，如Alcatel、Nortel、
Ericsson等都先後推出了自己的初期產品。這些工作為最終移動智能網標準的形成積累了
經驗。
1997年末，美國蜂窩電信工業協會（CTIA）制定了移動智能網的第一個標准協議——
IS－41D協議。1998年1月，歐洲電信標准研究所（ETSI）在GSM phase2+階段引入了CAMEL
協議（移動通信高級邏輯的客戶化應用程序），當時的版本是phase1。1998年4月，ITU－T
在新推出的智能網能力集一2標准中描述了移動接入的功能實體，稱為CAMELphase2標准。
伴隨著移動網路向第三代系統的演進，網路的智能化程度也在不斷地提升。智能網及
其智能業務是構成未來個人通信的基本條件。
4更高的頻段
從第一代的模擬行動電話，到第二代的數字移動網路，再到將來的第三代移動通信系
統，網路使用的無線頻段遵循一種由低到高的發展趨勢。
1981年誕生的第一個具有國際漫遊功能的模擬系統NMT的使用頻段為450MHz，1986年
NMT變遷到900MHz頻段。我國目前的模擬TACS系統的使用頻段也為900MHz。在第二代網路
中，GSM系統的開始使用頻段為900MHz，IS－95CDMA系統為800MHz。為了從根本上提高GSM
系統的容量，1997年出現了1800MHz系統，GSM900/1800雙頻網路迅速普及。2000年將投入
商用的第三代系統IMT-2000則定在2GMHz頻段。
5更有效利用頻率
無線電頻率是一種寶貴資源。隨著移動通信的飛速發展，頻譜資源有限和移動用戶急
劇增加的矛盾越來越尖銳，出現了「頻率嚴重短缺」的現象。解決頻率擁擠問題的出路是
採用各種頻率有效利用技術和開發新頻段。
模擬制的早期蜂窩移動通信系統採用頻分多址方式，主要通過多信道共用、頻率復用
和波道窄帶化等技術實現頻率的有效利用。隨著業務的發展，模擬系統已遠不能滿足用戶
發展的需求。數字移動通信比模擬移動通信具有更大的容量。同樣的頻分多址技術，數字
系統要求的載干比較小，因而頻率復用距離可以小一些，系統的容量可以大一些。而且，
數字移動通信還可採用時分多址或碼分多址技術，它比模擬的頻分多址制在系統容量上大
4－20倍。
CSM作為最具代表性和最為成熟的數字移動通信系統，其發展歷程就是一部頻率有效利
用技術的演進史。GSM採用時分多址制式，其對頻率的有效利用主要是通過頻率復用技術的
不斷升級實現的。從傳統的4×3方式，到3×3、1×3、MRP、2×6等新的復用技術，頻率復
用的密集度逐步提升，頻譜效率快速提高，GSM系統的容量得到逐步釋放。
1995年開始投入商用的IS－95CDMA（窄帶）系統，以無線技術的先進性和大容量等特
點著稱。它以擴頻技術為基礎，不同用戶的信號靠不同的編碼序列來區分，如果從頻域或
時域來觀察，多個CDMA信號是相互重疊的，故理論上CDMA系統的頻譜利用率比GSM系統更高，
網路容量更大。同時CDMA系統具有一定的過載能力，即系統具備較容量。
作為未來第三代移動通信系統主流無線接入技術的WCDMA（寬頻碼分多址）能夠更高效
地利用無線電頻率。它利用分層小區結構、自適應天線陣和相平解調（雙向）等技術，網
絡容量可得到大幅提高，可以更好地滿足未來移動通信的發展要求。
6網路趨於融合，走向統一
6.1第三代移動通信系統的結構
第三代系統的主要目標是將包括衛星在內的所有網路融合為可以替代眾多網路功能的
統一系統，它能夠提供寬頻業務並實現全球無縫覆蓋。為了保護運營公司在現有網路設施
上的投資，第二代系統向第三代系統的演進遵循平滑過渡的原則，現有的GSM、D-AMPS、
IS－136等第二代系統均將演變成為第三代系統的核心網路，從而形成一個核心網家族，
核心網家族的不同成員之間通過NNI介面聯結起來，成為一個整體，從而實現全球漫遊。在
核心網路家族的外圍，形成一個龐大的無線接入家族，現有的幾乎所有的無線接入技術及
WCDMA等第三代無線接入技術均成為其成員。第三代系統充分顯示了未來電信網路的融合特
征。
6.2未來的網路構架
技術的發展和市場需求的變化、市場競爭的加劇以及市場管理政策的放鬆將使計算機
網、電信網、電視網等加快融合為一體，寬頻IP技術成為三網融合的支撐和結合點。未來
的網路將向寬頻化、智能化、個人化方向發展，形成統一的綜合寬頻通信網，並逐步演進
為由核心骨幹層和接入層組成、業務與網路分離的構架。
『貳』 5G的現狀發展和前景趨勢
5G的發展源於移動數據需求的持續增長。互聯網的普及使得更多設備接入移動網路，新型業務和應用不斷涌現。面對全球移動寬頻用戶的激增和數據流量的劇增，現有移動通信網路面臨巨大挑戰。首先，網路容量難以滿足上千倍的流量增長，網路能耗和成本問題凸顯；其次，為提升網路容量，需對網路資源進行智能化利用，但現有容量不足；最後，未來網路在數據量大的情況下將更加復雜，因此必須對每個網路進行高效管理，以提高用戶體驗。為解決這些挑戰，滿足日益增長的移動通信需求，開發新一代5G通信網路勢在必行。
5G技術是多種新型無線接入技術與現有演進技術融合的通用解決方案，實現了通信技術與互聯網的真正結合。5G提出的新概念是毫米波，開創了高頻智能時代。在毫米波頻段中，頻道帶寬和傳輸速率可提升數倍，4G時代數小時才能下載的藍光電影，在5G技術中僅需幾秒鍾即可完成。5G的另一重要技術是大規模MIMO的增強版本，MIMO傳輸與天線有關，頻率越高，天線越短，從而提高消息傳遞質量。
與之前歷代的通信系統相比，5G擁有以下主要優勢：1）數據傳輸速率快，高達10Gbit/s，遠超有線互聯網，相比4G蜂窩網路快達100倍；2）網路延遲更低，小於1毫秒，有助於實現多人互動游戲、實時手術等快速響應任務；3）可促進能源節省，支持能源網路實時通信，降低能源成本；4）網路通信技術傳輸更穩定，提高了傳輸穩定性，降低了工作難度。
然而，5G也面臨一些問題：1）基站選址問題，5G使用毫米波，需要更多基站數量；2）建設運營投資額巨大，涉及宏站、小微基站、光傳輸等大量投入；3）供應鏈全球化依賴，部分專用晶元和高端通用晶元依賴進口。
5G發展前景廣闊：1）與人工智慧、大數據、雲計算等先進技術融合，推動科技革命和換代；2）與衛星融合，形成全域覆蓋；3）推動人類邁向智能網路，實現「智能工廠」等目標。
5G通信系統的發展是全球移動通信領域新一輪技術競爭的開始。我國5G技術取得突破，關鍵技術逐步明晰。5G將以全新的網路架構提供大帶寬、毫秒延遲和超高密度連接的優點，實現網路性能新飛躍，開啟萬物互聯、無限遐想的新時代。未來5G將深入社會各領域，構建以用戶為中心的綜合信息生態系統，改變人們的生活和生產方式。