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1899年11月美国"圣保罗"号邮船在向东行驶时，收到了从150公里外的怀特岛发来的无线电报，莫尔斯电码的嘀嘀嗒嗒声象婴儿呱呱落地的第一声啼声，向世人宣告一个新生事物--"移动通信"诞生了。1900年1月23日在波罗的海霍格兰岛附近的一群遇难渔民，通过无线电呼叫而得救，移动通信第一次在海上证明了它对人类的价值。紧接着1901年英国蒸汽机车装载了第一部陆地移动电台。1903年底莱特驾驶自己的飞行器，开创了航空新领域，飞机更需要通信来保证飞行，于是移动通信这个二十世纪的同龄人便相继在海、陆、空起步了。 移动通信的发展历程大体经历了三个阶段：初期的军政机要移动通信阶段；进而发展至民用专业移动通信阶段；到七十年代末国际上出现的蜂窝汽车电话,标志着发展到了公众移动通信的新阶段。 七十年代末移动通信发展到了以蜂窝汽车电话为标志的公众移动通信新阶段，从此全球移动通信市场获得了大发展。八十年代随着各种模拟蜂窝系统在各国的扩展，欧洲感到制式五花八门，不能兼容互通，适应不了欧洲共同体的需求，于是组织开发了泛欧GSM数字蜂窝系统。美国则感到模拟AMPS制式的容量不能适应发展的需求，从扩容并兼容的观点开发了采用TDMA技术的D-AMPS数字蜂窝系统；为进一步扩大容量，又推出了采用CDMA技术的数字蜂窝系统。全球移动电话用户数根据爱立信公司预测如下表： 年度 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2003 近十年来各种低、中、高轨道卫星移动通信系统方案纷纷提出，借以解决全球覆盖、三维空间的个人移动性，为达到个人通信的理想奠定基础。全球卫星移动电话用户数根据预测2010年可达2300万户。 与此同时，无线寻呼从512bps、1200bps低速向6400bps的高速发展，并利用卫星进行广域寻呼、全球联网。全球无线寻呼用户数，1990年为2300万个，1994年猛增到7000万个，1996年已突破1亿。在过去5年间，世界无线寻呼用户增长率保持在33%，预计到2000年用户将达到3.38亿，其中亚太地区的用户将增至2亿。 无绳电话也由CT0、CT1等模拟制式进入DECT、 PHS及PACS等全数字制式，并从单机发展到公众接入网。全球无绳电话用户数现达到1亿，DECT主要在欧洲获得了发展，PHS前两年在日本以异乎寻常的高速度在普及，至1996年底竟达500万用户，到1997年中达顶峰700万户。PACS以其技术的先进性，正在美国兴起，台湾也在积极开发。 专业调度移动通信也制定了数字无中心通信系统与数字集群通信系统标准，APCO25、iDEN、FHMA和TETRA等不同制式陆续投入运营。这一切构成了当前的第二代移动通信系统，近三年来获得了大发展。 九十年代ITU大力组织研究作为第三代的未来公众移动通信系统，它以全球通用、综合业务作为基本出发点。为实行全球联网，WARC－92大会将1885～2025MHz和2110～2200MHz两段总共230MHz频带划分给了第三代。国际上正在紧张进行开发，日本与南韩合作，预计 2001年投入试运营，2002年为世界杯提供服务，开始商用。同时考虑系统工作在2000MHz频段，数据传输速率达2000kbps，因此定名为"IMT－2000"即"国际移动通信－2000"系统。 纵观移动通信的发展就象数据通信一样，都是从专业网开始，只有技术和规模都达到相当程度后，才发展公众网。初期出现的船舶电报、列车调度电话、汽车应急电话、航空电台以及战术电台等等，无一不是某一业务部门自成体系的专业移动通信网。而公众移动通信网是在第二次世界大战以后才逐步发展起来的，八十年代才日益成熟，从此移动通信的制造业和运营业都以空前的速度增长。 近二十年来移动通信在微电子技术基础上与计算机技术密切结合正在产生革命性的飞跃，各种新技术，如FDMA、TDMA又CDMA层出不穷。一代又一代的新系统不断涌现，短短的二十年间，第一代模拟移动通信系统已广泛应用，第二代数字移动通信系统正日益普及，第三代全球综合移动通信系统也已在母腹躁动，即将面世。预计到2010年在所有通信设备销售额中移动通信设备将居于首位。 移动通信的分类 --从使用环境来分，主要有陆地移动通信、水上移动通信和航空移动通信，作为特殊使用环境还有地下(如隧道矿井)、水下(如潜艇)和深空(如航天)。 从用户对象来分：主要有公众移动通信、专业移动通信和军事移动通信。 从交通工具来分：有汽车、坦克、火车、船舶、潜艇、飞机和航天飞行器等的移动通信，还有个人便携移动通信等等。 移动通信不同侧面的发展过程和动向 * 频段--由HF、VHF到UHF以至毫米波； 移动通信的特点和要求 移动通信由于要保持行人、汽车、船舶和飞机等移动体不间断的通信联络；因此，只能使用无线通信这种传输手段。而固定通信则可使用有线和无线各种传输手段。 移动通信由于它是用于全球的表层和空间，会遇到各种恶劣的地形、环境和气候；因此，要求通信装备必须能适应严酷的使用条件。由于它是用于非通信专业的人员，如司机、士兵和普通老百姓；因此，要求移动终端必须便于使用，易于维护。 而固定通信则可以安装在具有良好条件的固定设施内，可以有技术水平较高的专业人员，保障通信的正常运行。 由于移动通信上述特点；因此，移动通信设备必须满足如下一些使用技术要求： (1) 必须作到轻、小、省、牢、便； (2) 必须抗拒酷暑、严寒、狂风、暴雨等恶劣气候条件； (3) 必须适应山岳、丛林、沙漠、河海、高空等三维空间的不同环境条件； (4) 既可车载船装，又能背负手持，要经得起各种移动体的安装机械条件； (5) 要在移动通信特有的多普勒频移、瑞利衰落、阴影和点火噪声等变参传播条件下，确保"动中通"； (6) 要在工业密集、交通繁忙的市区，频率拥挤、干扰严重的电波环境下，达到电磁兼容； (7) 要在收、发、频合、微机、电源及天馈等部件密集的小空间，满足机内的电磁兼容； (8) 要有强大的系统开发能力，以适应科技进步的加速，促使电子信息产品更新换代的加快； (9) 要有强大的设备制造能力，以满足社会各方面对移动通信器材量大面广的需求。 移动通信的这些特点，以及需要满足的使用技术要求如此苛刻，使得要保证"动中通"的移动通信较"静中通"的固定通信难得多；因此，移动通信系统所能达到的水平，往往综合体现了整个通信技术已经发展的高度。例如单边带大型电台早在20年代即已应用于点对点的固定通信，而单边带移动电台却迟至60年代才在技术上发展到可以实用。又如卫星通信，60年代即已用于远距离地球站之间的固定通信，而海事移动卫星通信则迟至1976年，至于陆地车载卫星通信直到1983年才开始实现。由此可见移动通信技术的难度。
从全球移动通信二十年的大发展中，我们可以看出当代移动通信有如下的发展趋势： 1)移动电话发展的速度大大超过固定有线电话，成为信息通信产业的亮点 据ITU资料：电信业务的增长从1992年开始逐步加速，至1995年达7%，为总经济增长速度的二倍。而在电信领域中，据美国《商业周刊》预测，1997年全球移动电话约2亿部，固定有线电话近10亿部；至2010年移动电话将达到13亿部，年均增长率25%，而有线电话将达到14亿部，年均增长率仅4%。我国二者的增长数量也呈现了类似的规律，移动电话年增长速度大大超过固定有线电话。因此移动通信将成为21世纪非常重要的通信工具，它将与有线通信具有同样重要的战略地位。移动通信正以其高速增长的市场、非凡扩展的潜力，成为未来整个信息通信（infocommunications）产业最耀眼的亮点。 2)移动数据业务的比重将日益增长，形成移动因特网 据ITU资料：信息通信产业1995年的总产值达到13700亿美元，其组成如下： 电信业务 电信设备 计算机业务 计算机硬件 计算机软件 亦即电信产业为7809亿美元，占57%；信息产业为5891亿美元，占43%；实质是数据业务的计算机业务已经占有举足轻重的份额。近年来全球因特网与移动网的急剧发展，业已出现移动IP业务的需求，数据传输也即将实现可移动传输。这意味着移动通信赋予人们的自由和因特网的丰富内容相结合，用户将从移动终端上接入IP业务，进行网页浏览、文件传输，移动数据业务的比重必将日益增长，近期移动数据量的增长率将达40~50%。GPRS (通用分组无线电业务)与WAP (无线应用协议)已成为当前移动数据通信的热点，GPRS可以在现有的GSM基础设施上实现速率高达115kb/s的数据传输，而WAP是在移动网和因特网之间搭起了一座桥梁。这两种新技术促进了手机上网，可以成为移动因特网新的推动因素。移动终端可以提供个人资讯、移动银行、自动售货、防盗报警及家庭自动化等等信息服务，这类业务将在未来两三年内呈爆炸性的增长趋势。手机的下一代产品，将是最大限度地利用因特网的媒体电话，其销售量，将超过便携式电脑。 3)移动通信设备正朝着数字化、宽带化、小型化的方向发展 当前各种移动通信系统都已经从第一代模拟技术过渡到第二代数字技术，频谱效率大大提高。为解决终端移动性，小型化取得显著进展，GSM手机已达到70CC、70克，已经远远低于ITU－R提出的200CC、200克的要求了。作为第三代移动通信系统必须满足多媒体业务的需求，数字传输速率要达到2Mbps以上，国际上都在努力攻克W－CDMA的技术难题，并已取得了可喜的进展。 4)移动通信网络正朝着综合化、智能化、全球化、个人化的方向发展 蜂窝、无绳、寻呼和集群等各种移动通信系统将在第三代中，以全球通用、系统综合作为基本出发点逐步融合，力图建立一个全球的移动综合业务数字网。各种低、中、高轨道卫星移动通信系统纷纷推出，借以解决全球覆盖、三维空间的个人移动性。低轨道卫星移动通信的铱系统、全球星系统和中轨道卫星移动通信的ICO系统、奥德赛系统，均将陆续投入运行，GMPCS（全球卫星移动个人通信）成了ITU的热门议题。移动通信网作为一种理想的智能接入网未来必然要与固定通信网综合成全球一网，为达到个人通信的理想奠定基础。 未来移动通信的发展领域 -1)第三代移动通信系统(IMT-2000) 国际上通常将70年代末出现的模拟蜂窝移动电话、无线寻呼、模拟无绳电话和模拟集群等作为第一代移动通信系统；而将80年代末开发的数字蜂窝、高速无线寻呼、数字无绳电话和数字集群作为第二代移动通信系统；国际电信联盟(ITU)正在制定系列标准的IMT-2000 定为第三代移动通信系统(TGMS)。 第三代集合了蜂窝、无绳、寻呼、集群、移动数据、移动卫星、空中和海上等各类移动通信系统的功能；它将提供与固定电信网的业务兼容、质量相当的多种话音和非话音业务；它将实行全球联网，用袖珍个人终端作全球漫游，从而实现人类梦寐以求的任何地方、任何时间与任何人进行通信的理想。 1990年CCIR产生了未来公众陆地移动通信系统第一个建议M.687，CCIR认为仅有一个概述性建议是远远不够的。当年正式成立了TG8/1工作组，着手系列标准的制订。TG8/1每年要召开两次会议，几十个国家上百名代表参加，除各国电信主管部门外，还有摩托罗拉、爱立信等著名生产厂家，南方贝尔、法国电信等运营公司积极参与，一直非常活跃。 ITU-T(国际电信联盟电信标准化部门)侧重IMT－2000业务、话务、信令、网络及管理的研究；目前已通过可视电话业务总则、在PSTN中的可视电话业务、单向传输时间、地面数字无线系统使用便携终端接入PSTN的传输性能目标、业务目标和原则、移动网与固定网互连的业务量等级以及电路交换的网络等级和目标等7项建议。 ITU-R(国际电信联盟无线电通信部门)侧重IMT－2000移动特殊要求和无线接入的研究；目前已通过系统概况、支持业务框架、网络结构、卫星运行、卫星部分框架、频谱考虑、无线电接口要求、无线电接口功能框架、话音和话带数据要求、安全性原则、管理框架以及适应发展中国家的需要、无线电传输技术评定指南、术语词汇、安全机制评定和陆地移动系统向IMT－2000的演进等16项建议。TG8/1还准备推出无线电接口技术规范与规程规范、移动台规范、基站规范和空间站规范等详细建议。 IMT－2000中最关键的是无线电传输技术(RTT)，为此通过了ITU-R建议M.1225"评估IMT－2000无线电传输技术的指南"。其优选准则是：频谱效率、技术复杂性／经济性、质量、灵活性，对网络接口的影响、手持机能力和覆盖／功率效率7个项目。1998年所征集的RTT候选提案：除6个卫星接口技术外，地面无线接口技术有10个方案，被分为两大类：CDMA与TDMA，其中CDMA占据主导地位。这几项技术覆盖了欧洲的W-CDMA、美国的CDMA2000和我国的TD-SCDMA等制式。 W-CDMA由欧洲和日本的方案融合而成，技术特点是频分双工，可适应多种速率、多种业务，上下行快速功率控制，反向相干解调，支持不同载频间切换，基站之间无须同步，电磁干扰影响小，适用于高速环境，是一种较有前途的技术方案。 TD-CDMA由欧洲提出，技术特点是时分双工，采用TDMA帧结构，时隙内为CDMA技术，采用联合检测技术，可减小其他用户的噪声干扰，适用于低速环境，与GSM的兼容性好；缺点是电磁干扰影响大。 1998年初欧洲电信标准协会ETSI-SMG 24 巴黎会议对欧洲第三代移动通信系统UMTS的地面无线电接入(UTRA)技术达成如下一致意见： 在UMTS的成对频带将采用频分双工(FDD)、宽带码分多址技术(W-CDMA)，用于广域高速移动通信；在非成对单频带将采用时分双工(TDD)、时分-码分多址技术(TD-CDMA)，用于室内低速移动通信。决定采用基于W-CDMA和TD-CDMA的统一空中接口，支持2′5MHz频带宽度，提供FDD/TDD双模移动终端。 CDMA2000由美国提出，技术特点是反向信道连续导频、相干接收，前向发送分集，电磁干扰影响小；与IS-95 CDMA的兼容性好，综合经济技术性能较好。 TD-SCDMA由我国提出，技术特点是应用同步和智能天线技术，适用于低速接入环境。它已经成为国际第三代移动通信的重要标准之一，是中国百年电信史上提出完整标准的第一次，标志着中国从跟踪向创新转变的历史性的一步。预示着我民族移动通信工业在错过第一代、赶上第二代移动通信的脚步后，能够在第三代技术的研究开发上与世界潮流保持同步，并在未来的移动通信市场获得更大的发展空间。 通过融合工作，1999年已经制订"IMT－2000无线接口技术规范"（IMT RSPC），包括CDMA DS（直接序列）、CDMA MC（多载波）、CDMA TDD、TDMA FDD和TDMA TDD。将于2000年5月批准成为国际电联标准，作为开发依据，以便21世纪初为全球提供移动多媒体业务。从而标志着第三代移动通信商业化的开始，这将成为人类社会迈向个人化通信时代的重要里程碑。 另外，对IMT－2000以后的第四代移动通信技术作为新的研究课题将在ITU－R第8研究组会议上进行讨论。 2)软件无线电技术 随着数字技术和微电子技术的迅速发展，数字信号处理器(DSP)等通用可编程器件的运算能力在成倍地提高，而价格却在成倍地下降，这就使得实现一种新技术 -- 软件无线电成为可能。软件无线电技术可用不同软件来实现不同无线电设备的各种功能，可任意改变信道接入方式或调制方式，利用不同软件即可适应不同标准，构成多模手机和多功能基站，具有高度的灵活性。软件无线电技术的出现，使无线通信的发展经历了由固定到移动，由模拟到数字，由硬件到软件的三次变革。软件无线电技术起源于1990年8月美国防部开始的"易通话"战术通信系统计划，其主要目标为研制三军通用的多频段多功能无线电台(MBMMR)，工作频段2～2000MHz，能兼容现有15种主要军用电台的所有功能，并将最终取代军队所有传统电台。 3)卫星移动通信 近十年来各种低、中、高轨道卫星移动通信系统纷纷推出，GMPCS（全球卫星移动个人通信）成了ITU的热门议题。预计从1998～2002的5年中，将有12个全球卫星通信系统投入使用，共1170颗卫星，其中约1000颗中低轨道卫星。2002年使用低、中、高轨道卫星移动通信系统手机的用户将分别超过436万、122万、73万。 低、中轨道卫星移动通信系统卫星数量多，网络结构复杂，空间环境差，技术风险大。其优点是频率再用率高，容量较大，传输时延小，不受地理限制，可用低功率手机，是未来全球个人通信的重要组成部分。但是较地面移动通信系统容量要小，费用要高，因此适用于国内、国际漫游者。其中值得注意的是下列系统： 铱系统组成包括66颗低轨道卫星及覆盖全球的地球站，投资50亿美元。圆形轨道高度780公里，倾角86.4°，周期100.13'，轨道平面数6个；用户链路频率L频段，馈线链路频率Ka频段；多址方式为TDMA，系统可提供2.4/4.8 kbit/s话音、2.4 kbit/s数据、传真、寻呼等多种服务，可用手机、车载台或固定电话终端进行通信。已研制出一种双模移动电话，既可以当普通移动电话用，也可以当卫星电话用，不过价格昂贵。铱星公司的移动电话价格约为每部3000美元，每分钟话费比目前移动电话高25～30%，寻呼机价格约为每部500美元。1998年11月1日开始投入运行，铱星是世界上第一个实用低轨卫星移动通信系统，它使人类在地球上任何"能见到天的地方"都能互相通信，具有极高的创新性，被认为是现代通信的一个里程碑。但是由于市场定位失误，手机笨重昂贵且供货不畅，通话费用过高，服务性能欠佳，用户不多，入不敷出，1999年8月13日已申请破产保护。 此外，还有"伊利普索"（Ellipso）和"星球通信"（CCI）系统各有千秋，计划在2002年开通业务。卫星系统目前已经开始步入快速发展的轨道，其主要趋势是数字化、宽带化、高功率、高性能、低成本，并且向多媒体的方向发展。此外，因特网的崛起给卫星应用带来新的机遇，并成为最有希望的增长点。卫星因特网接入、多媒体卫星系统、数据广播等热门领域，为下世纪的卫星通信业务描绘出美好蓝图。 4)平流层通信 1997年1月，Sky Station International inc.公司在ITU 会议上，提出"平流层电信业务"（stratospheric telecommunication service 简称STS）的建议文件，受到国际电联和一些国家电信部门的高度评价。普遍认为空中平台通信是继六十年代卫星通信、七十年代光纤通信和八十年代蜂窝通信发明以来通信技术的又一重大突破。 平流层通信利用一个设置在距地面约21km高度的物理平台，可以实现地面覆盖半径约500 km 的廉价、高密度、大容量的宽带通信；SSI公司打算在地球上空"固定"安置250个充氦飞艇，构筑平流层通信平台；由地面几千个控制和交换中心支撑，可以实现覆盖全球90%以上的人口。 平流层通信具有地面通信和卫星通信二者的优点，互为补充，构成三足鼎立的三维通信体系。将对全球通信网的普及，对个人通信业务的兴起，对宽带视频业务的发展有着特别重要的意义。给发展中国家加速发展信息通信提供了极好的机遇。 主要的技术标准 GSM GSM标准是欧洲1982年开始制定的第二代移动通信系统系列标准。GSM标准是为了开发全欧数字蜂窝系统由一个称为移动通信特别小组 (Group Special Mobile)的机构制订的，因而得名。该小组现归属欧洲电信标准协会（ETSI）。GSM是目前世界上较先进的公开技术规范，内容全面详尽，版本在不断修订升级，有Phase I、Phase II和Phase II+ 三个阶段。1998年以前市场主要产品是Phase I的，1999年以后Phase II将逐步成主流产品，而Phase II+ 标准在陆续制定中。 GSM数字网：GSM(Global System For Mobile Communication)网即全球移动通信系统，又称 “全球通”，很多公司参与了标准的制定工作。GSM数字移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和 制造厂家组成的标准化委员会设计出来的，它是在蜂窝系统的基础上发展而成。GSM采用的是数字调制技术，其关键技术之一是时分多址(每个用户在某一时隙上选用载频且只能在特 定时间下收信息)，GSM系统有几项重要特点：防盗拷能力佳、网络容量大、号码资源丰富、通话清晰、 稳定性强不易受干扰、信息灵敏、通话死角少、手机耗电量底等。因此其话音清晰，保密容易，能提供的数据传输服务较多。GSM网能支持的用户数量为模拟网的1.8-2倍。 由于GSM发展极快，在其900MHZ频段满以后，又开辟了GSMl800频段，手机工作在900MHZ和1．8GHZ频 段以及GSM1900MHz等几个频段。 GPRS GPRS是General Packet Radio Service的英文简称，中文为通用无线分组业务，是一种基于 GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式，GPRS是分组交换技术，具有“实时在线”、“按量计费”、“快捷登录”、 “高速传输”、“自如切换”的优点。通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理的技术，方法是以“分组” 的形式传送资料到用户手上。虽然GPRS是作为现有GSM网络向第三代移动通信过渡的过渡技术，但是 它在许多方面都具有显著的优势。 FDMA CDMA TDMA SCDM ------ 大灵通 EDGE ------ 2.75G TD-SCDMA ------- 3G Phase I主要是通话功能。 Phase II主要是增加了很多种补充业务、数据通信、点对点短消息和小区广播短消息等，与此同时，话音编码也在改进，原先的13kb/s全速率话音编码经改进有了增强型全速率话音编码(EFR)，又建立了6.5kb/s的半速率话音编码。 Phase II+ 是在Phase II基础上在GSM网络子系统中引入智能网应用部分(INAP)，以实现业务交换逻辑与业务生成逻辑分开，引入高速数据通信和更多的补充业务。正在制订的GSM Phase II+ 标准将进一步建立包括立即计费，DECT接入GSM和GSM900/DCS1800双频段运作、ASCI (先进话音呼叫) 、CAMEL(移动网高级逻辑客户化应用程序)，SOR(支持最佳路由)等标准，以及HSCSD(高速电路交换数据通信) 和GPRS(通用分组无线通信业务)等数据通信标准。 最近，欧洲电信标准协会（ETSI）提出了EDGE (GSM演进的增强型数据率)，使GSM数据传输速率可扩展到384 kb/s，故亦称为GSM-384。这一速率达到了第三代移动通信系统数据传输速率的下挡范围。1998年5月EDGE与D-AMPS的UWC-136融合为全球性EDGE，称为GEDGE，预计2001年将可投入使用。 伴随GSM标准的发展，GSM手机已不再局限于话音通信，其功能变得更多和更强。目前一些手机可以直接接入Internet，发送E-mail和传真。可以预见，GSM标准的发展将满足我们多变的和多种多样的通信需求。 中国移动通信发展简史 |
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