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前言、1G到4G移动通信技术之演进

全球的移动通信的发展，从模拟时代到数字时代，再到如今的全IP 时代，纵观整个历程，每个新一代移动通信系统不外乎在满足上一代移动通信系统所无法达成的需求所驱动产生而来。例如，从第二代移动通信（2G）转换至第三代移动通信（3G），系为了满足人们以消费电子设备（尤其是手机）接入移动无线网络的需求，然而，3G 仅增大了行动数据连接的数量，直到3.5G 网络时，才进行大规模网络布建，并在智能型手机普及化之后，移动无线网络接入体验才真正开始有巨幅的提升，进而出现当下流行以APP（应用程序）为中心的移动无线网络发展模式。

从移动电子邮件到移动串流多媒体影音与音乐，再到可以从全球任何地方，利用无线宽带网络控制家里的各项智慧家电等，为日常生活与工作带来了质的改变，并产生了巨大的效益。

表1 各代移动通信技术对比（Source: GSMA, 2014）

● 1G到4G移动通信技术之演进

第一代移动通信

第一代移动通信主要是模拟通讯的技术，制定于上世纪80年代，主要的通讯技术包括:高级移动电话服务系统(Advanced Mobile Phone Service, AMPS)由美国AT&T开发的最早的蜂窝电话系统标准、北欧移动电话(Nordic Mobile Telephone, NMT)、全球接入通信系统(Total Access Communication System, TACS)等，主要提供模拟语音传送服务。第一代通信系统处于整个通信行业发展初级阶段，有很多不足之处，如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通话质量不高、不能提供数据业务和不能提供自动漫游等。

第二代移动通信

第二代移动通信系统起源于90年代初期，有鉴于第一代移动通信系统的缺点，第二代移动通信系统采取数字调制技术，通话质量比第一代移动通信系统大为提升，并具较高的频谱利用率，具保密性佳、系统容量高的优点，可提供语音、数据、传真传输以及电信增值服务。2G 以欧规的全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications, GSM)为主，美规的IS-95 CDMA(cdmaOne)等系统为辅，以提供数字语音与低速数据业务主要服务。第二代移动通信替代第一代移动通信系统完成模拟技术向数字技术的转变，但由于第二代采用不同的制式，移动通信标准不统一，用户只能在同一制式覆盖的范围内进行漫游，因而无法进行全球漫游，由于第二代数字移动通信系统带宽有限，限制了数据业务的应用，也无法实现高速率的业务如移动的多媒体业务。

第三代移动通信

为了解决第二代移动通信系统带宽有限问题，并满足实现高速率的业务如移动的多媒体业务的需求，ITU-R(ITU-Radio)于1997 年开始进行全球第三代移动通信技术的标准制定工作，并提出IMT-2000 计划。

第三代移动通信技术(3G)，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术，希望用户在任何时间、任何地点都能接收无线多媒体服务。与第一代模拟移动通信和第二代数字移动通信相比，第三代移动通信是覆盖全球的多媒体移动通信，目前存在3种标准：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA，能同时传输声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。它的主要的特点之一是可实现全球漫游，使任意时间、任意地点、任意人之间的交流成为可能。也就是说，每个用户都有一个个人通信号码，带着手机，走到世界任何一个国家，人们都可以找到你，而反过来，你走到世界任何一个地方，都可以很方便地与国内用户或他国用户通信，与在国内通信时毫无分别。能够实现高速数据传输和宽带多媒体服务是第三代移动通信的另一个主要特点。这就是说，用第三代手机除了可以进行普通的寻呼和通话外，还可以上网读报纸，查信息、下载文件和图片；由于带宽的提高，第三代移动通信系统还可以传输图象，提供可视电话业务。

第四代移动通信

    2008 年3 月，ITU-R 提4G 标准的要求，命名为IMT-Advanced 规范，规定4G 服务的峰值速度要求在高速移动的通信（如在火车和汽车上使用）达到100 Mbps，固定或低速移动的通讯（如行人和定点上网的用户）达到1 Gbps，主要是提供全IP 化网络服务(含语音与宽带数据服务)。第四代移动通信系统是多功能集成的宽带移动通信系统，在业务上、功能上、频带上都与第三代系统不同，会在不同的固定和无线平台及跨越不同频带的网络运行中提供无线服务，比第三代移动通信更接近于个人通信。第四代移动通信技术可把上网速度提高到超过第三代移动技术50倍，可实现三维图像高质量传输。第四代移动电话不仅音质清晰，而且能进行高清晰度的图像传输，用途会十分广泛。在容量方面，可在FDMA、TDMA、CDMA的基础上引入空分多址 (SDMA)，容量达到3G的5～10倍。另外，可以在任何地址宽带接入互联网，包含卫星通信，能提供信息通信之外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。它包括广带无线固定接入、广带无线局域网、移动广带系统和互操作的广播网络（基于地面和卫星系统）【未完，待续】