第1章概述1.1移動(dòng)通信及其特點(diǎn)1.2移動(dòng)通信的工作方式

1.3移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成

1.4移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻段使用

1.5多址方式

1.6其他常用技術(shù)

1.7移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展

1.8第五代移動(dòng)通信(5G)標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)狀

1.1移動(dòng)通信及其特點(diǎn)

移動(dòng)通信是指移動(dòng)用戶之間或移動(dòng)用戶與固定用戶之間進(jìn)行的通信。與其他通信方式相比，移動(dòng)通信具有以下基本特點(diǎn)：

(1)電波傳播條件惡劣。

(2)具有多普勒效應(yīng)。由于移動(dòng)臺(tái)在運(yùn)動(dòng)中，所以產(chǎn)生多普勒頻移效應(yīng)，頻移值fd與移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度v、工作頻率f（或波長(zhǎng)λ）及電波到達(dá)角θ有關(guān)，即(1-1)

多普勒頻移導(dǎo)致附加調(diào)頻噪聲。(3)干擾嚴(yán)重。

(4)接收設(shè)備動(dòng)態(tài)范圍大。

(5)需要采用位置登記、過境切換等移動(dòng)性管理技術(shù)。

(6)綜合了各種技術(shù)。

(7)對(duì)設(shè)備要求苛刻。1.2移動(dòng)通信的工作方式

移動(dòng)通信按照用戶的通話狀態(tài)和頻率使用的方法分，有三種工作方式：?jiǎn)喂ぶ啤腚p工制和雙工制。

單工制分單頻（同頻）單工和雙頻（異頻）單工兩種，

見圖1-1。

圖1-1單工通信方式

1）同頻單工同頻是指通信雙方使用相同的工作頻率(f1)；單工是指通信雙方的操作采用“按—講”(PTT，PushToTalk)方式。平時(shí)，雙方的接收機(jī)均處于守聽狀態(tài)。如果A方需要發(fā)話，可按下PTT開關(guān)，發(fā)射機(jī)工作，并使A方接收機(jī)關(guān)閉。這時(shí)，由于B方接收機(jī)處于守聽狀態(tài)，因此可實(shí)現(xiàn)由A至B的通話；同理，也可實(shí)現(xiàn)B至A的通話。在該方式中，電臺(tái)的收發(fā)信機(jī)是交替工作的，故收發(fā)信機(jī)不需要使用天線共用器，而是使用同一副天線。這種工作方式的優(yōu)點(diǎn)是：①設(shè)備簡(jiǎn)單；②移動(dòng)臺(tái)之間可直接通話，不需基站轉(zhuǎn)接；③不按鍵時(shí)發(fā)射機(jī)不工作，因此功耗小。其缺點(diǎn)是:①只適用于組建簡(jiǎn)單和甚小容量的通信網(wǎng)；②當(dāng)有兩個(gè)以上移動(dòng)臺(tái)同時(shí)發(fā)射時(shí)就會(huì)出現(xiàn)同頻干擾；③當(dāng)附近有鄰近頻率的電臺(tái)發(fā)射時(shí)，容易造成強(qiáng)干擾，通常為了避免干擾,要求相鄰頻率的間隔大于4MHz,因而頻譜利用率低；④按鍵發(fā)話，松鍵受話，使用者不習(xí)慣。

2)異頻單工異頻是指通信雙方使用兩個(gè)不同頻率f1和f2。這種方式中通信雙方的操作仍采用“按—講”方式。由于收發(fā)使用不同的頻率，因此同一部電臺(tái)的收發(fā)信機(jī)可以交替工作，也可以收常開，只控制發(fā)，即按下PTT發(fā)射。其優(yōu)缺點(diǎn)與同頻單工基本相同。在無中心轉(zhuǎn)信臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)的情況下，電臺(tái)需配對(duì)使用，否則通信雙方無法通話，故異頻單工方式主要用于有中心轉(zhuǎn)信臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)(單工轉(zhuǎn)發(fā)或雙工轉(zhuǎn)發(fā))的情況。所謂單工轉(zhuǎn)發(fā)，即中心轉(zhuǎn)信臺(tái)使用一組頻率(如收用f1，發(fā)用f2)，一旦接收到載波信號(hào)即轉(zhuǎn)去發(fā)送。所謂雙工轉(zhuǎn)發(fā),即中心轉(zhuǎn)信臺(tái)使用兩組頻率(一組收用f1，發(fā)用f2；另一組收用f3，發(fā)用f4)，任一路一旦接收到載波信號(hào)即轉(zhuǎn)去發(fā)送。由于收發(fā)頻率有一定保護(hù)間隔，提高了抗干擾能力，中心轉(zhuǎn)信臺(tái)的加入使通信區(qū)域得到了有效擴(kuò)大，因此，這種方式常用于組建有幾個(gè)頻道同時(shí)工作的專用網(wǎng)(專網(wǎng))。

2.半雙工制圖1-2中，通信一端(A)采用雙工制，而移動(dòng)臺(tái)(B)采用單工制，這種方式稱為半雙工制。半雙工制的優(yōu)點(diǎn)是：①移動(dòng)臺(tái)設(shè)備簡(jiǎn)單，價(jià)格低，耗電少；②收發(fā)采用不同頻率，提高了頻譜利用率；③移動(dòng)臺(tái)受鄰近電臺(tái)干擾小。其缺點(diǎn)是移動(dòng)臺(tái)仍需按鍵發(fā)話，松鍵受話，使用不方便。由于收發(fā)使用不同的頻率，因此移動(dòng)臺(tái)(B)的收發(fā)信機(jī)可以交替工作，也可以收常開，只控制發(fā)，即按下PTT發(fā)射。半雙工制主要用于移動(dòng)臺(tái)接入有線網(wǎng)(如市話網(wǎng))，A作為有線網(wǎng)接入點(diǎn)。圖1-2半雙工通信方式

3.雙工制雙工制有頻分雙工(FDD，也稱異頻雙工)和時(shí)分雙工(TDD，也稱同頻雙工)兩種方式。頻分雙工制如圖1-3所示，是指通信的雙方，即收發(fā)信機(jī)均同時(shí)工作，任一方在發(fā)話的同時(shí)，也能收聽到對(duì)方的話音，無需按PTT開關(guān)，類同于平時(shí)打市話，使用自然，操作方便。頻分雙工制的優(yōu)點(diǎn)是：①收發(fā)頻率分開，可大大減小干擾；②用戶使用方便。其缺點(diǎn)是：①移動(dòng)臺(tái)在通話過程中總是處于發(fā)射狀態(tài)，因此功耗大；②移動(dòng)臺(tái)之間通話需占用兩個(gè)信道；③需雙工器，體積較大，價(jià)格較貴。在無中心轉(zhuǎn)信臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)的情況下，采用頻分雙工制的電臺(tái)需配對(duì)使用，否則通信雙方無法通話。圖1-3雙工通信方式1.3移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成移動(dòng)通信系統(tǒng)按其經(jīng)營(yíng)方式或用戶性質(zhì)可分為專用移動(dòng)通信系統(tǒng)（專網(wǎng)）和公共移動(dòng)通信系統(tǒng)（公網(wǎng)）。專網(wǎng)的最大功能要求是調(diào)度，專網(wǎng)的發(fā)展經(jīng)歷了一對(duì)一的單機(jī)對(duì)講系統(tǒng)，單信道一呼百應(yīng)系統(tǒng)和選呼系統(tǒng)，后來又發(fā)展到多信道多用戶共享的專用調(diào)度系統(tǒng)。集群（Trunking）移動(dòng)通信是傳統(tǒng)的專用無線調(diào)度系統(tǒng)的高級(jí)發(fā)展階段，是專用移動(dòng)通信的發(fā)展方向。隨著電子技術(shù)、集成電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和交換技術(shù)的飛速發(fā)展，專用移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與公共移動(dòng)通信系統(tǒng)越來越相像，如Motorola的iDENiDEN:IntegnatedDigitalEnhancedNetwork，集群數(shù)字高效網(wǎng)絡(luò)。數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)，其本身就是在數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)上加上了調(diào)度功能。

所以，我們將重點(diǎn)介紹公共移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。公共移動(dòng)通信系統(tǒng)，即蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。一個(gè)交換區(qū)由一個(gè)移動(dòng)交換中心MSC（MobileServiceSwitchingCentre）、一個(gè)或若干個(gè)歸屬位置寄存器HLR（HomeLocationRegister）和訪問者位置寄存器VLR（VisitorLocationRegister)，有時(shí)幾個(gè)MSC合用一個(gè)VLR、設(shè)備識(shí)別寄存器EIR（EquipmentIdentityRegister）、鑒權(quán)中心AuC（AuthenticationCentre）、操作維護(hù)中心OMC（OperationandMaintenanceCentre）、基站BS（BaseStation）和移動(dòng)臺(tái)MS（MobileStation）等功能實(shí)體組成。圖1-4蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

MSC對(duì)位于其服務(wù)區(qū)內(nèi)的MS進(jìn)行交換和控制，同時(shí)提供移動(dòng)網(wǎng)與固定公眾電信網(wǎng)的接口。MSC是移動(dòng)網(wǎng)的核心。作為交換設(shè)備，MSC具有完成呼叫接續(xù)與控制的功能，這點(diǎn)與固定網(wǎng)交換中心相同。作為移動(dòng)交換中心，MSC又具有無線資源管理和移動(dòng)性管理等功能，例如移動(dòng)臺(tái)位置登記與更新、越區(qū)切換等。為了建立從固定網(wǎng)至某個(gè)移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由，固定網(wǎng)就近進(jìn)入關(guān)口MSC（GMSC），由該GMSC查詢有關(guān)的HLR，并建立至移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前所屬的MSC的呼叫路由。

HLR是用于移動(dòng)用戶管理的數(shù)據(jù)庫(kù)。每個(gè)移動(dòng)用戶必須在某個(gè)HLR中登記注冊(cè)。HLR所存儲(chǔ)的用戶信息分為兩類：一類是有關(guān)用戶參數(shù)的信息，例如用戶類別，向用戶所提供的服務(wù)，用戶的各種號(hào)碼、識(shí)別碼以及用戶的保密參數(shù)等；另一類是有關(guān)用戶當(dāng)前位置的信息，例如移動(dòng)臺(tái)漫游號(hào)碼、VLR地址等，用于建立至移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由。

VLR是存儲(chǔ)用戶位置信息的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)漫游用戶進(jìn)入某個(gè)MSC區(qū)域時(shí)，必須向該MSC相關(guān)的VLR登記，并被分配一個(gè)移動(dòng)用戶漫游號(hào)（MSRN），在VLR中建立該用戶的有關(guān)信息，其中包括移動(dòng)用戶識(shí)別碼（MSI）、移動(dòng)用戶漫游號(hào)（MSRN），所在位置區(qū)的標(biāo)志以及向用戶提供的服務(wù)等參數(shù)，這些信息是從相應(yīng)的HLR中傳遞過來的。MSC在處理入網(wǎng)、出網(wǎng)呼叫時(shí)需要查詢VLR中的有關(guān)信息。一個(gè)VLR可以負(fù)責(zé)一個(gè)或若干個(gè)MSC區(qū)域。

EIR是存儲(chǔ)有關(guān)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。EIR實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)設(shè)備的識(shí)別、監(jiān)視、閉鎖等功能。

1.4移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻段使用

早期的移動(dòng)通信主要使用VHF和UHF頻段，其主要原因有以下三點(diǎn):(1)VHF/UHF頻段較適合移動(dòng)通信。

(2)天線較短，便于攜帶和移動(dòng)。

(3)抗干擾能力強(qiáng)。目前，大容量移動(dòng)通信系統(tǒng)均使用800MHz頻段(CDMA)，900MHz頻段(AMPS、TACS、GSM)，并開始使用1800MHz頻段(GSM1800/DCS1800)，該頻段用于微蜂窩(Microcell)系統(tǒng)。1.5多址方式1.5.1移動(dòng)通信系統(tǒng)中的多址方式

（1）FDMA。當(dāng)前應(yīng)用這種多址方式的主要蜂窩系統(tǒng)有北美的AMPS和英國(guó)的TACS。在我國(guó)AMPS和TACS這兩種制式都有應(yīng)用，但TACS占絕大多數(shù)。所謂FDMA，就是在頻域中一個(gè)相對(duì)窄帶信道里，信號(hào)功率被集中起來傳輸，不同信號(hào)被分配到不同頻率的信道里，發(fā)往和來自鄰近信道的干擾用帶通濾波器限制，這樣在規(guī)定的窄帶里只能通過有用信號(hào)的能量，而任何其他頻率的信號(hào)被排斥在外。模擬的FM蜂窩系統(tǒng)都采用了FDMA。

（2）TDMA。當(dāng)前應(yīng)用這種多址方式的主要蜂窩系統(tǒng)有北美的DAMPS和歐洲的GSM，在我國(guó)這兩種制式也都有應(yīng)用，但GSM占絕大多數(shù)。所謂TDMA，就是一個(gè)信道由一連串周期性的時(shí)隙構(gòu)成。不同信號(hào)的能量被分配到不同的時(shí)隙里，利用定時(shí)選通來限制鄰近信道的干擾，從而只讓在規(guī)定時(shí)隙中有用的信號(hào)能量通過。實(shí)際上，現(xiàn)在使用的TDMA蜂窩系統(tǒng)都是FDMA和TDMA的組合，如美國(guó)TIA建議的DAMPS數(shù)字蜂窩系統(tǒng)就是先使用了30kHz的頻分信道，再把它分成6個(gè)時(shí)隙進(jìn)行TDMA傳輸。

（3）CDMA。當(dāng)前應(yīng)用這種多址方式的主要蜂窩系統(tǒng)有北美的IS-95CDMA系統(tǒng)。所謂CDMA，就是每一個(gè)信號(hào)被分配一個(gè)偽隨機(jī)二進(jìn)制序列進(jìn)行擴(kuò)頻，不同信號(hào)的能量被分配到不同的偽隨機(jī)序列里。在接收機(jī)里，信號(hào)用相關(guān)器加以分離，這種相關(guān)器只接收選定的二進(jìn)制序列并壓縮其頻譜，凡不符合該用戶二進(jìn)制序列的信號(hào)，其帶寬就不被壓縮。結(jié)果只有有用信號(hào)的信息才被識(shí)別和提取出來。（4）SDMA。它是一種較新的多址技術(shù)，在由中國(guó)提出的第三代移動(dòng)通信（3G）標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA中就應(yīng)用了SDMA技術(shù)?？辗侄嘀返脑砣鐖D1-5（d）所示。SDMA實(shí)現(xiàn)的核心技術(shù)是智能天線的應(yīng)用，理想情況下它要求天線給每個(gè)用戶分配一個(gè)點(diǎn)波束，這樣根據(jù)用戶的空間位置就可以區(qū)分每個(gè)用戶的無線信號(hào)。換句話說，處于不同位置的用戶可以在同一時(shí)間使用同一頻率和同一碼型，而不會(huì)相互干擾。實(shí)際上，SDMA通常都不是獨(dú)立使用的，而是與其他多址方式(如FDMA、TDMA和CDMA等)結(jié)合使用。

也就是說，對(duì)于處于同一波束內(nèi)的不同用戶再用這些多址方式加以區(qū)分。SDMA的優(yōu)勢(shì)是明顯的：它可以提高天線增益，使得功率控制更加合理有效，顯著地提升了系統(tǒng)容量；此外，一方面可以削弱來自外界的干擾，另一方面還可以降低對(duì)其他電子系統(tǒng)的干擾。SDMA實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是智能天線技術(shù)，這也正是當(dāng)前應(yīng)用SDMA的難點(diǎn)。特別是對(duì)于移動(dòng)用戶，由于移動(dòng)無線信道的復(fù)雜性，使得智能天線中關(guān)于多用戶信號(hào)的動(dòng)態(tài)捕獲、識(shí)別與跟蹤以及信道的辨識(shí)等算法極為復(fù)雜，從而對(duì)DSP（數(shù)字信號(hào)處理）提出了極高的要求，對(duì)于當(dāng)前的技術(shù)水平是個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。所以，雖然人們對(duì)于智能天線的研究已經(jīng)取得了不少鼓舞人心的進(jìn)展，但由于存在上述一些目前難以克服的問題而未得到廣泛應(yīng)用。但可以預(yù)見，由于SDMA的諸多優(yōu)點(diǎn)，SDMA的推廣是必然的。

圖1-5多址方式示意圖(a)FDMA的頻段劃分方法；(b)TDMA示意圖；

(c)FH-CDMA和DS-CDMA示意圖；(d)SDMA示意圖1.5.2移動(dòng)通信系統(tǒng)中不同多址方式的頻譜效率

在FDMA蜂窩系統(tǒng)中，頻譜效率取決于每赫茲帶寬信息比特率和頻率復(fù)用系數(shù)。美國(guó)模擬蜂窩系統(tǒng)AMPS將分配的頻譜分成30kHz帶寬的許多信道，并使用窄帶FM調(diào)制，調(diào)制效率為每30kHz一條話路。由于干擾，同一頻率不能在每一小區(qū)中重復(fù)作用。為提供可靠的通話質(zhì)量，載干比（C/I）需要18dB或更高。根據(jù)推算和經(jīng)驗(yàn)表明，在大多數(shù)情況下，這個(gè)C/I值需要在頻率復(fù)用系數(shù)為1/7時(shí)才能達(dá)到。頻率復(fù)用系數(shù)是表示相同頻率是如何被復(fù)用的數(shù)目。因此,得到的結(jié)論是：每個(gè)小區(qū)中必須占用210kHz的頻譜才有一條話路。通過減小小區(qū)面積增加小區(qū)數(shù)，雖然從理論上能取得任意高的話路容量，但需要增加設(shè)備費(fèi)用。此外，由于小區(qū)覆蓋范圍減小，也增加了基站間的切換次數(shù)。切換次數(shù)的增加將導(dǎo)致兩個(gè)壞處：一是容易掉話；二是加重了交換機(jī)的負(fù)擔(dān)。TDMA頻譜效率的計(jì)算基本上和FDMA相同。由于目前被認(rèn)可的頻率復(fù)用準(zhǔn)則和模擬系統(tǒng)相似，我們可以算出對(duì)于DAMPS，每個(gè)小區(qū)必須占用70kHz的頻譜才有一條話路。換句話說，它的容量是模擬AMPS的三倍。同樣可以算出，GSM的系統(tǒng)容量約是模擬TACS的兩倍。CDMA頻譜效率的算法和上面兩種制式不大相同，因?yàn)樯厦鎯煞N制式每條話路占用的頻譜寬度是一定的，只要頻率復(fù)用系數(shù)一定，每個(gè)小區(qū)的話路容量就確定下來。而CDMA是通過不同的地址碼來區(qū)分用戶的，所有用戶都共用一個(gè)頻率。決定CDMA系統(tǒng)容量的主要參數(shù)有處理增益、所需的Eb/N0值、話音激活系數(shù)、頻率復(fù)用效率和扇區(qū)數(shù)目等。而且即使上述參數(shù)都確定，容量還要受具體的地理環(huán)境、背景噪聲和外部干擾等條件的影響。所以，在CDMA中，每條話路所需占用的頻譜寬度是不確定的。通過試驗(yàn)和理論計(jì)算，IS-95CDMA的容量可達(dá)到AMPS的8至10倍，即每個(gè)小區(qū)中只占用20kHz的頻譜就可有一條話路。

目前的CDMA蜂窩系統(tǒng)實(shí)際上也都是FDMA和CDMA的組合。因?yàn)樘幵谕惠d頻的CDMA用戶共用同一頻率，所以它的頻率復(fù)用系數(shù)可以被看作是1，但由于受鄰近小區(qū)中用戶的干擾的影響，CDMA實(shí)際的頻率復(fù)用系數(shù)應(yīng)為2/3。CDMA系統(tǒng)的高容量很大一部分因素是由于它的頻率復(fù)用系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他制式的蜂窩系統(tǒng)，另外一個(gè)主要因素是它使用了話音激活技術(shù)。1.6其他常用技術(shù)

移動(dòng)通信系統(tǒng)需要利用信號(hào)處理技術(shù)來改進(jìn)惡劣無線電傳播環(huán)境中的鏈路性能。均衡、分集和信道編碼這三種技術(shù)，可以用來改進(jìn)小尺度時(shí)間、空間中接收信號(hào)的質(zhì)量和鏈路性能。它們既可以單獨(dú)使用，又可以組合使用。均衡技術(shù)可以補(bǔ)償時(shí)分信道中由于多徑效應(yīng)產(chǎn)生的符號(hào)間干擾（ISI）。如果調(diào)制帶寬超過了無線信道的相干帶寬，將會(huì)產(chǎn)生符號(hào)間干擾，并且調(diào)制脈沖將會(huì)產(chǎn)生時(shí)域擴(kuò)展，從而進(jìn)入相鄰符號(hào)。而接收機(jī)的均衡器可對(duì)信道中的幅度和延遲進(jìn)行補(bǔ)償。由于無線信道的未知性和時(shí)變性，因此均衡器需要是自適應(yīng)的。

分集技術(shù)是另外一種用來補(bǔ)償信道衰落的技術(shù)，它通常使用兩個(gè)或多個(gè)接收天線來實(shí)現(xiàn)。演進(jìn)中的3G通用空中接口也利用了發(fā)射分集技術(shù)，基站通過空間分開的天線或頻率發(fā)送多份信號(hào)的副本。同均衡器一樣，分集技術(shù)改善了無線通信鏈路的質(zhì)量，而且不用改變通用空中接口或者增加發(fā)射功率或者帶寬。

1.6.1均衡技術(shù)在帶寬受限（頻率選擇性的）且時(shí)間擴(kuò)散的信道中，由于多徑影響而導(dǎo)致的符號(hào)間干擾會(huì)使被傳輸?shù)男盘?hào)產(chǎn)生失真，因而在接收機(jī)中產(chǎn)生誤碼。符號(hào)間干擾被認(rèn)為是在無線信道中傳輸高速率數(shù)據(jù)時(shí)的主要障礙，而均衡正是克服符號(hào)間干擾的一種技術(shù)。從廣義上講，均衡可以指任何用來削弱符號(hào)間干擾的信號(hào)處理操作。在無線信道中，可以使用各種各樣的均衡器來消除干擾，并同時(shí)提供分集。由于移動(dòng)衰落信道具有隨機(jī)性和時(shí)變性，這就要求均衡器必須能夠?qū)崟r(shí)地跟蹤移動(dòng)通信信道的時(shí)變特性，因此這種均衡器又稱為自適應(yīng)均衡器。

自適應(yīng)均衡器一般包括兩種工作模式，即訓(xùn)練模式和跟蹤模式。其工作過程如下：發(fā)射機(jī)發(fā)射一個(gè)已知的、定長(zhǎng)的訓(xùn)練序列，以便接收機(jī)中的均衡器可以調(diào)整到恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，使BER最小。典型的訓(xùn)練序列是一個(gè)二進(jìn)制的偽隨機(jī)信號(hào)或是一串預(yù)先指定的數(shù)據(jù)比特，而緊跟在訓(xùn)練序列之后被傳送的是用戶數(shù)據(jù)。接收機(jī)中的自適應(yīng)均衡器將通過遞歸算法來評(píng)估信道特性，并且修正濾波器系數(shù)，以對(duì)多徑造成的失真做出補(bǔ)償。在設(shè)計(jì)訓(xùn)練序列時(shí)，要求做到即使在最差的信道條件下，均衡器也能通過這個(gè)序列獲得恰當(dāng)?shù)臑V波系數(shù)。這樣就可以在訓(xùn)練序列執(zhí)行完之后，使得均衡器的濾波系數(shù)已經(jīng)接近最佳值。而在接收用戶數(shù)據(jù)時(shí)，均衡器的自適應(yīng)算法就可以跟蹤不斷變化的信道。這樣處理的結(jié)果就是：自適應(yīng)濾波器將不斷改變其濾波特性。當(dāng)均衡器得到很好的訓(xùn)練后，就說它已經(jīng)收斂。

均衡器從調(diào)整系數(shù)至形成收斂，整個(gè)過程的時(shí)間跨度是均衡器算法、結(jié)構(gòu)和多徑無線信道變化率的函數(shù)。為了保證能有效地消除符號(hào)間干擾，均衡器需要周期性地做重復(fù)訓(xùn)練。均衡器通常用于數(shù)字通信系統(tǒng)中，因?yàn)樵跀?shù)字通信系統(tǒng)中用戶數(shù)據(jù)被分為若干段，并被放入小的時(shí)間段或時(shí)隙中傳送。時(shí)分多址（TDMA）無線通信系統(tǒng)特別適合于使用均衡器。TDMA系統(tǒng)在長(zhǎng)度固定的時(shí)間段中傳送數(shù)據(jù)，并且訓(xùn)練序列通常在一個(gè)分組的開始被傳送。每次收到一個(gè)新的數(shù)據(jù)分組時(shí)，均衡器將用同樣的訓(xùn)練序列進(jìn)行修正。

1.6.2分集技術(shù)分集技術(shù)是通信中的一種用相對(duì)低廉的投資就可以大幅度改進(jìn)無線鏈路性能的接收技術(shù)。與均衡技術(shù)不同，分集技術(shù)不需要訓(xùn)練序列，因此發(fā)射機(jī)不需要發(fā)送訓(xùn)練序列，從而節(jié)省了開銷。分集技術(shù)的使用范圍很廣。分集的概念是：如果一條無線傳播路徑中的信號(hào)經(jīng)歷了深度衰落，那么另一條相對(duì)獨(dú)立的路徑中可能包含著較強(qiáng)的信號(hào)。因此，接收機(jī)可以在多徑信號(hào)中選擇兩個(gè)或兩個(gè)以上的信號(hào)進(jìn)行合并，這樣做的好處是它在接收機(jī)中的瞬時(shí)信噪比和平均信噪比都有所提高，并且通?？梢蕴岣?0～30dB。分集技術(shù)是通過尋找無線傳播環(huán)境中的獨(dú)立（或至少是高度不相關(guān)的）多徑信號(hào)來實(shí)現(xiàn)的。

分集方案分為兩種：一種稱為“宏觀分集方案”；另一種稱為“微觀分集方案”。宏觀分集方案用于合并兩個(gè)或多個(gè)長(zhǎng)時(shí)限對(duì)數(shù)正態(tài)信號(hào)，這些信號(hào)是經(jīng)獨(dú)立的衰落路徑接收來自不同基站站址上的兩個(gè)或多個(gè)不同天線發(fā)射的信號(hào)，顯然，只要在各方向上的信號(hào)傳播不是同時(shí)受到陰影效應(yīng)或地形地貌的影響，這種方法能有效保持通信不會(huì)中斷。微觀分集方案用于合并兩個(gè)或多個(gè)短時(shí)限瑞利信號(hào)，這些信號(hào)都是在同一個(gè)接收基站上經(jīng)獨(dú)立的衰落路徑接收來自兩個(gè)或多個(gè)不同天線發(fā)射的信號(hào)。

常用的分集包括：空間分集、頻率分集、時(shí)間分集、極化分集?？臻g分集，也稱為天線分集，是無線通信中使用最多的分集形式之一。要想從不同的天線上獲得非相關(guān)的接收信號(hào)，就要求天線間的間隔距離等于或大于半個(gè)波長(zhǎng)。在基站的設(shè)計(jì)中，為了進(jìn)行分集接收，在每個(gè)小區(qū)的中心，都裝備了多個(gè)基站接收天線。但是由于移動(dòng)臺(tái)接近地面，容易產(chǎn)生嚴(yán)重的信號(hào)散射現(xiàn)象，因此基站處的分集天線之間必須相隔很遠(yuǎn)（通常是波長(zhǎng)的幾十倍），才能實(shí)現(xiàn)信號(hào)的非相關(guān)。空間分集既可用于基站，也可用于移動(dòng)臺(tái)，還可同時(shí)用于兩者。目前，已有雙天線手機(jī)面世。

頻率分集在多于一個(gè)的載頻上傳送信號(hào)。其工作原理是，在信道相干帶寬之外的頻率是不相關(guān)的，并且不會(huì)出現(xiàn)同樣的衰落。在理論上，不相關(guān)信道產(chǎn)生同樣衰落的概率是各自產(chǎn)生衰落概率的乘積。時(shí)間分集是指以超過信道相干時(shí)間的時(shí)間間隔重復(fù)發(fā)送信號(hào)，以便讓再次收到的信號(hào)具有獨(dú)立的衰落環(huán)境，從而產(chǎn)生分集效果。目前，時(shí)間分集技術(shù)已經(jīng)大量地用于擴(kuò)頻CDMA的RAKE接收機(jī)中，由多徑信道提供傳輸冗余信息。極化分集利用了空中的水平極化和垂直極化路徑不相關(guān)的這一特性。由于在傳輸中進(jìn)行了多次反射，使得信號(hào)在不同的極化方向上是不相關(guān)的。將極化天線用于多徑環(huán)境中，當(dāng)傳輸路徑中有障礙物時(shí)，極化分集可以驚人地減少多徑時(shí)延擴(kuò)展，而不會(huì)明顯地降低功率。在移動(dòng)無線通信中，分集合并的方案是在幾個(gè)信道上同時(shí)傳輸或者選擇分集合并傳輸，以降低在接收端上過量的深衰落概率。在宏觀分集中，選用選擇分集合并是有效的。這樣，可以減少長(zhǎng)時(shí)限衰落。選擇性分集合并是在兩個(gè)或者多個(gè)信號(hào)中進(jìn)行選擇，而不是對(duì)信號(hào)進(jìn)行合并。對(duì)于短時(shí)限衰落的微觀分集，原則是通過分集方案獲得相等平均功率的大量信號(hào)，其相應(yīng)的分集合并方法包括選擇性合并，最大比值合并和等增益合并。這些線性分集合并方法包含了多個(gè)接收信號(hào)簡(jiǎn)單的加權(quán)線性和。

1.6.3信道編碼技術(shù)信道編碼通過在傳輸數(shù)據(jù)中引入冗余來避免數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在傳輸過程中出現(xiàn)差錯(cuò)。用于檢測(cè)差錯(cuò)的信道編碼稱為檢錯(cuò)編碼，而既可檢錯(cuò)又可糾錯(cuò)的信道編碼稱為糾錯(cuò)編碼。糾錯(cuò)和檢錯(cuò)技術(shù)的基本目的是通過在無線鏈路的數(shù)據(jù)傳輸中引入冗余來改進(jìn)信道的質(zhì)量。冗余比特的引入增加了原始信號(hào)的傳輸速率。因此，在源數(shù)據(jù)速率固定的情況下，這增加了帶寬要求，結(jié)果降低了高SNR情況下的帶寬效率，卻大大降低了低SNR情況下的BER。根據(jù)香農(nóng)定理可知，只要SNR足夠大，就可以用很寬的帶寬來實(shí)現(xiàn)無差錯(cuò)通信。這就是3G應(yīng)用寬帶CDMA的部分原因。另一方面，差錯(cuò)控制編碼的寬度是隨編碼長(zhǎng)度的增加而增加的。因此，糾錯(cuò)編碼在帶寬受限的環(huán)境中是有一定優(yōu)勢(shì)的，并且在功率受限的環(huán)境中提供一定的鏈路保護(hù)。

信道編碼器把源信息變成編碼序列，使其可用于信道傳輸，這就是它處理數(shù)字信息源的方法。檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼有三種基本類型：分組碼、卷積碼和Turbo碼。分組碼是一種前向糾錯(cuò)（FEC）編碼。它是一種不需要重復(fù)發(fā)送就可以檢出并糾正有限個(gè)錯(cuò)誤的編碼。在分組碼中，校驗(yàn)位被加到信息位之后，以形成新的碼字（或碼組）。在一個(gè)分組編碼器中，k個(gè)信息位被編為n個(gè)比特，而n-k個(gè)校驗(yàn)位的作用就是檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。分組碼以（n，k）表示，其編碼速率定義為Rc=k/n，這也是原始信息速率與信道信息速率的比值。卷積碼與分組碼有根本的區(qū)別，它不是把信息序列分組后再進(jìn)行單獨(dú)編碼，而是由連續(xù)輸入的信息序列得到連續(xù)輸出的已編碼序列。已經(jīng)證明，在同樣的復(fù)雜度下，卷積碼可以比分組碼獲得更大的編碼增益。卷積碼是在信息序列通過有限狀態(tài)移位寄存器的過程中產(chǎn)生的。通常，移位寄存器包含N級(jí)（每級(jí)k

比特），并對(duì)應(yīng)有基于生成多項(xiàng)式的m個(gè)線性代數(shù)方程。輸入數(shù)據(jù)每次以k位移入移位寄存器，同時(shí)有n位數(shù)據(jù)作為已編碼序列輸出，編碼速率為Rc=k/n。參數(shù)N稱為約束長(zhǎng)度，它指明了當(dāng)前的輸出數(shù)據(jù)與多少的輸入數(shù)據(jù)有關(guān)。N決定了編碼的復(fù)雜度和能力大小。1.7

移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展史

1.7.1全球移動(dòng)通信的發(fā)展歷程

移動(dòng)通信的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)發(fā)展階段：

20世紀(jì)20～30年代：警車無線電調(diào)度電話（AM調(diào)幅），使用頻率為2MHz。

20世紀(jì)40～50年代：人工接續(xù)的移動(dòng)電話（FM調(diào)頻），單工工作方式，使用頻段為150MHz及450MHz。特別值得一提的是1947年Bell實(shí)驗(yàn)室提出了蜂窩的概念。

20世紀(jì)60年代：自動(dòng)撥號(hào)移動(dòng)電話，全雙工工作方式，使用頻段為150MHz及450MHz。1964年美國(guó)開始研究更先進(jìn)的移動(dòng)電話系統(tǒng)（IMTS）。20世紀(jì)70～80年代：AMPS、TACS分別在美國(guó)、英國(guó)投入使用。使用頻段為800/900MHz（早期曾使用450MHz），全自動(dòng)撥號(hào)，全雙工工作，具有越區(qū)頻道轉(zhuǎn)換，自動(dòng)漫游通信功能。頻譜利用率、系統(tǒng)容量和話音質(zhì)量都有明顯的提高。

20世紀(jì)90年代：GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)和窄帶CDMA（IS-95A）數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)及衛(wèi)星移動(dòng)通信投入使用。21世紀(jì)初：基于窄帶IS-95CDMA技術(shù)的寬帶CDMA技術(shù)的cdma2000、基于日本無線工業(yè)廣播協(xié)會(huì)（ARIB）支持的純W-CDMA和歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ETSI）制定的UTRA兩個(gè)獨(dú)立建議的W-CDMA、由我國(guó)提出的時(shí)分同步CDMA（TD-SCDMA）等第三代（3G）系統(tǒng)（IMT-2000）陸續(xù)開始投入使用或建立試驗(yàn)網(wǎng)。其中，第三代（3G）系統(tǒng)使用頻段為1885~2025MHz，2110~2200MHz，全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。在使用的150MHz、450MHz、900MHz三個(gè)頻段的具體收發(fā)頻率間隔分別為:150MHz的收發(fā)頻率間隔為5.7MHz；450MHz的收發(fā)頻率間隔為10MHz；900MHz的收發(fā)頻率間隔為45MHz。20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的模擬蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)，人們把它稱為第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)。其主要技術(shù)是模擬調(diào)頻、頻分多址，主要業(yè)務(wù)是電話。代表這一系統(tǒng)的有美國(guó)的AMPS，英國(guó)的TACS，北歐的NMT-900及日本HCNTS等。模擬系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是：頻譜利用率低，不能與ISDN兼容，保密性差，以及移動(dòng)終端要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)小型化、低功耗、低價(jià)格的難度都較大。美國(guó)的AMPS最早是由美國(guó)于1971年開始研制并投入軍用的。1973年，美國(guó)Motorola公司向美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)提出申請(qǐng)AMPS(AdvancedMobilePhoneService)系統(tǒng)，經(jīng)批準(zhǔn)于1983年投入使用。

表1-1AMPS與TACS的主要差別項(xiàng)目AMPSTACS工作頻段/MHzMS→BS

BS→MS825～845870～890890～915935～960頻道間隔/kHz3025話音頻道調(diào)制峰值頻偏/kHz±12±9.5控制信號(hào)傳輸速率/(kb/s)108控制頻道調(diào)制峰值頻偏/kHz±8±6.4使用的150MHz、450MHz、900MHz三個(gè)頻段的具體收發(fā)頻率間隔分別為:150MHz的收發(fā)頻率間隔為5.7MHz；450MHz的收發(fā)頻率間隔為10MHz；900MHz的收發(fā)頻率間隔為45MHz。

AMPS系統(tǒng)和TACS系統(tǒng)均為采用FDMA方式的模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，屬第一代(1G)移動(dòng)通信系統(tǒng)。其缺點(diǎn)是容量小，不能滿足飛速發(fā)展的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)量和業(yè)務(wù)種類的需要。第二代(2G)移動(dòng)通信系統(tǒng)采用TDMA或CDMA數(shù)字蜂窩系統(tǒng)，如GSM/DCS-1800，D-AMPS(IS-54、IS-136)、CDMA(IS-95)等。其容量和功能都比模擬系統(tǒng)有了很大的提高，但其業(yè)務(wù)種類主要限于話音和低速數(shù)據(jù)(≤9.6kb/s)。

表1-2列出了全球目前投入運(yùn)營(yíng)或曾經(jīng)投入過運(yùn)營(yíng)的低功率系統(tǒng)的主要參數(shù)。表1-3列出了全球目前投入運(yùn)營(yíng)的第二代(2G)數(shù)字蜂窩系統(tǒng)的主要參數(shù)。值得一提的是，采用碼分多址(CDMA)技術(shù)的IS-95數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)與其他蜂窩系統(tǒng)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)系統(tǒng)容量大，為GSM的5.6倍，為TACS的11.2倍。

(2)抗衰落能力及抗干擾性能強(qiáng)。

(3)話音質(zhì)量高。

(4)保密性及安全性優(yōu)于GSM系統(tǒng)。

(5)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率低(約10mW)。

(6)具有軟切換和軟容量特性。

(7)頻率復(fù)用模式可達(dá)到1。本區(qū)和鄰區(qū)可共用同一頻道，因而不需要頻率動(dòng)態(tài)分配。

(8)可實(shí)現(xiàn)寬帶數(shù)據(jù)傳輸。1.7.2從2G向3G發(fā)展

1.移動(dòng)用戶數(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)隨著移動(dòng)用戶數(shù)量的急劇增加，世界上一些發(fā)達(dá)地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了頻率資源緊張、系統(tǒng)容量飽和的局面。移動(dòng)通信所賴以生存的無線電頻率是一種寶貴的資源，頻譜資源是有限的，但隨著移動(dòng)通信的飛速發(fā)展，用戶數(shù)量的急劇增加，有限的資源被“無限”地利用，矛盾越來越尖銳。３Ｇ由于采用了CDMA技術(shù)，相對(duì)于２Ｇ來說可以提供更大的系統(tǒng)容量，能有效緩解急劇增長(zhǎng)的用戶數(shù)量和有限的頻率資源之間的矛盾。從這個(gè)角度分析，２Ｇ的無線技術(shù)必將被３Ｇ所取代。

2.移動(dòng)業(yè)務(wù)發(fā)展的必然趨勢(shì)隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，人類已經(jīng)逐漸步入信息化社會(huì)，人們對(duì)于移動(dòng)通信也提出了越來越高的要求。在這種潮流下，分組交換、ATM、IP等技術(shù)與移動(dòng)通信技術(shù)的融合已經(jīng)成為移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)，而且移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合也越來越緊密。同時(shí)，信息技術(shù)的發(fā)展和用戶的多樣化、個(gè)性化需求要求移動(dòng)通信系統(tǒng)提供更豐富、更個(gè)性化的業(yè)務(wù)，如圖像、話音與數(shù)據(jù)相結(jié)合的多媒體業(yè)務(wù)和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，但2G系統(tǒng)主要為用戶提供話音業(yè)務(wù)和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，QoS能力有限，無法滿足用戶多媒體、電子商務(wù)、移動(dòng)上網(wǎng)等多種新興通信的要求。3G能夠達(dá)到高速車載環(huán)境下384kb/s、低速或靜止?fàn)顟B(tài)下2Mb/s及以上的速率，因此可提供多樣化、個(gè)性化業(yè)務(wù)，并向多媒體化、智能化、IP化方向發(fā)展。

3.運(yùn)營(yíng)商發(fā)展的必然趨勢(shì)從更深層次來說，隨著終端價(jià)格和話費(fèi)的下調(diào)、預(yù)付費(fèi)業(yè)務(wù)的開展，手機(jī)消費(fèi)已從奢侈品走向普及，大量低端用戶的加入導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)商的ＡＲＰＵ逐漸下降。ＡＲＰＵ一直是投資者衡量運(yùn)營(yíng)商核心競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)重要指標(biāo)，因此如何有效提高ＡＲＰＵ就成為亟待解決的問題。由于話音業(yè)務(wù)的利潤(rùn)空間日益縮小，因此要提高ＡＲＰＵ，還需要開展豐富的差異化競(jìng)爭(zhēng)業(yè)務(wù)。因?yàn)椋玻侵苯訉I(yè)務(wù)本身標(biāo)準(zhǔn)化，所以同一種業(yè)務(wù)就只有一種標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)方式，不利于第三方的快速引入和業(yè)務(wù)生成，生成新業(yè)務(wù)比較困難，無法充分滿足用戶多樣化、個(gè)性化的業(yè)務(wù)需求。在３Ｇ中，某個(gè)特定業(yè)務(wù)可以抽象為多個(gè)業(yè)務(wù)能力特征的集合，每個(gè)業(yè)務(wù)能力特征可以根據(jù)承載網(wǎng)絡(luò)的不同而由不同的業(yè)務(wù)能力具體實(shí)現(xiàn)，這表現(xiàn)了３Ｇ業(yè)務(wù)生成的多樣化和靈活性。運(yùn)營(yíng)商只有充分利用３Ｇ平臺(tái)來開展差異化競(jìng)爭(zhēng)，才能在未來的激烈競(jìng)爭(zhēng)中生存和發(fā)展。與第一、第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)相比，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要特征是可以提供移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)，具體包括高速移動(dòng)環(huán)境(FDD：500km/h；TDD：120km/h)中支持速率為144kb/s的業(yè)務(wù)，步行慢速移動(dòng)環(huán)境(30km/h)中支持速率為384kb/s的業(yè)務(wù)，室內(nèi)環(huán)境(3km/h)中支持速率為2Mb/s的業(yè)務(wù)。

IMT-2000的目標(biāo)是建立一個(gè)具有全球性、綜合性的個(gè)人通信網(wǎng)，包括尋呼、無繩電話、蜂窩系統(tǒng)和移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)等的功能，為全球用戶提供多媒體通信業(yè)務(wù)。其第一階段目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)2Mb/s的無線多媒體通信，第二階段目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)10Mb/s的無線多媒體通信。1999年6月，國(guó)際電聯(lián)TG8/1第17次會(huì)議在北京召開。此次會(huì)議全面完成了IMT-2000無線接口技術(shù)規(guī)范建議(RSPC建議)框架的制定，并進(jìn)一步推動(dòng)了寬帶碼分多址(CDMA)技術(shù)和CDMA時(shí)分雙工(TDD)技術(shù)的融合。

IMT-2000的系統(tǒng)特性如下：

(1)采用(1.8～2.2)GHz頻帶的數(shù)字系統(tǒng)。

(2)在多種無線環(huán)境(蜂窩系統(tǒng)、無繩系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)和固定的無線系統(tǒng))下工作。

(3)使用多模式終端，提供漫游能力。

(4)提供廣泛的電信業(yè)務(wù)。

(5)具有與固定網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)可比的高質(zhì)量和完整性。

(6)具有國(guó)際漫游和系統(tǒng)內(nèi)部越區(qū)切換的能力。

(7)使用智能網(wǎng)(IN)技術(shù)進(jìn)行移動(dòng)性管理和業(yè)務(wù)控制。

(8)具有高水平的安全和保密能力。

(9)具有靈活開放的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。無線傳輸技術(shù)(RTT)是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要組成部分。無線傳輸技術(shù)主要包括多址技術(shù)、調(diào)制技術(shù)、信道編碼與交織、雙工技術(shù)、物理信道結(jié)構(gòu)和復(fù)用、幀結(jié)構(gòu)、RF信道參數(shù)等。1998年6月30日為ITU規(guī)定的提交RTT建議的最后期限，共有10個(gè)組織向ITU提交了候選RTT方案，如表1-4所示。1.7.3WiMAX(全球微波互聯(lián)接入)

WiMAX(全球微波互聯(lián)接入)以IEEE802.16的系列寬頻無線標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ),故稱為802.16無線城域網(wǎng)(MAN)，是又一種為企業(yè)和家庭用戶提供“最后一英里”的寬帶無線連接方案，作為電纜和DSL之外的選擇,由WiMAX論壇(WiMAXForum)提出并于2001年6月成形。在802.16物理層的三個(gè)變體中，WiMAX選擇了802.16-2004版的256個(gè)載波的OFDM，具有較寬的頻帶以及較遠(yuǎn)的傳輸距離，與主要以短距離區(qū)域傳輸為目的的IEEE802.11通信協(xié)議有著相當(dāng)大的不同,可以覆蓋(40～48)km的范圍。

WiMAX在北美、歐洲發(fā)展迅猛，而且這股熱浪已經(jīng)推進(jìn)到了亞洲。為了分享ITU分配給3G的頻譜資源，WiMAX從一開始就積極試圖加入3G家族，實(shí)現(xiàn)全球漫游的目標(biāo)，成為真正意義上的移動(dòng)通信技術(shù)，但遭到了分別代表WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA陣營(yíng)的愛立信、高通和TD三方的強(qiáng)力反對(duì)。然而美國(guó)政府給予了強(qiáng)力支持，其他國(guó)家和企業(yè)也都一邊倒地支持WiMAX。2007年10月，WiMAX被正式批準(zhǔn)為國(guó)際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)(ITU)，成為3G標(biāo)準(zhǔn)中IMT-2000家族的一名正式成員。由于WiMAX同TD-SCDMA一樣均使用了TDD技術(shù)，因此如果WiMAX成為3G技術(shù)，在頻譜資源方面就會(huì)對(duì)TD-SCDMA構(gòu)成沖擊，所以中國(guó)方面也持反對(duì)意見。目前WiMAX未被我國(guó)列入3G標(biāo)準(zhǔn)。

WiMAX目前定義了固定、游牧、便攜、簡(jiǎn)單移動(dòng)及自由移動(dòng)五種應(yīng)用場(chǎng)景，其在各場(chǎng)景下的性能指標(biāo)如表1-5所示。固定接入業(yè)務(wù)是802.16運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)中最基本的業(yè)務(wù)模型，包括：用戶因特網(wǎng)接入、傳輸承載業(yè)務(wù)傳輸及Wi-Fi熱點(diǎn)回傳等。游牧場(chǎng)景下，終端可以從不同的接入點(diǎn)接入到一個(gè)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)中，在每次會(huì)話連接中，用戶終端只能進(jìn)行站點(diǎn)式的接入，在兩次不同的網(wǎng)絡(luò)接入中，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)將不被保留。便攜場(chǎng)景下，除了進(jìn)行小區(qū)切換外，連接不會(huì)發(fā)生中斷，從這個(gè)階段開始，終端可以在不同的基站之間進(jìn)行切換。當(dāng)進(jìn)行切換過程時(shí)，用戶將經(jīng)歷短時(shí)間(最大2s)的業(yè)務(wù)中斷或者感到一些延遲。切換過程結(jié)束后，TCP/IP應(yīng)用對(duì)當(dāng)前IP地址進(jìn)行刷新或者重建IP地址。簡(jiǎn)單移動(dòng)場(chǎng)景是能夠在相鄰基站之間切換的第一個(gè)場(chǎng)景。在切換過程中，數(shù)據(jù)包的丟失將控制在一定范圍內(nèi)，最差的情況下，TCP/IP會(huì)話不中斷，但應(yīng)用層業(yè)務(wù)可能有一定的中斷。切換完成后，QoS將重建到初始級(jí)別。在自由移動(dòng)場(chǎng)景下，用戶可以在移動(dòng)速度為120km/h甚至更高的情況下，無中斷地使用寬帶無線接入業(yè)務(wù)，當(dāng)沒有網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，用戶終端模塊將處于低功耗模式。簡(jiǎn)單移動(dòng)和自由移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)需要支持休眠模式、空閑模式和尋呼模式。1.7.4從3G向4G發(fā)展

3G在全球布局后,4G的路如何走一直是行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)問題。

2012年1月18日,國(guó)際電信聯(lián)盟在2012年無線電通信全會(huì)上,正式審議通過將LTE和WirelessMAN技術(shù)規(guī)范確立為“4G”國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),中國(guó)主導(dǎo)制定的TD-LTE和FDD-LTE同時(shí)并列成為4G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

TD-LTE被確定為4G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)志著中國(guó)在移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)制定領(lǐng)域再次走到了世界前列,為TD-LTE產(chǎn)業(yè)的后續(xù)發(fā)展及國(guó)際化提供了重要基礎(chǔ)。

1.7.5我國(guó)的移動(dòng)通信發(fā)展歷程我國(guó)移動(dòng)通信是從軍事移動(dòng)通信(即戰(zhàn)術(shù)通信)起步的。民用移動(dòng)通信發(fā)展較晚，最初階段大致可分為早期、74系列、80系列三個(gè)階段。20世紀(jì)50年代末到70年代中主要在公安、郵電、交通、漁業(yè)等少數(shù)部門用作專網(wǎng)；1974年才開放了四個(gè)民用波段，制定了通用技術(shù)條件，開始研制頻道間隔為50kHz和100kHz的74系列產(chǎn)品；1980年制定了頻道間隔為25kHz的性能指標(biāo)、測(cè)試方法和環(huán)境要求等部頒標(biāo)準(zhǔn)，開展了80系列設(shè)備的研制。我國(guó)公眾移動(dòng)通信起步于20世紀(jì)80年代，1987年在廣州、上海率先采用900MHzTACS標(biāo)準(zhǔn)的模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng),開通了蜂窩移動(dòng)通信業(yè)務(wù)。它一經(jīng)面世,就受到廣大用戶的歡迎,并迅速發(fā)展到全國(guó)各省。移動(dòng)電話用戶數(shù)每年翻番,發(fā)展速度之快,令世人矚目。至1996年已基本建成一個(gè)覆蓋全國(guó)(除臺(tái)灣省以外)31個(gè)省、直轄市、自治區(qū)大部分地市縣和部分重要縣鎮(zhèn)的全國(guó)移動(dòng)通信網(wǎng)。該網(wǎng)采用的設(shè)備主要由摩托羅拉系統(tǒng)(稱A網(wǎng))和愛立信系統(tǒng)(稱B網(wǎng))組成。1995年1月1日實(shí)現(xiàn)了A網(wǎng)和B網(wǎng)兩系統(tǒng)內(nèi)的分別聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)漫游。1996年1月1日實(shí)現(xiàn)了A網(wǎng)、B網(wǎng)兩系統(tǒng)的互聯(lián)自動(dòng)漫游,從而真正實(shí)現(xiàn)了“一機(jī)在手、信步神州”。隨著數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展與普及，模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)于2000年起開始封網(wǎng)，并逐步退出中國(guó)電信發(fā)展的歷史舞臺(tái)，將頻段讓給數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。

1994年4月，中國(guó)聯(lián)合通信有限公司（簡(jiǎn)稱“中國(guó)聯(lián)通”）的成立打破了郵電“一統(tǒng)天下”的局面。中國(guó)聯(lián)通決定采用技術(shù)先進(jìn)、設(shè)備成熟、具有國(guó)際自動(dòng)漫游功能的GSM數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù),組建全國(guó)第二個(gè)公眾移動(dòng)通信網(wǎng)。1994年9月，中國(guó)電信也采用GSM數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù),組建了中國(guó)電信全國(guó)公眾數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)。從1994年9月至1995年年底短短一年多時(shí)間，中國(guó)就有15個(gè)省、直轄市、自治區(qū)開通了GSM數(shù)字移動(dòng)電話業(yè)務(wù),并采用中國(guó)七號(hào)信令完成聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)漫游。在發(fā)展GSM的同時(shí),我國(guó)積極跟蹤C(jī)DMA技術(shù)的發(fā)展。CDMA數(shù)字蜂窩試驗(yàn)網(wǎng)率先由長(zhǎng)城電信在北京、上海、廣州、西安四大城市建成并開通，使用效果不錯(cuò)。美國(guó)TIA的IS-95的雙模式CDMA標(biāo)準(zhǔn)以Qualcomm的方案為基礎(chǔ)，系統(tǒng)帶寬為1.25MHz。隨著中國(guó)電信改革的深入，1999年4月，信息產(chǎn)業(yè)部確定由中國(guó)聯(lián)通在全國(guó)范圍經(jīng)營(yíng)CDMA數(shù)字蜂窩系統(tǒng)。2000年4月20日，從中國(guó)電信分離的移動(dòng)業(yè)務(wù)由新成立的中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)公司（簡(jiǎn)稱“中國(guó)移動(dòng)”）運(yùn)行。

中國(guó)移動(dòng)的成立積極地推動(dòng)了我國(guó)移動(dòng)通信的發(fā)展，使我國(guó)成為世界上移動(dòng)用戶數(shù)最多的國(guó)家。2008年，電信業(yè)進(jìn)行重組，中國(guó)鐵通、中國(guó)網(wǎng)通等并入其他大型運(yùn)營(yíng)商，形成目前的中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信三強(qiáng)并行的局面。為了改變我國(guó)以往在制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面跟著國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)跑的局面，我國(guó)政府主管部門高度重視第三代移動(dòng)通信（3G）的發(fā)展，積極制定具有我國(guó)自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的3G標(biāo)準(zhǔn)。

1999年6月，中國(guó)無線通信標(biāo)準(zhǔn)研究組(CWTS)在韓國(guó)正式簽字，同時(shí)加入3GPP和3GPP2,成為這兩個(gè)當(dāng)前主要負(fù)責(zé)第三代合作伙伴計(jì)劃的組織伙伴。在此之前，我國(guó)是以觀察員的身份參與該計(jì)劃的標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)的。

1999年11月，芬蘭赫爾辛基ITU第18次會(huì)議上，TD－SCDMA進(jìn)入ITUTG8/1文件IMT-RSPC的最終稿，成為ITU/3G候選方案。2000年5月5日，土耳其伊斯坦布爾無線電大會(huì)上，TD－SCDMA正式被ITU接納成為IMT2000標(biāo)準(zhǔn)之一，這是百年來中國(guó)電信發(fā)展史上的重大突破。為推動(dòng)中國(guó)３Ｇ產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，２００１年６月，信息產(chǎn)業(yè)部組織國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)企業(yè)、設(shè)備制造企業(yè)和科研支撐單位的專家成立了“第三代移動(dòng)通信技術(shù)試驗(yàn)專家組”，正式啟動(dòng)３Ｇ技術(shù)試驗(yàn)，對(duì)ＴＤ－ＳＣＤＭＡ、ＷＣＤＭＡ、cdma２０００三種技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)備、接口、網(wǎng)絡(luò)性能、終端、互操作、業(yè)務(wù)、無線干擾、網(wǎng)管和計(jì)費(fèi)等進(jìn)行了全面測(cè)試。在開展技術(shù)試驗(yàn)的同時(shí)，中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)按照“以企業(yè)為主體，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，公平、公正、公開和協(xié)商一致”的標(biāo)準(zhǔn)制定原則，引導(dǎo)國(guó)內(nèi)外通信制造企業(yè)、通信運(yùn)營(yíng)企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、高等院校，在充分借鑒國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的最新研究成果的基礎(chǔ)上，經(jīng)過由國(guó)內(nèi)外企業(yè)廣泛參與和充分討論，共同開展ＴＤ－ＳＣＤＭＡ、ＷＣＤＭＡ、CDMA２０００通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的研究制定工作。２００６年１月２０日，我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部將第三代移動(dòng)通信（３Ｇ）“中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)”ＴＤ－ＳＣＤＭＡ公布為中國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。２００６年５月１６日，信息產(chǎn)業(yè)部又將歐洲提出的ＷＣＤＭＡ和美國(guó)提出的cdma２０００頒布為中國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在ＴＤ－ＳＣＤＭＡ、ＷＣＤＭＡ、cdma２０００系列通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，國(guó)內(nèi)外積極參與ＴＤ－ＳＣＤＭＡ、ＷＣＤＭＡ、cdma２０００產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)的企業(yè)，在產(chǎn)品需求定義、設(shè)備合作開發(fā)、系統(tǒng)集成應(yīng)用等方面有了一致的認(rèn)識(shí)，技術(shù)和市場(chǎng)分工進(jìn)一步明確，同類設(shè)備的性能和指標(biāo)越來越具有可比性，從而形成更加成熟的產(chǎn)業(yè)環(huán)境。

2008年9月28日，中國(guó)聯(lián)通與中國(guó)電信聯(lián)合發(fā)布公告，CDMA業(yè)務(wù)的經(jīng)營(yíng)主體將由中國(guó)聯(lián)通變更為中國(guó)電信。

2009年1月7日下午14點(diǎn)30分，工業(yè)和信息化部對(duì)中國(guó)移動(dòng)發(fā)放自主研發(fā)的TD－SCDMA牌照，對(duì)中國(guó)聯(lián)通發(fā)放WCDMA牌照，對(duì)中國(guó)電信發(fā)放cdma2000牌照。這標(biāo)志著中國(guó)進(jìn)入3G時(shí)代。至此，經(jīng)過電信重組和3G牌照發(fā)放，中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)移動(dòng)三大電信運(yùn)營(yíng)商均獲得移動(dòng)和固網(wǎng)牌照，形成全業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)格局。目前，中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)移動(dòng)三大電信運(yùn)營(yíng)商采用的無線接入技術(shù)及業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)定位見表1－6。1.8第五代移動(dòng)通信（5G）標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)狀