编者按 第三代移动通信标准――IMT－2000正处在多方的协商和制定当中，IMT－2000将使移动通信 全球统一频率、统一标准、漫游全球并提供多种业务变为现实。我国信息产业部也已专门成立了第三代移动通信领导小组，并 成立了相应的评估和开发小组，提出了我国关于第三代移动通信无线传输技术方案TD－SCDMA。在此推陈出新之际，本 报特刊出“三代移动通信的发展”一文，从而对移动通信的技术发展和系统演进给予比较详尽的介绍。

　　　第一代移动通信系统

　　第一代移动通信系统（也叫1G）主要采用模拟和频分多址（FDMA）技术。整个发展过程又可分为三个阶段，即 第一阶段的小容量大区制（或单区制）人工交换移动通信系统、中容量中区制自动交换移动通信系统和大容量小区制程控交换 移动通信系统。

　　所谓小容量大区制是指在一个服务区域（如一个城市）内只有一个基站点，直接负责所有移动台（手机或车载设备） 与交换中心的联络与控制。所以基站天线架设很高，发射机输出功率很大（一般都在200W左右），覆盖半径大约为30～ 50km。但因手机电池容量有限，输出功率较小，在远离基站时一般只能收到基站发来的信号（下行信号），而基站却收不 到手机发出的信号（上行信号）。为了解决双向通信不一致的问题，一般是在适当的地方设立为数不多的分集接收站，保证服 务区内的双向通信。显然，在大区制移动通信系统中，因基站少、人工交换慢，为了避免用户移动台之间严重的相互串扰，其 中频率利用率及通信容量受到了严格限制，所以用户数量较少、通信区域较小、通信质量不高。但结构简单、投资较少、见效 快，仅适用于用户较少、信息量不大、特殊应用领域等环境。小容量大区制是移动通信发展的初始阶段和技术探索阶段。这个 时期的主要代表为美国的MTS移动通信系统。

　　第二阶段为中容量中区制自动交换移动通信系统。该系统不仅表现在基站数相对增多，而应用的通信频率也相应由原 来的150MHz升高到450MHz，这样不仅使移动台的天线可明显缩短，体积和重量可明显降低，而且通信质量与容量 也有较大提高。由于基站数增多和自动交换功能的采用，通话质量和其用户数量相对增多，使得服务区域相对拓宽了许多。然 而，第二阶段中容量中区制只能算是移动通信发展的一个过渡过程，它为移动通信的后期发展提供了必要的技术基础。这阶段 的主要代表有美国的IMTS和德国的MATS－β系统。

　　第三阶段为大容量小区制，以程控交换为基础的蜂窝移动通信系统。所谓小区制就是把整个服务区域划分为若干个小 区，每个小区分别设置一个基站，负责本区移动通信的联络与控制，同时还可在移动业务交换中心的统一控制下，实现小区之 间移动用户通信的转接、移动用户与固定用户的联系等。这些小区与基站的布局类似如蜂巢结构的六边形，所以又叫蜂窝系统 。虽然每个小区所能接受的用户数量有限，但较多的小区所能容纳的用户数量就明显增加了，用户之间的干扰也明显减少。又 因为小区的区域较小，手机与基站的距离短，因此不仅移动台和基站的无线收发功率可以做得更低，而且通话质量也可明显得 到提高。所以小区制大大提高了频率利用率、提高了移动用户数量、改善了用户通话质量，其无线小区范围还可根据实际用户 数的多少来灵活确定。

　　当然，小区制的采用，也使得移动台在通话过程中，从一个小区转入到另一个小区的概率增加了，移动台需要经常切 换工作频道。且小区越小，这种频道的切换次数就越多，控制交换功能和技术要复杂得多，而且基站数量要增加，蜂窝网成本 就要提高，所以无线小区的范围不宜过小，应根据实际工程的需要、用户数量的多少，以及移动系统的特点来确定。该类蜂窝 系统的主要代表有美国的AMPS、英国的TACS、日本的HCMTS等，其特点是用户容量大、通话质量高，完全可以与 有线电话通信媲美。蜂窝系统将移动通信系统推到了高速发展的新时期。

　　在第一代移动通信中变化最大的莫过如用户手机和基站设备的体积与重量的减小。由于该时期恰逢微电子、计算机、 通信，以及电池制造等技术发展高峰，虽然所有的手机和基站都是模拟式，但因蜂窝布局的小区制和超大集成技术的广泛应用 ，使其体积、重量、功能得到了极大的发展，特别是体积和重量使得移动台成为真正的“手”机。而蜂窝系统与程控交换的应 用，又使得移动通信系统的质量完全可以与固定电话媲美，使通话双方能够清晰地听出对方的声音来。但是由于模拟信号的传 输带宽所限，以及各类通信系统制式不统一，限制了移动通信的长途漫游，使得第一代移动通信系统只能是一种区域性移动通 信系统。

　　我国在引进第一代模拟蜂窝系统设备时，为了在质量和价格上引进竞争机制，引进了美国的摩托罗拉公司设备和欧洲 爱立信公司设备，从而使得在移动通信领域出现了两种运行网络，即摩托罗拉公司设备的A网和爱立信公司设备的B网。这两 种网制使得手机在不同网络之间漫游时，必须通过对手机的相关调整才能真正漫游通话，从而极大地限制了用户的“移动”通 信。又因为模拟手机的相关识别码保存在手机的CPU芯片中，且不能加密、容易更改，从而使手机很易产生盗号现象，使用 户利益很难得到真正保护。更有甚之，由于各基站的信道数有限，作为运行频分多址技术的模拟蜂窝系统，其通话信道很容易 很第三者盗听，所以用户通话的保密性较差。总之，模拟式蜂窝系统的缺点使用户难以容忍。

　　第二代移动通信系统

　　第二代移动通信（2G）起于90年代初期，流行于90年代中后期。第二代移动通信系统主要采用数字式时分多址 （TDMA）和码分多址（CDMA）技术。其产品类型又可分为两大类，即第一类数字式TDMA系统和第二类数字式窄带 CDMA系统。

　　第一类数字式时分多址TDMA系统类型产品主要有美国的D－AMPS、日本的PDG和欧洲的GSM三种。D－ AMPS是在第一代蜂窝系统AMPS基础上改进的、数模兼容的、基站复杂和成本较高的产品。PDG是日本1990年确 定的技术标准、1993年投入商用的产品。而我国所采用的数字式蜂窝移动通信系统，是由欧洲CEPT移动通信特别小组 于1988年完成技术标准制订、1990年开始投入商用、被称为全球移动通信系统和发展史中最快的GSM（Globa l System for MobileCommunication），由于系统已被许多国家广泛采用，实际上已成为 第二代数字移动通信系统的通用标准。采用TDMA多址技术的GSM，相对第一代移动通信系统有其如下特性：

　　1.每载波多路。GSM中每载频含8个到16个时隙，因而每载频可受理移动用户8到16个； 2.突发脉冲序 列传输。移动台信号功率的发射是不连续的，只是在规定的时隙内发射脉冲序列，或者说，在任何给定的瞬间，正在通话的移 动台仅有一部分在发射信号功率； 3.传输速率和自适应均衡； 4.传输开销大； 5.对于不断进展的新技术是开放的 ，许多改进可通过改变软件的方式实现，对于昂贵的无线设备只有很小的影响； 6.共用设备的成本低； 7.移动台较复 杂。

　　第二类数字式窄带CDMA产品主要有美国的QCDMA和欧洲爱立信的BCDMA系统。QCDMA技术是在19 89由美国Qualcomm公司在原美军移动通信扩频技术基础上开发成功的。窄带式CDMA的理论基础是扩频技术，该 技术已在军事通信中应用了40多年，近年来才开始转入民用，因而应用普及程度远不如第一类GSM。窄带式CDMA最主 要的优点是：频谱效率高、系统容量大，是TACS的8倍，比GSM大3～4倍；基站覆盖范畴大；通话质量比TDMA更 好。特别是随着第三代移动通信系统中的宽带CDMA系统的应用，全球通信行业对CDMA技术的投入已明显超过GSM， 并被作为下世纪全球星通信系统的主要技术之一。窄带CDMA技术使得移动通信系统完全能从第二代方便平滑过渡到第三代 。窄带CDMA移动通信系统相对于GSM来说有如下特性：

　　1.利用了话音激活技术。人类话音激活概率为35％。在CDMA中，所有用户共用一个无线信道。如果采用间断 传输技术，当用户分配的信道不讲话时，在同一CDMA无线信道内的所有其他用户及信道会由于干扰减少而得益，因此利用 话音作用周期的特点可降低相互干扰65％，增大系统容量近3倍。这种现象的利用是CDMA技术所独有的； 2.用扇形 天线来提高容量； 3.软容量。在CDMA系统中，当系统容量达到饱和时，可以以通信质量稍有变坏作为代价来增加少量 用户，这叫做软容量增加。体现软容量的另一种形式是小区呼吸功能，即各个小区的覆盖大小是动态的。当相邻两小区负荷一 轻一重时，负荷重的小区通过减少导频发射功率，使本小区的边缘用户由于导频强度不足而切换到相邻小区，使负荷分担，即 相当于增加了容量； 4.无需频率管理或分配。在CDMA中，由于只有一个公共无线信道，即多个CDMA移动台可以只 占一个频道，用户之间的区别是以移动台所带伪随机码序不决定的。因此不需要频率管理，也无需动态频率分配； 5.软越 区切换。在CDMA中，当移动台需要跟一个新的基站通信时，并不先中断与原基站的联系。这样可大大减少由于切换引起的 掉话。保证了通信的可靠性； 6.在CDMA中没有保护时间，在TDMA中，时隙间需要有保护时间，保护时间占有一定 比特的时间周期，而在CDMA中，不存在保护时间。因此，在相同的速率下，CDMA传送的信息量比TDMA高； 7. 更适合于衰落信号。多径效应引起的快衰落严重地影响着移动通信无线信号传输的可靠性。在CDMA系统中，由于应用了扩 频技术，就有了抗多径效应的固有特性。当多径时延大于伪随机噪声序列的一个片码宽度时，由于多效信号间相关系统很小， 从而多径信号对系统性能的影响就很小； 8.适合于微小区和建筑物内部的通信； 9.设备简单。在CDMA蜂窝系统中 ，所有用户共享一个无线信道，每个基站或扇区只需要一个无线基站，因而成本既低又节省设备空间和便于安装。

　　第二代移动通信发展在整个移动通信发展史上起到了重要作用，在这个阶段中的系统构成方面，与模拟系统无多大差 别。所不同的仅是在射频调制技术、多址方式、话音编码、信道编码和数字信号处理、控制信道、及保密和确认等六个方面采 用了全新的数字技术，因而使得移动通信性能增强了许多。

　　第二代数字移动蜂窝通信系统除了在第一代模拟移动通信的基础上进一步提高了频谱利用率、扩大系统容量并增加非 话音业务外，还把目前备受人们关注的IC卡（即SIM卡）技术应用于其安全保密措施之中，原则上杜绝了移动通信中的“ 盗号”与“扒机”现象，IC卡的应用为移动电话的安全使用起到了关键性的作用。第二代数字式移动蜂窝通信系统的另一个 明显特点就是，由于超大集成技术的应用，移动台和基站的体积、重量和功率可以大大降低，同时手机的升级换代迅速，各项 功能极为丰富，品牌和式样也较多。特别是中文字幕手机和国产手机的流行，以及包括记事簿功能、个人数字助理功能、游戏 、寻呼等多功能手机的开发与应用。

　　第三代移动通信系统

　　第三代移动通信（3G）系统也叫“未来陆地移动通信（FPLMTS）”系统，后由国际电联（ITU）正式命名 为IMT－2000，意即第三代移动通信系统是工作在2000MHz频段，并于2000年左右正式投入商用。IMT－ 2000是一个全球无缝覆盖、全球漫游，包括卫星移动通信、陆地移动通信和无绳电话等蜂窝移动通信的大系统。它可以向 公众提供前两代产品所不能提供的各种宽带信息业务，如高速数据、慢速图像与电视图像等，传输速率高达2Mbps，带宽 可达5MHz以上。第三代移动通信IMT－2000技术标准，是一种真正的“宽频多媒体全球数字移动电话技术”，并与 改进的GSM网络系统兼容。第三代移动通信技术还未正式投入商用，因此最终的技术方案与特征也还是一个未参数。

　　第三代移动通信的技术方案：IMT－2000的首选技术是宽带CDMA（W－CDMA）。而W－CDMA技术 方案目前基本上有两种：一种是美国的，与IS－95互相兼容；一种是欧洲和日本的，不与IS－95兼容。但第三代移动 通信的候选技术标准则有多个，较有代表性的有美国的CDMA－One建议，其特点是采用多级DS－CDMA，射频信道 带宽为1.25、5、10、20MHz，PN码片速率为1.288、3.6864、7.3728、14.7456Mb ps，采用多级的目的是在于可将5MHz分为3个1.25MHz带宽的信道，以便对IS－95后向兼容，可以共存或重 叠。日本的W－CDMA建议，该建议采用相干多码率宽带和多频带DS－CDMA，它采用1.25、5、10、20MH z带宽，扩频码片为速率为1.024、4.096、8.192、16.384Mbps，此建议日本和欧洲多家公司支持 ，共同采用的无线传输技术为W－CDMA，其核心网络沿用了GSM网络平台，目的在于从GSM演进到IMT－2000 。欧洲的TD－CDMA，该方案将FDMA、TDMA、CDMA组合在一起，特点是信息间隔扩展为1.6MHz，帧结 构和时隙结构与GSM相同，移动台将采用双模手机，以便在网络、信令层与GSM兼容，达到由GSM平滑过渡到第三代移 动通信系统。

　　我国的第一代和第二代移动通信虽然起步较晚，但第三代正好赶上时候。因此，我国在1998年不失机地按照国际 电联规定的时间提交了中国的第三代移动通信技术标准建议，TD－SCDMA技术方案。这是我国首次向国际电联提出的中 国建议。TD－SCDMA技术是一种基于CDMA，结合智能天线、软件无线电、全质量语音压缩编码等先进技术的优秀方 案。TD－SCDMA技术的一大特点是引入了SMAP同步接入信令。运用CDMA技术，减少了许多干扰，并使用了智能 天线技术。另一大特点是在蜂窝系统应用时的越区切换采用了指定切换的方法，每个基站都具有对移动台的定位功能，从而得 知本小区各个移动台的准确位置，随时认定同步基站。TD－SCDMA技术的提出，对于中国能够在第三代移动通信标准制 定方面占有一席之地起到关键作用。

　　从以上各国的建议来看，大部分（特别是国外）都力求3G能与2G后向兼容，使2G能够移植或演进到3G。这样 既可节约资金，利用已投入的资金和设备，也可减少技术上与经济上承担的风险。可见，IMT－2000标准的灵活性将是 至关重要的，既要考虑人们从2G演进到IMT－2000的心理要求，又要考虑在今后的发展中能进一步满足不断增长的新 技术的利用。人们估计，第三代移动通信系统将会在今后五年推出，今后的十五年成熟。所以我国在第三代移动通信发展方面 与世界同步，只要我们能抓住这个机会，在近十年时间内，潜心研究开发各类产品（包括固定设备和移动台），那么象第一、 二代移动通信中交换设备、移动台由国外产品一统天下的局面将会一去不返，使我国的移动通信事业真正进入国际前沿。

　　第三代移动通信结合了第一代和第二代的性能，简化了第二代系统向第三代系统的过渡，这种结合和演进决定了第三 代移动通信技术的多样性和复杂性。然而其中最重要的特点是在不同环境里可提供多媒体业务，这不仅能象前两代那样提高话 音业务容量，而且还能将话音、图像等多种业务统一结合起来，使得人们无论在何时何地都可以自由通信。不仅可提高系统的 业务速率，同时还因其系统的统一结合，使人们生活达到更高效率。利用第三代移动通信业务，运营公司不仅可以为用户提供 比第二代更加丰富的业务，而且其方式方法也比前代更加灵活多样，并且对于其它各项管理也有了更高要求。IMT－200 0的最终目的就是要把包括卫星网络在内的所有网络集合于要体，从功能作用上取代其它们网络的统一体。

　　向CDMA 2000前进

　　北电网络积极推进第三代无线技术发展

　　□ 本报记者 祝福来

　　在记者赴北美采访北电网络的过程中，着重对北电网络的CDMA技术进行了考查，从与北电网络技术专家的交谈中 ，记者感到北电网络在发展第三代无线技术方面确实与众不同。

　　随着第三代技术(3G)的细节逐渐成为人们关注的焦点，包括政府、运营商、生产商及各种标准机构在内的全球电 信行业正努力制定使3G的优点成为现实的战略和具体规划。尽管前进的道路上布满荆棘，坎坷不平，但市场、政策和技术推 动力量最终圆满解决了许多主要的3G问题，从而使CDMA 2000的优点离现实更近了。向3G技术的过渡及对CDM A 2000标准的修改代表全球电信业向前迈出了一大步。

　　为帮助实现网络运营商从目前的CDMA技术顺利转向CDMA 2000所要求的速率和强大功能，业界制定了一 种分阶段、循序渐进的方案。大多数运营商已经完成或正在考虑从当前的IS?95标准向性能更高的CDMA 2000X PTT标准演进。北电网络为正寻求部署这些CDMA 2000系统的蜂窝及PCS运营商开发了一种无缝的演进方案，使 他们可以平滑、经济高效地在现有的频谱分配范围内升级到支持3G功能。

　　作为第二、三代解决方案的供应商，北电网络可以提供一种与众不同的演进方法，这种方法在运营商向IMT 20 00标准过渡时可以实现与现有网络的兼容、共存，并优化这些网络。这一战略使运营商可以继续使用能够随时转向3G技术 的硬件、软件和设施，从而充分利用对现有网络的投资。这种经济高效的3G方法可以直接用于新的市场，也适用于现有的市 场和频谱，它能够开拓一条可管理的向上过渡路径，同时在过渡的第一阶段充分挖掘创收潜力。

　　北电网络新近推出的CDMA多载波基站MetroCell正是为了实现这种平滑且经济高效的3G过渡方案。作 为2G(IS?95)CDMA基站，MetroCell可通过软件和部分硬件模块升级即获得1XRTT和3XRTT功 能，并支持2G、1X、3X兼容共存。此外，北电网络的BSC采用ATM结构，可为3G提供大容量、高速率的硬件平台 。北电网络的这种方案，被称之为继往开来解决方案，可以帮助移动通信业者以最有经济效率的方式，平滑地从第二代(2G )向第三代(3G)移动通信演进。

　　北电网络在支持这一CDMA演进策略的同时还率先推出了一体化网络，这是一种实现新一代有线、无线电信网络的 、基于IP和分组的多业务结构。北电网络的一体化网络无疑集成运营商和企业网络，使用现有的各种技术――包括路由选择 、光纤、有线、无线、交换和IP技术，提供强韧而经济高效的网络解决方案。从北电网络的角度来看，1XPTT和3XR TT是向一体化网络转移的自然步骤。

　　目前的行业共识和3G的融合运营商如果了解影响IMT?2000工作最终结果的市场和组织因素，可以简化向3 G CDMA过渡的途径。目前ITU正协调全球电信标准的推出工作，并管理IMT?2000标准的分阶段开发。

　　随着第三代无线通信手段的来临，无线行业的标准化工作有助于将IMT?2000和CDMA 2000变为现实 。实现这一目将能有望以非常低的成本提供话音和数据性能，使无线通信更具吸引力，为运营商提供强大工具，吸引更多用户 。反过来，随着用户需要更大的无线业务功能和便利性，向第三代技术的过渡将使运营商大受裨益，因为它支持更大的容量， 降低网络成本，增加总体收入。