早在1947年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室首次提出了蜂窩通信的概念,20世紀(jì) 80年代以后,隨著集成電路技術(shù)和微處理器的成熟、無(wú)線接入技術(shù)的進(jìn)展,商用的無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)開(kāi)始投入使用。蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展到現(xiàn)在,從總體上經(jīng)歷了以模擬技術(shù)和頻分多址技術(shù)為基礎(chǔ)的第一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)(1G:First Generation);以頻分多址和碼分多址技術(shù)為基礎(chǔ)的第二代移動(dòng)通信技術(shù)(2G:Second Generation);以提供寬帶多媒體業(yè)務(wù)為主要特征的第三代移動(dòng)通信技術(shù)系統(tǒng)(3G:Third Generation);以全分組網(wǎng)IMS為主要特征的第四代移動(dòng)通信技術(shù)系統(tǒng)(4G:Fourth Generation);目前世界各國(guó)又已經(jīng)開(kāi)始計(jì)劃新一代移動(dòng)通信技術(shù),即第五代移動(dòng)通信技術(shù)系統(tǒng)(5G:5th Generation)的研究與試驗(yàn)。表0把五代移動(dòng)通信從時(shí)間、技術(shù)特征、所支持的業(yè)務(wù)、其代表系統(tǒng)等方面給出了發(fā)展演進(jìn)。
表0:五代移動(dòng)通信的發(fā)展演進(jìn)
我國(guó)蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展緊跟國(guó)際的發(fā)展,走出了一條從開(kāi)始的引進(jìn)消化吸收到后來(lái)的自主創(chuàng)新、自我研發(fā)并提出標(biāo)準(zhǔn)的可喜歷程,現(xiàn)在已成為蜂窩移動(dòng)通信研究與應(yīng)用的大國(guó)。以下將對(duì)我國(guó)蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展概況做一簡(jiǎn)要的回顧。
一、第一代蜂窩移動(dòng)通信(1G)的發(fā)展
早在20世紀(jì)70年代中期,當(dāng)初的郵電部就已指派電信傳輸所搜集相關(guān)信息,密切跟蹤世界蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展,到1987年11月18日我國(guó)第一個(gè)TACS模擬蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)在廣州市建成并投入商用,再到2001年12月31日正式退網(wǎng)關(guān)閉,模擬移動(dòng)電話網(wǎng)第一代蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)在我國(guó)的發(fā)展,共經(jīng)歷了大約不到20年的歷程,為我國(guó)開(kāi)展數(shù)字系統(tǒng)的研發(fā)、引進(jìn)、應(yīng)用奠定了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
欲詳細(xì)了解我國(guó)第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展介紹的請(qǐng)進(jìn)入。
二、第二代蜂窩移動(dòng)通信(2G)的發(fā)展
1、我國(guó)數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)的自主研發(fā)
我國(guó)對(duì)于第2代蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)注可以追溯到1987年模擬網(wǎng)起步時(shí)的階段。當(dāng)時(shí)科技部和郵電部提出要關(guān)注數(shù)字移動(dòng)技術(shù)的研究,并組團(tuán)到歐洲考察GSM技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r。同時(shí),國(guó)家也把對(duì)2G的研究開(kāi)發(fā)列入了國(guó)家“八五”攻關(guān)項(xiàng)目,電子部和郵電部共同合作,組織了相關(guān)單位組成的產(chǎn)、學(xué)、研共同結(jié)合的項(xiàng)目攻關(guān)小組,并進(jìn)行了設(shè)備研制及成果的實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化。其自主研發(fā)生產(chǎn)過(guò)程的大事記詳見(jiàn)下表2-1。
表2-1:我國(guó)數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)自主研發(fā)的大事記
該項(xiàng)目屬技術(shù)起點(diǎn)高、涉及高新技術(shù)面廣的系統(tǒng)工程,經(jīng)第一研究所與合作單位4年奮力攻關(guān),1996年自主研制開(kāi)發(fā)出數(shù)字移動(dòng)通信交換中心(MSC)、基站系統(tǒng)(BSS)、移動(dòng)臺(tái)(MS)等中國(guó)第一套GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)備。
2、GSM系統(tǒng)的發(fā)展
雖然中國(guó)對(duì)2G的關(guān)注不算太晚,雖經(jīng)國(guó)家“八五”攻關(guān),但因?yàn)樽陨硌邪l(fā)實(shí)力的問(wèn)題,面對(duì)蜂窩數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展還不得不選擇以引進(jìn)為主。但在20世紀(jì)90年代初,美國(guó)的CDMA技術(shù)異軍突起,是選擇GSM標(biāo)準(zhǔn)還是CDMA標(biāo)準(zhǔn),郵電部專門成立了專題項(xiàng)目組,從技術(shù)的先進(jìn)性、系統(tǒng)的穩(wěn)定性、投入產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)性和功能的拓展性等方面進(jìn)行了論證。但在郵電部?jī)?nèi)部、國(guó)家科委和計(jì)委等多方意見(jiàn)不一。終因在“八五”攻關(guān)項(xiàng)目中,由電信傳輸所論證選擇了GSM標(biāo)準(zhǔn),因此,最后決定首先選擇GSM技術(shù)體制引進(jìn)組建我國(guó)的數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。其我國(guó)GSM標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信發(fā)展的大事記被匯總于下表2-2中。
表2-2:我國(guó)GSM標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信發(fā)展的大事記
3、CDMA系統(tǒng)的發(fā)展
1993年美國(guó)高通(Qualcomm)公司在全球掀起CDMA蜂窩技術(shù)的熱潮,我國(guó)為了追趕先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展,我國(guó)國(guó)家863計(jì)劃開(kāi)始了CDMA蜂窩技術(shù)的研究。為此,國(guó)家決定在我國(guó)采用CDMA制式建立第二個(gè)數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。于是,1995年8月,郵電部電信總局與總參通信部聯(lián)合決定在全國(guó)采用CDMA制式,建立800MHz“長(zhǎng)城”蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。其我國(guó)CDMA標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信發(fā)展的大事記被匯總于下表2-3中。
表2-3:我國(guó)CDMA標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信發(fā)展的大事記
4、我國(guó)2G用戶的增長(zhǎng)
由于2G兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,形成競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)格局,使得我國(guó)2G移動(dòng)用戶數(shù)量得到快速的增長(zhǎng),在2001年就突破了1個(gè)億,后因3G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,直到2008年達(dá)到最高,突破6億用戶,這期間每年用戶數(shù)的增長(zhǎng)數(shù)據(jù)下賤下表2-4。至今兩個(gè)2G網(wǎng)絡(luò)仍在疏通話音業(yè)務(wù)方面發(fā)揮著重要作用。
表2-4:我國(guó)2G用戶的增長(zhǎng)(2001年~2008年)
三、第三代蜂窩移動(dòng)通信(3G)的發(fā)展
中國(guó)第1代、第2代移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)業(yè)得到長(zhǎng)足發(fā)展,制造產(chǎn)業(yè)也開(kāi)始起步,但直到第三代移動(dòng)通信,中國(guó)在科研、產(chǎn)業(yè)和運(yùn)營(yíng)才取得了整體的突破。
1、TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)的誕生與發(fā)展
在前兩代蜂窩移動(dòng)通信我國(guó)都是選用引進(jìn)的方式,沒(méi)有掌握核心技術(shù),受制于人,非常被動(dòng)。第三代蜂窩移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)奮起研發(fā),產(chǎn)生了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的標(biāo)準(zhǔn):TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn),被ITU推薦為國(guó)際第三代蜂窩移動(dòng)通信的主流標(biāo)準(zhǔn)之一,同時(shí)被3GPP組織所接受。這是我國(guó)政府的大力重視與支持的結(jié)果,是我國(guó)電信科技人員辛勤研究的結(jié)果,關(guān)于TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)誕生過(guò)程的大事記如下表3-1-1所示。
表3-1-1:我國(guó)TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)誕生過(guò)程的大事記
我國(guó)的TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)在智能天線、聯(lián)合檢測(cè)、接力切換、同步CDMA、軟件無(wú)線電、低碼片速率等關(guān)鍵技術(shù)方面具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),并且具有系統(tǒng)容量大、頻譜利用率高、抗干擾能力強(qiáng)、支持平滑演進(jìn)、建網(wǎng)成本低等優(yōu)勢(shì)。然而,我國(guó)3G的TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展,在產(chǎn)業(yè)化和運(yùn)營(yíng)中,經(jīng)過(guò)了TD-SCDMA基本版本和TD-SCDMA增強(qiáng)型版本兩個(gè)階段。這兩個(gè)版本的不同詳見(jiàn)下表3-1-2中。
表3-1-2:TD-SCDMA基本版本和TD-SCDMA增強(qiáng)型版本
2、TD-SCDMA技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化與試運(yùn)營(yíng)
我國(guó)本著“積極跟蹤、先行試驗(yàn)、培育市場(chǎng)和支持發(fā)展”的方針,培育和扶持了中國(guó)的3G市場(chǎng)。以知識(shí)產(chǎn)權(quán)為連接紐帶的TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟正式宣告成立。國(guó)家發(fā)改委、科技部、信息產(chǎn)業(yè)部共同啟動(dòng)了“TD-SCDMA研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”,推動(dòng)了TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)鏈的形成和網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)與發(fā)展。其我國(guó)TD-SCDMA技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化與試運(yùn)營(yíng)的相關(guān)大事記詳見(jiàn)下表3-2。
表3-2:我國(guó)TD-SCDMA技術(shù)產(chǎn)業(yè)化與試運(yùn)營(yíng)的大事記
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3、WCDMA和cdma2000在我國(guó)的發(fā)展
鑒于2G在我國(guó)發(fā)展的具體情況,歐洲的GSM標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)的CDMA標(biāo)準(zhǔn),基于原有的技術(shù)也向ITU提交了3G方案,即WCMDA和cdma2000,同時(shí)也被ITU推薦為國(guó)際3G主流標(biāo)準(zhǔn)之一。鑒于此,我國(guó)在2G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上理所當(dāng)然地部署和發(fā)展相應(yīng)的3G標(biāo)準(zhǔn),這樣我國(guó)在3G階段呈現(xiàn)三網(wǎng)鼎力的格局,正好在2008年我國(guó)對(duì)電信運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行重組時(shí)形成三大運(yùn)營(yíng)商,各運(yùn)營(yíng)一張3G網(wǎng)絡(luò)。實(shí)際上在國(guó)家3G牌照沒(méi)有頒發(fā)之前,中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)公司早早就開(kāi)展了關(guān)于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的部署。WCDMA和cdma2000在我國(guó)發(fā)展的大事記列于下表3-3之中。
表3-3:WCDMA和cdma2000在我國(guó)發(fā)展的大事記
四、第四代蜂窩移動(dòng)通信(4G)的發(fā)展
ITU將3G標(biāo)準(zhǔn)命名為“IMT-2000”;將5G標(biāo)準(zhǔn)命名為“IMT-2020”,而將4G命名為“IMT-Advanced”,并沒(méi)有按年代來(lái)命名。這是因?yàn)?/span>3G到4G并沒(méi)有帶來(lái)蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)革命性的變化,它被3GPP稱之為3G的長(zhǎng)期項(xiàng)目演進(jìn)(LTE,Long Term Evolution)計(jì)劃。因此3G也被稱之為LTE或B3G(beyond third generation,超3G)。無(wú)論如何4G與3G相比,一個(gè)突出的變化就是從核心網(wǎng)到無(wú)線接入網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了全IP分組化,引入了VoLTE,4G的成熟推動(dòng)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)。因此,我國(guó)4G的發(fā)展是各電信運(yùn)營(yíng)商在各自3G網(wǎng)絡(luò)上的技術(shù)演進(jìn),我國(guó)4G發(fā)展的相關(guān)部分大事記詳見(jiàn)下表4中。
表4:我國(guó)4G發(fā)展的相關(guān)部分大事記
五、第五代蜂窩移動(dòng)通信(5G)的發(fā)展
第五代蜂窩移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的研究制定目前正在世界如火如荼的進(jìn)行,我國(guó)也在緊張的進(jìn)行之中。我國(guó)5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)于2016年1月全面啟動(dòng),在2016-2018年期間開(kāi)展,分為關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證、技術(shù)方案驗(yàn)證和系統(tǒng)方案驗(yàn)證三個(gè)階段。期待著5G標(biāo)準(zhǔn)的制定與實(shí)驗(yàn)網(wǎng)的部署。
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