移动通信发展历程与趋势杨帆；徐子婷西南大学电子信息工程学院，重庆 400715摘要：主要介绍了移动通信技术的发展历程。
包括了从1G、2G和2.5G、3G到4G各代移动通信的关键技术、相关制式、在发展过程所遇到的难题或存在的缺点、以及目前的解决方法。
并在最后说明了第五代（5G）移动通信技术的未来发展趋势。
关键字：移动通信技术；1G；2G；3G；4G；5GThe History and Development Trends of Mobile CommunicationFan Yang; Ziting XUSchool of Electronic and Information Engineering, Southwest University, Chongqing 400715, PR ChinaAbstract: This paper mainly introduces the development of mobile communication technology. Including the relevant criterion and the key technologies in the development process from 1G, 2G and 2.5G, 3G to 4G each generation of mobile communication. Have encountered problems or flaws, as well as the current solution. And in the last illustrates the fifth generation(5G) mobile communication technology development trend in the future.Key words: Mobile communication technology; 1G; 2G; 3G; 4G; 5G第一章引言第一代(1G)移动通信技术于20世纪80年代初被提出，到如今正处于研究阶段的第五代(5G)移动通信系统，移动通信技术已经历了四个重要阶段的发展。
一代模拟移动通信系统、第二代数字移动通信系统、第三代多媒体移动通信系统。
以及现在处于大热之势的第四代多功能集成宽带移动通信系统。
我国的移动通信网络从20世纪80年代中期开始建设，自从1987年在广东和北京分别开通了以模拟无线信号为特征的第一代公众移动通信系统，我国移动通信的市场便以始料不及的速度发展壮大。
经历10多年的发展后，第2代(2G)的数字移动通信网取代了模拟移动通信网，并由最初单纯的语音通信转移到提供语音、图像、文字等综合信息的传输，并能无线接人因特网。
伴随着网络覆盖范围的逐步扩大和业务的基本完善，国内移动用户以年均增长100％以上的速度发展，到1995年底，全国移动用户总数超过了380万户。
在当时的网络建设中，总体呈现的特征是供应商单一，用户需求旺盛，设备昂贵，业务单调。
从1995年开始，伴随着中国联通的成立和其采用数字移动通信的竞争战略，当时的中国电信危机感骤增，在优化其模拟移动网络的同时，果断决定建设覆盖全国范围的GSM网络。
GSM(Global system for Mobile)是当时欧洲提出的数字移动通信标准，其网络结构和模拟移动系统有所不同，突出了不同移动性管理功能由多个独立的网络单元承担的特点。
虽然GSM时分系统高效率带来的话音质量效果较模拟系统稍差，但其高保密性正好解决了当时困扰运营商的手机盗号问题，而且其接口开放性和规模经济效应均优于模拟移动系统。
与建设模拟移动系统不同的是，由于GSM系统注重网络结构和接口的标准化及其开放性，中国移动从网络建设初期就建立了两级信令转接和大区汇接局的组网结构，为后来大规模网络扩容奠定了良好的基础。
但随着人们对移动多媒体信息以及移动数据传输的需求大幅度的增加，2G系统的传输速率再也难以满足。
随之走进人们生活的便是3G系统。
3G移动通信系统，给我们提供高达2Mbps的数据传输速率。
在2G系统中以9.6Kbps 的速率传输lMbit的图像需要14min，而在3G系统中以2Mbps的速率传输仅需4s[1]。
第3代系统移动通信系统是2000年左右在世界各国研究与发展的关键通信技术。
然而，3G的核心网是从2G演进而来，并不是传输TCP/IP数据包的最优结构。
为了真正实现移动通信与因特网的结合，必须发展更先进的无线技术，建设不同于3G的新网络。
4G网络紧接着发展而来，能够在更高的数据传输速率下实现无缝漫游，其数据传输速率从2Mbps到1Gbps，还能够提供低时延的新业务。
成为时下高效、快速传播的信息时代不可缺少的部分。
在现阶段，我国移动通信产业呈现出令人瞩目的成绩，已成为我国国民经济中的主要组成部分，发展态势相对于以往有所提高，加之随着我国市场经济发展，国民对移动通信的需求日益强烈、要求日益提高，这都为我国移动通信的发展带来了庞大的潜在客户。
我国移动通信的发展取向与其技术特点具有紧密关联，例如个性化及移动化，且随移动网络的覆盖面不断拓宽，个人平摊成本得以降低，确切而言，从我国市场经济健康发展角度来看，为移动通信持久发展提供了良好机遇。
本文在回顾30年来移动通信发展历程的基础上，展望了未来进一步完善4G移动通信网络的5G移动通信技术。
第二章移动通信技术发展历程2.1 第一代(1G)移动通信技术1971年，贝尔实验室在技术报告中论证了蜂窝系统的可行性，之后各国都对蜂窝移动通信系统进行了深入的研究。
其中，美国研制成功的“高级移动电话系统(AMPS)和英国制定的“全接入通信系统(TACS)”是模拟移动系统的两主要系统，它们传输和处理的都是模拟信号，并都采用频分复用的无线接入方式，信道带宽大约为25～30kHz。
这些模拟蜂窝系统即第1代移动通信系统(1G)。
此项技术完成于20世纪90年代初，不同国家采用不同的工作系统，最早投入使用的有NAMTS(1979，日本)，其后有NMT-450 (1981，北欧)、NMT-900(1988，北欧)、AMPS-800(1983，美国)、TACS-900(1985，英国)。
我国主要采用的1G制式为TACS技术，传输速度大概为2.4Kbps。
由上文知，1G系统广泛采用多址接人(FDMA)技术，即每个用户被分配一个唯一的信道，且这些信道不能被其他用户共享，均是按需分配。
此技术优点在于其符号时间远大于平均延迟扩展，码间干扰较少。
然后1G系统采用的是模拟方式，即通过电波所传输的信号模拟人讲话声音的高低起伏变化的通信方式。
模拟系统的质量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。
同时，1G系统采用的是频分双工的模式，即用户必须被同时分配一对频率，且要求同时占用2个信道才能实现双工通信。
1G系统在发展过程中也遇到了一些难题和不足：1)由于FDMA技术的每信道占用一个载频，相对带宽较窄，故通常在窄带系统中实现；2)系统中基站复杂庞大，易产生信道间的互调干扰。
如表1所示；3)越区切换复杂；4)模拟调制，故保密性差，容易被第三方窃听；5)提供业务单一，只能实现话务；6)受传输带宽限制，不能进行长途漫游；7)传输速率低，只有1.2Kbps~10Kbps。
可见第一代移动通信技术难以适应用户的数字业务需求，因此，走向数字化是移动通信发展的必然趋势，并且随着技术发展，目前1G 移动通信网络已经淘汰，1G时期象征着身份地位财富的“大哥大”也随之成为了历史。
干扰方式起因解决方法系统内非线性器件产生的各种组合频率成份落入互调干扰选用无互调的频率集本频道的接收机通带内相邻波道信号中存在的寄生辐射落入本频道接收加大频率间的隔离度邻道干扰机带内同频干扰相邻区群中同信道小区的信号造成的干扰适当选择频道的干扰因子Q表1.2.2 第二代(2G)移动通信技术80年代中后期，欧洲率先提出了GSM(全球移动系统)数字移动通信系统，其传输速率可达64Kbps，它很快就被多国商用，并成为当时数字系统中规模最大的网络。
由于数字系统相对于模拟系统具有很明显的优越性，它的发展极为迅速，并保持着迅速发展的趋势。
上述数字移动系统被称为第2代移动系统(2G)，开始于20世纪80年代末并完成于20世纪90年代末。
为满足人们对不同信息形式的需求，2G系统由1G网络最初单纯的语音通信转移到提供语音、图像、文字等综合信息的传输，并能无线接入因特网。
它以数字传输和交换为基础，具有系统容量大、频率利用率高、通信质量好、业务种类多、易于保密、抗干扰能力强、设备小巧轻便、成本低且能与ISDN（综合业务数字网）联网等优点。
2G网络是基于数字传输的，并且有多种不同的标准(如GSM，CT2，CT3，DECT，DCSl800)。
由1992年第一个GSM网络开始商用，到1996年之时，国际上正在开发和已经进入商用的数字制蜂窝移动通信系统主要有三种制式：由欧洲电信标准协会制定标准，欧洲邮电管理委员会(CEPT)主持开发的GSM系统；由美国电子工业协会/电信工业协会(EIA/T)主持开发的D-AMPS(IS-54)系统等；另外还有日本的PDC系统。
GSM通信是当时使用的最普遍的一种标准，GSM使用900MHz和1800MHz两个频带。
GSM通信系统采用数字传输技术并利用用户识别模块(SIM)技术鉴别用户，通过对数据加密来防止偷听。
GSM传输使用时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA )技术来增加网络中信息的传输量，但是GSM不能实现全球无缝漫游。
其他的2G系统是IS-95CDMA，PDC和lS-136TDMA等。
2G系统大都采用了时分复用的多址接入方式，也称时分多址(TDMA)技术，信道带宽为25～200KHz。
以GSM标准为代表，采用了帧的交错，即为了避免GSM在同一时间同时接收发射引起的于扰，就必须使时间的接收发射时隙分开，故移动通信台在接受发射时使用一样的时隙号，而接收的TDMA帧开始时刻相对于发射的TDMA帧开始时刻延迟了若干个时隙的时间间隔(USDC为2时隙，GSM为3时隙)。
但也有国家采用码分多址(CDMA)技术的，以lS-95标准为代表。
同属2G系统的IS-95是美国高通公司于1990年提出的，它采用码分多址(CDMA)无线接入技术，信道带宽达到1.25MHz，远高于其他2G系统。
其中第2.5代移动通信系统(2.5G)是2G向3G发展过程中的中间过渡，它是2G的扩展和加强，通用无线分组业务(GPRS)可以看作在2G和3G之间移动通信技术发展的过渡时期，它是GSM的扩展，GPRS于2000年开始运行。
GPRS是一种数据业务，它能够使移动设备发送和接收电子邮件及图片信息。