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我国蜂窝移动通信的发展概况

浏览:6904  来源:通信人在线  日期:2018-06-29

早在1947年美国贝尔实验室首次提出了蜂窝通信的概念,20世纪 80年代以后,随着集成电路技术和微处理器的成熟、无线接入技术的进展,商用的无线移动通信系统开始投入使用。蜂窝移动通信的发展到现在,从总体上经历了以模拟技术和频分多址技术为基础的第一代模拟移动通信系统(1GFirst Generation);以频分多址和码分多址技术为基础的第二代移动通信技术(2GSecond Generation);以提供宽带多媒体业务为主要特征的第三代移动通信技术系统(3GThird Generation);以全分组网IMS为主要特征的第四代移动通信技术系统(4GFourth Generation);目前世界各国又已经开始计划新一代移动通信技术,即第五代移动通信技术系统(5G5th Generation的研究与试验。表0把五代移动通信从时间、技术特征、所支持的业务、其代表系统等方面给出了发展演进。

0:五代移动通信的发展演进

我国蜂窝移动通信的发展紧跟国际的发展,走出了一条从开始的引进消化吸收到后来的自主创新、自我研发并提出标准的可喜历程,现在已成为蜂窝移动通信研究与应用的大国。以下将对我国蜂窝移动通信的发展概况做一简要的回顾。

一、第一代蜂窝移动通信1G的发展

早在20世纪70年代中期,当初的邮电部就已指派电信传输所搜集相关信息,密切跟踪世界蜂窝移动通信的发展,到19871118日我国第一个TACS模拟蜂窝移动电话系统在广州市建成并投入商用,再到20011231日正式退网关闭,模拟移动电话网第一代蜂窝移动通信系统在我国的发展,共经历了大约不到20年的历程,为我国开展数字系统的研发、引进、应用奠定了丰富的经验。

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二、第二代蜂窝移动通信2G的发展

1、我国数字移动通信技术的自主研发

我国对于第2代蜂窝移动系统的关注可以追溯到1987年模拟网起步时的阶段。当时科技部和邮电部提出要关注数字移动技术的研究,并组团到欧洲考察GSM技术的发展状况。同时,国家也把对2G的研究开发列入了国家“八五”攻关项目,电子部和邮电部共同合作,组织了相关单位组成的产、学、研共同结合的项目攻关小组,并进行了设备研制及成果的实用化和产业化。其自主研发生产过程的大事记详见下表2-1

2-1:我国数字移动通信技术自主研发的大事记

该项目属技术起点高、涉及高新技术面广的系统工程,经第一研究所与合作单位4年奋力攻关,1996年自主研制开发出数字移动通信交换中心(MSC)、基站系统(BSS)、移动台(MS)等中国第一套GSM数字蜂窝移动通信系统设备。

2GSM系统的发展

虽然中国对2G的关注不算太晚,虽经国家“八五”攻关,但因为自身研发实力的问题,面对蜂窝数字移动通信技术发展还不得不选择以引进为主。但在20世纪90年代初,美国的CDMA技术异军突起,是选择GSM标准还是CDMA标准,邮电部专门成立了专题项目组,从技术的先进性、系统的稳定性、投入产出的经济性和功能的拓展性等方面进行了论证。但在邮电部内部、国家科委和计委等多方意见不一。终因在“八五”攻关项目中,由电信传输所论证选择了GSM标准,因此,最后决定首先选择GSM技术体制引进组建我国的数字蜂窝移动通信网络。其我国GSM标准数字蜂窝移动通信发展的大事记被汇总于下表2-2中。

2-2:我国GSM标准数字蜂窝移动通信发展的大事记

3CDMA系统的发展

1993年美国高通(Qualcomm)公司在全球掀起CDMA蜂窝技术的热潮,我国为了追赶先进技术的发展,我国国家863计划开始了CDMA蜂窝技术的研究。为此,国家决定在我国采用CDMA制式建立第二个数字蜂窝移动通信网络。于是,19958月,邮电部电信总局与总参通信部联合决定在全国采用CDMA制式,建立800MHz“长城”蜂窝移动通信网络。其我国CDMA标准数字蜂窝移动通信发展的大事记被汇总于下表2-3中。

2-3:我国CDMA标准数字蜂窝移动通信发展的大事记

4、我国2G用户的增长

由于2G两个网络的发展,形成竞争的市场格局,使得我国2G移动用户数量得到快速的增长,在2001年就突破了1个亿,后因3G网络的发展,直到2008年达到最高,突破6亿用户,这期间每年用户数的增长数据下贱下表2-4。至今两个2G网络仍在疏通话音业务方面发挥着重要作用。

2-4:我国2G用户的增长(2001~2008年)

三、第三代蜂窝移动通信3G的发展

中国第1代、第2代移动通信运营业得到长足发展,制造产业也开始起步,但直到第三代移动通信,中国在科研、产业和运营才取得了整体的突破。

1TD-SCDMA标准的诞生与发展

在前两代蜂窝移动通信我国都是选用引进的方式,没有掌握核心技术,受制于人,非常被动。第三代蜂窝移动通信的标准我国奋起研发,产生了自主知识产权的标准:TD-SCDMA标准,被ITU推荐为国际第三代蜂窝移动通信的主流标准之一,同时被3GPP组织所接受。这是我国政府的大力重视与支持的结果,是我国电信科技人员辛勤研究的结果,关于TD-SCDMA标准诞生过程的大事记如下表3-1-1所示。

3-1-1:我国TD-SCDMA标准诞生过程的大事记

我国的TD-SCDMA标准在智能天线、联合检测、接力切换、同步CDMA、软件无线电、低码片速率等关键技术方面具有自主知识产权,并且具有系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强、支持平滑演进、建网成本低等优势。然而,我国3GTD-SCDMA标准的发展,在产业化和运营中,经过了TD-SCDMA基本版本和TD-SCDMA增强型版本两个阶段。这两个版本的不同详见下表3-1-2中。

3-1-2TD-SCDMA基本版本和TD-SCDMA增强型版本

2TD-SCDMA技术的产业化与试运营

我国本着“积极跟踪、先行试验、培育市场和支持发展”的方针,培育和扶持了中国的3G市场。以知识产权为连接纽带的TD-SCDMA产业联盟正式宣告成立。国家发改委、科技部、信息产业部共同启动了“TD-SCDMA研发和产业化项目”,推动了TD-SCDMA产业链的形成和网络的运营与发展。其我国TD-SCDMA技术的产业化与试运营的相关大事记详见下表3-2

3-2:我国TD-SCDMA技术产业化与试运营的大事记

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3WCDMAcdma2000在我国的发展

鉴于2G在我国发展的具体情况,欧洲的GSM标准和美国的CDMA标准,基于原有的技术也向ITU提交了3G方案,即WCMDAcdma2000,同时也被ITU推荐为国际3G主流标准之一。鉴于此,我国在2G网络的基础上理所当然地部署和发展相应的3G标准,这样我国在3G阶段呈现三网鼎力的格局,正好在2008年我国对电信运营商进行重组时形成三大运营商,各运营一张3G网络。实际上在国家3G牌照没有颁发之前,中国移动集团公司早早就开展了关于TD-SCDMA网络的部署。WCDMAcdma2000在我国发展的大事记列于下表3-3之中。

3-3WCDMAcdma2000在我国发展的大事记

四、第四代蜂窝移动通信4G的发展

ITU将3G标准命名为“IMT-2000”;将5G标准命名为“IMT-2020”,而将4G命名为IMT-Advanced,并没有按年代来命名这是因为3G4G并没有带来蜂窝移动通信技术革命性的变化,它被3GPP称之为3G的长期项目演进(LTELong Term Evolution计划。因此3G也被称之为LTEB3Gbeyond third generation,超3G)。无论如何4G3G相比,一个突出的变化就是从核心网到无线接入网实现了全IP分组化,引入了VoLTE4G的成熟推动了移动互联网时代的到来。因此,我国4G的发展是各电信运营商在各自3G网络上的技术演进,我国4G发展的相关部分大事记详见下表4中。

4:我国4G发展的相关部分大事记

五、第五代蜂窝移动通信5G的发展

第五代蜂窝移动通信标准的研究制定目前正在世界如火如荼的进行,我国也在紧张的进行之中。我国5G技术研发试验于20161月全面启动,在2016-2018年期间开展,分为关键技术验证、技术方案验证和系统方案验证三个阶段。期待着5G标准的制定与实验网的部署。

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附录
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