移动通信系统种类、特点和应用

公用双向移动通信网络（后简称网络）诞生至今，发展极其蓬勃迅猛，伴随着技术创新和技术升级，网络一代代的变迁和改造，到现在已发展到了第四代。网络发展经历了1G、2G、3G、4G等阶段，每一代都有特有的技术和特点，为终端用户提供了不同形式的应用。1G已经淘汰，在我国2G、3G、4G这些网络正同时存在着。移动通信系统的发展历程和标准示意图如图2-1所示。

图2-1 移动通信系统的发展历程和标准示意图

1.2G网络技术标准、特点和应用

（1）2G网络的技术标准

2G网络是数字蜂窝移动通信系统，产生于20世纪90年代初，全球范围内技术标准主要有GSM和D-AMPS，前者全称是“全球移动通信系统”（GlobalSystemforMobileCommu-nications），由欧洲电信运营和制造厂家共同设计并注册商标，后者是美国提出并在美洲使用。1992年GSM标准引进我国，我国正式进行2G网络的建设，此后数年GSM网络在中国落地生根，全面开花。伴随着用户多媒体业务需求的提高和新技术的使用，又出现了通用分组无线业务GPRS和CDMA两个技术标准，利用这两种技术标准的网络称之为2.5G，随后在GPRS技术标准基础上发展了EDGE技术标准，英文全名为EnhancedDataRateforGSME-volution，中文全名是增强型数据速率GSM演进技术，称之为2.75G。

GSM系统是迄今为止商业化运营最成功的移动通信系统，在GSM系统的发展中，陆续发展出了几个系列的通信系统。

1）最初指定的GSM系统被称为PGSM系统。

2）在PGSM基础上通过频带的加宽又发展成了EGSM系统。

3）通过改变GSM的工作频带，又发展出了DCS系统。

4）在北美运营的GSM系统也对工作频带进行了修改，称为PCS系统。

说明：所有GSM系列的移动通信系统只有工作频率和手机的发射功率有所不同，射频调制解调方式全部相同。系统通信频率范围等空间参数标准见表2-1。

表2-1 空间参数标准

（2）2G网络的特点和应用

2G网络的核心技术包括语音编码、数字信号处理DSP、时分多址TDMA、码分多址CDMA和频分复用等，这使得2G的技术特点非常突出：频谱效率高、系统容量大、语音质量高、与无线传输质量无关、系统安全保密好、接口开放；使用方面表现出随时随地接入网络、实现漫游、话音清晰、手机小巧省电、通信安全保密、辐射低、不掉话、通信可靠。不过，2G终端手机上网速度较低，2.75G手机上网速率一般为每秒几十至一百多千字节。

基于2G网络的技术特征，2G网络主要业务为语音通信，也包括低速率的数据业务，诸如短信、彩信、彩铃、移动秘书、手机银行、WAP、QQ聊天等，由于上网速度低，高速多媒体业务如视频电话、在线聊天、电子邮件、实时电子商务等还不能实现。(www.zuozong.com)

为了提高访问互联网速率、满足移动用户的需求、提供更丰富的数据业务，第三代移动通信系统被提出并如火如荼发展，在我国，2G网络用户也在不断向3G网络用户变迁中，3G用户当前已经超过3亿。

2.3G网络技术标准、特点和应用

（1）3G网络的技术标准

3G网络与2G网络的主要区别是在传输语音和数据的速度上的提升，是将无线通信与国际互联网等多媒体通信相结合的新技术，3G网络规范是由国际电信联盟（ITU）所制定的IMT-2000规范的最终发展结果，全球主要的3G网络技术标准有WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA技术，在我国由三家运营商分别使用。

（2）3G网络的特点和应用

3G网络的核心技术是宽带CDMA技术，同时使用了智能天线、软件无线电、Turbo编/译码、功率控制和电源管理等多种先进技术。新技术的运用使3G网络容量更大、语音质量更强、多模终端更丰富智能，而最突出的特点是数据传输速率数倍提高，在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbit/s、384kbit/s以及144kbit/s的传输速度。3G网络能够提供网页浏览、电话会议、电子商务信息等服务。

3.4G网络技术标准、特点和应用

4G网络是继3G网络以后的又一代通信系统，主要目标是提高无线访问互联网的速度，其网络速度可达3G网络速度的十几倍到几十倍。

（1）4G网络的技术标准

实际上，当前ITU审核并认可批准的4G标准是LTE-Advanced和WirelessMAN-Ad-vanced，后者是WiMax的后续演进，这里不做展开。目前试运行的FDD-LTE和TD-LTE是“准4G”标准，俗称“3.9G”。TD-LTE、FDD-LTE分别是时分长期演进和频分双工长期演进的英文缩写，我国启用的是TD-LTE技术标准。

（2）4G网络的特点和应用

4G网络可以实现现有的移动网络和局域网的无缝合并，或称全IP网络，语音被当成数据进行传输，技术复杂，涉及空间接口和全光传输，无线核心技术是正交频分复用OFDM，频分复用是一种高频带利用率的数字调制技术，核心技术还包括多载波MC-CDMA技术，4G网络是OFDM和CDMA技术的结合，此外4G网络还包括更强的、更灵活的智能天线技术、软件无线电和编码技术等。

4G网络最典型的特征是网络速度大幅度提高，在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率，3G时代困扰运营商的可视电话、手机电视、手机支付等高速率多媒体业务将解决。手机用户会以移动上网为主，语音消费向数据消费转变，在高速网络的支撑下，目前有线网络能够支撑的所有业务，都将跨越空间的限制，以无线的形式存在，不仅在速度上，在网络容量、通信质量上都会更强，费用更低。

2G、3G和4G每一代系统分别采用不用的关键技术、呈现不同的特点，通信速度不断提升，由语音通信转变到数据通信，为用户提供了前所未有的体验和便捷。技术升级和创新是不能阻挡的，但是任何新技术从诞生到成熟应用都不是一蹴而就的。4G牌照发放对2G、3G网络会有影响，但并不意味着2G、3G时代的终结。根据中国3G商用的历史经验，从起步到普及，4G网络至少也还需要2～3年的时间，这期间要完善技术、提高网络覆盖率、提供丰富多样的终端品种和超强的应用业务类型，否则，就不能真正体现出4G网络优势，并且直接影响4G商用普及的进程。

2G、3G网络不会被直接淘汰，且还将在相当长的一段时间内继续为用户提供通信服务。移动通信系统的实体组成基本相同，下面以GSM移动通信系统为例来介绍系统的各个组成部分。