早在1947年美國貝爾實驗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、無線接入技術(shù)的進展,商用的無線移動通信系統(tǒng)開始投入使用。蜂窩移動通信的發(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通信技術(shù)系統(tǒng)(4G:Fourth Generation);目前世界各國又已經(jīng)開始計劃新一代移動通信技術(shù),即第五代移動通信技術(shù)系統(tǒng)(5G:5th Generation)的研究與試驗。表0把五代移動通信從時間、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。
表0:五代移動通信的發(fā)展演進
我國蜂窩移動通信的發(fā)展緊跟國際的發(fā)展,走出了一條從開始的引進消化吸收到后來的自主創(chuàng)新、自我研發(fā)并提出標(biāo)準(zhǔn)的可喜歷程,現(xiàn)在已成為蜂窩移動通信研究與應(yīng)用的大國。以下將對我國蜂窩移動通信的發(fā)展概況做一簡要的回顧。
一、第一代蜂窩移動通信(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通信的發(fā)展,到1987年11月18日我國第一個TACS模擬蜂窩移動電話系統(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,模擬移動電話網(wǎng)第一代蜂窩移動通信系統(tǒng)在我國的發(fā)展,共經(jīng)歷了大約不到20年的歷程,為我國開展數(shù)字系統(tǒng)的研發(fā)、引進、應(yīng)用奠定了豐富的經(jīng)驗。
欲詳細了解我國第一代移動通信系統(tǒng)發(fā)展介紹的請進入。
二、第二代蜂窩移動通信(2G)的發(fā)展
1、我國數(shù)字移動通信技術(shù)的自主研發(fā)
我國對于第2代蜂窩移動系統(tǒng)的關(guān)注可以追溯到1987年模擬網(wǎng)起步時的階段。當(dāng)時科技部和郵電部提出要關(guān)注數(shù)字移動技術(shù)的研究,并組團到歐洲考察GSM技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r。同時,國家也把對2G的研究開發(fā)列入了國家“八五”攻關(guān)項目,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)合的項目攻關(guān)小組,并進行了設(shè)備研制及成果的實用化和產(chǎn)業(yè)化。其自主研發(fā)生產(chǎn)過程的大事記詳見下表2-1。
表2-1:我國數(shù)字移動通信技術(shù)自主研發(fā)的大事記
該項目屬技術(shù)起點高、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年自主研制開發(fā)出數(shù)字移動通信交換中心(MSC)、基站系統(tǒng)(BSS)、移動臺(MS)等中國第一套GSM數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)設(shè)備。
2、GSM系統(tǒng)的發(fā)展
雖然中國對2G的關(guān)注不算太晚,雖經(jīng)國家“八五”攻關(guān),但因為自身研發(fā)實力的問題,面對蜂窩數(shù)字移動通信技術(shù)發(fā)展還不得不選擇以引進為主。但在20世紀(jì)90年代初,美國的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目組,從技術(shù)的先進性、系統(tǒng)的穩(wěn)定性、投入產(chǎn)出的經(jīng)濟性和功能的拓展性等方面進行了論證。但在郵電部內(nèi)部、國家科委和計委等多方意見不一。終因在“八五”攻關(guān)項目中,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)體制引進組建我國的數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)。其我國GSM標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字蜂窩移動通信發(fā)展的大事記被匯總于下表2-2中。
表2-2:我國GSM標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字蜂窩移動通信發(fā)展的大事記
3、CDMA系統(tǒng)的發(fā)展
1993年美國高通(Qualcomm)公司在全球掀起CDMA蜂窩技術(shù)的熱潮,我國為了追趕先進技術(shù)的發(fā)展,我國國家863計劃開始了CDMA蜂窩技術(shù)的研究。為此,國家決定在我國采用CDMA制式建立第二個數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)。于是,1995年8月,郵電部電信總局與總參通信部聯(lián)合決定在全國采用CDMA制式,建立800MHz“長城”蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)。其我國CDMA標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字蜂窩移動通信發(fā)展的大事記被匯總于下表2-3中。
表2-3:我國CDMA標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字蜂窩移動通信發(fā)展的大事記
4、我國2G用戶的增長
由于2G兩個網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,形成競爭的市場格局,使得我國2G移動用戶數(shù)量得到快速的增長,在2001年就突破了1個億,后因3G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,直到2008年達到最高,突破6億用戶,這期間每年用戶數(shù)的增長數(shù)據(jù)下賤下表2-4。至今兩個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2G用戶的增長(2001年~2008年)
三、第三代蜂窩移動通信(3G)的發(fā)展
中國第1代、第2代移動通信運營業(yè)得到長足發(fā)展,制造產(chǎn)業(yè)也開始起步,但直到第三代移動通信,中國在科研、產(chǎn)業(yè)和運營才取得了整體的突破。
1、TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)的誕生與發(fā)展
在前兩代蜂窩移動通信我國都是選用引進的方式,沒有掌握核心技術(shù),受制于人,非常被動。第三代蜂窩移動通信的標(biāo)準(zhǔn)我國奮起研發(fā),產(chǎn)生了自主知識產(chǎn)權(quán)的標(biāo)準(zhǔn):TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn),被ITU推薦為國際第三代蜂窩移動通信的主流標(biāo)準(zhǔn)之一,同時被3GPP組織所接受。這是我國政府的大力重視與支持的結(jié)果,是我國電信科技人員辛勤研究的結(jié)果,關(guān)于TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)誕生過程的大事記如下表3-1-1所示。
表3-1-1:我國TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)誕生過程的大事記
我國的TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)在智能天線、聯(lián)合檢測、接力切換、同步CDMA、軟件無線電、低碼片速率等關(guān)鍵技術(shù)方面具有自主知識產(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、支持平滑演進、建網(wǎng)成本低等優(yōu)勢。然而,我國3G的TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展,在產(chǎn)業(yè)化和運營中,經(jīng)過了TD-SCDMA基本版本和TD-SCDMA增強型版本兩個階段。這兩個版本的不同詳見下表3-1-2中。
表3-1-2:TD-SCDMA基本版本和TD-SCDMA增強型版本
2、TD-SCDMA技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化與試運營
我國本著“積極跟蹤、先行試驗、培育市場和支持發(fā)展”的方針,培育和扶持了中國的3G市場。以知識產(chǎn)權(quán)為連接紐帶的TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟正式宣告成立。國家發(fā)改委、科技部、信息產(chǎn)業(yè)部共同啟動了“TD-SCDMA研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項目”,推動了TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)鏈的形成和網(wǎng)絡(luò)的運營與發(fā)展。其我國TD-SCDMA技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化與試運營的相關(guān)大事記詳見下表3-2。
表3-2:我國TD-SCDMA技術(shù)產(chǎn)業(yè)化與試運營的大事記
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3、WCDMA和cdma2000在我國的發(fā)展
鑒于2G在我國發(fā)展的具體情況,歐洲的GSM標(biāo)準(zhǔn)和美國的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,同時也被ITU推薦為國際3G主流標(biāo)準(zhǔn)之一。鑒于此,我國在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),這樣我國在3G階段呈現(xiàn)三網(wǎng)鼎力的格局,正好在2008年我國對電信運營商進行重組時形成三大運營商,各運營一張3G網(wǎng)絡(luò)。實際上在國家3G牌照沒有頒發(fā)之前,中國移動集團公司早早就開展了關(guān)于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的部署。WCDMA和cdma2000在我國發(fā)展的大事記列于下表3-3之中。
表3-3:WCDMA和cdma2000在我國發(fā)展的大事記
四、第四代蜂窩移動通信(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”,并沒有按年代來命名。這是因為3G到4G并沒有帶來蜂窩移動通信技術(shù)革命性的變化,它被3GPP稱之為3G的長期項目演進(LTE,Long Term Evolution)計劃。因此3G也被稱之為LTE或B3G(beyond third generation,超3G)。無論如何4G與3G相比,一個突出的變化就是從核心網(wǎng)到無線接入網(wǎng)實現(xiàn)了全IP分組化,引入了VoLTE,4G的成熟推動了移動互聯(lián)網(wǎng)時代的到來。因此,我國4G的發(fā)展是各電信運營商在各自3G網(wǎng)絡(luò)上的技術(shù)演進,我國4G發(fā)展的相關(guān)部分大事記詳見下表4中。
表4:我國4G發(fā)展的相關(guān)部分大事記
五、第五代蜂窩移動通信(5G)的發(fā)展
第五代蜂窩移動通信標(biāo)準(zhǔn)的研究制定目前正在世界如火如荼的進行,我國也在緊張的進行之中。我國5G技術(shù)研發(fā)試驗于2016年1月全面啟動,在2016-2018年期間開展,分為關(guān)鍵技術(shù)驗證、技術(shù)方案驗證和系統(tǒng)方案驗證三個階段。期待著5G標(biāo)準(zhǔn)的制定與實驗網(wǎng)的部署。
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