1、1第一代蜂窩通信系統蜂窩通信概念源于AT&T貝爾實驗室1968年的發明，基本思想是將大范圍區域分割成多個類似蜂窩正六邊形的小區。小區之間復用頻率資源，從而大大增加了整個區域的可用頻率資源總量。1973年，蜂窩通信原理首次在摩托羅拉的試驗系統中得到了驗證，由此拉開了移動通信發展的序幕。第一代蜂窩通信系統基于模擬幅度調制，相應的標準有貝爾實驗室開發的Advanced Mobile Phone System(AMPS)。從1980年到1995年，AMPS在北美，以色列和澳大利亞等國家和地區廣泛使用。第一代蜂窩通信采用的模擬制式，語音信號沒有經過信源壓縮，缺乏信道編碼的糾錯保護，發射功率也無有

2、效控制，所以干擾嚴重，資源利用率低，系統容量相當有限。且模擬器件制造和集成相對困難，導致終端昂貴而笨重（國內俗稱“大哥大”），只有極少數用戶能夠負擔終端及通信費用。2，第二代蜂窩通信系統第二代蜂窩通信系統采用數字調制，語音經過信源壓縮成為數字信號，并加入信道編碼進行糾錯，而且運用功率控制，使得信道傳輸效率大大提升。第二代蜂窩通信的主要業務是語音通話。第二代蜂窩通信的典型代表是歐盟國家主導制定的GSM(Global system of Mobile communication)。由于其技術精煉實用，終端和系統實現成本較低，至今仍是全球使用最廣泛的蜂窩通信系統。第二代蜂窩通信還有另一種制式的系統I

3、S 95，也叫CDMA one，標準的主要開發和推廣者是高通。下面詳細介紹IS 95系統。IS 95包括IS 95A和IS 95B兩個階段。下面以表格的形式對IS 95A和IS 95B進行說明。IS 95AIS 95B標準開始時間1995年1998年技術特點碼片速率：1.2288Mcps調制：前向鏈路QPSK；反向鏈路OQPSK信道編碼：卷積碼功率控制：前向慢速功控，反向開環快速功控（800MHZ）切換：軟切換/更軟切換/硬切換BTS需要工作在同步方式IS 95B從IS 95A演化而來，完全兼容IS 95A主要變化：1，增加速率集，有更多可選數據速率；2，增加移動臺輔助的切換和接入過程中的切換

4、；3，增加增補碼分信道以提高數據傳輸能力可以看到IS 95B的演進主要是增強了數據傳輸速率，能夠解決中速數據傳輸問題，因此IS 95B也稱為2.5G。而同一時期針對GSM的中速數據傳輸增強網絡GPRS是2.5G的另一代表網絡。3，第三代蜂窩通信系統碼分多址技術的大規模應用是在第三代蜂窩移動通信系統。除了CDMA的完全頻率復用特性外，系統容量提升還很大程度得益于信道編碼的突破，1993年turbo code的出現使得信道的鏈路性能逼近香農極限容量，因此迅速的在第三代移動通信系統中得到應用。第三代蜂窩通信系統包含三大制式，分別是WCDMA(歐盟主導)，TD-SCDMA(中國主導)和CDMA 200

5、0(北美主導，主要是高通主導)。即使WCDMA/TD-SCDMA都盡量繞開了高通的專利陷阱，但都使用了基本的CDMA技術，例如軟切換、功控等。總體說來3G時代是CDMA技術的時代。下面詳細介紹CDMA 2000標準的發展。CDMA 2000的標準開始于1999年，第一階段是CDMA 2000 1x，第二階段是CDMA 2000 EV-DV（Evolution-Data & Voice）和CDMA 2000 EV-DO（Evolution-Data Optimized）。其中CDMA 2000 EV-DV由于標準和產業發展的時間不匹配，最后被放棄。CDMA 2000 1x標準開始于199

6、9年，是3G的初始階段。也有一些專家認為CDMA 2000 1x是向3G平滑過渡的階段，是所謂的“2.9G”。CDMA 2000 EV-DO是真正的3G標準，其數據傳輸速率相對于CDMA 20002 1X得到了很大的增強。高通從1996年開始研發此項高速數據傳輸技術，并在2000年向3GPP2提交了正式的技術方案。演進版本有EV-DO Rev.0/ Rev.A/ Rev.B。CDMA 2000的演進路線如下圖所示。CDMA 2000標準后續在向4G演進的過程中因為各種技術和利益上的考量而中斷。CDMA EV-DO Rev.B標準在2008年后就基本凍結。4，第四代蜂窩通信系統第四代蜂窩通信系統

7、是OFDM技術的時代。OFDM技術從20世紀60年代起在美國軍方開始研制的應用，但規模較小。直到20世紀80年代大規模集成電路的發展使得OFDM信號的解調和調制不再是難以實現的技術障礙，OFDM才開始走向民用通信的舞臺。第四代蜂窩通系統在最初階段有兩個互相競爭的標準組織，WiMax和LTE，兩者都采用了OFDMA作為基本的多址技術。下面介紹一下兩者的不同主導Wimax標準的是美國，主推公司是Intel，摩托羅拉，還有后來跟風的加拿大北電，主要支持的地區是美國，臺灣，日韓及菲律賓、馬來西亞等。WiMax標準基于IEEE 802.16，是一個基于IP網絡的通信網，大帶寬是其先天優勢，但其很大的缺點

8、是對移動性的支持不好，當用戶從一個WiMax站點移動到另一個WiMax站點時，信號切換是個大問題。所以WiMax的演進可以總結為“寬帶網絡移動化”。主導LTE標準的是歐盟，主推公司是歐洲的電信巨頭愛立信、諾基亞等。LTE無線空口技術與3G時代的CDMA技術有很大不同，但是核心網架構及接入網功能的演進是一脈相承的。其先天優勢是移動性好，用戶可以隨意切換和漫游，但是其數據傳輸速率需要進一步提升。所以LTE的演進路線可以總結為“移動網絡寬帶化”。歐盟主推的LTE是LTE-FDD，中國為了能更多的獲得一些自主知識產權，主推LTE-TDD，因為在3G TD-SCDAM的時代，我國在TDD產業上還是有一些

9、積累的。但從整體上說，LTE-FDD/TDD的標準在絕大多數情況下還是一致的，只有較少的技術點上會有不同。WiMax技術在2001年即被WiMax論壇提出，發展到2005年已經有一些商用產品，數據傳輸速率很高，但是其移動性還是沒有很好的解決。此時LTE標準才剛剛開始最初始版本的study item。雖然在剛開始階段，LTE標準受到WiMax標準的嚴重威脅，但后來由于歐盟和中國的聯合抵制，WiMax標準還是偃旗息鼓了。在2010年，Intel宣布裁撤WiMax部門，各大公司都歸到LTE旗下，部署了WiMax的國家和地區后續都向LTE-TDD演進。（因為WiMax是一項基于TDD的技術）。由此，LTE開始一統4G江湖。下面介紹LTE的發展歷程。LTE在2004年尾立項，經過漫長的4年時間，終于在08年發布了第一版標準LTE R8。R8版本基本確立了LTE的框架，引入了OFDMA多址接入，采用扁平網絡架構和全IP核心網。之后陸續發布了R9/R10/R11/R12/R13版本，當前已經進入R14階段。每一版本的標準發布都需要經過Study Item和Work Item，