无线移动通信技术

无线通信（Wireless Communication）是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，近些年信息通信领域中发展最快、应用最广的就是无线通信技术。在移动中实现的无线通信又称为移动通信，人们把二者合称为无线移动通信。

其原理如图4-6所示。

图4-6　无线移动通信原理

WAP（Wireless Application Protocol） 为无线应用协议，是一项全球性的无线移动网络通信协议。WAP是移动互联网的通行标准，其目标是将互联网的丰富信息及先进的业务引入移动电话等无线终端。WAP定义可通用的平台，把目前互联网网上用HTML语言描述的信息转换成用WML（Wireless Markup Language）描述的信息，显示在移动电话的显示屏上。WAP只要求移动电话和WAP代理服务器的支持，而不要求现有的移动通信网络协议作任何改动，因而可以广泛地应用于GSM、CDMA、TDMA、3G等多种网络。WAP是移动商务的基础和平台。

1．第一代移动通信技术（1G）

第一代移动通信系统最重要的特点是体现在移动性上，这是其他任何通信方式和系统不可替代的，从而结束了过去无线通信时常被其他通信手段替代而处于辅助地位的历史。1G的最大贡献是使用蜂窝网络结构，频带可重复利用，实现大区域覆盖；支持移动终端的漫游和越区切换，实现移动环境下的不间断通信。

2．第二代移动通信技术（2G）

全球移动通信系统（Global System of Mobile communication，GSM）就是众所周知的GSM，它是当前应用最为广泛的移动电话标准。全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。GSM较以前的标准的最大不同是它的信令和语音信道都是数字式的，因此GSM被看作第二代 （2G）移动电话系统。 这说明数字通信很早就已经被构建到系统中。

GSM由网络交换、基站和网络管理三个子系统构成。GSM实现了客户（SIM卡）与设备分离（即人机分离）。

GSM的最大缺点是通信带宽不足，其数据传输速率是9.6kb/s，这与当前互联网每秒几兆至几十兆字节的传输速率无法相比，影响了与互联网的有效接口，难以实现多媒体信息的广泛应用。在3G标准还未建立之前，人们采用一些过渡技术来拓展GSM的带宽，出现了所谓的2.5G、2.75G移动通信技术。

CDMA即码分多址（Code Division Multiple Access，CDMA），不同用户传输信息所用的信号不是依据频率不同或时隙不同来区分，而是用各自不同的编码序列来区分。

CDMA是由美国Qualcomm公司首先提出的技术，其基于扩频技术，将需传送的具有一定信号带宽的信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去，接收端使用完全相同的伪随机码作相关处理，实现信息通信。

CDMA与GSM一样，也有2G、2.5G、2.75G和3G之分。

3．第三代移动通信技术（3G）

第三代移动通信技术（3rd Generation, 3G）是指将无线通信与互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频等多种媒体形式，提供网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mb/s、384kb/s以及144kb/s的传输速度。CDMA被认为是3G的首选技术，其标准有WCDMA、CDMA 2000、TD-SCDMA。

WCDMA （Wideband CDMA）主要由欧洲和日本标准化组织和厂商发起，它继承了GSM标准化程度高和开放性好的特点。WCDMA支持高速数据传输（慢速移动时384kb/s，室内走动时2Mb/s），支持可变速传输。WCDMA支持异步和同步的基站运行方式，组网方便、灵活；适应多种速率的传输，同时对多速率、多媒体的业务可通过改变扩频比和多码并行传送的方式来实现；上、下行快速、高效的功率控制大大减少了系统的多址干扰，提高了系统容量，同时也降低了传输的功率；核心网络基于GSM/GPRS网络的演进，并保持与GSM/GPRS网络的兼容性；切换方式有扇区间软切换、小区间软切换和载频间硬切换等。

CDMA2000是IS-95标准向3G演进的技术体制方案，是一种宽带CDMA技术。CDMA2000 1X是指前向CDMA信道采用单载波形式的CDMA2000系统，可支持308kb/s的数据传输，在网络部分引入了分组交换，可支持移动IP业务。而CDMA2000 3X是前向CDMA信道采用3载波方式的CDMA2000系统，其优势在于能提供更高的速率数据，但占用频谱资源也较宽，在较长时间内移动运营商未必会考虑CDMA2000 3X，而会考虑CDMA2000 1X增强型。

CDMA2000-1X/EV是一种提高CDMA2000-lX传输速率的增强体制，它分为两种，一种是1X/EV-DO技术，主要对数据业务进行增强，另一种是1X/EV-DV技术，同时对数据业务和语音业务进行增强。CDMA2000标准主要在美国、韩国使用。

TD-SCDMA是我国通信史上第一个具有完全自主知识产权的国际3G通信标准。它所基于的基本技术标准如下：

（1）TDD（时分双工），允许上行和下行在同一频段上，而不需要成对的频段。

（2）TDMA（时分多址），是一种数字技术，它将每个频率信道分割为许多时隙，从而允许传输信道在同一时间由数个用户使用。

（3）CDMA（码分多址），在每个蜂窝区使多个用户同时接入同一无线信道成为可能。

（4）联合检测，允许接收机为所有信号同时估计无线信道和工作。

（5）动态信道分配，TD-SCDMA空中接口充分利用了所有可提供的多址技术。

（6）终端互同步，通过精确的对每个终端传输时隙的调谐，TD-SCDMA改善了手机的跟踪，降低了定位的计算时间，以及切换寻找的寻找时间。

（7）智能天线，是一种在蜂窝覆盖区通过蜂窝和分配功率可跟踪移动用户的波形控制天线。

4．第四代移动通信技术（4G）

4G的定义到目前为止依然有待明确，它的技术参数、国际标准、网络结构，乃至业务内容均未有明确说法。不过关于4G仍然有不少描述，诸如：4G集3G与WLAN于一体，并能够传输高质量视频图像，它的图像传输质量与高清晰度电视不相上下。4G系统能够以100Mb/s的速度下载，比拨号上网快2 000倍，上传的速度也能够达到 20Mb/s，并能够满足几乎所有用户对无线服务的要求。而在用户最为关注的价格方面，4G与固定宽带网络的价格不相上下，而且计费方式更加灵活，用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。此外，4G可以在DSL和CABLE MODEM没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着不可比拟的优越性。

5．第五代移动通信技术（5G）^[2]

5G（5th-Generation）是第五代移动通信技术的简称，但与4G、3G、2G不同的是，5G并不是独立的、全新的无线接入技术，而是对现有无线接入技术（包括2G、3G、4G和WiFi）的技术演进，以及一些新增的补充性无线接入技术集成后解决方案的总称。从某种程度上讲，5G将是一个真正意义上的融合网络。以融合和统一的标准，5G提供人与人、人与物以及物与物之间高速、安全和自由的联通。

基于无线移动通信技术的移动互联网，必定是商家现在及今后争夺的热土。