1.1 移动通信发展简述
    在通信发展历史上，移动通信的发展速度非常迅猛，特别是近20 年来，移动通信系统的发展及更新换代真是让人眼花缭乱。因为，只有移动通信才能满足人们日益增长的随时随地进行信息交流的需求。移动通信的最终目标是实现任何人可以在任何地点、任何时间与其它任何人进行任何方式的通信。

    当前，第三代移动通信系统在全世界引起广泛的关注。本书所介绍的TD-SCDMA 第三代移动通信系统，是我国提出的并得到ITU 批准的三大主流标准之一。在介绍TD-SCDMA 系统之前，先让我们来简单回顾一下蜂窝移动通信系统的发展历程。

    无线通信的概念最早的出现是在20 世纪40 年代，无线电台在第二次世界大战中的广泛应用开创了移动通信的第一步。到70 年代，美国贝尔实验室最早提出蜂窝的概念，解决了频率复用的问题，80 年代大规模集成电路技术及计算机技术突飞猛进的发展，长期困扰移动通信的终端小型化的问题得到了初步解决，给移动通信的发展打下了基础。于是，美国为了满足用户增长的需求，提出了建立在小区制的第一个蜂窝通信系统——AMPS（Advance Mobile Phone Service）系统。这也是世界上第一个现代意义的，可能商用的，能够满足随时随地通信的大容量移动通信系统。它主要建立在频率复用的技术上，较好地解决了频谱资源受限的问题，并拥有更大的容量和更好的话音质量。这在移动通信发展历史上具有里程碑的意义。AMPS 系统在北美商业上获得的巨大成功，有力地刺激了全世界蜂窝移动通信的研究和发展。随后，欧洲各国和日本都开发了自己的蜂窝移动通信网络，具有代表性的有欧洲的TACS（Total Access Communication System）系统、北欧的NMT（Nordic Mobile Telephone System）系统和日本的NTT（Nippon Telegraph and Telephone）系统等。这些系统都是基于频分多址（FDMA）的模拟制式的系统，我们统称其为第一代蜂窝移动通信系统。

    第一代模拟系统主要建立在频分多址接入和蜂窝频率复用的理论基础上，在商业上取得了巨大的成功，但随着技术和时间的发展，问题也逐渐暴露出来：所支持的业务（主要是话音）单一、频谱效率太低、保密性差等。特别是在欧洲，一个国家有一个自己的标准和体制，无法解决跨国家的漫游问题。模拟移动通信系统经过10 余年的发展后，终于在20 世纪90 年代初逐步被更先进的数字蜂窝移动通信系统所代替。

    推动第二代移动通信发展的主要动力是欧洲，欧洲国家比较小，要解决标准和制式的统一才可能解决跨国家漫游。故从80 年代处就开始研究数字蜂窝移动通信系统，一般称其为第二代移动通信系统。它是随着超大规模集成电路和计算机技术的飞速发展，语音数字处理技术的成熟而发展起来的。在80 年代欧洲各国提出了多种方案，并在80 年代中、后期进行了这些方案的现场实验比较，最后集中为时分多址（TDMA）的数字移动通信系统，即GSM（Global System for Mobile Communications）系统。由于其技术上的先进性和优越的性能已经成为目前世界上最大的蜂窝移动通信网络。

    GSM 标准化的工作主要由欧洲电信标准委员会（ETSI）下属的特别移动组（SMG）完成。主要分为第一阶段和第2+阶段。1990 年，第一阶段规范冻结。1992 年，商用开始，同年第2+阶段标准化工作开始。GSM 空中接口的基本原则包括：每载波8 个时隙，200KHz/ 载波带
宽，慢跳频。和第一阶段比较，GSM 第2+阶段的主要特性包括：
* 增强的全速率语音编码器（EFR）；
* 适应多速率编解码器（AMR）；
* 14.4Kbit/s 数据业务；
* 高速率电路交换数据（HSCSD）；
* 通用分组无线业务（GPRS）；
* 增强数据速率（EDGE）。

    与欧洲相比较，美国在第二代数字蜂窝移动系统方面的起步要迟一些。1988 年，美国制定了基于TDMA技术的IS-54/IS-136 标准，IS-136 是一种模拟/数字双模标准，可以兼容AMPS。更值得一提的是美国 Qualcomm 公司在90 年代初提出的CDMA 技术，并在1993 年由TIA 完
成标准化成为IS-95 标准。这也是3G 标准中CDMA2000 技术的雏形。

    IS-95 引入了直接序列扩谱CDMA 空中接口的概念。由于AMPS 已有的广大市场，IS-95也必须使用相同频段，故在码片速率及射频特性等方面必须兼容AMPS 的模拟制式。CDMA技术有其固有的很多优点，如比FDMA 及TDMA 系统高得多的容量（频谱效率）、良好的话音质量及保密性等等，使其在移动通信领域备受瞩目。IS-95 技术也在北美和韩国等地得到了大规模商用。但是，由于起步较晚及在网络和高层信令方面考虑不足，市场份额还是远低于已经非常成熟的GSM 网络。

    目前使用的第二代数字移动通信系统可以提供话音及低速数据业务，能够基本满足人们信息交流的需要。移动通信的发展速度超过人们的预料，1999 年，移动通信产品在通信设备市场中所占的份额已超过50%。目前，该比例还在逐渐增加。特别是中国的发展速度，手机用户连续十年以超高速增长，截止到2002 年底，中国的手机用户已经超过两亿，并且仍然以较高的速度发展。图1.1 给出了近几年中国移动用户增长的情况。

                              图1.1 中国移动用户增长示意图

    手持机的迅速普及将驱动通信向个人化方向发展，互联网用户数以翻番的速度膨胀又带来了移动数据通信的发展机遇。特别是移动多媒体和高速数据业务的迅速发展，迫切需要设计和建设一种新的网络以提供更宽的工作频带、支持更加灵活的多种类业务（高速率数据、多媒体及对称或非对称业务等），并使移动终端能够在不同的网络间进行漫游。由于市场的驱动促使第三代移动通信系统（3G）的概念应运而生。

    第三代移动通信系统由卫星移动通信网和地面移动通信网所组成，将形成一个对全球无缝覆盖的立体通信网络，满足城市和偏远地区各种用户密度，支持高速移动环境，提供持话音、数据和多媒体等多种业务（最高速率可达2Mbps）的先进移动通信网，基本实现个人通信的要求。

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