中國移動未來通信網絡架構及演進（移動通信網絡架構的演進）
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本文目錄一覽：
移動通信發展歷程
移動通信發展史
移動通信的發展歷史可以追溯到19世紀。1864年麥克斯韋從理論上證明了電磁波的存在，1876年赫茲用實驗證實了電磁波的存在，1896年馬可尼在英國進行的14.4公里通訊試驗成功，從此世界進入了無線電通信的新時代?，F代意義上的移動通信開始于20世紀20年代初期。而現代通信技術發展從上世紀20年代起到如今，大致經歷了五個階段。其中從上世紀60年代中期到70年代中期為第四階段，這一階段是移動通信的蓬勃發展期，1G也是始于這一時期。
1G的發展
1978年底，美國貝爾試驗室研制成功先進移動電話系統(AMPS)，建成了蜂窩狀移動通信網，大大提高了系統容量。1976年美國摩托羅拉公司的工程師馬丁·庫珀于首先將無線電應用于移動電話。
同年，國際無線電大會批準了800/900MHz頻段用于移動電話的頻率分配方案。在此之后一直到20世紀80年代中期，許多國家都開始建設基于頻分復用技術(FDMA)和模擬調制技術的第一代移動通信系統即1G。
然而由于采用的是模擬技術，1G系統的容量十分有限。此外，安全性和干擾也存在較大的問題。再加上1G系統的先天不足，使得它無法真正大規模普及和應用，價格更是非常昂貴，成為當時的一種奢侈品和財富的象征。
2G的發展
即將邁入21世紀，通信技術也進入到了2G時代，和1G不同2G采用的是數字傳輸技術。這極大的提高了通信傳輸的保密性。2G技術基本可被切為兩種，一種是基于TDMA所發展出來的以GSM為代表，另一種則是CDMA規格，復用﹙Multiplexing﹚形式的一種。隨著2G技術的發展，手機逐漸在人們的生活中變得流行，雖然價格仍然較貴，但并不再是奢侈品。
過渡的2.5G
2G到3G的發展并不像1G到2G那樣平滑順暢，由于3G是個相當浩大的工程，要從2G直接邁向3G不可能一下就銜接得上，因此出現了介于2G和3G之間的銜接技術——2.5G。我們所熟知的HSCSD、WAP、EDGE、藍牙(Bluetooth)、EPOC等技術都是2.5G技術。
2.5G功能通常與GPRS技術有關，GPRS技術是在GSM的基礎上的一種過渡技術。GPRS的推出標志著人們在GSM的發展史上邁出了意義最重大的一步，GPRS在移動用戶和數據網絡之間提供一種連接，給移動用戶提供高速無線IP和X.25分組數據接入服務。較2G服務，2.5G無線技術可以提供更高的速率和更多的功能。
2、移動通信發展歷程(二)
3G的發展
隨著移動網絡的發展，人們對于數據傳輸速度的要求日趨高漲，而2G網絡10幾KB每秒的傳輸速度顯然不能滿足人們的要求。于是高速數據傳輸的蜂窩移動通訊技術——3G應運而生。目前3G存在3種標準：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。
中國國內支持國際電聯確定三個無線接口標準，分別是中國電信的CDMA2000，中國聯通的WCDMA，中國移動的TD-SCDMA?？梢哉f3G的發展進一步促進了智能手機的發展，由于3G的傳輸速度可以達到幾百KB每秒。
通過3G，人們可以在手機上直接瀏覽電腦網頁，收發郵件，進行視頻通話，收看直播等，還一度引出了3G手機可否取代PC的設想。
4G的發展
作為3G的延伸，4G近幾年被人們所熟知，2008年3月，在國際電信聯盟-無線電通信部門(ITU-R)指定一組用于4G標準的要求，命名為IMT-Advanced規范，設置4G服務的峰值速度要求在高速移動的通信(如在火車和汽車上使用)達到100Mbit/s，固定或低速移動的通信(如行人和定點上網的用戶)達到1Gbit/s。
該技術包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式(嚴格意義上來講，LTE只是3.9G，盡管被宣傳為4G無線標準，但它其實并未被3GPP認可為國際電信聯盟所描述的下一代無線通訊標準IMT-Advanced，因此在嚴格意義上其還未達到4G的標準。相對于前幾代，4G系統不支持傳統的電路交換的電話業務，而是全互聯網協議(IP)的通信。4G將為用戶提供更快的速度并滿足用戶更多的需求。
5G的發展
2013年2月，歐盟宣布，將撥款5000萬歐元，加快5G移動技術的發展，計劃到2020年推出成熟的標準。2014年5月8日，日本電信營運商NTTDoCoMo正式宣布將與Ericsson、Nokia、Samsung等六間廠商共同合作，開始測試5G網絡。預計在2015年展開戶外測試，并期望于2020年開始運作。
2015年3月1日，英國《每日郵報》報道，英國已成功研制5G網絡，并進行100米內的傳送數據測試，并稱于2018年投入公眾測試，2020年正式投入商用。因此2020年也被業界認為是5G正式推出的時候，但是幾天前，美國移動運營商Verizon無線公司宣布，將從2016年開始試用5G網絡，2017年在美國部分城市全面商用。雖然之后遭到了對手ATT的反駁，但是這些無疑不在預示著人們對于5G的憧憬。
從2G到5G發展各個階段的特點？
我們經常聽別人說1G、2G、3G、4G、5G，可是你真的知道它們是什么意思嗎？這里的G可不是計算機里的Gb，而是Generation“代”的意思，也就是第幾代，所以1G就是第一代移動通信系統，5G就是第五代移動通信系統。
移動無線網絡現在已成為我們生活中必不可少的一部分了，通信技術也隨著時代的發展向前進，下面，就來簡單介紹一下1G、2G、3G、4G、5G各階段的特點以及不同。
移動通信系統發展演進的過程
1G：The1st Generation Mobile Communication System，即第一代移動通信系統，就像早期港片里面豬腳拿的那個“大磚頭”，使用的通信技術就是1G技術，那是模擬通信技術，只能打電話，不能上網。1G是已經淘汰的以模擬技術為基礎的蜂窩無線電話系統，在那個時代，由于技術限制，設計上因為使用模擬調制、FDMA（頻分多址），其抗干擾性能差，頻率復用度和系統容量都不高。
1G主要系統為AMPS，另外還有NMT及TACS，該制式在加拿大、南美、澳洲以及亞太地區廣泛采用，而國內在80年代初期移動通信產業還屬于一片空白，直到1987年的廣東第六屆全運會上蜂窩移動通信系統正式啟動。在第1代行動通信系統在國內剛剛建立的時候，我們很多人手中拿的還是大塊頭的摩托羅拉8000X，俗稱大哥大（一般人可用不起喲?。?。那個年代雖然沒有現在的移動、聯通和電信，卻有著A網和B網之分，而在這兩個網背后就是主宰模擬時代的愛立信和摩托羅拉。
摩托羅拉大哥大
2G：由于1G有著很多缺陷，經常出現串號、盜號等現象。1999年A網和B網被正式關閉，2G時代也來到了我們身邊。1G到2G就是模擬調制到數字調制的過程，相比較第一代通信，2G在技術上更成熟，系統容量以及通話質量都有了極大的提升，不僅能打電話還能發短信、上網。那個時代，諾基亞徹底崛起，成為了手機界的霸主持續近十年。2G系統幾個主流的網絡制式：GSM、TDMA、CDMA。
3G：隨著通信產業的發展，人們對于移動網絡的需求不斷加大，第3代移動通信網絡必須在新的頻譜上制定出新的標準，享用更高的數據傳輸速率。在3G之下，有了高頻寬和穩定的傳輸，影像電話和大量數據的傳送更為普遍，行動通訊有更多樣化的應用，因此3G被視為是開啟行動通訊新紀元的重要關鍵。而支持3G網絡的平板電腦也是在這個時候出現，蘋果，聯想和華碩等都推出了一大批優秀的平板產品。3G系統的幾個主要制式WCDMA，CDMA2000，TD-SCDMA，WiMAX。
4G：第四代通信技術是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質量視頻圖像以及圖像傳輸質量與高清晰度電視不相上下的技術產品。4G系統能夠以100Mbps的速度下載，比撥號上網快2000倍，上傳的速度也能達到20Mbps。實質上現在我們所說的4G應該是LTE-Advanced，LTE只是作為3.9G移動互聯網技術。主要網絡制式有：TD-LTE（時分雙工）和FDD（頻分雙工），二者相似度達90%，差異較小，但由于無線技術的差異、使用頻段的不同以及各個廠家的利益等因素，FDD-LTE的標準化與產業發展都領先于TD-LTE，成為當前世界上采用的國家及地區最廣泛的，終端種類最豐富的一種4G標準。
5G：即第五代移動通信技術，國際電聯將5G應用場景劃分為移動互聯網和物聯網兩大類。5G呈現出低時延、高可靠、低功耗的特點，已經不再是一個單一的無線接入技術，而是多種新型無線接入技術和現有無線接入技術（4G后向演進技術）集成后的解決方案總稱。無線通信技術通常每10年更新一代，2000年3G開始成熟并商用，2010年4G開始成熟并商用，現在研究5G，2020年成熟應該是符合規律預期的，5G的誕生，將進一步改變我們的生活。
從1G到4G，從只能打電話到現在的不僅能打電話還能上網、瀏覽網頁、玩游戲，通信技術不僅更加成熟了，手機功能也更加豐富了，它改變了我們的生活方式，相信5G時代，不僅帶來的是上網，在其他技術領域也將有更大幫助，未來的生活也將更加美好。
現代移動通信技術的發展趨勢
1.1無線數據——生機無限
當前移動數據通信發展迅速，被認為是移動通信發展的一個主要方向。近年來出現的
移動數據通信主要有兩種，一種是電路交換型的移動數據業務，如TACS、AMPS和GSM中的
承載數據業務以及GSM系統的HSCSD，另外一種是分組交換型的移動數據業務，比較著名的
有摩托羅拉的DataTAC、愛立信的Mobitex和GSM系統的GPRS。
目前，無線數據業務只占GSM網絡全部業務量中的很小一部分，但是在未來的兩年中
這種狀況將開始扭轉，并大大改變。1999年以后，隨著HSCSD、GPRS等新的高速數據解決
方案顯露崢嶸，并成為數據應用的新的焦點，無線數據將成為運營商經營計劃中越來越重
要的部分，它預示著未來大量的商業機遇。
應用驅動市場
無線數據業務的主要驅動力在于用戶的應用。話音是單一的、容易理解、應用的市場。
然而無線數據則不同，無線數據最初的應用重點放在象運輸管理這樣的專業市場。近期無
線數據業務的目標市場是銷售人員或現場工程師這樣的用戶群。從這些先發目標的應用中
積累無線數據的經驗，并從中受益。隨著速率的增長，其他更通用的應用將會出現，無線
數據業務將開始影響大眾市場。
在過去的十年里，傳統的生活方式已經在迅速改變，人們更經常性地移動，職業和個
人生活之間的分界變得模糊，人們需要不分時間、地點訪問很重要的信息。發生在用戶身
上的這種生活方式的改變將成為驅動無線數據業務發展的重要因素。
因特網的影響
和通信的其他領域一樣，無線數據業務的一個最重要的驅動力來自Internet。根據最
近的研究，未來兩年歐洲的因特網用戶數量將翻一番。在我國，因特網用戶的年增長率將
高達300％。顯然用戶在運動中接入因特網的需求將會增長。
為了滿足接人因特網的需求，一個全球性的開放協議——無線應用協議（WAP）應運
而生。WAP為將Internet的信息內容以及增值業務傳送到移動終端提供了一種開放的通用
標準，實現了IP與GSM網絡的橋接，是一個為廠商提供加速市場增長、避免網絡割接、保
護運營商投資的標準，WM確保任何與WAP兼容的GSM手機都能工作。WAP是實現無線數據市
場快速發展的工具。
數據速率的發展
GSM承載業務所提供的GSM數據速率最高只能達到9.6kb／s。國際上1998年引入的高速
電路交換數據（HSCSD）技術將實現57kb／s的數據速率，對要求連續比特率和傳輸時延小
的應用是理想的，如會議電視、電子郵件、遠程接入企業的局域網和無線圖象。1999年商
用化的GPRS是第一個GSM分組數據應用，將實現超過100kb/s的數據速率。對較短的“突發”
類型業務是理想的，如信用卡認證、遠程測量和遠程事務處理。EDGE（增強數據速率GSM改
進模式）使用修改過的GSM調制方式來實現超過300kb／S的數據速率。EDGE會讓GSM運營商
特別受益，他們不但可以贏得第三代移動通信的經營執照，還可以提供有競爭力的寬帶數
據業務。
1.2個人多媒體通信——網絡演進的方向
對隨時隨地話音通信的追求使早期移動通信走向成功。移動通信的商業價值和用戶市
場得到了證明，全球移動市場以超凡的速度增長。移動通信演進的下一階段是向無線數據
乃至個人移動多媒體轉移，這一進展已經開始，并將成為未來重要的增長點。
個人移動多媒體通信將根據地點為人們提供無法想象的、完善的個人業務和無線信息，
將對人們工作和生活的各個方面產生影響。在個人多媒體世界里，話音郵件和電子郵件被
傳送到移動多媒體信箱中；短信將成為帶有照片和視頻內容的電子明信片；話直呼叫將與
實時圖象相結合，產生大量的可視移動電話。還將實現移動因特網和萬維網瀏覽。象無線
會議電視這樣的應用將隨處可見，電子商務將蓬勃開展。對于運動中的用戶還有隨時隨地
的各種信箱和*** 服務。
2網絡技術的寬帶化
在電信業歷史上，移動通信可能是技術和市場發展最快的領域。業務、技術、市場三
者之間是一種互動的關系，伴隨著用戶對數據、多媒體業務需求的增加，網絡業務向數據
化、分組化發展，移動網絡必然走向寬帶化。
通過使用電話交換技術和蜂窩無線電技術，70年代末誕生了第一代模擬移動電話。AM
PS（北美蜂窩系統）、NMT（北歐移動電話）和TACS（全向通信系統）是三種主要的窄帶模
擬標準。第一代無線網絡技術的一大成就就是去掉了將電話連接到網絡的用戶線。用戶第
一次能夠在他們所在的任何地方無線接收和撥打電話。
第二代系統引入了數字無線電技術，它提供更高的網絡容量，改善了話音質量和保密
性，并為用戶引入了無縫的國際漫游。今天世界市場的第二代數字無線標準，包括GSM、D
－AMPS、PDC（日本數字蜂窩系統）和IS－95CDMA等，均仍為窄帶系統。
第三代移動系統，即IMT-2000，是一種真正的寬帶多媒體系統，它能夠提供高質量寬
帶綜合業務并實現全球無縫覆蓋。2000年以后，雖然窄帶移動電話業務需求將依然很大，
但隨著Internet等高速數據通信及多媒體通信需求的驅動，寬帶多媒體綜合業務將逐步增
長，而且就未來信息高速公路建設的無縫覆蓋而言，寬帶多媒體綜合業務將逐步增長，而
且就未來信息高速公路建設的無縫覆蓋而言，寬帶移動通信作為整個移動市場份額的子集
將顯得愈來愈重要。第三代系統預計在2002年投入商用。
從第二代到第三代系統的變化并不象從第一代模擬網絡到第二代數字網絡那樣存在重
大的技術變遷。從目前的技術發展現狀和趨勢來講，第二代系統將逐步平滑過渡到第三代
系統，在此演進過程中，移動網絡所能實現的數據速率逐步升級；GSM承載業務所能提供的
數據速率為9.6Kb/s，1998年商用的HSCSD技術實現了57kb/s的數據速率，1999年引人的GP
RS將實現超過100WS的數據速率，將在2000年引入的EDGE技術可實現超過300kb/s的數據速
率。2001年后投入商用的第三代系統將能夠在廣域網上實現384kb／s的數據速率，在辦公
室和家中還可以達到2Mkb／s。
3網絡技術的智能化
移動通信需求的不斷增長以及新技術在移動通信中的廣泛應用，促使移動網絡得到了
迅速發展。移動網絡由單純地傳遞和交換信息，逐步向存儲和處理信息的智能化發展，移
動智能網由此而生。移動智能網是在移動網絡中引入智能網功能實體，以完成對移動呼叫
的智能控制的一種網絡，是一種開放性的智能平臺，它使電信業務經營者能夠方便、快速、
經濟、有效地提供客戶所需的各類電信新業務，使客戶對網絡有更強的控制功能，能夠方
便靈活地獲得所需的信息。移動智能網通過把交換與業務分離，建立集中的業務控制點和
數據庫，進而進一步建立集中的業務管理系統和業務生成環境來達到上述目標。通過智能
網，運營公司可以最優地利用其網絡，加快新業務的生成；可以根據客戶的需求來設計業
務，向其他業務提供者開放網絡，增加效益。
關于移動智能網的研究，早在1995年就已開始，剛開始時并沒有具體的標準協議出現，
各廠商各自制定了自己的標準，并且據此進行了不少的研究工作，如Alcatel、Nortel、
Ericsson等都先后推出了自己的初期產品。這些工作為最終移動智能網標準的形成積累了
經驗。
1997年末，美國蜂窩電信工業協會（CTIA）制定了移動智能網的第一個標準協議——
IS－41D協議。1998年1月，歐洲電信標準研究所（ETSI）在GSM phase2+階段引入了CAMEL
協議（移動通信高級邏輯的客戶化應用程序），當時的版本是phase1。1998年4月，ITU－T
在新推出的智能網能力集一2標準中描述了移動接入的功能實體，稱為CAMELphase2標準。
伴隨著移動網絡向第三代系統的演進，網絡的智能化程度也在不斷地提升。智能網及
其智能業務是構成未來個人通信的基本條件。
4更高的頻段
從第一代的模擬移動電話，到第二代的數字移動網絡，再到將來的第三代移動通信系
統，網絡使用的無線頻段遵循一種由低到高的發展趨勢。
1981年誕生的第一個具有國際漫游功能的模擬系統NMT的使用頻段為450MHz，1986年
NMT變遷到900MHz頻段。我國目前的模擬TACS系統的使用頻段也為900MHz。在第二代網絡
中，GSM系統的開始使用頻段為900MHz，IS－95CDMA系統為800MHz。為了從根本上提高GSM
系統的容量，1997年出現了1800MHz系統，GSM900/1800雙頻網絡迅速普及。2000年將投入
商用的第三代系統IMT-2000則定在2GMHz頻段。
5更有效利用頻率
無線電頻率是一種寶貴資源。隨著移動通信的飛速發展，頻譜資源有限和移動用戶急
劇增加的矛盾越來越尖銳，出現了“頻率嚴重短缺”的現象。解決頻率擁擠問題的出路是
采用各種頻率有效利用技術和開發新頻段。
模擬制的早期蜂窩移動通信系統采用頻分多址方式，主要通過多信道共用、頻率復用
和波道窄帶化等技術實現頻率的有效利用。隨著業務的發展，模擬系統已遠不能滿足用戶
發展的需求。數字移動通信比模擬移動通信具有更大的容量。同樣的頻分多址技術，數字
系統要求的載干比較小，因而頻率復用距離可以小一些，系統的容量可以大一些。而且，
數字移動通信還可采用時分多址或碼分多址技術，它比模擬的頻分多址制在系統容量上大
4－20倍。
CSM作為最具代表性和最為成熟的數字移動通信系統，其發展歷程就是一部頻率有效利
用技術的演進史。GSM采用時分多址制式，其對頻率的有效利用主要是通過頻率復用技術的
不斷升級實現的。從傳統的4×3方式，到3×3、1×3、MRP、2×6等新的復用技術，頻率復
用的密集度逐步提升，頻譜效率快速提高，GSM系統的容量得到逐步釋放。
1995年開始投入商用的IS－95CDMA（窄帶）系統，以無線技術的先進性和大容量等特
點著稱。它以擴頻技術為基礎，不同用戶的信號靠不同的編碼序列來區分，如果從頻域或
時域來觀察，多個CDMA信號是相互重疊的，故理論上CDMA系統的頻譜利用率比GSM系統更高，
網絡容量更大。同時CDMA系統具有一定的過載能力，即系統具備較容量。
作為未來第三代移動通信系統主流無線接入技術的WCDMA（寬帶碼分多址）能夠更高效
地利用無線電頻率。它利用分層小區結構、自適應天線陣和相平解調（雙向）等技術，網
絡容量可得到大幅提高，可以更好地滿足未來移動通信的發展要求。
6網絡趨于融合，走向統一
6.1第三代移動通信系統的結構
第三代系統的主要目標是將包括衛星在內的所有網絡融合為可以替代眾多網絡功能的
統一系統，它能夠提供寬帶業務并實現全球無縫覆蓋。為了保護運營公司在現有網絡設施
上的投資，第二代系統向第三代系統的演進遵循平滑過渡的原則，現有的GSM、D-AMPS、
IS－136等第二代系統均將演變成為第三代系統的核心網絡，從而形成一個核心網家族，
核心網家族的不同成員之間通過NNI接口聯結起來，成為一個整體，從而實現全球漫游。在
核心網絡家族的*** ，形成一個龐大的無線接入家族，現有的幾乎所有的無線接入技術及
WCDMA等第三代無線接入技術均成為其成員。第三代系統充分顯示了未來電信網絡的融合特
征。
6.2未來的網絡構架
技術的發展和市場需求的變化、市場競爭的加劇以及市場管理政策的放松將使計算機
網、電信網、電視網等加快融合為一體，寬帶IP技術成為三網融合的支撐和結合點。未來
的網絡將向寬帶化、智能化、個人化方向發展，形成統一的綜合寬帶通信網，并逐步演進
為由核心骨干層和接入層組成、業務與網絡分離的構架。
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