所谓移动通信,是指通信的双方或至少一方处于运动中进行信息交换的通信方式。依据此定义使得移动通信的范畴很广。但实际上我们常说的移动通信技术是特指手持通信终端的移动性。为此,除手持移动通信终端外,移动通信的网络应包括核心网络和无线接入网络两大部分,核心网络部分主要是指交换机等设备,其作用主要是提供话音呼叫、数据连接的控制和交换,以及与外部其他网络的连接和路由选择等;接入网络部分主要是指与无线技术相关的设备,主要实现无线传输功能,提供终端接入网络。
那么依据移动通信网络技术的应用和发展,移动通信网络的分类包括公用移动通信网络和专用移动通信网络,如底端图所示。
特别需要指出的是,日常大家所讲的移动通信,多是特指公用移动通信系统,它具有移动性、自由性,以及不受时间、地点限制等特性,是当今发展最快、应用最广和技术最前沿的通信领域之一,而且与人们的日常工作和生活越来越密切。
20世纪70年代末至80年代,由美国贝尔实验室首先推出蜂窝移动系统的概念和理论,美、英、日等国纷纷研制出相应的通信系统,具有代表性的有美国的AMPS、英国的TACS、北欧的NMT、日本的NAMTS等,这一代系统的主要技术是模拟调制、频分多址,使用频段为800/900MHz,只能提供话音业务,故称之为蜂窝式模拟移动通信系统,也称之为第一代移动通信系统(简称1G)。模拟移动通信主要的缺陷是:频谱利用率低,容量受限;制式互不兼容,不利于用户漫游;业务种类受限,不利于开展ISDN;等等。
90年代起随着数字技术的发展,国际上又纷纷推出蜂窝式数字移动通信系统,最具代表的是欧洲的GSM系统、美国的CDMA系统(IS-95),另有日本的PDC等,这一代移动通信以数字传输、时分多址、码分多址为主要技术,最初这些系统也只能提供话音业务,把这一代称之为第二代移动通信系统(2G)。在90年代末,国际上推出了GPRS/WAP技术,使第二代移动通信系统也可以提供窄代数据业务,故有人把它称之为第二代半移动通信系统(简称2.5G)。
从1985年ITU提出第三代移动通信系统(3G)的概念后,国际上就开始予以研究。这一代可以提供话音、可变速率的数据和高分辨率的图像业务(并非真正的B-ISDN),而且是一个全球统一的移动通信网络(真正的全球漫游),系统容量可以满足全球人口需要,理论上可以达到5W的通信,采用微蜂窝(1kM半径范围)和微微蜂窝(百米以内)结构,主要采用码分多址技术。直到1999年底,ITU方确认了5种3G的技术标准,其中三种主流技术为WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。值得一提的是,其中TD-SCDMA技术是由我国提出的,是我国通信人有史以来为世界通信事业做出的最大贡献。
第四代移动通信系统(4G)是3GPP在3G系统的长期演进(LTE,Long Term Evolution)项目。4G移动通信网络采用全IP网络架构(包括核心网EPC),采用分布式基站系统(eNB)。无线接入网络由于采用了正交频分复用(OFDM)、多输入多输出天线(MIMO)等技术,使得提供的接入能力更强,理论上峰值速率(20MHz带宽)下行可达100Mbps,上行可达50Mbps。提供了话音(采用VoIP)、宽带数据的快速接入,促进了移动互联网的业务快速发展。目前主要分为TD-TTE和FD-LTE两种技术体制。
然而,公用移动通信网络代制的发展似乎无止境。第五代移动通信系统(5G)标准制定正在稳步研制之中。目前ITU还没有明确的5G体制标准和目标,中国IMT-2020(5G)推进组给出的5G目标包括:最大下行速率大于10Gps;最大上行速率大于1Gps;端到端的迟延小于1ms;移动性可大于500km/s;等等。所采用的关键技术将是综合性的、多种类的。敬请期待。
专用移动通信网络主要包括像集群通信网络、无线市话网络等。集群移动通信网络是专用移动通信网络的代表,在城市的公安、交通等集团客户得到了大量的应用。然而无线市话网络是我国在21世纪初开放的一种无线接入的技术体制,当初,它是固网运营商为了避免固网电话用户流失,欲从公用移动电话网分流用户而采用的一种技术措施,由于众所周知的原因,后期已基本不再使用了。这些专用移动通信网络都只具有本地的移动性,与公用移动通信系统共同构成移动通信领域的构架,分别解决不同移动用户群的通信需求。
集群移动通信系统也称为应急通信系统,它主要完成集团用户内部或集团用户之间的通信,广泛应用于生产调度、指挥控制等,以利于城市应急联动。集群移动通信系统也有数字和模拟之分,模拟系统现已不再使用,目前在我国已大量使用数字集群移动通信系统,主要有欧洲的TEIRA、美国的iDEN和我国中兴的GoTa、华为的GT800及B-TrunC等技术体制。TEIRA和iDEN是信息产业部在2000年发布的推荐技术体制,而我国中兴和华为公司在2004年相继推出了完全自主产权的GoTa和GT800的技术体制,GoTa是全球首个基于CDMA的数字集群系统。B-TrunC(Boardband Trunking Communication,宽带集群通信)是基于TD-LTE的“LTE数字传输+集群语音通信”专网宽带集群系统。数字集群移动通信系统提供的业务包括话音、数据、静止图像、电子邮件、GPS等,具有快速接入、组呼、强拆、强插、广域调度等功能。