移動通訊技術的發展趨勢
摘要本文詳細論述了現代移動通訊技術的六大最新發展趨勢：網路業務的資料化、分組化，網路技術的寬頻化，網路技術的智慧化，更高的頻段，更有效利用頻率，網路趨於融合、走向統一。瞭解、掌握這些趨勢對行動通訊運營商和裝置製造商均具有重要的現實意義。關鍵詞 行動通訊 Internet 無線資料 IMT-2000 智慧網 網路融合
1前言
行動通訊業務之所以發展迅猛主要是其滿足了人們在任何時間。任何地點與任何個人進行通訊的願望。行動通訊是實現未來理想的個人通訊服務的必由之路。在資訊支撐技術、市場競爭和需求的共同作用下，移動通訊技術的發展更是突飛猛進，呈現出以下幾大趨勢：網路業務資料化、分組化，網路技術寬頻化，網路技術智慧化，更高的頻段，更有效利用頻率，各種網路趨於融合。瞭解、掌握這些趨勢對行動通訊運營商和裝置製造商均具有重要的現實意義。
2網路業務資料化、分組化
2.1無線資料——生機無限當前移動資料通訊發展迅速，被認為是行動通訊發展的一個主要方向。近年來出現的移動資料通訊主要有兩種，一種是電路交換型的移動資料業務，如TACS、AMPS和GSM中的承載資料業務以及GSM系統的HSCSD；另外一種是分組交換型的移動資料業務，如摩托羅拉的 DataTAC、愛立信的Mobitex和GSM系統的GPRS。
目前，無線資料業務只佔GSM網路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，並大大改變。1999年以後，隨著HSCSD、GPRS等新的高速資料解決方案顯露崢嶸，併成為資料應用的新焦點，無線資料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。
無線資料業務的主要驅動力在於使用者的應用。話音是單一的、易於被大眾所接受的業務，然而無線資料則不同，無線資料最初的應用重點放在運輸管理這樣的專業市場。近期無線資料業務的目標市場是銷售人員或現場工程師這樣的使用者群。從這些先發目標的應用中積累無線資料的經驗，並從中受益。
在過去的十年裡，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、地點訪問很重要的資訊。發生在使用者身上的這種生活方式的改變將成為驅動無線資料業務發展的重要因素。
（2）因特網的影響
和通訊的其他領域一樣，無線資料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使用者數量將翻一番。在我國，因特網使用者的年增長率將高達300%，顯然使用者在運動中接入因特網的需求將會增長。
為了滿足接入因特網的需求，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的資訊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網路的橋接，是一個為廠商提供加速市場增長、避免網路割接、保護運營商投資的標準，WAP確保任何與WAP相容的GSM手機都能工作。
（3）資料速率的發展
GSM承載業務所提供的GSM資料速率最高只能達到9.6kbit／s。國際上1998年引入的高速電路交換資料（HSCSD）技術將實現57kbit／s的資料速率，對要求連續位元率和傳輸時延小的應用是理想的，如會議電視、***、遠端接入企業的區域網和無線影象。1999年商用化的GPRS是第一個GSM分組資料應用，將實現超過100kbit／s的資料速率。對較短的“突發”型別業務是理想的，如信用卡認證、遠端測量和遠端事務處理。EDGE（增強資料速率GSM改進模式）使用修改過的GSM調製方式來實現超過300kbit／s的資料速率。EDGE會讓 GSM運營商特別受益，他們不但可以贏得第三代行動通訊的經營執照，還可以提供有競爭力的寬頻資料業務。
2.2個人多媒體通訊——網路演進的方向
對隨時隨地話音通訊的追求使早期行動通訊走向成功。行動通訊的商業價值和使用者市場得到了證明，全球移動市場以超凡的速度增長。行動通訊演進的下一階段是向無線資料乃至個人移動多媒體轉移，這一進展已經開始，並將成為未來重要的增長點。個人移動多媒體將根據地點為人們提供無法想像的、完善的個人業務和無線資訊，將對人們工作和生活的各個方面產生影響。在個人多媒體世界裡，話音郵件和***被傳送到移動多媒體信箱中；簡訊將成為帶有照片和視訊內容的電子明信片；話音呼叫將與實時影象相結合，產生大量的可視行動電話，還將實現移動因特網和全球資訊網瀏覽。像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。對於運動中的使用者還有隨時隨地的各種信箱和娛樂服務。
3網路技術的寬頻化
在電信業歷史上，行動通訊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係，伴隨著使用者對資料、多媒體業務需求的增加，網路業務向資料化、分組化發展，行動網路必然走向寬頻化。
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行動電話。AMPS（北美蜂窩系統）、NMT（北歐行動電話）和TACS（全向通訊系統）是三種主要的窄帶模擬標準。第一代無線網路技術的一大成就就是去掉了將電話連線到網路的使用者線。使用者第一次能夠在他們所在的任何地方無線接收和***。
第二代系統引入了數字無線電技術，它提供更高的網路容量，改善了話音質量和保密性，併為使用者引入了無縫的國際漫遊。今天世界市場的第二代數字無線標準，包括GSM、MMPS、PDC（日本數字蜂窩系統）和IS95 CDMA等，均仍為窄帶系統。
第三代移動系統，即IMT-2000，是一種真正的寬頻多媒體系統，它能夠提供高質量寬頻綜合業務並實現全球無縫覆蓋。2000年以後，窄帶行動電話業務需求將依然很大，但隨著Internet等高速資料通訊及多媒體通訊需求的驅動，寬頻多媒體綜合業務將逐步增長，而且就未來資訊高速公路建設的無縫覆蓋而言，寬頻行動通訊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並不像從第一代模擬網路到第二代數字網路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，第二代系統將逐步子滑過渡到第三代系統，在此演進過程中，行動網路所能實現的資料速率逐步升級： GSM承載業務所能提供的資料速率為9.6kbit／s，1998年商用的HSCSD技術實現了57kbit／s的資料速率，1999年引入的GPRS將實現超過100kbit／s的資料速率，將在2000年引入的 EDGE技術可實現超過300kbit／s的資料速率。2001年後投入商用的第三代系統將能夠在廣域網上實現384kbit／s的資料速率，在辦公室和家中還可以達到2Mbit／s。
4網路技術的智慧化
行動通訊需求的不斷增長以及新技術在行動通訊中的廣泛應用，促使行動網路得到了迅速發展。行動網路由單純地傳遞和交換資訊，逐步向儲存和處理資訊的智慧化發展，移動智慧網由此而生。移動智慧網是在行動網路中引人智慧網功能實體，以完成對移動呼叫的智慧控制的一種網路，是一種開放性的智慧平臺，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，使客戶對網路有更強的控制功能，能夠方便靈活地獲取所需的資訊。移動智慧網通過把交換與業務分離，建立集中的業務控制點和資料庫，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。通過智慧網，運營公司可以最優地利用其網路，加快新業務的生成；可以根據客戶的需要來設計業務，向其他業務提供者開放網路，增加收益。
關於移動智慧網的研究，早在1995年就已開始，剛開始並沒有具體的標準協議出現，各廠商各自制定了自己的標準，並且據此進行了不少的研究工作，如Alcatel、Nortel、Ericsson等都先後推出了自己的初期產品。這些工作為最終移動智慧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）制定了移動智慧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（行動通訊高階邏輯的客戶化應用程式），當時的版本是Phase1。1998年4月，ITU-T在新推出的智慧網能力集一2標準中描述了移動接入的功能實體，稱為CAMEL phase2標準。
伴隨著行動網路向第三代系統的演進，網路的智慧化程度也在不斷地提升。智慧網及其智慧業務是構成未來個人通訊的基本條件。
5更高的頻段
從第一代的模擬行動電話，到第二代的數字行動網路，再到將來的第三代移動通訊系統，網路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遊功能的模擬系統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900 MHz。在第二代網路中，GSM系統的開始使用頻段為900MHz，IS-95 CDMA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，GSM 900／1800雙頻網路迅速普及。2002年將投入商用的第三代系統 IMT-2000則定位在2GHz頻段。
6更有效利用頻率
無線電頻率是一種寶貴資源。隨著行動通訊的飛速發展，頻譜資源有限和移動使用者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採用各種頻率有效利用技術和開發新頻段。
模擬製的早期蜂窩移動通訊系統採用分頻多重進接方式，主要通過多通道共用、頻率複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使用者發展的需求。數字行動通訊比模擬行動通訊具有更大的容量。同樣的分頻多重進接技術，數字系統要求的載幹比較小，因而頻率複用距離可以小一些，系統的容量可以大一些。而且，數字行動通訊還可採用分時多重進接或分碼多重進接技術，它比模擬的分頻多重進接制在系統容量上大4-20倍。
GSM作為最具代表性和最為成熟的數字移動通訊系統，其發展歷程就是一部頻率有效利用技術的演進史。GSM採用分時多重進接制式，其對頻率的有效利用主要是通過頻率複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等新的複用技術，頻率複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－95 CDMA（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，不同使用者的訊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訊號是相互重疊的，故理論上CDMA系統的頻譜利用率比GSM系統更高，網路容量更大。同時CDMA系統具有一定的過載能力，即系統具備軟容量。作為未來第三代移動通訊系統主流無線接入技術的WCDMA（寬頻分碼多重進接）能夠更高效地利用無線電頻率。它利用分層小區結構、自適應天線陣和相干解調（雙向）等技術，網路容量可得到大幅提高，可以更好地滿足未來行動通訊的發展要求。
7網路趨於融合，走向統一
7.1第三代移動通訊系統的結構
第三代系統的主要目標是將包括衛星在內的所有網路融合為可以替代眾多網路功能的統一系統，它能夠提供寬頻業務並實現全球無縫覆蓋。為了保護運營公司在現有網路設施上的投資，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路，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介面聯結起來，成為一個整體，從而實現全球漫遊。在核心網路家族的外圍，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以及 WCDMA等第三代無線接入技術均將成為其成員。
7.2未來的網路構架
技術的發展、市場需求的變化、市場競爭的加劇以及市場管制政策的放鬆將使計算機網、電信網、電視網等加快融合為一體，寬頻IP技術成為三網融合的支撐和結合點。未來的網路將向寬頻化、智慧化、個人化方向發展，形成統一的綜合寬頻通訊網，並逐步演進為由核。心骨幹層和接八層組成、業務與網路分離的構架。