第1章　CDMA系统概述

1.1　移动通信的发展

20世纪70年代初，美国贝尔实验室提出了蜂窝系统的概念和理论。蜂窝移动通信系统进入快速发展期，十年一代，目前已经进入了第四代，见表1-1。

1.1.1　第一代蜂窝移动通信系统

20世纪70年代末，第一代蜂窝移动通信系统诞生于美国贝尔实验室，即著名的先进移动电话系统AMPS。其后，北欧（丹麦、挪威、瑞典、芬兰）和英国相继研制和开发了类似的NMTS（Nordic Mobile Telephone System）和TACS（Total Access Communication System）等移动通信系统。

仅仅几年后，采用模拟制式的第一代蜂窝移动通信系统就暴露出了容量不足、业务形式单一、漫游能力差（标准多）、安全性差等严重弊端。

中国在1987年开始使用模拟制式蜂窝电话通信。1987年11月，第一个移动电话局在广州开通。

1.1.2　第二代蜂窝移动通信系统

第二代蜂窝移动通信系统（2G）采用数字制式，提供了更高的频谱利用率、更好的数据业务和通信质量以及比第一代系统更先进的漫游功能。

典型的第二代蜂窝移动通信系统包括：居于主导地位的欧洲的GSM系统（全球移动通信系统）、美国的N-CDMA（窄带CDMA）系统（即IS-95）。

随着互联网业务的发展，手机上网成为20世纪90年代人们的期望，于是在第二代系统的基础上架构出了适应上网业务的2.5代网络。

基于GSM的2.5代网络是GPRS（通用分组无线业务），GPRS引入了分组交换技术，仅在实际传送和接收数据时才占用无线资源，高效传输数据和信令，优化了网络资源和无线资源的利用。该技术定义了新的无线信道，分配灵活，提高了信道利用率，小区内多个用户可共享一条无线信道同时通信，若某用户所需传输的数据量大而信道尚有空闲时，则可同时占用同一载波的多个时隙通信，满足了数据业务的突发性要求，最高速率理论值可达21.4×8=171.2（Kbps）。

基于N-CDMA的2.5代网络是CDMA 2000-1x，CDMA 2000-1x与GPRS类似，也引入了分组交换技术、定义了新的信道，其数据速率可达153Kbps。

我国的第二代系统始于1994年建设的GSM/GPRS系统，常称之为G网，G网工作于900MHz频段，频带比较窄，随着移动电话用户数量的迅猛增长，许多地区的G网已出现因容量不足而达到饱和的状态。为了满足广大用户的需求，将GSM的工作频段扩展至1800MHz，即DCS 1800系统（Digital Celluiar system at 1800MHz），或简称“D”网。DCS 1800系统的基本体制和GSM 900系统完全一致，只是工作于1800MHz频段，现在大部分城市都是DCS 1800系统和GSM 900系统同时覆盖，即双频网。目前GSM网在中国有两个，分别由中国移动和中国联通经营。

我国的第二代系统还包括老联通公司在1998年建设的N-CDMA/CDMA 2000-1x，目前该网由中国电信经营。

1.1.3　第三代蜂窝移动通信系统

固定宽带互联网业务蓬勃发展，家庭上网带宽从2Mbps提升到4Mbps、8Mbps、10Mbps、20Mbps，2.5代移动网络153Kbps的网速严重压抑着移动用户上网的需求，于是推出第三代移动通信系统。

第三代移动通信系统，称为IMT-2000，意即该系统工作在2000MHz频段，最高业务速率可达2000Kbps，在2000年左右得到商用。主要体制有欧洲的WCDMA、美国的CDMA 2000和我国提出的TD-SCDMA。

其数据传输速率在车辆上可以达到144Kbps、在室外步行时可以达到384Kbps、在建筑物里可以达到2Mbps。与第二代移动通信系统相比，能支持多媒体业务，特别是宽带上网业务。

在中国，2009年1月，工业和信息化部正式发放3G牌照：批准中国移动通信集团公司经营基于TD-SCDMA技术制式的第三代移动通信（3G）业务，中国电信集团公司经营基于CDMA 2000技术制式的3G业务，中国联合网络通信集团公司经营基于WCDMA技术制式的3G业务。

1.1.4　第四代蜂窝移动通信系统

由于3G核心网还没有完全脱离2G的核心网结构，所以普遍认为3G是一个从窄带向未来宽带移动通信系统的过渡。很多国家已经部署了第四代移动通信系统。

4G技术又称IMT-Advanced技术，从2009年初开始，ITU在全世界范围内征集IMT-Advanced候选技术。技术标准分为2大类，一类是基于3GPP的LTE（Long Term Evolution，长期演进）的技术，我国提交的TD-LTE-Advanced是其中的TDD部分。另外一类是基于IEEE 802.16m的技术。

2012年1月18日，国际电信联盟在2012年无线电通信全会全体会议上，正式审议通过将LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced（802.16m）技术规范确立为IMT-Advanced（俗称“4G”）国际标准。主流标准为LTE-Advanced，其特征如下。

（1）建立在新的频段（比如5～8GHz乃至更高）上的无线通信系统。

（2）基于分组数据的高速率传输，可实现三维图像高质量传输。在静止条件下，传输数据速率应为1Gbps。在运动条件下，传输数据速率应为100Mbps。

（3）真正的“全球一统”（包括卫星部分）系统。

（4）基于全新网络体制的系统，或者说其无线部分将是对新网络（智能的、支持多业务的、可进行移动管理）的“无线接入”。

（5）不再是单纯的（传统意义上）的“通信”系统，而是融合了数字通信、数字音/视频接收和因特网接入的崭新系统。

用户将使用各种各样的移动设备接入4G系统中，各种不同的接入系统结合成一个公共的平台，它们互相补充、互相协作以满足不同的业务的要求，移动网络服务趋于多样化，最终将演变为社会上多行业、多部门、多系统与人们沟通的桥梁。