摘　要：本文值移动通信诞生100年之际，对移动通信的发展历程作了较详细的介绍，并对当代移动通信的发展趋势及其产品开发的特点作了分析，最后对未来移动通信的发展领域，以及对移动通信的理想目标——个人通信进行了阐述。

关键词：移动通信，模拟蜂窝系统，数字蜂窝系统，个人通信网，发展历程

1　移动通信100年的发展历程

　　1899年11月美国“圣保罗”号邮船在向东行驶时，收到了从150公里外的怀特岛发来的无线电报，莫尔斯电码的嘀嘀嗒嗒声象婴儿呱呱落地的第一声啼声，向世人宣告一个新生事物——“移动通信”诞生了。1900年1月23日在波罗的海霍格兰岛附近的一群遇难渔民，通过无线电呼叫而得救，移动通信第一次在海上证明了它对人类的价值。紧接着1901年英国蒸汽机车装载了第一部陆地移动电台。1903年底莱特驾驶自己的飞行器，开创了航空新领域，飞机更需要通信来保证飞行，于是移动通信这个20世纪的同龄人便相继在海、陆、空起步了。

　　现代社会有三大基础结构，即：

　　.运输——转移人和物

　　.能源——传递能量

　　.通信——传递信息

　　通信作为人类社会的“神经系统”，不论是对物质文明还是对精神文明的建设，都具有深远的影响。当代社会基础结构真正重大的变革不在运输与能源，而将发生在通信，使人类文明迈入知识经济的信息社会。可以说移动通信是20世纪运输与通信二者高度发展相互结合的产物。它与固定通信相辅相成，同为整个通信领域的重要组成部分。世界的本质是运动的，生命在于运动，凡是运动的事物无不需要信息。我们生活在一个“运动”的社会，移动体与移动体之间、移动体与固定体之间无不需要交流信息。随着交通工具特别是汽车的迅速发展，移动业务急剧增长，移动通信经过100年的开拓，相继在海、陆、空以至水下、地下和深空都发展起来了，使得它已成为门类繁多、用途广泛的一大新兴产业。

　　从使用环境来分：主要有陆地移动通信、水上移动通信和航空移动通信，作为特殊使用环境还有地下(如隧道矿井)、水下(如潜艇)和深空(如航天)移动通信。

　　从用户对象来分：主要有公众移动通信、专业移动通信和军事移动通信。

　　从交通工具来分：有汽车、坦克、火车、船舶、潜艇、飞机和航天飞行器等的移动通信，还有个人便携移动通信等等。

　　移动通信一百年的发展历程，大体经历了三个阶段：

　　.初期的军政机要移动通信阶段；

　　.进而发展至民用专业移动通信阶段；

　　.70年代末国际上出现的蜂窝汽车电话标志着发展到了公众移动通信的新阶段。

　　纵观移动通信的发展就象数据通信一样，都是从专业网开始，只有技术和规模都达到相当程度后，才发展公众网。初期出现的船舶电报、列车调度电话、汽车应急电话、航空电台以及战术电台等等，无一不是某一业务部门自成体系的专业移动通信网。而公众移动通信网是在第二次世界大战以后才逐步发展起来的，80年代才日益成熟，从此移动通信的制造业和运营业都以空前的速度增长。

　　近20年来移动通信在微电子技术基础上与计算机技术密切结合正在产生革命性的飞跃，各种新技术，如FDMA、TDMA、CDMA层出不穷。一代又一代的新系统不断涌现，短短的20年间，第一代模拟移动通信系统已广泛应用，第二代数字移动通信系统正日益普及，第三代全球综合移动通信系统也已在母腹躁动，即将面世。预计到2010年，在所有通信设备销售额中移动通信设备将居于首位。值此世纪之交，我们有必要回顾昨天，总结历史；把握今天，迎接挑战；展望明天，规划未来。

2　移动通信不同侧面的发展过程和动向

　　回顾移动通信已经走过的百年历程，沿着历史的轨迹我们可以观察到移动通信的22个不同侧面有如下的发展过程和未来动向：

　　.频段——由HF、VHF到UHF以至毫米波；

　　.带宽——由窄带到宽带；

　　.调制方式——由调幅、调频、单边带到数字调制；

　　.通信方式——由单工单信道对讲到双工多信道共用；

　　.多址方式——由FDMA、TDMA到CDMA；

　　.传输方式——由模拟到数字；

　　.传输速率——由低速到高速；

　　.通信业务——由通话为主增加数据、图像到多媒体业务；

　　.通信规模——由单机到系统，由专线到网络；

　　.网络结构——由单一网到多区网；

　　.网络制式——由大区制到蜂窝小区制；

　　.移动速度——由静止、步行、典型车速到高速、航空以至卫星；

　　.传播环境——由地面室外环境、室内环境、室外至室内环境到卫星环境；

　　.系统覆盖——由有限服务区、国内服务区、区域服务区至全球服务区；

　　.通信环境——由水上、陆地再空中到陆海空一体化以至地下、水下和深空；

　　.通信容量——由小容量、中容量、大容量到超大容量以至满足全球个人通信的需求；

　　.通信用户——由军政机要用户、业务用户到公众用户，亦即由专业网到公众网；

　　.移动终端——体积由人背马驮至便携、手持以至袖珍；重量由几十公斤、几公斤、几百克以至几十克；

　　.器件——由电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路至超大规模集成电路与微处理器；

　　.设备——由硬件为主到硬件＋软件以至软件为主；

　　.制造——由单件、小批量、批量到大规模生产；

　　.运营——由一家专营到多家竞争。

　　总之，移动通信技术正在以前所未有的速度迅速向前迈进。尤其是第三代移动通信，将真正实现无线通信和宽带通信的激情碰撞，为未来的市场创造出巨大的空间。

3　移动通信的特点和要求

　　移动通信由于要保持行人、汽车、船舶和飞机等移动体不间断的通信联络；因此，只能使用无线通信这种传输手段。而固定通信则可使用有线和无线各种传输手段。

　　移动通信由于它是用于全球的表层和空间，会遇到各种恶劣的地形、环境和气候，因此，要求通信装备必须能适应严酷的使用条件。由于它是用于非通信专业的人员，如司机、士兵和普通老百姓，因此，要求移动终端必须便于使用，易于维护。

　　而固定通信则可以安装在具有良好条件的固定设施内，可以有技术水平较高的专业人员来保障通信的正常运行。

　　由于移动通信上述特点，移动通信设备必须满足如下一些使用技术要求：

　　(1)必须作到轻、小、省、牢、便；

　　(2)必须抗拒酷暑、严寒、狂风、暴雨等恶劣气候条件；

　　(3)必须适应山岳、丛林、沙漠、河海、高空等三维空间的不同环境条件；

　　(4)既可车载船装，又能背负手持，要经得起各种移动体的安装机械条件；

　　(5)要在移动通信特有的多普勒频移、瑞利衰落、阴影和点火噪声等变参传播条件下，确保“动中通”；

　　(6)要在工业密集、交通繁忙的市区，频率拥挤、干扰严重的电波环境下，达到电磁兼容；

　　(7)要在收、发、频合、微机、电源及天馈等部件密集的小空间，满足机内的电磁兼容；

　　(8)要有强大的系统开发能力，以适应科技进步的加速，促使电子信息产品更新换代的加快；

　　(9)要有强大的设备制造能力，以满足社会各方面对移动通信器材量大面广的要求。

　　移动通信的这些特点，以及需要满足的使用技术要求如此苛刻，使得要保证“动中通”的移动通信较“静中通”的固定通信难得多。因此，移动通信系统所能达到的水平，往往综合体现了整个通信技术已经发展的高度。例如单边带大型电台早在20年代即已应用于点对点的固定通信，而单边带移动电台却迟至60年代才在技术上发展到可以实用。又如卫星通信，60年代即已用于远距离地球站之间的固定通信，而海事移动卫星通信则迟至1976年，至于陆地车载卫星通信直到1983年才开始实现。由此可见移动通信技术的难度。

4　全球移动通信大发展的20年

　　70年代末移动通信发展到了以蜂窝汽车电话为标志的公众移动通信新阶段，从此全球移动通信市场获得了大发展。80年代随着各种模拟蜂窝系统在各国的扩展，欧洲感到制式五花八门，不能兼容互通，适应不了欧洲共同体的需求，于是组织开发了泛欧GSM数字蜂窝系统。美国则感到模拟AMPS制式的容量不能适应发展的需求，从扩容并兼容的观点开发了采用TDMA技术的D－AMPS数字蜂窝系统；为进一步扩大容量，又推出了采用CDMA技术的数字蜂窝系统。全球移动电话用户数据爱立信公司预测如表1：

　　　　　　　　　　　表　1

年度 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2003

用户数(亿) 0.87 1.37 2.05 2.85 3.80 4.8 6.05 8.3

增长率(%) 　 57 50 39 33 26 59 19

　　近10年来各种低、中、高轨道卫星移动通信系统方案纷纷提出，借以解决全球覆盖、三维空间的个人移动性，为达到个人通信的理想奠定基础。全球卫星移动电话用户数根据预测2010年可达2300万户。

　　与此同时，无线寻呼从512bit／s、1200bit／s低速向6400bit／s的高速发展，并利用卫星进行广域寻呼、全球联网。全球无线寻呼用户数，1990年为2300万个，1994年猛增到7000万个，1996年已突破1亿。在过去5年间，世界无线寻呼用户增长率保持在33%，预计到2000年用户将达到3.38亿，其中亚太地区的用户将增至2亿。

　　无绳电话也由CT0、CT1等模拟制式进入DECT、PHS及PACS等全数字制式，并从单机发展到公众接入网。全球无绳电话用户数现已达到1亿，DECT主要在欧洲获得了发展，PHS前两年在日本以异乎寻常的高速度在普及，至1996年底竟达500万用户，到1997年中达顶峰700万户。PACS以其技术的先进性，正在美国兴起，台湾也在积极开发。

　　专业调度移动通信也制定了数字无中心通信系统与数字集群通信系统标准，APCO25、iDEN、FHMA和TETRA等不同制式陆续投入运营。这一切构成了当前的第二代移动通信系统，近三年来获得了大发展。

　　国内企业在移动通信领域同交换机相似出现群体突破，与国外的差距也正在逐步缩小，而且其速度比交换机更快。1999年，大唐、华为、中兴、金鹏等自主开发的GSM系统先后步入产业化的发展阶段。现已广泛地应用于全国十多个省、市、自治区，并承担了全国移动骨干智能网和骨干信令网的建设任务。此外，普天等公司在CDMA领域也取得了突破性进展。民族移动通信工业的崛起，不仅打破了国外设备垄断中国市场的局面，而且为技术持续创新提供了应用基础和投资保障，并能够根据运营业的实际不断推出更为全面、先进和贴近中国需求的产品和技术。这种创新和需求将使民族移动通信产业逐步进入良性循环的轨道。

　　90年代ITU大力组织研究作为第三代的未来公众移动通信系统，它以全球通用、综合业务作为基本出发点。为实行全球联网，WARC－92大会将1885～2025MHz和2110～2200MHz两段总共230MHz频带划分给了第三代。国际上正在紧张进行第三代移动通信系统开发，日本与南韩合作，预计2001年投入试运营，2002年开始商用，为世界杯提供服务。同时考虑系统工作在2000MHz频段，数据传输速率达2000kbit／s，因此第三代移动通信系统又定名为“IMT－2000”即“国际移动通信－2000”系统。

5　当代移动通信的发展趋势

　　从全球移动通信20年的大发展中，我们可以看出当代移动通信有如下的发展趋势：

5.1　移动电话发展的速度大大超过固定有线电话，成为信息通信产业的亮点

　　据ITU资料：电信业务的增长从1992年开始逐步加速，至1995年达7%，为总经济增长速度的二倍。而在电信领域中，据美国《商业周刊》预测，1997年全球移动电话约2亿部，固定有线电话近10亿部；至2010年移动电话将达到13亿部，年均增长率25%，而有线电话将达到14亿部，年均增长率仅4%。我国二者的增长数量也呈现了类似的规律，移动电话年增长速度大大超过固定有线电话。因此移动通信将成为21世纪非常重要的通信工具，它将与有线通信具有同样重要的战略地位。移动通信正以其高速增长的市场、非凡扩展的潜力，成为未来整个信息通信(infocommunications)产业耀眼的亮点。

5.2　移动数据业务的比重将日益增长，形成移动因特网

　　据ITU资料：信息通信产业1995年的总产值达到13700亿美元，其组成如表2：

　　　　　　　　　表　2

　 电信业务 电信设备 计算机业务 计算机硬件 软件

产值(亿美元) 5891 1918 2466 2329 1096

比重(%) 43 14 18 17 8

　　从表中可以看出，电信产业为7809亿美元，占57%；信息产业为5891亿美元，占43%；实质是数据业务的计算机业务已经占有举足轻重的份额。近年来全球因特网与移动网的急剧发展，业已出现移动IP业务的需求，数据传输也即将实现可移动传输。这意味着移动通信赋予人们的自由和因特网的丰富内容相结合，用户将从移动终端上接入IP业务，进行网页浏览、文件传输，移动数据业务的比重必将日益增长，近期移动数据量的增长率将

达40%～50%。GPRS(通用分组无线电业务)与WAP(无线应用协议)已成为当前移动数据通信的热点，GPRS可以在现有的GSM基础设施上实现速率高达115kbit／s的数据传输，而WAP是在移动网和因特网之间搭起了一座桥梁。这两种新技术促进了手机上网，可以成为移动因特网新的推动因素。移动终端可以提供个人资讯、移动银行、自动售货、防盗报警及家庭自动化等等信息服务，这类业务将在未来两三年内呈爆炸性的增长趋势。手机的下一代产品，将是最大限度地利用因特网的媒体电话，其销售量将超过便携式电脑。

5.3　移动通信设备正朝着数字化、宽带化、小型化的方向发展

　　当前各种移动通信系统都已经从第一代模拟技术过渡到第二代数字技术，频谱效率大大提高。为解决终端移动性，小型化取得显著进展，GSM手机已达到70CC、70克，已经远远低于ITU－R提出的200CC、200克的要求了。作为第三代移动通信系统必须满足多媒体业务的需求，数字传输速率要达到2Mbit／s以上，国际上都在努力攻克W－CDMA的技术难题，并已取得了可喜的进展。

5.4　移动通信网络正朝着综合化、智能化、全球化、个人化的方向发展

　　蜂窝、无绳、寻呼和集群等各种移动通信系统将在第三代中，以全球通用、系统综合作为基本出发点逐步融合，力图建立一个全球的移动综合业务数字网。各种低、中、高轨道卫星移动通信系统纷纷推出，借以解决全球覆盖、三维空间的个人移动性。低轨道卫星移动通信的铱系统、全球星系统和中轨道卫星移动通信的ELLPSO系统、CCI系统，均将陆续投入运行，GMPCS(全球卫星移动个人通信)成了ITU的热门议题。移动通信网作为一种理想的智能接入网未来必然要与固定通信网综合成全球一网，为达到个人通信的理想奠定基础。

6　当代移动通信产品开发的特点

　　当今是全球移动通信技术大发展，我国移动通信市场高增长的时期，给予我们这样的发展中国家一次难得的机遇。同时又是国际上发达国家争夺瓜分我国绝大部分移动通信市场的时期，无可回避地我们要遭遇一次尖锐的挑战。机遇与挑战并存，如何抓住机遇，迎接挑战?我们必须深刻认识当代电子信息类产品开发的两个特点：一是开发产品的复杂程度加深，二是开发产品的上市时限加快。

6.1　产品开发的复杂程度加深

　　电子信息类产品的复杂性体现在将更多的功能、更高的性能和更丰富的技术含量集成于所有开发的电子系统之中，线宽越来越细，集成度越来越密，如表3所示：

　　　　　　　　　　　　　表　3

时间 工艺(μ) 集成度(万T／cm2) 圆片(英寸)

90年代初 0.6 310 6

90年代中 0.25 1000 6～8

90年代末 0.1 5000 8

　　例如GSM手机，1995年是多片机，1996年是3片机，1997年在开发2片机，目前的趋势是系统单片集成(systemonachip)。移动通信产品的复杂性还体现在硬件与软件并重，无线与有线结合，传输、交换和终端综合构成一个系统，已远非20年前的对讲机、背负台所可同日而语。

6.2　产品开发的上市时限加快

　　每种电子信息类产品从上市到下市都有其市场寿命，从一个新产品投放市场，经过逐步上升的旺销市场周期，越过顶峰开始下滑，最终滞销、停产而离开市场，整段时间为产品市场寿命。市场竞争的加剧，科技进步的加速，促使电子信息产品更新换代的加快，市场寿命越来越短，如表4所示：

　　　　　　　　　　　　　表　4

时间(年) 存储器集成度

(By) 产品 字长 CPU集成度

(T)

1970 1k 4044 4 1×103

1982 256k 68000 16 6.8×104

1994 16M 奔腾 32 3.1×106

2000 256M P7 64 1.0×107

　　存储器每6年集成度提高16倍，CPU每6年性能改进8倍，集成电路的高速发展，促进了移动通信产品的飞速发展。蜂窝手机平均每个大公司每半年甚至三个月即有一新款式上市。从市场的角度希望产品开发者能预见到市场的需求尽可能早地进行研究开发，使新产品适时投放市场，力求产品市场效益最大。若产品延误上市，其市场效益必然变小。太迟上市，那么这种产品的开发就意义不大了。

7　未来移动通信的发展领域

　　综上所述，移动通信的发展非常辉煌，展望下一世纪移动通信的未来，必将与固定通信结合朝着多媒体个人通信的方向迈进。我们必须充分了解今后移动通信的发展动向，才能未雨绸缪，迎头赶上。值得注意的发展领域分述如下：

7.1　第三代移动通信系统(IMT－2000)

　　国际上通常将70年代末出现的模拟蜂窝移动电话、无线寻呼、模拟无绳电话和模拟集群等作为第一代移动通信系统；而将80年代末开发的数字蜂窝、高速无线寻呼、数字无绳电话和数字集群作为第二代移动通信系统；国际电信联盟(ITU)正在制定系列标准的IMT－2000定为第三代移动通信系统(TGMS)。

　　第三代集合了蜂窝、无绳、寻呼、集群、移动数据、移动卫星、空中和海上等各类移动通信系统的功能；它将提供与固定电信网的业务兼容、质量相当的多种话音和非话音业务；它将实行全球联网，用袖珍个人终端作全球漫游，从而实现人类梦寐以求的任何地方、任何时间与任何人进行通信的理想。

　　1990年CCIR产生了未来公众陆地移动通信系统第一个建议M.687，CCIR认为仅有一个概述性建议是远远不够的。当年正式成立了TG8／1工作组，着手系列标准的制订。TG8／1每年要召开两次会议，几十个国家上百名代表参加，除各国电信主管部门外，还有摩托罗拉、爱立信等著名生产厂家，南方贝尔、法国电信等运营公司积极参与，一直非常活跃。

　　ITU－T(国际电信联盟电信标准化部门)侧重IMT－2000业务、话务、信令、网络及管理的研究，目前已通过可视电话业务总则、在PSTN中的可视电话业务、单向传输时间、地面数字无线系统使用便携终端接入PSTN的传输性能目标、业务目标和原则、移动网与固定网互连的业务量等级以及电路交换的网络等级和目标等7项建议。

　　ITU－R(国际电信联盟无线电通信部门)侧重IMT－2000移动特殊要求和无线接入的研究，目前已通过系统概况、支持业务框架、网络结构、卫星运行、卫星部分框架、频谱考虑、无线电接口要求、无线电接口功能框架、话音和话带数据要求、安全性原则、管理框架以及适应发展中国家的需要、无线电传输技术评定指南、术语词汇、安全机制评定和陆地移动系统向IMT－2000的演进等16项建议。TG8／1还准备推出无线电接口技术规范与规程规范、移动台规范、基站规范和空间站规范等详细建议。

　　IMT－2000中最关键的是无线电传输技术(RTT)，为此通过了ITU－R建议M.1225“评估IMT－2000无线电传输技术的指南”。其优选准则是：频谱效率、技术复杂性／经济性、质量、灵活性、对网络接口的影响、手持机能力和覆盖／功率效率7个项目。1998年所征集的RTT候选提案：除6个卫星接口技术外，地面无线接口技术有10个方案，被分为两大类：CDMA与TDMA，其中CDMA占据主导地位。这几项技术覆盖了欧洲的W－CDMA、美国的CDMA2000和我国的TD－SCDMA等制式。

　　W－CDMA由欧洲和日本的方案融合而成，技术特点是频分双工，可适应多种速率、多种业务，上下行快速功率控制，反向相干解调，支持不同载频间切换，基站之间无须同步，电磁干扰影响小，适用于高速环境，是一种较有前途的技术方案。

　　TD－CDMA由欧洲提出，技术特点是时分双工，采用TDMA帧结构，时隙内为CDMA技术，采用联合检测技术，可减小其他用户的噪声干扰，适用于低速环境，与GSM的兼容性好；缺点是电磁干扰影响大。

　　1998年初欧洲电信标准协会ETSI－SMG24巴黎会议对欧洲第三代移动通信系统UMTS的地面无线电接入(UTRA)技术达成如下一致意见：

　　在UMTS的成对频带将采用频分双工(FDD)、宽带码分多址技术(W－CDMA)，用于广域高速移动通信；在非成对单频带将采用时分双工(TDD)、时分－码分多址技术(TD－CDMA)，用于室内低速移动通信。决定采用基于W－CDMA和TD－CDMA的统一空中接口，支持2×5MHz频带宽度，提供FDD／TDD双模移动终端。

　　CDMA2000由美国提出，技术特点是反向信道连续导频、相干接收，前向发送分集，电磁干扰影响小；与IS－95CDMA的兼容性好，综合经济技术性能较好。

　　TD－SCDMA由我国提出，技术特点是应用同步和智能天线技术，适用于低速接入环境。它已经成为国际第三代移动通信的重要标准之一，是中国百年电信史上提出完整标准的第一次，标志着中国从跟踪向创新转变的历史性的一步。预示着我民族移动通信工业在错过第一代、赶上第二代移动通信的脚步后，能够在第三代技术的研究开发上与世界潮流保持同步，并在未来的移动通信市场获得更大的发展空间。

　　通过融合工作，1999年已经制订“IMT－2000无线接口技术规范”(IMTRSPC)，包括CDMADS(直接序列)、CDMAMC(多载波)、CDMATDD、TDMAFDD和TDMATDD。将于2000年5月批准成为国际电联标准，作为开发依据，以便21世纪初为全球提供移动多媒体业务。从而标志着第三代移动通信商业化的开始，这将成为人类社会迈向个人化通信时代的重要里程碑。

　　另外，对IMT－2000以后的第四代移动通信技术作为新的研究课题将在ITU－R第8研究组会议上进行讨论。

7.2　软件无线电技术

　　随着数字技术和微电子技术的迅速发展，数字信号处理器(DSP)等通用可编程器件的运算能力在成倍地提高，而价格却在成倍地下降，这就使得实现一种技术——软件无线电成为可能。软件无线电技术可用不同软件来实现不同无线电设备的各种功能，可任意改变信道接入方式或调制方式，利用不同软件即可适应不同标准，构成多模手机和多功能基站，具有高度的灵活性。软件无线电技术的出现，使无线通信的发展经历了由固定到移动，由模拟到数字，由硬件到软件的三次变革。软件无线电技术起源于1990年8月美国防部开始的“易通话”战术通信系统计划，其主要目标为研制三军通用的多频段多功能无线电台(MBMMR)，工作频段2～2000MHz，能兼容现有15种主要军用电台的所有功能，并将最终取代军队所有传统电台。

　　(1)软件无线电技术的原理

　　现有的各种电台，从天线到终端，不同的带宽、不同的信号处理及不同的接口，都有其独自的要求和设计。而软件方法在实现MBMMR模式和同时性上起了决定性作用，是电台的核心技术，故称为软件电台(softwavestation)。软件无线电技术的基本思想就是将宽带A／D及D／A变换尽可能地靠近射频天线，建立一个“A／D－DSP－D／A。”公共硬件平台，尽量以DSP软件技术来实现电台的各种类型，实现各种波形调制解调方式、不同的信号频带宽度、话音编解码运算、保密结构、网络协议和控制终端功能等。

　　使用数字信号处理(DSP)技术，用编程软件对传送信息抽样、量化、编码、进行运算处理、变换成已调波的射频以实现电台的发射机功能；对接收信号抽样、量化、编码、进行运算处理、变换恢复信息以实现电台的接收机功能。

　　通过编程软件实现这些功能，为MBMMR提供了灵活性，可以快速改变各种信道调制方式(调幅、调频、单边带、数据、跳频和扩频等等)，实现各种通信频段(HF、VHF、UHF和SHF等等)，即快速改变成为不同工作模式的电台。

　　(2)软件无线电的体系结构

　　传统无线电通信模式为：信源编码→信道编码→信道→信道解码→信源解码。

　　软件无线电采用基于标准VME总线的硬件结构，支持并行、流水线及异种多处理机，将传统的信道编解码与信源编解码划分为如下的基本模块：

　　.宽带天线

　　.宽带射频前端

　　.宽带A／D／A变换

　　.中频处理

　　.多芯片并行DSP基带处理

　　.控制与接口

　　软件无线电采用基于OSI参考模型的分层软件体系，支持开放式的模块化设计，便于制定如下相应的算法及基本软件模块：

　　.DSP的指令和函数库

　　.信号流变换库

　　.FIR、IIR滤波与FFT、小波变换以及波形合成

　　.AM、FM、FSK、BPSK、扩频与跳频等调制算法库

　　.信道纠错编码库

　　.JPEG、MPEG、H.261等图象编码和PCM、CVSD、PRE－LTP等话音编码算法库

　　.各种无线电信令规程库

　　灵活应用这些基本硬软件模块，可使软件无线电台具备对传播条件的多种自适应能力(包括频率、功率、速率及多径分集等的自适应)，性能超群的多种抗干扰能力(包括自适应天线调零、自适应干扰抵消、扩频及跳频等)，灵活可变的多址方式(包括FDMA、TDMA、CDMA及其混合等)，用户需要的多种业务(包括话音、传真、数据及图象等)，以及多种组网与接口能力等等。软件无线电技术不仅适合于军事通信领域，在民用移动通信领域更有用武之地，便于开发GSM900／DCS1800双频手机、TDMA／CDMA双模手机、卫星移动／地面蜂窝多模手机以及多种制式同时工作的基站设备等等，这将大大有利于第二代移动通信系统向第三代移动通信系统的过渡。

7.3　卫星移动通信

    近10年来各种低、中、高轨道卫星移动通信系统纷纷推出，GMPCS(全球卫星移动个人通信)成了ITU的热门议题。预计从1998年～2002年的5年中，将有12个全球卫星通信系统投入使用，共1170颗卫星，其中约1000颗中低轨道卫星。2002年使用低、中、高轨道卫星移动通信系统手机的用户分别超过436万、122万、73万。

　　低、中轨道卫星移动通信系统卫星数量多，网络结构复杂，空间环境差，技术风险大。其优点是频率再用率高，容量较大，传输时延小，不受地理限制，可用低功率手机，是未来全球个人通信的重要组成部分。但是较地面移动通信系统容量要小，费用要高，因此适用于国内、国际漫游者。其中值得注意的是下列系统：

　　铱系统组成包括66颗低轨道卫星及覆盖全球的地球站，投资50亿美元。圆形转道高度780公里，倾角86.4°，周期100.13′，轨道平面数6个，用户链路频率L频段，馈线链路频率Ka频段，多址方式为TDMA，系统可提供2.4／4.8kbit／s话音、2.4kbit／s数据、传真、寻呼等多种服务，可用手机、车载台或固定电话终端进行通信。已研制出一种双模移动电话，既可以当普通移动电话用，也可以当卫星电话用，不过价格昂贵。铱星公司的移动电话价格约为每部3000美元，每分钟话费比目前移动电话高25%～30%，寻呼机价格约为每部500美元。铱系统1998年11月1日开始投入运行，它是世界上第一个实用低轨卫星移动通信系统，使人类在地球上任何“能见到天的地方”都能互相通信，具有极高的创新性，被认为是现代通信的一个里程碑。但是由于市场定位失误，手机笨重昂贵且供货不畅，通话费用过高，服务性能欠佳，用户不多，入不敷出，1999年8月13日已申请破产保护。

　　全球星系统组成包括48颗低轨道卫星及覆盖全球的地球站，投资27亿美元。圆形轨道高度1389公里，倾角52°，周期113.53′，轨道平面数8个；上行用户链路频率L频段，下行S频段，馈线链路频率C频段，多址方式为CDMA，系统可提供2.4／4.8／9.6kbit／s话音、9.6kbit／s传真和定位服务，可用手机、车载台或固定电话终端进行通信。1999年10月开始试用，在通信质量和价格上比铱星具有竞争力。

　　此外，还有“伊利普索”(Ellpso)和“星球通信(CCI)系统各有千秋，计划在2002年开通业务。卫星系统目前已经开始步入快速发展的轨道，其主要趋势是数字化、宽带化、高功率、高性能、低成本，并且向多媒体的方向发展。此外，因特网的崛起给卫星应用带来新的机遇，并成为最有希望的增长点。卫星因特网接入、多媒体卫星系统、数据广播等热门领域，为下世纪的卫星通信业务描绘出美好蓝图。

7.4　平流层通信

　　1997年1月，Sky Station International Inc.公司在ITU会议上，提出“平流层电信业务”(stratospheric telecommunication service简称STS)的建议文件，受到国际电联和一些国家电信部门的高度评价。普遍认为空中平台通信是继60年代卫星通信、70年代光纤通信和80年代蜂窝通信发明以来通信技术的又一重大突破。

　　平流层通信利用一个设置在距地面约21km高度的物理平台，可以实现地面覆盖半径约500km的廉价、高密度、大容量的宽带通信。SSI公司打算在地球上空“固定”安置250个充氦飞艇，构筑平流层通信平台，并由地面几千个控制和交换中心支撑，可以实现覆盖全球90%以上的人口。

　　平流层通信具有地面通信和卫星通信二者的优点，互为补充，构成三足鼎立的三维通信体系，将对全球通信网的普及，对个人通信业务的兴起，对宽带视频业务的发展有着特别重要的意义。给发展中国家加速发展信息通信提供了极好的机遇。

　　(1)平流层通信的优点

　　①费用很低——天空站可自行升空、移动并定点，可进行地面维修、回收、更新和再部署，因此空间平台的制造、发射、维护、回收的费用只不过是卫星的1／10，用户终端的费用仅有100～200美元，有可能把电信业务费用普遍降低一个数量级，为世界各地的用户提供每分钟费用仅几美分的WWW业务及便携式可视电话业务。

　　②容量很大——天空站定点高度能实现较高的频率复用，用作因特网接口可向15亿多个64kbit／s数字通信用户提供优质服务，或者向3.75亿个用户提供256kbit/s的视听业务，有可能较现有系统容量提高一个数量级。

　　③适用性广——既适合于城市人口密集区，也适合于农村人口稀少区；既适合于固定业务，也适合于移动业务；既适合于窄带业务，也适合于宽带业务。

　　④提供业务快——空间平台一旦定点，无需部署全球信息基础设施或平台星座，即可向其服务区提供优质服务。

　　(2)平流层通信的关键技术

　　.平流层大气环境和电波传播；

　　.平流层天空站空气动力学；

　　.平流层信息天空站的材料和能源；

　　.平流层信息天空站的位姿测控；

　　.平流层天空站通信的体制和应用；

　　.平流层天空站通信的网络配置；

　　.平流层天空站通信的多址方式；

　　.平流层天空站通信的工作频段；

　　.平流层天空站通信的系统集成和仿真。

8　移动通信的未来——个人通信网的演进

　　预计未来的10年，频率资源必将得到充分有效的利用，并不断向微波高端及毫米波段开拓；高速数字传输技术与计算机技术的进一步发展，促使移动宽带综合业务数字网(M－BISDN)的形成及多媒体移动通信业务的商用；开放系统互连(OSI)模型、七号信令、智能网(IN)与管理网(TMN)的引入，移动通信网络结构、功能与管理将可满足上亿用户超大容量的需求；各种高、中、低轨移动卫星系统和平流层通信系统的运行，将可解决全球覆盖及海岛、沙漠、丛林等偏远地区的通信；在采用各种新技术下所开发的IMT－2000将会较第二代更加迅速普及。移动因特网的形成，移动通信与固定通信的同步发展，必将大大促进人类的理想——个人通信的到来，袖珍个人终端将继收录机、电视机、录相机与VCD之后形成大规模的家用电子产业。初期的个人通信，由于受频谱资源的限制，其业务将以话音、数据等窄带业务为主，随着毫米波的开发、无线电通信技术的进步，再逐步扩大服务对象和业务范围，才可能拓展到图像等宽带业务，实现个人多媒体通信。

　　当代众多异构型电信网络：PSTN、CSPDN(电路交换公用数据网)、PSPDN(分组交换公用数据网)、ISDN、B－ISDN及PLMN、DMCN等等构成了整个世界最大的系统工程。由于技术上特别是经济上的原因，B－ISDN不可能短期内统一全球，IMT－2000也不可能一下子消灭所有DMCN。如何在相当长的时期充分利用使其发挥作用呢?将所有这些当代电信网络作为电信子网互连而形成一个异构型互连网，是逐步演进成个人通信网的一种现实的行之有效的途径。融合的趋势已成为不争的事实。未来的网络将向统一的综合宽带网络过渡，逐步演进为有核心层、接入层、业务层及控制层组成，业务与网络分离的构架。从发展趋势看，未来的核心网是一种包交换的宽带网，边缘网是基于ATM的宽带和窄带综合接入的网络，并逐步向一体化网络过渡。网络将是以数据业务为主，话音业务为辅，兼容现有的PSTN。

　　信息化社会需要高速度传输信息，为高速存取、处理、加工并利用信息提供高速公路；把声音、数据和图像的传输逐步融为一体——多媒体；把信息从单向传输变为双向甚至多向的交流——交互式；把现有分离的电信网、计算机网和有线电视网在更高的层次上加以综合形成信息网，作为工业、商业、金融、教育、科研、卫生、文娱和国防等等领域信息服务的载体。

　　顺应世界发展潮流，美国政府适时地提出了“国家信息基础结构(NII)：行动计划”，通俗地称为“信息高速公路”。NII计划要求在全美建成遍及全国城乡的大容量高速数字传输网——“信息高速公路”；大量通用的和专用的数据库；并连接全国以及国外丰富的信息资源；为所有机关、企业和家庭用户提供宽带服务。其原则之一是扩展“全民服务”概念，以保证所有用户能以负担得起的价格享用信息资源。从这个意义上说它可以实现在固定状态下的个人通信，如果缺乏无线电通信手段就还不能实现在移动状态下的个人通信。NII计划是以大容量高速全程光纤通信网络为基础，以TCP／IP技术体制为核心的宽带因特网，借以实现实时的交互式多媒体通信。可以说NII是个人多媒体通信的基础。

　　个人通信则是在宽带综合业务数字网的基础上，以无线移动通信网为主要接入手段，智能网为核心的最高层次的通信网。一步步演进形成为所有个人提供多媒体业务的智能型宽带全球性信息网。在未来的移动信息社会，把知识局限在办公桌范围之内，已不能满足时代发展的需要，它必须能移动到最需要它的地方。未来的因特网可以装到口袋里，人们将能不受时间和地点的束缚，自由自在地利用因特网通信，获得所需信息和增值服务。这将大大地解放个人，使其具备极大的灵活性，甚至改变整个世界生活的方式。