标题：蜂窝移动通信
概念
概念的提出移动通信的发展历史可以追溯到19 世纪。1864 年麦克斯韦从理论上证明了电磁波的存在；1876 年赫兹用实验证实了电磁波的存在；1900 年马可尼等人利用电磁波进行远距离无线电通信取得了成功，从此世界进入了无线电通信的新时代。现代意义上的移动通信开始于20 世纪20 年代初期。1928 年，美国Purdue 大学学生发明了工作于2MHz 的超外差式无线电接收机，并很快在底特律的警察局投入使用，这是世界上第一种可以有效工作的移动通信系统；20 世纪30 年代初，第一部调幅制式的双向移动通信系统在美国新泽西的警察局投入使用；20 世纪30 年代末，第一部调频制式的移动通信系统诞生，试验表明调频制式的移动通信系统比调幅制式的移动通信系统更加有效。在20 世纪40 年代，调频制式的移动通信系统逐渐占据主流地位，这个时期主要完成通信实验和电磁波传输的实验工作，在短波波段上实现了小容量专用移动通信系统。这种移动通信系统的工作频率较低、话音质量差、自动化程度低，难以与公众网络互通。在第二次世界大战期间，军事上的需求促使技术快速进步，同时导致移动通信的巨大发展。战后，军事移动通信技术逐渐被应用于民用领域，到20 世纪50 年代，美国和欧洲部分国家相继成功研制了公用移动电话系统，在技术上实现了移动电话系统与公众电话网络的互通，并得到了广泛的使用。遗憾的是这种公用移动电话系统仍然采用人工接入方式，系统容量小。蜂窝移动系统的改进从20 世纪60 年代中期至70 年代中期，美国推出了改进型移动电话系统，它使用150MHz和450MHz 频段，采用大区制、中小容量，实现了无线频道自动选择及自动接入公用电话网。20 世纪70 年代中期，随着民用移动通信用户数量的增加，业务范围的扩大，有限的频谱供给与可用频道数要求递增之间的矛盾日益尖锐。为了更有效地利用有限的频谱资源，美国贝尔实验室提出了在移动通信发展史上具有里程碑意义的小区制、蜂窝组网的理论，它为移动通信系统在全球的广泛应用开辟了道路。分类传统上欧洲使用900MHz频段而北美使用800MHz频段。多数亚洲国家同时使用两个频段。
欧洲900MHz分配频率的主要模拟标准是全接入通信系统，虽然某些欧洲国家使用其它标准GSM是
900MHz频段的一种数字系统，已为欧洲采用为共同标准并在世界上许多其它国家使用，提供了非
常有用的漫游设备。此外，GMS标准已用于1800MHz(DCS 1800)。一些国家正建立独立的1800 MHz
网而另一些正试图用此频段增加其GSM容量。因为在两个频段上使用相同协议，现在越来越普遍使
用GMS－900和GSM－1800这些术语而不用GSM和DCS1800。
常见的蜂窝移动通信系统按照功能的不同可以分为三类，它们分别是宏蜂窝、微蜂窝以
及智能蜂窝，通常这三种蜂窝技术各有特点。
1．宏蜂窝技术
蜂窝移动通信系统中，在网络运营初期，运营商的主要目标是建设大型的宏蜂窝小区，
取得尽可能大的地域覆盖率，宏蜂窝每小区的覆盖半径大多为1km～25km，基站天线尽可能做得很
高。在实际的宏蜂窝小内，通常存在着两种特殊的微小区域。一是“盲点”，由于电
波在传播过程中遇到障碍物而造成的阴影区域，该区域通信质量严重低劣；二是“热点
”，由于空间业务负荷的不均匀分布而形成的业务繁忙区域，它支持宏蜂窝中的大部分业
务。以上两“点”问题的解决，往往依靠设置直放站、分裂小区等办法。除了经济方
面的原因外，从原理上讲，这两种方法也不能无限制地使用，因为扩大了系统覆盖，通信质量要下
降；提高了通信质量，往往又要牺牲容量。近年来，随着用户的增加，宏蜂窝小区进行小区分裂，
变得越来越小。当小区小到一定程度时，建站成本就会急剧增加，小区半径的缩小也会带来严重的
干扰，另一方面，盲区仍然存在，热点地区的高话务量也无法得到很好的吸收，微蜂窝技术就是为
了解决以上难题而产生的。
2．微蜂窝技术
与宏蜂窝技术相比，微蜂窝技术具有覆盖范围小、传输功率低以及安装方便灵活等，该
小区的覆盖半径为30m～300m，基站天线低于屋顶高度，传播主要沿着街道的视线进行，信号在楼
顶的泄露小。微蜂窝可以作为宏蜂窝的补充和延伸，微蜂窝的应用主要有两方面：一是提高覆盖
率，应用于一些宏蜂窝很难覆盖到的盲点地区，如地铁、地下室；二是提高容量，主要应用在高话
务量地区，如繁华的商业街、购物中心、体育场等。微蜂窝在作为提高网络容量的应用时一般与宏
蜂窝构成多层网。宏蜂窝进行大面积的覆盖，作为多层网的底层，微蜂窝则小面积连续覆盖叠加在
宏蜂窝上，构成多层网的上层，微蜂窝和宏蜂窝在系统配置上是不同的小区，有独立的广播信道[1]。
历史
第一代蜂窝移动通信系统1978 年，美国贝尔实验室开发了先进移动电话业务（AMPS）系统，这是第一种真正意义上的具有随时随地通信能力的大容量的蜂窝移动通信系统。AMPS 采用频率复用技术，可以保证移动终端在整个服务覆盖区域内自动接入公用电话网，具有更大的容量和更好的语音质量，很好地解决了公用移动通信系统所面临的大容量要求与频谱资源限制的矛盾。20 世纪70 年代末，美国开始大规模部署AMPS 系统。AMPS 以优异的网络性能和服务质量获得了广大用户的一致好评。AMPS 在美国的迅速发展促进了在全球范围内对蜂窝移动通信技术的研究。到20 世纪80 年代中期，欧洲和日本也纷纷建立了自己的蜂窝移动通信网络，主要包括英国的ETACS 系统、北欧的NMT-450 系统、日本的NTT/JTACS/NTACS 系统等。这些系统都是模拟制式的频分双工（Frequency Division Duplex，FDD）系统，亦被称为第一代蜂窝移动通信系统或1G 系统。第二代蜂窝移动通信系统900/1800MHz GSM移动通信900/1800MHz GSM第二代数字蜂窝移动通信(简称GSM移动通信)业务是指利用工作在900/1800MHz频段的GSM移动通信网络提供的话音和数据业务。GSM移动通信系统的无线接口采用TDMA技术，核心网移动性管理协议采用MAP协议。
900/1800MHz GSM第二代数字蜂窝移动通信业务包括以下主要业务类型：
-端到端的双向话音业务。 
-移动消息业务，利用GSM网络和消息平台提供的移动台发起、移动台接收的消息业务。
-移动承载业务及其上移动数据业务。 
-移动补充业务，如主叫号码显示、呼叫前转业务等。
-经过GSM网络与智能网共同提供的移动智能网业务，如预付费业务等。 
-国内漫游和国际漫游业务。
900/1800MHz GSM 第二代数字蜂窝移动通信业务的经营者必须自己组建GSM移动通信网络，所提供的移动通信业务类型可以是一部分或全部。提供一次移动通信业务经过的网络可以是同一个运营者的网络，也可以由不同运营者的网络共同完成。提供移动网国际通信业务，必须经过国家批准设立的国际通信出入口。800MHz CDMA移动通信800MHz CDMA 第二代数字蜂窝移动通信(简称CDMA移动通信)业务是指利用工作在800MHz 频段上的CDMA移动通信网络提供的话音和数据业务。CDMA移动通信的无线接口采用窄带码分多址CDMA技术，核心网移动性管理协议采用IS-41协议。
800MHz CDMA第二代数字蜂窝移动通信业务包括以下主要业务类型：
-端到端的双向话音业务。 
-移动消息业务，利用CDMA网络和消息平台提供的移动台发起、移动台接收的消息业务。
-移动承载业务及其上移动数据业务。 
-移动补充业务，如主叫号码显示、呼叫前转业务等。
-经过CDMA网络与智能网共同提供的移动智能网业务，如预付费业务等。 
-国内漫游和国际漫游业务。
800MHz CDMA 第二代数字蜂窝移动通信业务的经营者必须自己组建CDMA移动通信网络，所提供的移动通信业务类型可以是一部分或全部。提供一次移动通信业务经过的网络，可以是同一个运营者的网络，也可以由不同运营者的网络共同完成。提供移动网国际通信业务，必须经过国家批准设立的国际通信出入口。第三代蜂窝移动通信系统第三代数字蜂窝移动通信(简称3G移动通信)业务是指利用第三代移动通信网络提供的话音、数据、视频图像等业务。
第三代数字蜂窝移动通信业务主要特征是可提供移动宽带多媒体业务，其中高速移动环境下支持144kb/s速率，步行和慢速移动环境下支持384kb/s速率，室内环境支持2Mb/s速率数据传输，并保证高可靠服务质量(QoS) 。第三代数字蜂窝移动通信业务包括第二代蜂窝移动通信可提供的所有的业务类型和移动多媒体业务。
第三代数字蜂窝移动通信业务的经营者必须自己组建3G移动通信网络，所提供的移动通信业务类型可以是一部分或全部。提供一次移动通信业务经过的网络，可以是同一个运营者网络设施，也可以由不同运营者的网络设施共同完成。提供移动网国际通信业务，必须经过国家批准设立的国际通信出入口。
市场
今天，全球每年用于蜂窝系统的投资额已升至470亿美元，网络融合的实现，以及对宽带和“绿色”通信的需求，成为促进移动网络未来演进的关键要素。
蜂窝系统或许是当今社会最重要的通信媒体。自本世纪初，在全球特别是在发展中国家，移动通信的渗透率不断增长，已超越了固定通信。新兴市场的服务提供商纷纷将焦点转向移动通信技术，加大了对蜂窝系统的投资。这些变革刺激了全球通信业投资的增长，全球每年用于蜂窝系统的投资额已升至470亿美元。GSM：全球应用最广作为当前移动网络技术的领头羊，GSM的应用机会最多，为接近30亿用户提供服务并且被大约670家运营商在超过200个国家部署。它是目前全球应用最广的移动技术。亚洲近年来GSM基础设施应用最广，其GSM用户数超过全球GSM用户数的40%。拉丁美洲、东欧、中东和非洲等发展中国家和地区也是重要的GSM市场。在满足基本覆盖和容量需求的前提下，未来几年对GSM的需求将维持在一个较高水平。UMTS：市场发展的核心趋动力UMTS是一项重要的技术，但当前用于蜂窝基础设施的机会相对较小。UMTS在未来几年内将成为加速蜂窝市场发展的核心驱动力。截至目前，全球已部署了210多个UMTS商用网络，主要分布在西欧。日本在亚洲最先部署3G网络，而亚洲的其他国家由于牌照审批、技术选择，和处于市场发展初期等原因，部署3G的速度较慢。拉丁美洲、东欧、中东和非洲的发展中国家，过去的投资重点是满足基本的无线通信需求，向3G的过渡才刚刚开始。因此UMTS的真正机会仍然在若干年后，尤其是在服务提供商希望通过下一代技术提供增强的移动数据业务的地区。CDMA：成熟并极具潜力CDMA目前的市场机会相当大。在全球，有超过98个国家的255家运营商正在运营CDMA网络。尽管这些网络所服务的人群仅占全世界移动用户的五分之一，但具体的用户数高达4.5亿。北美和亚洲在CDMA技术上的投资最大。亚洲CDMA用户数的比例最高，有70家运营商为大约2.3亿用户提供服务(而北美用户数为1.4亿)。其余国家也在积极发展CDMA，以准备为8000万左右的用户提供服务，其中有6300万用户来自中美洲和拉丁美洲。由于北美运营商对此项技术的青睐，未来的行业投资重点将会是下一代系统技术(如EV-DO)。网络将会由此转型，运营商将能更加有效地提供移动数据应用和服务。供应商比较爱立信在蜂窝设备领域排名第一。2007年爱立信总销售收入约为210多亿美元。据估计，它在移动基础设施领域的收入超过了130亿美元。仅次于爱立信的是合并后的诺基亚西门子网络(简称诺西)。诺西2007年的总收入大约为240亿美元(包含第一季度源于西门子的收入；因合并时间的缘故，官方的统计数据并不包含此部分收入)，其中约有120亿美元的收入来自移动基础设施产品的销售。阿尔卡特朗讯(简称阿朗)报告总收入为270亿美元，其移动产品的销售收入大约为100亿美元。
随后是排名快速上升的华为，其收入增长速度在第一阵营的蜂窝设备供应商中为最快。2007年，华为的总销售收入超过125亿美元，其中有40亿美元源于移动基础设施的销售。
爱立信、诺西和华为在GSM和UMTS蜂窝技术领域处于领导地位。到目前为止，爱立信和诺西50%以上的移动基础设施的销售收入仍然主要来源于GSM。尽管两家公司均宣称其GSM产品线的单位销售收入仍在上升，然而价格的急剧下降预示未来这一块的收入占总收入的比重将会缩减。两家公司都在向UMTS过渡，并把发展UMTS作为未来收入增长的主要手段。华为在这方面也一样。2007年，华为的GSM发货量超过了71.3万载频，奠定了其在GSM领域的领导地位。同年，爱立信和诺西的GSM发货量分别为110万载频和82.2万载频。
在CDMA领域，阿朗处于领先地位，这在很大程度上缘于它跟Verizon无线和Sprint的友好合作关系。这两家美国运营商每年资本支出总和超过100亿美元，其中有几十亿美元用于购买CDMA设备。
华为与Reliance、Tata，以及北美以外的第一大CDMA运营商中国联通等关系密切，近年来在CDMA技术上不断进步。就CDMA设备合同数量而言，华为在2007年排名第一。该公司在2007年的CDMA设备销售收入总计达到13.5亿美元。北电和摩托罗拉也在较大程度上受益于CDMA基础设施的销售，其客户群主要包括北美的移动运营商，以及全球的其他运营商。
未来
移动网络正在经历一个动态的转型过程。网络融合的实现，以及对宽带和“绿色”通信的需求，成为促进移动网络未来演进的关键要素。同时，降低支出的需求突出了发展规模经济的重要性。从根本上讲，驱动运营商网络需求的因素包括：成本、业务交付环境、面向未来的演进，及可持续性发展能力等。这些因素决定了未来移动网络的特征：网络趋于采用SDR(SoftwareDefinedRadio，软件无线电)、网络IP化、绿色网络。设备模块化和平台化：迈向SDRSDR的引入使通信设备开发平台化和可持续演进化，有效满足了运营商实现高效、融合和平滑演进网络的需求。作为一项前沿技术的SDR，其技术优点与运营商的需求是自然吻合的。它是目前各大移动通信制造业者及先进研发机构锁定方展的重点技术。通过安装软件补丁实现升级的方式，能合理保护运营商在技术上的投资。IP化：实现宽带、ALLIP基站及端到端ALLIPIP在移动网络的转型和未来演进中起着核心作用。ALLIP基站、端到端ALLIP解决方案能够有效提升网络带宽，与传统的非分组技术相比，能够以相当低的成本提供宽带服务。IP也能创造一种环境，使得新业务和应用的快速诞生与交付成为可能。面向ALLIP的网络转型过程相当复杂且耗时长久，因此与供应商的合作在这个过程中非常关键。绿色网络：实现可持续发展，保护环境气候变化和全球变暖的问题极大地影响着当今社会生活和商业行为。移动运营商也毫无例外地受此影响——在努力提升效益和降低网络TCO的同时，积极实施“绿色通信”行动。移动运营商需要基站具备以下特性：广覆盖、大容量、少基站；运用高效功放和软件算法来管理基站，控制功耗，并采用热弹性部件降低对冷却装置的需求，将基站的功率消耗减至最低；紧凑型基站，占地少，易安装。链接：蜂窝市场增长的驱动力正在进行的蜂窝系统投资主要由以下几个方面的需求所驱动：采用下一代通信技术以交付新的业务；扩大覆盖范围，提升容量；向人口密度低的农村地区延伸，以满足农村地区的通信需求。
下一代技术：在通信较为发达、竞争较为激烈的市场，蜂窝基础设施的投资集中于下一代通信技术以支持移动数据业务。下一代技术如UMTS的投资主要集中在较发达的市场。
覆盖和容量：在基础设施欠发达的市场，蜂窝技术为语音和基本数据通信业务提供低成本、快速部署的解决方案。在2007年，GSM的投资成本在所有移动基础设施投资中仍然占据最高的比例。而大多数移动设备供应商的收入主要来源于GSM基站和相关设备的销售。
向农村延伸：为通信服务普及率低、ARPU值较小的农村地区，特别是有线基础设施部署成本较高的地区，提供经济上可行的解决方案。服务于乡村用户对供应商意味者更大的挑战，比如商业模式的创新，预期ARPU须低于平均水平的50%。中国移动等运营商通过实践证明：服务于这一市场，同样也是可以盈利的。