1.2 移动通信的发展趋势

在移动互联网、智能终端和宽带多媒体业务需求的共同作用下，移动通信技术的发展突飞猛进，3G技术向增强型3G甚至4G技术发展，主要呈现出以下4大趋势。

1.2.1 高传输速率

3GPP R99版本和R4版本可以提供最高2Mb/s的数据传输速率，然而这仅达到了窄带ISDN的水平，像高速下载业务或流媒体类业务则需要移动系统提供类似于宽带ISDN的能力。为此，3GPP R5版本中引入了HSDPA（High Speed Downlink Packet Access），它可以在不改变已经建设的WCDMA或TD-SCDMA网络结构的情况下，只对无线网络设备单元进行升级。

3GPP2则提出了CDMA 2000 1x的演进技术——EVDO。该技术着重实现对数据业务的增强，能大大提高数据业务速率和系统吞吐量。EVDO的演进可以分为EVDO Rel.0、EVDO Rev.A、EVDO Rev.B等多个版本。目前中国电信移动网络已经采用了EVDO Rev.A技术，EVDO Rev.A采用了虚拟软切换技术，能实现很低的切换时延、支持QOS要求，反向峰值速率可达1.8Mb/s，前向3.1Mb/s。为进一步提升网络性能，3GPP2于2006年3月发布了EVDO Rev.B空中接口技术规范。EVDO Rev.B的主要增强表现在允许一个终端同时工作在多个载波上，在现有EVDO Rev.A网络上通过软件升级实现三载波捆绑后，反向峰值吞吐量相比EVDO Rev.A增长了3倍，达到5.4Mb/s，前向9.3Mb/s。

1.2.2 IP化

现在的数字技术允许不同的系统，如有线、无线、数据通信系统融合在一起。这种融合正在全球范围内发生，并且迅速改变着人们和设备的通信方式。基于IP的网络技术使融合成为可能，并且是这场变革的骨干。基于IP的通信系统无论是在为运营商和用户提供多种设备、网络和协议的连接，还是在实现管理的灵活性和节省网络资源方面都具有重要的优势。IP是超3G通信的开放性的重要保证。在全IP网络中，所有网元均使用IP协议传输各种类型的承载和信令消息，它能够融合数据、语音和多媒体业务。然而，现有移动系统向全IP网络的转换不可能在一夜发生。IP网络将逐渐在移动和固定网络内扩展。

在当前的移动网络中，有核心网（CN）和无线接入网（RAN），而核心网又包括电路域（CS）、分组域（PS）和业务递送平台域（SDP）。目前，PS和SDP已经IP化，支持同时使用电路交换语音业务和分组交换会话业务。如图1.1 所示，近来在CS，IP正被逐渐应用在承载网和信令网中，例如在3GPP的R4 网络和在3GPP2的LMDS网络中，关键技术是TrFO（Transcoder Free Operation）和SIGTRAN。总体而言，如果专门的IP承载网被部署了，上述转变没有大的问题，业务承载和信令承载将被支持。新的IP信令网将逐渐替换旧的SS7通信协议，IP网络使用较小带宽开销的机制保证其可靠性。

图1.1 IMT-2000的IP演进

1.2.3 融合化

一方面，HSPA、LTE等大大提高了空中接口的数据传输速率，使得E3G具备了和有线接入手段，如xDSL、FTTH等相同的性能；另一方面，E3G的传输接口都采用了IP协议，使得IP为核心的承载与传输逐渐从分组核心网向无线接入网渗透，并将最终成为无线接入网链路层协议的主流，使得无线接入与有线接入的融合变得容易。由于每一个接入技术都有在不同环境下的存在合理性，对一个运营商来讲，多种接入方式共存而核心网络融合是必然趋势。

由于IP化的进程加快，各接入系统的互通可以通过共用IP核心网络实现“任何时间、任何地点的最优连接”。基于IP的核心网络应该向所有现在和将来的业务开放。基于IETF的SIP协议的IMS（IP Multimedia Subsystems）应该是不仅支持IMT-2000接入技术，并且还有其他IP接入技术的一种与接入无关的控制网络。

基于非IP的无线系统（主要进行语音传输），比如GSM、CDMA 2000和WCDMA。

基于IP的无线系统（主要进行数据业务），比如802.11 Wi-Fi、802.16 WiMax和802.20 WBMA。

1.2.4 高频谱利用率

频谱资源是有限的，如何实现频谱利用率的最大化是移动通信系统设计中的一个重要方面。蜂窝系统的频谱利用率与多址方式有着密切的关系，从早期的频分多址（FDMA）模拟蜂窝移动通信到以GSM为代表的时分多址（TDMA）数字蜂窝系统再到以码分多址（CDMA）为主的第三代移动蜂窝通信系统（3G），蜂窝系统的频谱利用率逐渐加大。而目前基于OFDMA的长期演进系统（LTE）和这些系统相比在容量上又有了新的突破，成为宽带移动通信的重要解决方案。为了达到系统需求的峰值速率，LTE采用MIMO和高阶调制技术，上行链路调制方式引入16QAM，下行链路调制方式引入64QAM。LTE系统将设计可以适应宏小区、微小区、热点等各种环境的MIMO技术。