17年，马可尼在固定站与一艘拖船之间进行的无线通信实验标志着无线电的发明，移动通信也随之拉开序幕并深刻地影响着整个世界。至今已经历了四代移动通信系统，以下浅谈四代移动通信系统的发展历程。
一、第一代移动通信系统（1G）
在1946年，第一种公众移动电话服务被引进到美国的25个主要城市，每个系统使用单个大功率的发射机和高塔，覆盖地区超过50公里，但仅能以半双工模式提供语音服务，却使用120kHz带宽。虽然经过了后来技术的进步而提高了频谱使用效率，提供了全双工、自动拨号等功能，但提供的服务由于频道的数量很少以及呼叫阻塞等原理不能满足使用。在50和60年代，AT&T的贝尔实验室和全世界其他的通信公司发展了蜂窝无线电话的原理和技术。利用在地域上将覆盖范围划分成小单元，每个单元复用频带的一部分以提高频带的利用率，即利用在干扰受限的环境下，依赖于适当的频率复用规划（特定地区的传播特性）和频分复用（FDMA）来提高容量。从而实现了真正意义上的蜂窝移动通信。上世纪七十年代，半导体技术的成熟，大规模集成电路器件和微处理技术的发展以及表面贴装工艺的广泛应用为蜂窝移动通信系统的实现提供了技术的支持。移动通信变革在北美、欧洲、日本几乎同时开展。虽然各地采用的标准不同，但其都运用模拟蜂窝技术，因此统称第一代移动通信技术（即1G）。
其中最成功的莫过于美国的AMPS系统：AMPS系统采用7小区复用模式，并可采用"扇区化"和"小区"来提高容量。与其他第一代蜂窝系统一样，AMPS在无线传输中采用了频率调制，在美国，从移动台到基站的传输使用824MHz到849MHz的频段，而基站到移动台使用869MHz到4MHz的频段。每个无线信道实际上由一对单工信道组成，他们彼此有45MHz分隔。每个基站通常有一个控制信道发射器（用来在前向控制信道上进行广播），一个控制信道接收器（用来在反向控制信道上监听蜂窝电话呼叫建立请求），以及8个或更多频分复用双工语音信道。随着用户在业务区内移动，移动交换中心发出多个"空白-突发"指令，使该用户在不同基站的不同语音信道间进行切换。在AMPS中，当正在进行服务的基站的反向语音信道（RVC）上的信号强度低于一个预定的阀值，则由移动交换中心产生切换决定。预定的阀值由业务提供商在移动交换中心中进行调制，它必须不断进行测量和改变，以适应用户的增长、系统扩容，以及业务流量模式的变化。移动交换中心在相邻的基站中利用扫描接收机，即所谓"定位接收机"来确定需要切换的特定用户的信号水平。这样，移动交换中心就能找出接受切换的最佳邻近基站，从而完成交换的工作。
第一代移动通信主要采用的是模拟技术和频分多址(FDMA)技术，由于受到传输带宽的，不能进行移动通信的长途漫游，只能是一种区域性的移动通信系统，其缺点也在不断显现：(1) 频谱利用率低(2) 业务种类有限(3) 无高速数据业务(4) 保密性差，易被窃听和盗号(5) 设备成本高(6) 体积大，重量大 。
二、第二代移动通信系统（2G）
为了解决模拟系统中存在的这些根本性技术缺陷，数字移动通信技术应运而生。数字移动通信网相对于模拟移动通信，提高了频谱利用率，支持多种业务服务，并与ISDN等兼容。第二代移动通信系统以传输话音和低速数据业务为目的，因此又称为窄带数字通信系统。第二代数字蜂窝移动通信系统的典型代表是美国的DAMPS系统，IS-95和欧洲的GSM系统。
GSM，全称Global System For Mobile Communications ，虽然GSM作为一种起源于欧洲的第二代移动通信技术标准，但它的研发初衷就是让全球共同使用一个移动电话网络标准，让用户拥有一部手机就能走遍天下。GSM也是国内著名移动业务品牌—“全球通”这一名称的本源。1991年欧洲开通了第一个GSM系统，1992年欧洲标准化委员会统一推出的标准，它采用数字通信技术、统一的网络标准，使通信质量得以保证，并可以开发出更多的新业务供用户使用。GSM使用900MHz频带，使用1800MHz频带的称为DCS1800。GSM采用FDD双工方式和TDMA多址方式，每载频支持8个信道，信号带宽200KHz。由于GSM标准的开放性，频率利用率比模拟的高（约为模拟网的1.8一2倍），很快在世界获得了普及，并成为第二代移动通信网络的主导技术。GSM的手机与第一代模拟手机的区别是多了用户识别卡（SIM卡）—没有插入SIM卡的移动台（手机）是不能够接入网络的。GSM网络一旦识别用户的身份，即可提供各种服务（数字通信、话音业务、数据业务等）。
第二代移动通信系统主要采用数字化技术、微蜂窝小区结构、GMSK和QPSK等新调制方式、TDMA和CDMA的多址技术。具有保密性强，频谱利用率高，能提供丰富的业务，标准化程度高等特点，系统用户数量迅速提高。而第二代移动通信没有形成全球化的统一标准系统。通信标准的无序性，虽然极大地促进了移动通信前期局部性的高速发展，但也较强地制约了移动通信后期全球性的进一步开拓，即包括不同频带利用在内的多种通信标准并存局面，使得“全球通”漫游业务很难真正实现，无法实现真正意义上的全球漫游。随着快速增长的市场和技术的发展，第二代移动通信系统无法满足用户增长的需要以及数据和多媒体通信的发展催生了第三代移动通信系统。
三、第三代移动通信系统（3G）
第三代移动通信系统最早由国际电信联盟(ITU)于1985年提出，当时称为未来公众陆地移动通信系统(FPLMTS，Future Public Land Mobile Telecommunication System)，1996年更名为IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000)，意即该系统工作在2000MHz频段，最高业务速率可达2000kbps，预期在2000年左右得到商用。1999年11月5日，国际电联ITU-R TG8/1第18次会议通过了"IMT-2000无线接口技术规范"建议。第三代移动通信系统（IMT-2000），在第二代移动通信技术基础上进一步演进的以宽带CDMA技术为主,并能同时提供话音和数据业务的移动通信系统。第三代移动通信系统一个突出特色就是，要在未来移动通信系统中实现个人终端用户能够在全球范围内的任何时间、任何地点，与任何人，用任意方式、高质量地完成任何信息之间的移动通信与传输。可见，第三代移动通信十分重视个人在通信系统中的自主因素，突出了个人在通信系统中的主要地位。第三代移动通信系统主要有WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。
WCDMA（Wide band Code Division Multiple Access ）是一种3G蜂窝网络。WCDMA是一种利用码分多址复用（或者CDMA 通用 复用技术，不是指CDMA标准）方法的宽带扩频3G移动通信空中接口。WCDMA采用直扩（MC）模式，载波带宽为5mhz，数据传送可达到每秒2Mbit（室内）及384kbps（移动空间）。它采用MC FDD 双工模式，与GSM网络有良好的兼容性和互操作性。作为一项新技术，它在技术成熟性方面不及CDMA2000，但其优势在于GSM的广泛采用能为其升级带来方便WCDMA采用最新的异步传输模式（ATM）微信元传输协议，能够允许在一条线路上传送更多的语音呼叫，呼叫数由现在的30个提高到300个，在人口密集的地区线路将不在容易堵塞。另外，WCDMA还采用了自适应天线和微小区技术，大大地提高了系统的容量。
CDMA2000(Code Division Multiple Access2000)是由美国高通公司提出。它采用多载波方式，载波带宽为1.25mhz。分为两个阶段:第一阶段将提供每秒144kbit/s的数据传送率，而当数据速度加快到每秒2mbit/s传送时，便是第二阶段。到时，和wcdma一样支持移动多媒体服务，是CDMA发展3g的最终目标。
CDMA2000和WCDMA在原理上没有本质的区别，都起源于CDMA（IS-95）系统技术。但cdma2000做到了对CDMA（is-95）系统的完全兼容，为技术的延续性带来了明显的好处:成熟性和可靠性比较有保障，同时也使CDMA2000成为从第二代向第三代移动通信过渡最平滑的选择。但是CDMA2000的多载传输方式比起WCDMA的直扩模式相比，对频率资源有极大的浪费。
TD-SCDMA(Time Division- Synchronous Code Division Multiple Access)是由我国信息产业部电信科学技术研究院提出，与德国西门子公司联合开发。主要技术特点:同步码分多址技术，智能天线技术和软件无线技术。它采用TDD双工模式，载波带宽为1.6mhz。TDD是一种优越的双工模式，因为在第三代移动通信中，需要大约400mhz的频谱资源，在3ghz以下是很难实现的。而TDD则能使用各种频率资源，不需要成对的频率，能节省未来紧张的频率资源，而且设备成本相对比较低，比FDD系统低20%--50%，特别对上下行不对称，不同传输速率的数据业务来说更能显示出其优越性。另外，其独特的智能天线技术，能大大提高系统的容量，特别对CDMA系统的容量能增加50%，而且降低了基站的发射功率，减少了干扰。TD-SCDMA软件无线技术能利用软件修改硬件，在设计、测试方面非常方便，不同系统间的兼容性也易与实现。但它在技术的成熟性方面比WCDMA和CDMA2000要欠缺。另外它在抗快衰落和终端用户的移动速度方面也有一定缺陷。
第三代与前两代的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够要能在全球范围内更好地实现无缝漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。
四、移动通信系统
移动通信标准比第三代标准具有更多的功能。移动通信可以在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方用宽带接入互联网（包括卫星通信和平流层通信），能够提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。移动通信技术的主要指标：(1)数据速率从2Mb/s提高到100Mb/s，移动速率从步行到车速以上。(2)支持高速数据和高分辨率多媒体服务的需要。宽带局域网应能与B-ISDN和ATM兼容，实现宽带多媒体通信，形成综合宽带通信网。(3)对全速移动用户能够提供150Mb/s的高质量影像等多媒体业务。具有很高的传输速率和传输质量、灵活多样的业务功能、开放的平台、高度智能化的网络。
四代移动通信系统，都在市场的需求和技术的发展下不断发展不断进步。它们都各自有优缺点，并在新一代的通信系统中保留与克服。而每一代移动通信系统都促进着人类社会的发展与变革，它们不断为人们带来便利，带来更好的沟通方式与更快的传输速率，并使通信全球性成为可能。移动通信系统的发展只是现代科学技术发展的一个缩影，但从中我们可以看到，每一个领域的技术和系统，不断地因新需求更新、升级，不断克服技术上的障碍解决更深层次的需求，让世界充满了看似不可能的可能，照亮未来。
传媒与艺术学院 B14100128 袁靖锠下载本文
