从美国贝尔实验室提出蜂窝小区的概念算起，移动通信系统的发展可以划分为几个“时代”。到20世纪80年代，移动通信系统实现了大规模的商用，可以被认为是真正意义上的1G（The first generation，第一代）移动通信系统，1G由多个独立开发的系统组成，典型代表有美国的AMPS（Advanced Mobile Phone System，高级移动电话系统）和后来应用于欧洲部分地区的TACS（Total Access Communications System，全址接入通信系统），以及NMT（Nordic Mobile Telephony，北欧移动电话）等，其共同特征是采用FDMA（Frequency Division Multiple Access，频分多址）技术，以及模拟调制语音信号。第一代系统在商业上取得了巨大的成功，但是模拟信号传输技术的弊端也日渐明显，包括频谱利用率低、业务种类有限、无高速数据业务、保密性差以及设备成本高等。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。

2G（The second generation，第二代）移动通信系统基于TDMA（Time Division Multiple Access，时分多址）技术，以传输语音和低速数据业务为目的，因此又称为窄带数字通信系统，其典型代表是美国的DAMPS（Digital AMPS，数字化高级移动电话系统）、IS-95和欧洲的GSM（Global System for Mobile Communication，全球移动通信）系统。数字移动通信网络相对于模拟移动通信，提高了频谱利用率，支持针对多种业务的服务。80年代中期开始，欧洲首先推出了GSM体系，随后，美国和日本也制订了各自的数字移动通信体制。其中，GSM使得全球范围的漫游首次成为可能，是一个可互操作的标准，从而被广为接受；进一步，由于第二代移动通信以传输语音和低速数据业务为目的，从1996年开始，为了解决中速数据传输问题，又出现了2.5代的移动通信系统，如GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术）、EDGE（Enhanced Data Rate for GSM Evolution，增强型数据速率GSM演进技术）和IS-95B。这一阶段的移动通信主要提供的服务仍然是针对语音以及低速率数据业务，但由于网络的发展，数据和多媒体通信的发展势头很快，所以逐步出现了以移动宽带多媒体通信为目标的第三代移动通信。

在20世纪90年代2G系统蓬勃发展的同时，在世界范围内已经开始了针对3G（The third generation，第三代）移动通信系统的研究热潮。3G最早由ITU（国际电信联盟）于1985年提出，当时称为FPLMTS（Future Public Land Mobile Telecommunication System，未来公众陆地移动通信系统），1996年更名为IMT-2000（International Mobile Telecommunication-2000），意即该系统工作在2000 MHz频段，最高业务速率可达2000 kbit/s，预期在2000年左右得到商用。3G的主要通信制式包括欧洲、日本等地区主导的WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址）、美国的CDMA2000和中国提出的TD-SCDMA，影响范围最广的当属基于码分多址的宽带CDMA思路的WCDMA。针对WCDMA的研究工作最初是在多个国家和地区并行开展的，直到1998年底3GPP（3rd Generation Partnership Pro-ject，第三代合作伙伴计划）成立，WCDMA才结束了各个地区标准独自发展的情况。WCD-MA面向后续系统演进出现了HSDPA（High Speed Downlink Packet Access，高速下行分组接入）/HSUPA（High Speed Uplink Packet Access，高速上行分组接入）系统架构，其峰值速率可以达到下行14.4 Mbit/s，而后又进一步发展的HSPA+，可以达到下行42 Mbit/s/上行22 Mbit/s的峰值速率，仍广泛应用于现有移动通信网络中。

目前对移动通信发展最有影响力的组织之一的3GPP，在进行WCDMA系统的演进研究工作和标准化的同时，随后继续承担了LTE（Long Term Evaluation）/LTE-Advanced等系统的标准制定工作，对移动通信标准的发展起到至关重要的作用。3GPP的成员单位包括ARIB（Association of Radio Industries and Businesses，日本无线工业及商贸联合会）（日本）、CCSA（China Communications Standards Association，中国通信标准化协会）（中国）、ETSI（European Telecommunications Standards Institute，欧洲电信标准化协会）（欧洲）、ATIS（The Alliance for Telecommunications Industry Solutions，世界无线通信解决方案联盟）（美国）、TTA（Telecommunications Technology Association，电信技术协会）（韩国）和TTC（Telecommuni-cations Technology Committee，电信技术委员会）（日本）等。另外，除了3GPP，3GPP2（3rd Generation Partnership Project 2，第三代合作伙伴计划2）和IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers，电气和电子工程师协会）也是目前国际上重要的标准制定组织。

在移动通信系统的发展过程中，国际电信联盟的ITU-R（International Telecommunica-tions Union-Radio Communications Sector，国际电信联盟无线通信委员会）作为监管机构起到了至关重要的作用，ITU-R WP5D（working party 5D）定义了国际上包括3G和4G（The fourth Generation，第四代）移动通信系统的IMT（International Mobile Telecommunications）系统，其中2010年10月确定的4G系统也称为IMT-Advanced，包括了LTE-Advanced（3GPP Release10）以及IEEE 802.16 m等。ITU-R WP5D定义4G与定义3G的过程相似，首先提出面向IMT-Advanced研究的备选技术、市场预期、标准准则、频谱需求和潜在频段，而后基于统一的评估方法，根据需求指标来评估备选技术方案。为满足ITU的需求指标，3GPP提交的4G候选技术是LTE-Advanced（Release 10），而非LTE（Release 8），所以严格意义上说LTE并非4G。从技术框架来看，LTE-Advancd是LTE的演进系统，一脉相承地基于OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交频分多址）的多址方式，满足如下技术指标：100 MHz带宽；峰值速率：下行1 Gbit/s，上行500 Mbit/s；峰值频谱效率：下行30 bit/s/Hz，上行15 bit/s/Hz。在LTE的OFDM/MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多入多出技术）等关键技术基础上，LTE-Advanced进一步包括频谱聚合、中继、CoMP（Coordinated multiple point，多点协同传输）等。(www.daowen.com)

以上各阶段移动通信系统的发展如图1-1所示。

从1G到4G的发展脉络可见，移动通信的每一次更新换代都解决了当时的最主要需求。如今，移动互联网和物联网的蓬勃发展使大家都相信，到2020年，需要无线通信系统新的革新来满足业务量提升带来的巨大的数据传输需求，各个国家地区也都在ITU-R WP5D工作组提出了5G（The fifth generation，第五代）移动通信系统的构想，在IMT-Advanced之后，ITU-R已经针对名为IMT-2020的5G系统开始征集意见并开展相关的研究工作。

图1-1 移动通信系统发展