前言
2009年1月7日，中华人民共和国工业和信息化部正式向中国移动、中国联通和中国电信三家运营商分别发放了TD-SCDMA、WCDMA和cdma2000的3G牌照，至此，国内3G市场全面商用的大门终于开启。
移动通信技术于20世纪80年代开始商用，以传输话音信号为主。到了2002年，全球的移动用户已经超过固定电话用户，成为用户量最大、使用最广泛的第一通信手段。根据权威部门统计，截止到2008年9月，全球移动用户超过32亿，固定电话用户14亿户，移动用户普及率近50%。我国移动用户6.11亿（普及率40%），固定电话用户2.92亿户；移动业务收入在整个电信收入中的比例超过60%。
移动数据业务发展迅速，以无所不在和个人化服务为特征的移动通信已渗透到人们生活、工作、学习和娱乐的方方面面。2008年9月止，我国移动数据用户1.48亿，移动通信与互联网结合趋势明显。2007 年我国移动数据业务收入比例超过18%，短消息业务量已达到5430亿条（2008年上半年短消息量达3790亿条）；移动通信产业凭借其强大的渗透性和带动性，成为国民经济其他产业形成和发展的先导产业。2007 年我国移动通信的增加值已接近GDP的2%，我国中长期科技发展规划已将“新一代宽带无线通信系统研究”正式列为十六个重点发展专项之一。无线接入技术是指接入网的某一部分或者全部，使用无线传输介质，向用户提供固定和移动接入服务的技术，无线通信技术正在向着宽带移动通信和宽带无线接入两个方向并行发展。
一、无线移动通信技术发展趋势
无线移动通信技术发展将促使移动通信与互联网在更高层次上结合与发展，代表信息技术宽带化、移动化、个人化的发展方向，主要呈现传输宽带化、业务多样化、体制并存化和网络泛在化等技术特点。
1.传输宽带化
无论频分、时分、码分还是空分（MIMO-OFDM），无线技术发展的核心动力是追求更高的频谱利用效率和更大的数据传输能力，数据传输能力已从早期的千比特每秒逐步发展到如今的吉比特每秒。1G、2G系统数据传输速率是数千比特每秒到数十千比特每秒；2.5G系统数据传输速率是数百kb/s；3G系统（HSDPA、EVDO）数据传输速率达到数兆比特每秒到十几兆比特每秒；3G演进（E3G及4G）计划：3GPP的LTE数据传输速率下行100Mb/s、上行50Mb/s，3GPP2的AIE数据传输速率第一阶段下行46.5Mb/s、上行27Mb/s，第二阶段下行100Mb/s～1Gb/s、上行50～100Mb/s。
2.业务多样化
早期的无线通信只支持单一话音业务，逐渐发展到支持话音、数据、图像等多种业务。1G仅支持模拟语音业务，2G支持数字话音和一些简单的数据业务，例如，短信。3G不以技术体制来区分，而是把支持多媒体和高速数据业务作为分代的标志（手机音乐、手机邮件、手机电视等层出不穷），从人与人通信逐步发展到人与机器以及机器与机器之间通信。随着无线传感器网络、射频干扰检测（RFID）等技术的发展，通信业务从支持人与人之间通信业务为主转向更为注重支持M2M（Machine to Machine），M2P（Machine to Person），P2M（Person to Machine）业务的发展。
3.体制并存化
早期无线通信体制比较单一，而进入21世纪以来多种体制标准纷纷提出，众多体制并存成为无线通信不得不面对的一个重要发展趋势。3G包含TD-SCDMA、WCDMA和cdma2000三种主流体制，与其竞争的还有WiMAX、WLAN等宽带无线技术。短距离无线通信方面，Bluetooth、ZigBee、UWB等多种体制竞争趋势也十分明显。可以设想在将来的信息终端上，同时存在十几种无线通信体制是完全可能的，这也进一步刺激了软件无线电（Software Defined Radio，SDR）和认知无线电等技术的发展。
4.网络泛在化
利用无处不在（Ubiquitous）的无线网络服务建立人与周边环境更加和谐的联系，是很久以来人们对无线通信的期望。Ubiquitous源自拉丁语，意为存在于任何地方（Existing Everywhere）。1991年施乐实验室的计算机科学家Mark Weiser首次提出“泛在计算”（Ubiquitous Computing）的概念。在此基础上，日韩衍生出了泛在网络（Ubiquitous Network）、欧盟提出了环境感知智能（Ambient Intelligence）、北美提出了普适计算（Pervasive Computing）等。我国2004年提出移动泛在业务环境（MUSE）的概念，希望未来的无线网络能够像希腊缪斯（MUSE）女神一样集文艺、美术、音乐等众多智慧于一身，基核心思想是网络协同融合，终端泛在智能，向用户提供最佳的业务体验ABE（Always Best Experience）。在各种无线网络技术走向融合的大背景下，依托无所不在的“泛在网络”，通信服务对象将从人逐步扩展到任何一件东西，移动的不只是单个终端，还可能是多个子网。特别是随着RFID等识别技术、传感技术和短距离无线等技术的发展和普及，配备无线通信功能的传感器和控制芯片将附着在任何物体乃至动物、植物上。人们可以在任意时间、任意地点，使用任意工具，与任何客户端（包括人、手机、计算机、电视、冰箱、电子音响及任何设备或物品）实现无线连接并交换信息，人类将迈进网络和应用无所不在的“泛网时代”。
二、3G技术及其后续演进
为与WiMAX等宽带无线接入技术相抗衡，3GPP2和3GPP组织也加紧了3G后期增强型技术以及长期演进（AIE和LTE）技术的研究和标准化工作，并将一些所谓的“4G技术”应用于3G的后续演进标准之中，用以进一步提高3G系统的频谱效率和数据传输速率。
cdma2000-1x EV-DO版本0和HSDPA的基本思想是要更有效地利用和分配前向资源（包括功率和码字），为此，引入速率控制来取代CDMA中的传统功率控制，采用自适应调制编码AMC、物理层调度和重传、将重传和信道编码有机结合的HARQ、多用户分集等技术，使下行峰值速率、系统吞吐量、时延等性能得到大幅提高。
cdma2000-1x EV-DO版本A和HSUPA则是为了更好地利用反向资源，即基站观察到的，因用户发送造成的ROT（噪声恶化量）。为了有效地分配ROT资源，它们主要采用基站调度来集中控制各用户的反向发送速率和格式，这是通过控制用户被允许发送的业务信道和控制信道/导频的功率比例来实现的。同样，两者也均采用了AMC、物理层调度和重传、HARQ等关键技术。自适应传输和HARQ等技术在cdma2000-1x EV-DO版本0/版本A和HSDPA/HSUPA中的使用，使得很多先进接收技术（如均衡器、多天线收分集、干扰相消/多用户检测）的应用可以直接带来系统容量的进一步提升，且不需要修改已有协议。
cdma2000-1x EV-DO版本B主要引入多载波捆绑、载波间调度、可选的非对称前反向双工方式、灵活的频率复用模式等特性，能达到更高的聚合峰值速率和更高的系统容量。HSPA+的目标是在5MHz相同带宽下进一步提高HSDPA/HSUPA系统的峰值速率和系统容量，更好地支持VoIP/游戏等实时业务，提高小区边缘的性能和节省终端耗电等，目前考虑的物理层关键技术有更高级调制、MIMO、下行干扰相消、支持非连续工作模式等。
在3G的长期演进上，3GPP正在开展LTE的标准化工作，3GPP2则在进行AIE中LBC（松耦合后向兼容）的标准化。LTE和LBC在关键技术上有很多相似之处：均支持灵活的多种可变带宽；复用方式均基于OFDM，另外LTE的反向采用SC-FDMA，可以把它看作是对用户信号的频域信息进行OFDMA，目的是降低峰均比。AIE的反向对控制信道仍使用CDMA进行复用，业务信道可使用正交的OFDMA方式或准正交的LS-OFDMA方式；支持子载波/子带间调度；支持MIMO/SDMA；考虑使用LDPC信道编码；引入小区间干扰协调和抑制机制；基于更小TTI的基站快速调度；使用AMC和HARQ等。
3G的长期演进技术（LTE、AIE）是以OFDM/FDMA为核心的技术，与其说是3G技术的“演进”，不如说是“革命”。这种技术和WiMAX等由于已经具有某些“4G”特征，可以被看作“准4G”技术。国际电信联盟（ITU）从2000年启动与超3G（Systems Beyond 3G，B3G）有关的研究。超3G或称4G，是指静态传输速率达到1Gb/s、高速移动状态下达到100Mb/s的移动通信技术。2005年10月18日，ITU-RWP8F的第17次会议给B3G技术一个正式的名称——IMT-Advanced。按照国际电信联盟的定义，IMT-2000技术和IMT-Advanced技术拥有一个共同的前缀：“IMT”，表示移动通信。当前的WCDMA、HSDPA等技术统称为IMT-2000技术；未来的新的空中接口技术，叫做IMT-Advanced技术。IMT-Advanced的空中接口，在设计思想上是基于ITU-RM.1645建议，其设计目标是：以用户为中心，技术上灵活，成本上可行。
IMT-Advanced/4G系统中典型应用场景有广域场景，其小区覆盖大和业务量中。大城市场景，其小区覆盖中等，业务量高；本地场景，其小区覆盖小，业务量高。IMT-Advanced系统根据不同的应用场景，对空中接口提出了不同的性能要求。
4G技术的重点是融合无线技术、移动技术和宽带技术于一体，新一代开放无线结构平台将满足未来信息化建设对无线通信的要求。自2002年以来，有关4G技术方面的专利申请数量以每年500%的速度增加。预计到2010年，全球将有近1万项4G技术专利，其中核心专利（系统结构型、频谱管理型、总体设计型等）将近2000项，非核心专利（产品型、标准定位型、生产型等）近5000项，其他为跨行业4G技术专利。
4G技术将不局限于电信行业，也将广泛应用于汽车通信业、民航业、广播电视业、国防工业、政府信息化系统、教育系统、医疗系统和金融系统等。包括传统的电信设备商、网络设备商、软件商运输设备商、汽车商等都将介入。
三、宽带无线接入技术的发展
宽带无线接入WLAN802.11系列数据传输速率从数兆比特每秒发展到上百兆比特每秒，WiMAX802.16e支持数据传输速率70Mb/s，预计在最新的IEEE 802.16m标准中将支持1Gb/s。
1.WLAN发展趋势
目前，WLAN在热点覆盖、家庭网络中的应用已日渐成熟：继承VoWLAN和移动功能的手机终端已商用，对传统语音业务带来了一定的冲击；802.11n技术将进一步扩展WLAN的应用，其物理层速率可达到150Mb/s，有效速率近100Mb/s，QoS机制的引入和足够的带宽保证，使WLAN可以提供数据、语音和视频等多种业务；Mesh Wi-Fi技术在国外的实际应用增多。
2.WiMAX发展趋势
全球微波接入互操作性（World interoperability for Microwave Access），简称为WiMAX，是IEEE802.16标准定义的一种无线宽带技术。最早的IEEE802.16标准发布于2001年12月，此后连续有多个修订版和新版本出炉，然而，真正使得WiMAX成为一项世界瞩目技术的是IEEE 802.16-2004（802.16d）和IEEE 802.16-2005（802.16e）这两个版本。
802.16-2004即802.16d，采用正交频分复用技术，支持固定和游牧的视距（Line of Sight）和非视距环境（Non Line of Sight）。在视距环境下，它可以工作在频率范围10～66GHz；在非视距情况下，802.16d可以在小于11GHz的频率范围工作。802.16d可以采用的终端形式为室内和室外形固定台。目前，WiMAX论坛制定的802.16d WiMAX的工作频点为3.5GHz和5.8GHz。2005年底，WiMAX论坛认证的第一批产品已经实现商用上市。
802.16-2005基于IEEE802.16e，能够提供切换和漫游。它通过采用SOFDMA技术（Scalable Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access，可扩展的正交频分复用技术），实现将不同的子信道分给不同的用户，支持多个用户同时上网的场景。在非视距情况下，802.16e可以在小于6GHz的频率范围工作。采用802.16e技术建网的运营商，不但可以提供固定、游牧场景下的业务，同时可以提供便携及移动应用。WiMAX论坛尚未对802.16e使用的工作频段加以定义，但是从世界范围内的实际应用来看，2.3GHz和2.5GHz是最可能的选择。
2006年4月，韩国运营商KT正式启动基于802.16e标准的无线宽带互联网（WiBro）业务，对于WiMAX而言是一个里程碑；2006年8月，美国第三大电信运营商Sprint Nextel宣布将采用WiMAX/WiBro无线技术部署其无线宽带网络，同时英特尔于2006年下半年推出2.3～2.5GHz的移动WiMAX卡，2008年初把WiMAX整合到笔记本产品上。尽管如此，目前WiMAX依然还有许多问题没有得到解决，比如市场定位、运营模式、频谱获得和频谱统一等，多数运营商对于这项技术仍处于测试阶段。运营商在确定了3G的发展路线之后，对WiMAX究竟是怎么样的态度难以预计。从中国市场来看，WiMAX很难在短期内取得突破性发展。
3.McWiLL发展趋势
在以英特尔的WiMAX为代表的OFDM技术成为全球瞩目的焦点时，基于SCDMA技术的新型无线宽带接入技术McWiLL又悄然诞生了。McWiLL是一种集窄带语音业务和宽带数据业务为一体的宽带无线接入技术，其系统由SCDMA宽带基站、塔顶放大器、系统网管、无线宽带终端等设备组成。由于采用了可跳频的多载波技术，基站与宽带终端之间可以在非视距的环境下传播。在实际测试中发现，在目前典型的城市环境下，McWiLL的单基站覆盖半径为1～3km。而在传输速度方面，McWiLL的宽带无线终端的传送已实现了2Mb/s的速率，通过PCMCIA无线上网卡数据，在移动状态下传输速率也可达1Mb/s。在多个性能指标方面，McWiLL完全可以与目前主要的3G技术相媲美。
SCDMA无线接入系统（R3）已经达到了大规模的商用水平，在国内外多个地区进行了商业运行。R4版本在R3版本的基础上采用多载波技术提供数据接入，产品已初步商用。R5版本采用OFDM+SCDMA技术，最大传输带宽为5MHz，频谱利用率最高可达到3b/s/Hz/sector；终端最大移动速率可达120km/h，支持同频组网。
四、多种技术比较和演进关系
1.移动通信与宽带无线接入的互补
比较宽带无线接入和宽带移动通信，应着眼于宽带无线接入与宽带移动通信协调发展，体现出宽带无线接入的特点，定位于热点区域内和行业用户的宽带数据接入服务，同时提供便携的移动支持能力。对IMT-Advance中的宽带新技术（1Gb/s）而言，两种技术是互补的而不是重合的领域。从宽带无线接入技术的传统特性考虑，其长远的发展，应定位于更大的传输带宽和更高速率的数据接入能力。
2.网络融合、业务融合、接入综合
随着移动通信和互联网的迅猛发展，以及固定和移动宽带化的发展趋势，通信网络和业务正发生着根本性的变化，体现在两大方面：一是提供的业务将从以传统的话音业务为主向提供包括高速无线数据传输技术的综合信息服务方向发展；二是通信的主体将从人与人之间的通信，扩展到人与物、物与物之间的通信，渗透到人们日常生活的方方面面。
顺应这一发展趋势，相关行业将逐步融合，通过一系列新的技术、新的业务和应用，来满足市场的需求。融合将是全方位多层次的，包括网络融合、业务融合和终端的融合。特别是固定网与移动网的融合，通信、计算机、广播电视和传感器网络的融合成为发展的大趋势，而且已经在技术、市场需求和设备方面逐渐具备条件。
同时采用多种无线接入技术和固定接入技术将是实现上述目标的必由之路，包括蜂窝移动通信技术（广域网）、宽带无线接入技术（城域网）和各种短距离无线技术（如RFID、UWB和蓝牙等技术），它们与各种固定的宽带接入共同接入基于IP的同一个核心网络平台，通过网络的无缝切换，实现无处不在的最佳服务。
本书对第三代移动通信的高速数据无线传输技术EVDO技术与HSPA的技术进行了全面而深入的介绍。全书分为7章：第1章为绪论，结合3G发展介绍了EVDO技术与HSPA的概念、网络结构及接口标准；第2章介绍了EVDO空中接口协议结构，描述了数据协议的封装，对典型会话与连接过程进行了详细描述；第3章对3G-1x EV-DO的前向与反向链路结构进行了系统描述，包括帧结构、信道形成与分配机制，物理层与MAC层链路性能等；第4和第5章分别讨论了3G-1x EV-DO的互操作性规范（IOS）与安全认证方面的内容，包括系统业务流程、平滑升级与联合组网以及切换，安全认证方面讨论了协议功能、网络切换鉴权难题等。第6章分析讨论cdma2000-1x EV-DO分组数据网计费处理流程，包括远端地址与快速切换计费以及Airlink Records生成等方面的内容。最后一章讨论cdma2000-1x EV-DO商用市场和后续技术发展，包括WCDMA+HSPA商用情况以及TD-CDMA+HSPA研发进展，另外还简要讨论了EV-DO与EV-DV技术比较以及技术特性与存在的问题。
3G高速无线传输技术涉及多个领域和关键技术，由于作者学识有限、经验不足、写作时间仓促，错误和不当之处在所难免，敬请广大读者不吝赐教。