(作者:尤正祺老師 /逢甲大學通訊學系)

國際電信專業相關組織(例如:電機電子工程師協會(IEEE)、國際電信聯盟(ITU)等)雖然訂定了許多無線通訊系統標準,但並非每項標準都被採用,各系統的服務內容或有重疊、競爭,但也有互補;以服務範圍而言,大區域的無線廣域網路WWAN(Wireless Wide Area Network)服務範圍最大,主要為大哥大行動電話系統,但以行動電話系統而言,還包括衛星行動電話與二哥大行動電話(低功率行動電話系統),其中衛星行動電話涵蓋的電波通訊範圍最大,可提供一般大哥大系統無法支援地區的通訊,常作為搜救、登山、海上通訊的應用。。

大哥大一般稱為蜂巢式行動電話(Cellular Telephone),其概念為以蜂巢細胞的佈建方式涵蓋一個廣大的通訊區域,每個細胞內建置基地台,發話端行動裝置(手機)透國無線電波與基地台聯繫,經由基地台連接行動交換中心(Mobile Switch Center, MSC)後再連接到受話端,受話端可能是另一個蜂巢網路或是公眾電話交換網路(PSTN)。

早期行動通訊系統的發展主要分為美國、歐洲、以及日本三大體系,最早的行動電話稱為第一代行動電話(1G),屬於類比通訊,提供傳送語音訊息,主要為美系的AMPS系統(Advanced Mobile Phone System),隨著數位通訊科技的發展,進入數位通訊技術的第二代行動電話(2G)系統,提供更安全的通話品質與更多的通道容量,在台灣運轉的是屬於歐系的GSM系統(Global System for Mobile Communication);而後隨著網際網路的普及,透過無線行動網路來作為數據(Data)訊息的傳輸有其必要性,GSM雖然提供了9.6Kbps的數據傳輸速率,但不敷應用的需求,遂提升到2.5G行動通訊,主要為 GPRS (General Packet Radio Service) 系統,將資料傳輸速率提升至115Kbps,以及2.75G的EDGE系統(Enhanced Data rate for GSM Evolution) 的資料傳輸速率提升至384Kbps,但仍無法滿足網際網路世界的傳輸速率需求,因而演進到第三代行動電話(3G)系統,除了語音通訊外,還能提供寬頻多媒體訊息的傳輸;雖然IEEE於WWAN行動寬頻通訊曾提出IEEE 802.20的標準,但並未整合成功,而國際電信聯盟(ITU)也曾想發展一套全球公認的3G規格,但也因為政治、利益、技術等因素,使得現行的3G也出現幾個不同的標準,包括了歐系的W-CDMA系統、美系的CDMA-2000系統、以及中國大陸的TD-SCDMA系統,一般將這些系統統稱為IMT-2000。國內3G系統共釋出5張執照,包括:遠傳、台灣大、威寶、中華電、與亞太等系統業者,其中除了亞太採用CDMA-2000外,其他業者均採用W-CDMA系統。

下圖所示為行動電話系統演進過程。

行動電話系統演進過程圖

(此圖取自:程懷遠,”最新數位通訊系統實務應用與理論架構:WCDMA, GSM, WiMAX, LTE”,全華圖書)