第三章 產業沿革、發展與現況分析
第三節 行動通訊技術沿革與演進
全球無線網路應用層面較廣的相關主流技術，主要有短距無線通訊技術(如 Bluetooth、IrDA 及 Zigbee)、中等距離無線通訊技術(如 Wi-Fi、HomeRF 及 HiperLink2) 及遠距無線通訊技術(如2G、3G、HSPA 及 WiMAX)等。而提供電信服務之業者，
其行動通信技術主要以遠距無線通信技術為主。隨著通訊技術的進步與電信服務的升 級，現代社會的經濟發展脈絡，皆以網際網路的發展為核心。因此，科技化服務 (Information Technology Enabled Service，ITeS)的創新應用與積極發展，使得通訊網 路之寬頻化與網際網路通訊協定(Internet Protocol，IP)化已經成為通訊技術發展的主 軸，「全IP 寬頻網路系統與服務技術應用」之研究，主要發展分散式網路影音存取 技術、三合一多媒體服務融合技術及多重光纖接取技術等項目。在數位匯流趨勢下，
包括非對稱式數位用戶線路(Asymmetric Digital Subscriber Line，ADSL)及光纖到府 (Fiber to the Home，FTTH)等有線網路、涵蓋如第三代行動通訊技術、全球互通微波 存取技術(World Interoperability for Microwave Access，WiMAX)等行動網路與數位視 訊廣播標準(Digital Video Broadcasting，DVB)之數位廣播都已成為各式提供影音服務 的途徑，傳播型態從過去以主從式導向為主的影音服務轉變為分散式應用導向，使永 者裝置也從固定式裝置延伸至可攜式或行動裝置(經濟部產業技術白皮書，2009)。
1980 年代初期，由美國貝爾實驗室與 AT&T 合作於 1976 年所所發展出的第一代 (1rd，Generation，1G)類比式行動通訊系統 AMPS(Advanced Mobile Phone System)，
五、執照 E：2 ｘ 20MHz（825～845MHz；870～890MHz）
進入 數位 UMT 為制 LTE 一說
圖
7 3G
技 資料 例」一、
「蜂 進一 Syste 話標
入商業營運模 位式行動通訊 TS 和 CDM 制定第四代(
、WiMAX 說明如下：
技術演進過 料來源：「行
，陳慧士20
、第一代
1940 年代 蜂巢式無線電 一步與AT&T
em，AMPS 標準系統。於
模式；1990 訊系統；GP MA2000 1x E (4rd Genera X 等。圖 7 為
過程圖
行動通信產品 007，頁 16
代行動電話
代美國貝爾實 電話傳輸」
T 合作，197 S)行動電話 於此技術基
0 年代發展出 PRS 加強數 EV-DO 等第 ation，4G)行
為近年來3
品市場需求 6。
話(1G)
實驗室利用
，行動電話 6 年發展出 話系統，並於 基礎之下，英
45
出GSM/CD 數據服務的
第三代(3rd 行動通訊技 3G 技術演進
求預測-以中
用細胞分列 話在基地台範 出類比式無線 於1983 年商 英國發展出
DMA/PDC 2.5G 系統 d Generation 技術標準而廣
進過程，並
中華電信第
(Cell)及交替 範圍內可以 線傳輸之A
商業化，A 出TACS 系統
第二代(2r
；2000 年以 n，3G)行動 廣泛討論的 並將行動通訊
第三代行動電
替(Hand O 以對外收發聲 AMPS(Adva AMPS 規格遂
統；北歐瑞
d Generatio 以後逐漸演 動通訊系統 的後3G(B3
訊技術發展
電話市場銷
Over)的觀念 聲音。貝爾 anced Mobil 遂成為北美 瑞典易利信E
on，2G) 演進至 統；未來
G)技術 展過程逐
銷售量為
念發展出 爾實驗室 le Phone 美行動電
Ericsson
46
發展出NMT-450 及 NMT-900 系統；日本 NEC 發展出 NAMTS 系統，並於 1979 年 12 月商業化。茲將歐、美、日各國已商業化之第一代類比式行動電話系統彙整如表 6：
表
6
第一代類比式行動電話特性比較
地區 北美 英國 北歐 北歐 日本
系統 AMPS TACS NMT-450 NMT-900 NMTS 頻段(MHZ) 870~890 935~960 463~467.5 935~960 870~885
825~845 890~915 453~457.5 890~915 925~940 頻寬(KHZ) 30 25 25 25/12.5 25
基地台功率 100 100 50 52 50
細胞半徑 (公里)
2~20 2~20 1~40 0.5~20 5~10 開始服務時間 1983 1985 1981 1986 1979 資料來源：「從2G 到 3G 的競爭策略-以台灣電信集團為例」，李平南2007，頁 52。
1980 年代是類比式行動電話的全盛時期，然其缺點為容量有限、保密性差、通 話品質不佳，類比訊號在傳輸的過程中易受干擾且不能提供數據服務及自動漫遊。
1997 年代發展出GSM(Global System for Mobile Comunication，GSM)為主的數位式行 動通訊技術，數位訊號採取封包式的傳輸，在傳送的過程中可對其訊號進行鎖功能，
提高其保密能力。(鄭嘉逸 2007，頁 45)因此，第一代(1G)類比式行動電話系統逐漸 為第二代(2G)數位式行動電話系統所取代。
二、第二代行動電話（2G）
(一)GSM 系統
1982 年，歐洲郵電行政會議(Conference of European Postal and
Telecommunications Administrations ， CEPT) 設 立 移 動 通 訊 特 別 組 (Group Special Mobile)，目的是開發第二代蜂巢式系統；1986 年，歐洲相關廠商提供數種解決方案 並在法國巴黎進行測試；1987 年，相關廠商對 TDMA、Pre-LPT、GMSK 等技術達成 共識並提出系統關鍵參數之建議，遂即產生了 GSM 系統規格。歐洲有 16 個國家同
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意於1991 年開始 GSM 系統商用化服務，並且允許非 CEPT 成員國加入。由於技術成 熟，GSM 由移動通訊特別組(Group Special Mobile)衍生成為全球行動通訊系統 (Global System for Mobile Comunication)之代名詞(李平南 2007)。
第二代(2G)行動電話系統主要以 GSM(Global System for Mobile Comunication)為 主的全球行動通訊技術，不同於類比式傳輸技術(Analog)，GSM 系統可以提供數據傳 輸的服務，亦即數位式傳輸技術具有進行傳輸聲音及少量資料的功能，其所應用的無 線電波屬於數位高頻傳輸，頻率愈高傳輸距離愈短。因此，基地台的數量比 AMPS 系統多，相對地其系統涵蓋率與移動時通話品質亦較高。
由於數位式系統技術具備通訊品質高、系統容量大、保密性佳之特質，並可藉由 與智慧卡結合以提供多樣化服務之優點，自 1990 年代起，第二代(2G)數位式行動電 話系統逐漸取代第一代(1G)類比式行動電話系統，成為全球電信市場的主流。第二代 (2G)行動電話主要有 GSM(Global System for Mobile Communication),CDMA(Code Division Multiple Access),D-AMPS(Digital AMPS),PDC(Personal Digital Communication) 等四種規格，其相關規格標準彙整如表7：
表
7
2G
數位式行動通訊各系統規格標準發源地區 歐洲 美國 美國 日本
規格 GSM CDMA D-AMPS PDC
Cellular(MHZ) 900 800 800 800 PCS(MHZ) 1800、1900 1700、1900 1900 1500
由於日規 PDC、美規 D-AMPS 兩大系統受限於區域性及回溯相容(Backward Compatibility)等因素，因此，無法成為全球行動通訊標準之一。介於第二代(2G)行動 通信系統及第三代(3G)行動通信系統發展的過程中，尚有 GPRS(General Packet Radio Service)行動通信規格，即所謂的 2.5G 過渡規格。
(二)GPRS(General Packet Radio Service(2.5G))系統：
通用分封無線電訊服務GPRS(General Packet Radio Service，GPRS)規格的行動電
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話系統為 GSM 系統的延續，由歐洲電信標準協會(ETSI)所發展，主要在於改善第二 代(2G)行動電話系統設備頻寬不足、商業化時程及相容性等問題而產生的過渡規格 -2.5G，以及作為第三代(3G)行動電話系統完整推出前之銜接時期所使用的系統。不 同於GSM 的「電路交換」，GPRS 利用「分封交換」的優點，以封包方式進行數據傳 輸服務，藉此提高無線傳輸頻道之使用效率。GPRS 的傳輸速率最高為 144Kbps，一 個無線通道可提供數個GPRS 用戶分享，同一個 GPRS 用戶也可使用多個通道。換言 之，相較於GSM 系統，GPRS 系統之主要用途除了語音傳輸，尚能進行資料傳輸，
具有「恆久連線、瞬間上網、高速傳輸、以量計費」等四大特點，符合通訊、資訊、
多媒體三合一的消費趨勢(陳宇信2008)。因此，GPRS 用戶的實際通訊速率十分靈活。
表8 為 GPRS 與 GSM 系統之服務比較：
表
8
GPRS
與GSM
系統的服務比較資料傳輸技術 分封交換
(Packet Switching)
電路交換 (Circuit Switching) 頻寬 20K~171.2Kbps 9.6Kbps 資料傳遞 無限制 SMS(簡訊在 160 字以內)
主要用途 語音/資料傳輸 語音
計價方式 以資料傳輸量計費 以時間(秒)計費
網頁瀏覽 可存取Internet 任何網頁 搭配WAP 存取 WML 網頁 使用情況 語音與資料可同時使用 語音與資料不能同時
由於市場上網際網路的應用仍以固網XDSL 寬頻上網為主，GPRS 的缺點在其連 網速率不高、終端設備開發不及、以及第三代(3G)行動通信技術的排擠效應，在 GPRS 的技術尚未完全商業化之前即退出市場。
(三)CDMA 系統：
在美國，第二代(2G)行動電話系統發展兩套規格：D-AMPS 和 CDMA。1988 年，
美國通信工業協會(Telecommunication Industry Association，TIA)設立 TR-45.3 委員會，
負責制定數位化技術標準，選定多頻道選取、調變、語音編碼，採用 TDMA 技術，
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於 1989 年底完程標準草案 IS-54，此即 D-AMPS；1992 年，Motorola 與 Qualcomm 提出分碼多工接取(CDMA)方案，1993 年形成了 IS-95 新標準，CDMA 發展初期的推 行不如預期順利，後來亞洲南韓政府之「國家無線通訊計畫」政策，與Qualcomm 簽 約引進CDMA 行動通訊系統，因而開啟 CDMA 商業化的應用。CDMA 也是第三代 (3G)行動通訊的重要技術標準之一。
(四)第三代行動電話（3G）：
第三代(3G)行動通信系統由通信業者所發展出來，主要功用可接收演講、檔案、圖片、
照片，影音通信和其他更廣泛的資訊，結合「語音通訊」與「網路傳輸」的功能，成 為3G 數據行動通訊網路。第三代(3G)行動電話不僅強調任何時間、任地點之全球漫 遊以及全方位服務，使用者處於建築物內，由超微細包基地台提供電波加以涵蓋；在 市區內移動中，由微細胞提供的電波接手涵蓋；走到郊外時則由大細胞負責提供接收；
當全球移動或身處大海、深山、大漠之中，則由衛星的電波來接管，其接收方式如圖 8。第三代(3G)行動電話並能與現有的第二代(2G)行動電話系統相容，相較於第一代 (1G)類比式行動電話、第二代(2G)行動電話與 GRRS(2.5G)，能提供更高品質的通訊 服務與高速的傳輸容量 (陳慧士2007，頁 18)。
圖
3
資 為命名 Syste (Inte 月，
主流 術指 術為 的延 Acce
圖
8
3G
系統函概資料來源：
為例」，陳慧 1985 年，國 名為未來公用 em ， FPLM ernational M 國際電信聯 流無線傳輸介 指導性文件中 為劃碼多工接 延伸之規格大 ess)、美國與
概面概念圖
「行動通信 慧士2007，
國際電信聯 用陸地行動 MTS) 的 第 三 Mobile Tele 聯盟(ITU)制
介面，並納 中。第三代 接取無線寬 大約可分為 與韓國的C 圖
信產品市場需 頁18 聯合會(Inter
動科技系統 三 代 行 動 通
communica 制定W-CDM 納入3G(200
代(3G)行動通 寬頻技術，目 為三種，歐規 CDMA2000
50
需求預測-以
rnational Te 統(Future Pu
通 訊 標 準 ations-2000 MA、CDM
0 年國際通 通信系統使
目前應用範 規的 W-CD 0 與中國的
以中華電信
elecommuni ublic Land
，1996 年
，IMT-200 MA2000 和 T 通訊計劃，簡 使用IMT-20
範圍較廣且作 DMA(Wideb
TD-SCDM
信第三代行動
ication Unio d Mobile T 年 改 名 為 國
00)(陳宇信 TD-SCDMA 簡稱IMT-2
00 世界通信 作為討論下
band Code MA。
動電話市場
on，ITU)提 Telecommun 國 際 行 動 通 信2008)。20
A 為行動通 000)通訊系 信標準，其 下一代通訊技
Division M 場銷售量
提出當時 nications 通 訊 系 統
000 年 5 通訊三大 系統的技 其無線技 技術-4G Multiple
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W-CDMA 技術是由 GSM、GPRS、EDGE 等技術所延伸發展，為歐洲及日本聯 合研發，承襲全球約八成國家使用的 GSM 系統之優勢，因此全球目前釋出 3G 執照 的國家多半延用W-CDMA 系統；美國所推動的 CDMA2000 技術是由 IS-95A、IS-95B、
3XRTT 等技術所延伸發展，由於使用 CDMA2000 的國家集中北美地區及韓國，因此 可供漫遊的國家有限；TD-SCDMA 是由中國大陸與德國西門子公司共同開發的系統，
1999 年 11 月由國際電信聯盟(ITU)納入第三代行動通訊無線介面技術規格之一(陳志 偉2002，頁 10)。
茲將第三代行動通訊主要技術規格分別敘述如下並彙整如表9。
表
9
3G
主要技術規格彙整3G 系統 W-CDMA CDMA2000 TD-SCDMA 2G 系統 GSM IS-95CDMA GSM、CDMA
主要採行地區 歐洲、日本 美國、加拿大、韓國 中國大陸 載波頻寬 5MHZ 1.25MHZ 1.2MHZ
推動3G 組織 3GPP 3GPP2 3GPP
1.W-CDMA 系統：
W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)新技術的開發者主要以 GSM 系統為主的歐洲廠商為主，日本主要的系統業者也參與其中，如易利信、阿爾卡特、
諾基亞、北電及日本的NTT、富士通、夏普等廠商。GSM 系統佔有全球通信市場的 80%，W-CDMA 可和現有 GSM 核心網路相容，因此，GSM 的站台及設備都可以續 用。
W-CDMA 是由歐洲電訊標準協會(European Telecommunications Standards Institute，ETSI) 於 1998 年制訂的無線存取技術，目的在支援第三代行動電話之多媒 體服務，如語音傳輸或視訊會議。W-CDMA 可提供高達定點 2Mbps，或行動間 384kbps 的傳輸速度。高傳輸率需要較高頻率，傳統的GSM 只需 200KHz，W-CDMA 則需 5MHz 的頻率。1999 年，為了促進第三代 CDMA 無線標準的全球性相通，業者諧合團體 (Operators' Harmonization Group)對共同標準達成決議，相通的第三代 CDMA 標準有
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三種模式，WCDMA 專屬的直接接續模式（direct-sequence mode for WCDMA）是其 中一種，其他包括：CDMA 2000 的多載具模式（multi-carrier mode for cdma2000）及 雙時槽分割區CDMA 模式。W-CDMA 現在被統一稱為「3GSM」。
2.CDMA2000 系統：
CDMA2000 是從窄頻 CDMA One 數位標準衍生出來，可由原有的 CDMA One 直接升級到3G，由美國高通北美公司主導開發，Motorola、Lucent 及韓國的 Sumsung 系統等業者支持。但該系統目前的地區局限於日、韓和北美區域，使用範圍不如 W-CDMA 廣。
3.TD-SCDMA 系統：
TD-SCDMA 為中國大陸於 1999 年 6 月 29 日，由中國原郵電部電信科學技術研 究院(大唐電信)向國際電信聯盟(ITU)提出制定，同年 11 月納入第三代(3G)行動通訊 標準。由於中國大陸市場之廣，亦取得全球第三代(3G)行動通信標準 TD-SCDMA 系 統的設備廠商之支援。
(四)HSDPA(High-Speed Downlink Packet Access)系統：
另一應用於 3G 的通訊技術為 HSDPA(High-Speed Downlink Packet Access，
HSDPA)，又稱 3.5G 技術，主要是由 W-CDMA 所演化，針對下載傳輸速率的部份進 行提升，相較於W-CDMA 的最高下載速率僅可提供 384Kbps，HSDPA 透過導入高速 下載共用通道及其他關鍵技術而提升速率最高可達 10Mbps，因此可以提供用戶對語 音、數據以及視訊等三項服務機制的整合應用。而且由於是架構在W-CDMA 系統之 上。如果原有的W-CDMA 系統已符合需求規格，僅須針對原 W-CDMA 基地台進行 軟體升級；如果原有的系統老舊，如：NTT DoCoMo 等，則需要更換較多的零組件 以符合標準。其他在基地台設置或是頻譜取得等皆無須重覆投資，相容性高的優勢對 於建置成本降低有相當的助益。
(五)第四代行動電話