移动通信发展史.ppt

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1、 移动通信的发展历史移动通信的发展历史 移动通信的产生移动通信的产生 来源于无线通信来源于无线通信无线通信与移动通信都是靠无线电波进行通信的，所以它们既有联系又有区别。首先，移动通信肯定是无线通信，移动通信涵盖了无线通信的基本技术，但无线通信侧重于无线性，而移动通信更注重于移动性，突出动中通、优质通、个人通。正因为如此，移动通信对无线电波频率的选择更加谨慎，要求更高，大都选择超短波以上的工作频段。从20世纪20年代至40年代初，移动通信就有了初步的发展，不过当时的移动通信使用范围非常小，主要使用对象是船舶、飞机、汽车等专用移动通信以及运用在军事通信中，使用频段主要是短波段。无线通信与移动通信都

2、是靠无线电波进行通信的，所以它们既有联系又有区别。首先，移动通信肯定是无线通信，移动通信涵盖了无线通信的基本技术，但无线通信侧重于无线性，而移动通信更注重于移动性，突出动中通、优质通、个人通。正因为如此，移动通信对无线电波频率的选择更加谨慎，要求更高，大都选择超短波以上的工作频段。人们所称的第一代移动通信系统(1G)，则是诞生于20世纪70年代至80年代，当时集成电路技术、微型计算机和微处理器技术快速发展，美国贝尔实验室推出了蜂窝式模拟移动通信系统，使得移动通信真正进入了个人领域。第一代移动通信主要采用模拟语音调制技术和频分多址(FDMA)技术，传输速率约2.4kb/s，由于受到传输带宽的限制

3、，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。频分多址(FDMA)技术 vFDMA是数据通信中的一种技术，即不同的用户分配在时隙相同而频率不同的信道上。按照这种技术，把在频分多路传输系统中集中控制的频段根据要求分配给用户。同固定分配系统相比，频分多址使通道容量可根据要求动态地进行交换。v在FDMA系统中，分配给用户一个信道，即一对频谱，一个频谱用作前向信道即基站向移动台方向的信道，另一个则用作反向信道即移动台向基站方向的信道。这种通信系统的基站必须同时发射和接收多个不同频率的信号，任意两个移动用户之间进行通信都必须经过基站的中转，因而必须同时占用2个信道(2对频谱)才能实现双工

4、通信。v以往的模拟通信系统一律采用FDMA。频分多址(FDMA)是采用调频的多址技术。业务信道在不同的频段分配给不同的用户。如TACS系统、AMPS系统等。频分多址是把通信系统的总频段划分成若干个等间隔的频道(也称信道)分配给不同的用户使用。这些频道互不交叠，其宽度应能传输一路数字话音信息，而在相邻频道之间无明显的串扰。第一代移动通信的多种制式 v美国的高级移动电话系统（AMPS）v英国的总访问通信系统（TACS）v日本的JTAGSv西德的 C-Netzv法国的Radiocom 2000v意大利的RTMI 这些系统先后投入了商用，而这个时期移动通信系统的主要技术，是模拟调频、频分多址，以模拟方

5、式工作。受模拟通信体制和技术水平的限制，当时手持机就成了俗称的“砖头”式“大哥大”。最先研制出大哥大的是美国摩托罗拉公司的Cooper博士。由于当时的电池容量限制和模拟调制技术需要硕大的天线和集成电路的发展状况等等制约，这种手机外表四四方方，只能成为可移动算不上便携。很多人称呼这种手机为“砖头”或是黑金刚等。这种手机基本上使用频分复用方式只能进行语音通信，收讯效果不稳定，且保密性不足，无线带宽利用不充分。此中手机类似于简单的无线电双工电台，通话是锁定在一定频率，所以使用可调频电台就可以窃听通话。第一代移动通信的缺点第一代移动通信的缺点v容量有限v制式太多v互不兼容v保密性差v通话质量不高v不能

6、提供数据业务v不能提供自动漫游等 2G（second generation）表示第二代移动通讯技术。代表为GSM。以数字语音传输技术为核心。2G技术基本可被切为两种，一种是基于TDMA所发展出来的以GSM为代表，另一种则是CDMA规格，复用Multiplexing形式的一种。vGSM全名为：Global System for Mobile Communications，中文为全球移动通讯系统，俗称“全球通”。vCDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access)，它是在数字技术的分支-扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。vGSM系统包括

7、GSM 900：900MHz、GSM1800：1800MHz 及 GSM1900：1900MHz等几个频段。GSM（全球移动通信系统）是一种广泛应用于欧洲及世界其他地方的数字移动电话系统。GSM使用的是时分多址的变体，并且它是目前三种数字无线电话技术（TDMA、GSM和CDMA）中使用最为广泛的一种。GSM将资料数字化，并将数据进行压缩，然后与其它的两个用户数据流一起从信道发送出去，另外的两个用户数据流都有各自的时隙。vCDMA技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端

8、使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。2G移动通信应用移动通信应用GSM(摩托罗拉摩托罗拉v8)CDMA手机vCDMA和GSM是2G通信的主流制式，从技术上来说，它们之间的区别就在于无线发送接收的制式不同，调制解调的方法不同。对于用户来说，它们的不同在于：1.通话质量。CDMA的通话质量要高于GSM，在相同环境下打电话，CDMA的杂音要比GSM小很多。2.手机辐射。由于CDMA采用了出色的功率控制技术，因此CDMA手机的辐射要比GSM小很多。3.高速数据上网。CDMA1x可以提供高达153.6kbps的上网速率，比GSM

9、GPRS的20几k要快多了。主流3G标准概要 cdma2000 WCDMA TD-SCDMA cdma2000vCDMA2000技术从CDMAOne演进而来 vCDMA2000标准是一个体系结构，称为CDMA2000family，它包含一系列子标准v CDMAOne(IS-95B)CDMA2000 1x(3x)CDMA2000 1xEV vCDMA2000 的第一阶段也称 1x cdma2000vCDMA2000即为CDMA2000 1EV，是一种3G移动通信标准 v第一阶段：CDMA2000 1EV-DO（Data Only），采用话音分离的信道传输数据 v第二阶段：CDMA2000 1EV

10、-DV（Date and Voice），即数据信道于话音信道合一 cdma2000v美国高通北美公司为主导提出 v可从原有的CDMA One结构直接升级到3G，建设成本低廉 v目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美 W-CDMA v由第三代合作伙伴计划（3GPP）具体制定的 v基于GSM MAP核心网 vW-CDMA（宽带码分多址）是从码分多址（CDMA）演变来的 v采用直接序列扩频码分多址（DS-CDMA）、频分双工（FDD）方式 TD-SCDMA vTD-SCDMATime Division-Synchronous Code Division Multiple Access(时分同步的码分

11、多址技术)v由中国提出的，以我国知识产权为主的被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准 TD-SCDMAv优点 1.频谱利用率高 2.对功控要求低 3.引入了空中分级 4.避免了呼吸效应（TD不同业务对覆盖 区域的大小影响较小,易于网络规划）TD-SCDMAv关键技术介绍 1.综合的寻址（多址）方式 TDMA,CDMA,FDMA,SDMA（智能天线）2.智能天线（Smart Antenna）数字信号处理技术与自适应算法 充分利用下行信号能量 TD-SCDMA技术应用手机视频通话HSDPA高速上网 手机电视 移动视频会议 多媒体彩铃 v当您的朋友拨打您的TD手机时，不仅可以听到音乐，还可以看到个

12、性的动画 POC手机对讲 v在一个群组内可以实现一呼百应，最多可以支持80台手机，非常适合调度组织工作 大容量SIM卡 v新一代SIM最大可达4GB，可以存储MP3、大容量电话本、移动游 VOD视频点播 4G概要 随着人们对移动通信系统的各种需求与日俱增，目前投入商用的2G和部分投入商用的3G系统已经不能满足现代移动通信系统日益增长的高速多媒体数据业务，许多国家已经投入到对4G移动通信系统的研究和开发中。公司名称/技术（产品）名称 Wi-LAN/WOFDM NextNet Wireless/Expedience Flarion/Flash-OFDM Broadstorm/Broadir频谱宽度

13、（GNz）3.5 2.5-2.7 0.22-3.5 0.7-3.4 复用/多址接入 OFDM-TDMA/TDD OFDM-TDMA/TDD FH-OFDMA/FDD OFDMA/TDD 调制方式 QPSK,16QAM,64QAM QPSK(16QAM,64QAM)QPSK,16QAM QPSK,8PSK,16QAM,64QAM 天线 单天线 定向天线 OpportunisticBeam forming 发射分集 误码修正保护 RS RS-CC 矢量-LDPC CC(Turbo,LDPC)目标对象/市场 MMDS MMDS 蜂窝系统 MMDS,固定无线电系统，蜂窝系统 现有现有4G4G技术比较之

14、一技术比较之一 公司名称/技术（产品）名称 NTT DoCoMo/VSF-OFCDM Navini网络公司/Ripwave IP Wireless/IPWirelss 频谱宽度（GNz）5 2.596-2.686 1.9,2,2.5-2.7,3.4 复用/多址接入 OFDM-CDMA/FDD SCDMA/TDD TC-CDMA/TDD 调制方式 QPSK,16QAM,64QAM QPSK,8PSK,16QAM,64QAM QPSK,8PSK,16QAM 天线 适配性天线，MIMO 自适应相位阵天线 发射分集 误码修正保护 Turbo RS CC,Turbo 目标对象/市场 蜂窝 固定无线电 M

15、MDS，固定无线电 现有现有4G4G技术比较之二技术比较之二 4G移动通信系统的技术有许多超越之处，其特点主要有：移动通信系统的技术有许多超越之处，其特点主要有：v(1)高速率。v(2)以数字宽带技术为主。v(3)良好的兼容性。v(4)较强的灵活性。v(5)多类型用户共存。v(6)多种业务的融合。v(7)先进的技术应用。v(8)高度自组织、自适应的网络。4G移动通信系统将主要采用以下关键技术：移动通信系统将主要采用以下关键技术：v接入方式和多址方案：OFDM(正交频分复用)是一种无线环境下的高速传输技术，其主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，

16、各子载波并行传输。尽管总的信道是非平坦的，即具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽。v调制与编码技术：4G移动通信系统采用新的调制技术，如多载波正交频分复用调制技术以及单载波自适应均衡技术等调制方式，以保证频谱利用率和延长用户终端电池的寿命。v软件无线电技术：软件无线电是将标准化、模块化的硬件功能单元经过一个通用硬件平台，利用软件加载方式来实现各种类型的无线电通信系统的一种具有开放式结构的新技术。v高性能的接收机：4G移动通信系统对接收机提出了很高的要求。Shannon定理给出了在带宽为BW的信道中实现容量为C的可靠传输所需要的最

17、小SNR。按照Shannon定理，可以计算出，对于3G系统如果信道带宽为5MHz，数据速率为2Mb/s，所需的SNR为l.2dB；而对于4G系统，要在5MHz的带宽上传输20Mb/s的数据，则所需要的SNR为12dB。v智能天线技术：智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，被认为是未来移动通信的关键技术。vMIMO技术：MIMO(多输入多输出)技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术，它采用的是分立式多天线，能够有效的将通信链路分解成为许多并行的子信道，从而大大提高容量。4G通信应用前瞻通信应用前瞻4g通信通信技术的umpc产品3G尚未来临，4G实验网却已建成系统

18、名称 概念提出 研发/标准成熟 开始商用市场成熟 第一代模拟移动通信系统 美国AMPS、英国TACS、日本NAMTS、北欧NMTS 1971年 80年代初 80年代开始商用，90年代初达到顶峰 第二代数字通信 GSM 1982年 1986年标准初步完成，1990年完成规范 1991年开通第一个系统。截止到达2003年6月用户达到8.3亿 CdmaOne 70年代末 1995年香港第一次商用2003年6月全球用户1.5亿 第三代移动多媒体通信系统 Cdma2000 1986年 1998-2000方案征集，2002-2003规范稳定 2000年10月韩国开始商用2001年10月日本开始商用，预计2

19、004年以后市场逐渐成熟 第四代 WCDMA/TD-SCDMA 2002年 预计2010年完成标准化 预计2010年试验2015年大规模商用 各代移动通信系统发展演进过程一览各代移动通信系统发展演进过程一览 移动通信的发展历程图示 通过上面的介绍我们可以看出，第四代移动通信的研究还处于初期阶段，其基本功能、核心技术还处于早期的设想和研究阶段。如同现有的3G系统渐进地发展和取代2G系统的过程一样，4G不会在一夜之间取代3G系统，更不可能跨越3G系统而直接投入应用。发生在3G标准制定过程中的种种问题，多多少少在4G身上也会出现。制订一个全世界统一的4G标准决非易事，4G走向商用化也需要整个通信行业的努力。从这个角度来讲，4G还有很长的路要走，我们不能对它要求太高。总结总结