蜂窝移动通信的发展

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1、1 1.2蜂 窝 移 动 通 信 的 发 展AMPSTACS NMT其 它第 一 代 （ 1G)上 世 纪 80年 代模 拟 模拟技术 (l) GSMCDMA IS95TDMAIS-136PDC第 二 代 （ 2G)上 世 纪 90年 代数 字数字技术 话音业务 第 三 代 （ 3G)本 世 纪 初 期IMT-2000UMTSWCDMAcdma2000TD-SCDMA宽带业务 PDC:太 平 洋 数 字 蜂 窝UMTS： 通 用 移 动 电 信 系 统 23G 1G2G2.5G l话音通信l主要系统：AMPS、TACS、NMT、J-TACS、其它n 1G模拟蜂窝（FDMA）l话音通信、低速数据

2、通信：9.6 kbpsl主要系统：GSM、IS-95 CDMA、TDMA IS-136、PDCn 2G数字蜂窝（TDMA、CDMA） l话音通信、数据通信：115kbps / 144kbps / 153 kbpsl主要系统：GPRS、cdma2000 1Xn 2.5G数据通信（TDMA、CDMA）l话音通信、数据通信、移动多媒体 ：2Mbpsl主要系统：WCDMA、cdma 2000 EV、TD-SCDMAn 3G宽带多媒体数据通信（CDMA-DS/MC/TDD、TDMA）1.2蜂 窝 移 动 通 信 的 发 展 3 第一代模拟蜂窝移动通信系统-1G 贝尔实验室在20世纪70年代提出了蜂窝网的

3、概念。蜂窝网即小区制，实现了频率复用，语音信号为模拟调制，每隔30kHz/25kHz为一个模拟用户信道。 其主要弊端包括：频谱利用率低、业务种类有限、无高速数据业务、保密性差（易被窃听和盗号）、设备成本高、体积大、重量大等。 1.2蜂 窝 移 动 通 信 的 发 展 4 第二代数字蜂窝移动通信系统-2G GSM（全球移动通信系统）发源于欧洲，它是作为全球数字蜂窝通信的TDMA标准而设计的，支持64kbit/s的数据速率，可与ISDN互联。 GSM使用900MHz频带，使用1800MHz频带的称为DCS1800。GSM采用FDD双工方式和TDMA多址方式，每载频支持8个信道，信号带宽200kHz

4、。 典型代表是欧洲的GSM系统和北美的IS-95。IS-95是北美的一种数字蜂窝标准，使用800MHz或1900MHz频带，指定使用CDMA多址方式。 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。1.2蜂 窝 移 动 通 信 的 发 展 5 第2.5代数字蜂窝移动通信系统-2.5G 2.5G移动通信技术是从2G迈向3G的衔接性技术，由于3G是个相当浩大的工程，所牵扯的层面多且复杂，要从目前的2G迈向3G不可能一下就衔接得上，因此出现了介于2G和3G之间的2.5G。HSCSD、WAP、EDGE、蓝牙（Bluetoo

5、th）、EPOC等技术都是2.5G技术。 具体而言，2.5G都有哪些系统呢？GPRS-General Packet Radio Service,通用无线分组业务CDMA1X技术允许用户通过手机快速下载铃声和图片，实现屏幕保护动画，并能使用手机进行动态游戏、多媒体聊天、卡拉OK，享受电子书籍、股票信息、移动银行、电子交易等各种信息服务。CDMA1X手机上网的传输速率可达每秒钟144Kb。 CDMA 1X是指cdma2000的第一阶段（速率高于IS-95，低于2Mbps）1.2蜂 窝 移 动 通 信 的 发 展 6 第三代移动通信系统-3G 第三代移动通信系统最早由国际电信联盟(ITU)于1985

6、年提出，当时称为未来公众陆地移动通信系统( Future Public Land Mobile Telecommunications System，FPLMTS)，1996年更名为IMT-2000（International Mobile Telecommunications-2000，国际移动通信-2000）。主要体制有WCDMA、CDMA2000和UWC-136。 1999年11月5日，国际电信联盟ITU-R TG8/1第18次会议通过了“IMT-2000无线接口技术规范”建议，其中我国提出的TD-SCDMA技术写在了第三代无线接口规范建议的IMT-2000 CDMA TDD部分中。 n中

7、 国 联 通 -WCDMA 宽 带 码 分 多 址n中 国 移 动 -TD-SCDMA 时 分 同 步 码 分 多 址n中 国 电 信 -CDMA2000 码 分 多 址 20001.2蜂 窝 移 动 通 信 的 发 展 7 1982年 ， GSM小 组 成 立 ， 主 要 目 标 定 位 于 实 现 欧 洲 各 国 移 动 通 信 系 统 的 互 联 互 通1986年 ， 在 巴 黎 ， 对 提 出 的 八 个 建 议 系 统 进 行 现 场 试 验1987年 ， 确 定 采 用 频 分 双 工 窄 带 时 分 多 址 （ FDD TDMA） 、 规 则 脉 冲 激 励 长 期预 测 话 音

8、 编 码 （ RPE-LTP） 和 高 斯 滤 波 最 小 频 移 键 控 （ GMSK） 调 制1988年 ， 十 八 个 欧 洲 国 家 达 成 GSM谅 解 备 忘 录 (MoU)1989年 ， GSM标 准 生 效PHASE I， 主 要 定 义 了 900M频 段 的 技 术 标 准PHASE II 标 准 ， 除 了 对 PHASE I 标 准 进 行 必 要 的 修 正 和 业 务 补 充 外 ， 主 要增 加 了 1800M频 段 的 技 术 标 准PHASE II 标 准 ， 主 要 增 加 了 GPRS部 分 的 内 容1991年 ， GSM系 统 在 欧 洲 正 式 开

9、通 运 行 ， 移 动 通 信 跨 入 第 二 代1994年 ， GSM进 入 我 国 GSM发 展 简 史 8 GSM发 展 简 史1993年 我 国 首 先 在 浙 江 嘉 兴 建 立 了 GSM实 验 网据 国 内 三 大 运 营 商 披 露 的 最 新 数 字 ， 截 止 2012年 1月 份 ， 中 国 的 手 机 用 户数 已 达 9.8758亿 ， 即 将 逼 近 10亿 大 关 。中 国 移 动 的 移 动 用 户 数 为 6.5544亿 ， 其 中 包 括 5394万 3G用 户 。中 国 联 通 的 移 动 用 户 数 为 2.0289亿 ， 其 中 3G用 户 数 为 4

10、307万 。中 国 电 信 的 移 动 用 户 数 为 1.2925亿 ， 其 中 3G用 户 为 3870万 。GSM复 用 方 式 频 分 双 工 方 式 和 窄 带 时 分 多 址 方 式 。GSM每 载 频 支 持 8个 信 道 ， 信 号 带 宽 为 200KHZ 。在 我 国 . 9Wideband（宽带）CDMA也称为CDMA Direct Spread宽频分码多重存取这是基于GSM网发展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带CDMA技术。W-CDMA的支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商，这套系统能够架设在现有的GSM网络上，对于系统提供商而言可以较轻易地过渡。预计在GSM系统

11、相当普及的亚洲，对这套新技术的接受度会相当高。因此W-CDMA具有先天的市场优势。 WCDMAGSM(2G)GPRS EDGE WCDMA(3G)中国联通无线上网卡平均速度达到了140KB/秒左右 3G发 展 简 史 增 强 型 数 据 速 率GSM演 进 技 术 10CDMA2000是由窄带CDMA技术发展而来的宽带CDMA技术也称为CDMA Multi-Carrier（码分多址的多载波技术）它是由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉和后来加入的韩国三星都有参与，韩国现在成为该标准的主导者。这套系统是从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的，可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G，建设成

12、本低廉。但目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美，所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。不过CDMA2000的研发技术却是目前各标准中进度最快的，许多3G手机已经率先面世。 CDMA2000CDMA IS-95(2G) CDMA20001x CDMA20003x(3G)CDMA20003x与CDMA20001x的主要区别在于应用了多路载波技术，通过采用三载波使带宽提高。HTTP下载的峰值可达到145KB/s，基本全部保持在85KB/s以上 3G发 展 简 史 11Time Division - Synchronous CDMA(时分同步CDMA)该标准是由中国大陆独自制定的3G标准1

13、999年6月，中国原邮电部电信科学技术研究院（大唐电信）向ITU（国际电信联盟）提出，但技术发明始于西门子公司，TD-SCDMA具有辐射低的特点，被誉为绿色3G。该标准将智能天线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在频谱利用率、对业务支持具有频率灵活性及成本低等方面的独特优势。另外，由于中国内地庞大的市场，该标准受到各大主要电信设备厂商的重视，全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TDSCDMA标准。 该标准提出不经过2.5代的中间环节，直接向3G过渡，非常适用于GSM系统向3G升级。军用通信网也是TD-SCDMA的核心任务。 TD-SCDMA 3G发 展 简 史 12 3G的

14、 优 越 性 -和 2G相 比具有更宽的带宽可以提供高速数据传输和宽带多媒体业务把高速移动接入和基于Internet的服务相结合实现各种网络之间业务的无缝连接提高了无线频谱利用效率为用户提供了更优越的无线通信服务 13 3G的 局 限 性难以达到较高的通信速率。难以提供动态范围多速率业务。难以实现不同频段的不同业务环境间的无缝漫游。3G仍然是标准不统一的区域性标准。能 够 随 时 、 随地 和 在 任 何 设备 上 开 展 应 用 14 4G的概念 是多功能集成的宽带移动通信系统；是一种宽带接入的IP系统和分布式的网络；能提供传输速率达到100Mbit/s和1Gbit/s的室外和室内数据传输能

15、力。由 分 布 在 不 同 地 点 且 具有 多 个 终 端 的 节 点 机 互连 而 成 的 。 网 中 任 一 点均 至 少 与 两 条 线 路 相 连。1.3 移 动 通 信 发 展 展 望 15 序号特征3G 4G1业务特性语音、数据、多媒体融合数据业务和VoIP2网络结构蜂窝小区混合结构3频率范围1.62.5GHz 28GHz、800MHz4带宽520MHz 100+MHz5速率384Kbps2Mbps 20100+Mbps6接入方式CDMA MC-CDMA、OFDMA7交换方式电路交换、分组交换分组交换8移动性200Km/h 200350 +Km/h9 IP包含IP全IP 3G与

16、4G对 比 表 16 4G的 直 观 描 述 图 数 据 速 率覆 盖 面 积 移 动 性宏 小 区高 的 移 动 性微 小 区有 限 的 移 动 性固 定 接 入 64kbps 2Mbps 200Mbps 17 4G通 信 特 征 1通信速度更快2网络频谱更宽3多种业务的完整融合4智能性能更高5兼容性能更平滑6实现更高质量的多媒体通信7通信费用更加便宜 18 n2008年 2月 ， ITU正 式 发 出 通 函 ， 征 集 IMT-Advanced（ 4G） 无 线 接入 候 选 技 术 。n2009年 10月 ， ITU收 到 了 来 自 中 国 、 3GPP、 IEEE、 日 本 和 韩

17、 国 的六 个 候 选 技 术 方 案 ：u国 际 标 准 化 组 织 3GPP 向 ITU提 交 了 LTE-Advanced；uIEEE向 ITU提 交 了 候 选 技 术 802.16m；u日 本 政 府 向 ITU提 交 了 LTE-Advanced和 802.16m两 种 IMT-Advanced候 选 技术 方 案 ；u韩 国 标 准 化 组 织 TTA提 交 的 候 选 技 术 提 案 为 802.16m技 术 ；u中 国 提 交 的 TD-LTE- Advanced。n2010年 10月 将 6个 4G标 准 融 合 为 2个 ， 即 LTE-Advanced和 Wireles

18、sMAN-Advanc-ed(802.16m)。n2012年 1月 将 LTE-Advanced和 WirelessMAN- Advanced 作 为 4G标 准 。 19 n截 至 今 年 7月 16日 ， 全 球 已 部 署 194个 LTE商 用 网 络 ， 相比 2012年 年 底 相 比 ， 增 加 了 48个 网 络 ， 而 LTE用 户 数 也 已超 越 1亿 户 。 n日 本 电 信 运 营 商 NTT Docomo公 司 8月 2日 宣 布 ， 其 Xi 4G服 务 目 前 已 经 拥 有 超 过 1500万 的 用 户 ， 并 声 称 其 可 以 提供 的 最 大 下 行

19、速 度 为 112.5 Mbit/s。 该 运 营 商 于 2010年 12月 推 出 4G业 务 ， 在 刚 刚 过 去 的 五 个 月 中 ， 增 加 了 500万 个LTE用 户 。 Docomo称 其 计 划 今 年 10月 在 东 京 、 大 阪 和 名古 屋 的 部 分 地 区 ， 推 出 一 个 可 提 供 150 Mbit / s下 行 速 度的 服 务 ， 其 刚 推 出 了 该 业 务 的 试 用 版 本 。 20 n在 韩 国 ， SK电 讯 6月 底 即 开 启 了 LTE-A网 络 ， 首 月 就 拥 有 了 30万 个签 约 用 户 。 然 而 ， SK电 讯 并

20、不 是 韩 国 唯 一 家 提 供 LTE-A服 务 的 运营 商 ， 其 竞 争 对 手 LG U+在 7月 18日 也 推 出 了 LTE-A业 务 。 LG U+表 示 ， 对 于 一 个 800MB的 文 件 ， 他 们 的 LTE-A网 络 能 够 在 40秒 内 下载 完 成 ， 而 现 有 的 LTE网 络 下 载 时 间 需 要 80秒 以 上 ； SK电 讯 的 LTE-A网 络 下 载 需 要 43秒 。 与 此 同 时 ， 据 SK电 讯 公 布 的 最 新 数 据 显 示 ，其 LTE用 户 在 其 移 动 用 户 总 数 中 所 占 的 比 例 已 经 达 到 40%。n而 在 中 国 ， 运 营 商 部 署 4G网 络 的 热 情 高 涨 ， 三 大 运 营 商 之 一 的 中国 移 动 已 于 6月 正 式 开 启 LTE网 络 设 备 集 采 。 而 据 相 关 消 息 称 ， 目前 ， 中 国 电 信 也 已 经 启 动 4G设 备 采 购 招 标 工 作 。