移动通信技术状况与发展回顾.ppt

（第三专题） 移动通信网络状况 与 电信技术发展回顾,本讲目的：,了解当前电信网络的演进状况， 思考今后技术的可能走向？,提纲,一、 移动通信的网络状况 二、电信技术发展回顾 三、对电信技术发展的思考,一、 移动通信的网络状况,1） 固定电话网的演进 话音: pcm 64kb/s（程控交换） 数据：isdn 2b+d (64+64+16=144 kb/s） hdsl(n*64kb/s to 2mb/s) adsl(上行640kb/s;下行2mb/s) 智能网 （800号业务）,一、 移动通信的网络状况,2) 移动通信网的演进 2g 2.5g 3g,当前位置,1978年： 模拟蜂窝 ( amps） f：450m频段、 900m 频段（美、欧、日） （第一代） 1987年： gsm系统投入商用 （欧) 1995年：cdma is-95商用 （美） （2g） 1985年提出3g概念,一、 移动通信的网络状况,3 ) 对3g技术状况的估计 技术超前市场需求 a) 3g的系统指标 业务：语音、数据与图象 数据速率：144kbit/s（车速移动时） 384kbit/s（步行移动时） 2mb/s（静止时） 应用环境：宏蜂窝、微蜂窝/微微蜂窝 工作频段：2ghz 全球漫游：通过多模手机实现,一、 移动通信的网络状况,3 ) 对3g技术状况的估计 技术超前市场需求 b) 4g概念研究 追求运动环境下的高速率（20mb/s）,一、 移动通信的网络状况,3 ) 对3g技术状况的估计 技术超前市场需求 c) 乐观的3g市场需求预计 1985年 itu提出fplmts(future public land mobile telecommunications system)概念 1992年 将2ghz（f 230mhz）划给fplmts 1994年 定名 imt-2000 (预计2000年投入商用) 1998年 欧洲拍卖3gi牌照，获4亿欧元 1999年 itu北京会议确定imt-2000的三种体制:cdma2000、wcdma、td-scdma 2001年 世界电信业开始低迷，3g发展进入迷茫， 反思3g技术的市场原则调整发展思路,一、 移动通信的网络状况,3 ) 对3g技术状况的估计 技术超前市场需求 小结 3g的推迟商用不是技术原因，而是市场需求问题： 缺乏明确的应用和赢利前景，是3g发展所面临的最致命的弱点，是3g搁浅的最关键的原因 德国调查：需3g服务的用户只占5.8% 3g现象在电信技术史上第一次表现有技术超前市场需求的可能,一、移动通信的网络状况,4 ）从2g到3g演进之路 cdma（is-95）3g的演进 is-95ais-95b cdma 2000 1x cdma 2000 1xev-do(2.5g) cdma 2000 1xev-dv 3g,一、移动通信的网络状况,4 ) 从2g到3g演进之路 a) cdma（is-95）3g的演进 a) 技术演进 is-95a: 9.6kb/s，14.4kb/s is-95b: (支持8个信道捆绑)76.8kb/s，115.2kb/s cdma2000 1x:同时支持语音与数据业务 反向导频（反向相干调频比is-95a/b提高3db增益） 前向快速功控 turbo码（比is-95a/b提高2db增益） 分集发射（比is-95a/b提高3db增益） 长交织辅助导频,一、移动通信的网络状况,4 ) 从2g到3g演进之路 a) cdma（is-95）3g的演进 b) 从is-95 cdma2000(3g)升级 需更新无线和核心网全套设备,一、移动通信的网络状况,4 ） 从2g到3g演进之路 a) cdma（is-95）3g的演进 c) 1xev-do(data only) cdma2000中3g技术的一部分，用于传无线数据，速率2.4mb/s 数据与语音分别采用独立载波1.25mhz 兼容is-95/1xrtt，码片速率1.2288mcps（1xev-do网络的基站可融合在is-95/1xrtt的网络中） is-95(或cdma20001x)+1xev-do有生命力的2.5g方案,一、移动通信的网络状况,4 ） 从2g到3g演进之路 a) cdma（is-95）3g的演进 d) 1xev-dv（data and voice） （2.5g高级阶段） 数据与语音信道合一，处在规范制定阶段，待市场成熟,一、移动通信的网络状况,4 ) 从2g到3g演进之路 gsm 3g的演进 gsm gsm/gprs wcdma,一、移动通信的网络状况,4 ) 从2g到3g演进之路 gsm 3g的演进 a) gsm/gprs 在gsm网络中引入支持atm/ip的分组数据交换节点ggsn媒体网关（mgw-sgsn）共用gsm的基站,一、移动通信的网络状况,4 ) 从2g到3g演进之路 b) gsm 3g的演进 b) gprs性能 数据载波频率：200khz 前向峰值数据速率：115kbps 商用平均速率：50kbps（固定） 40kbps（车载）,一、移动通信的网络状况,4 ) 从2g到3g演进之路 b) gsm 3g的演进 c) wcdma核心网与gprs相同 数据载波频率：3.84mhz 前向峰值数据速率:2mbps 商用平均速率:1.5mbps（固定） 900kbps（车载）,gsm/wcdma实现无缝隙网络,应用层,控制层,连接层,公共核心网,集成的无线网络资源,站点共享,bsc,rnc,gsm rbs,wcdma rbs,双模终端,一、移动通信的网络状况,4 ) 从2g到3g演进之路 c) 评论 移动数据业务具有吸引力与市场空间 1xev-do和gprs将较快普及 3g（cdma2000、wcdma）的普及商用时间尚难预料(中国目前预计2005年）,一、移动通信的网络状况,4 ) 从2g到3g演进之路 c) 从2g到3g过渡的争论 两种过渡孰优孰劣 cdma：is95 cdma20001x(ev-do/ev-dv) cdma2000 gsm：gsm gsm/gprs wcdma 投资：cdma网络更新设备投资比gsm大30 技术：cdma总体上优于gsm,但cdma导频切换限制与丢失gps因素影响只能达到中等性能水平，达不到相对于gsm的理论优势 gsm的开放性 评论：cdma和gsm分别向3g演进之路将由商业因素与技术因素权衡决定，尚待观察。 宽带无线局域网和3g竞争；固定网与3g竞争,二、 电信技术发展回顾,1） 电信是20世纪的研究热点 a) 设备 19世纪末（1876年） 发明电话 1880-1970 人工、步进、纵横模拟交换 1970年左右 程控交换机应用 1978年 模拟移动通信 1987年 gsm商用 1991年 cdma商用,二、电信技术发展回顾,1) 电信是20世纪的研究热点 b) 技术 数字化（a/d、d/a） 调制（模拟、数字） 编码（信源、信道） 信道（恒参、变参） 抗干扰 交换（电路、包、atm） 通信体制（固定、移动） 光,二、电信技术发展回顾,1） 电信是20世纪的研究热点 c) 理论 信息论 编码理论（信道，信源） 噪声理论（随机过程、统计处理、抗干扰、分集）,二、电信技术发展回顾,1） 电信是20世纪的研究热点 d) 频谱利用 长波、中波、短波、超短波、微波、 光波,二、电信技术发展回顾,1）电信是20世纪的研究热点 e) 当前水平 3g 电信新技术的集中体现 turbo 码 接近信道容量极限 cdma2000（1xev-dv） 1xtreme方案：1.25mhz 传送4.8mb/s（3.84b/s/hz） 信源编码 距理论极限还远 光通信（交换、器件、传输） - 有一定发展空间,二、电信技术发展回顾,1） 电信是20世纪的研究热点 f) 评论 经典信息理论、通信理论已经成熟 由电信新理论推动电信设备跳跃式发展的时代，近期看不出有出现的可能 21世纪电信新产品的摧生，可能不再是靠经典通信论的发展，而是依赖新器件、新材料和新理论的出现 预计量子信息论的成熟、应用将带来通信新时代,二、电信技术发展回顾,2） 杨叔子院士对20世纪科技成就的总结 a) 20世纪的科技成就 一个技术： 计算机技术 两个理论： 量子论、相对论 三个工程： 原子弹、阿波罗登月、基因组测序 四个模型： 夸克、宇宙大爆炸、dna双螺旋、地球板块,二、电信技术发展回顾,2） 杨叔子院士对20世纪科技成就的总结 b) 21世纪（当前）的科技工作 一个兴起： 纳米 两个焦点： 环境、能源 三个关注： 地球科学技术、海洋科学技术、空间科学技术 四个支撑点： 信息技术、材料科学、生命科学、制造技术,三、对电信技术发展的思考,1 ）当前电信技术的表现 表面现象 经典信息理论已成熟 系统性、社会性越来越强 高科技信息技术公司多 新产品研究方向迷茫,三、对电信技术发展的思考,1 ）当前电信技术的表现 b) 2002年博士后基金立项表现 单位：12（大学10，中科院2） 项目数：17,基于分布式计算智能理论的通信网络动态路由控制研究 激光星间链路技术 基于激光测距和ccd表面纹理三维实场景可视化研究 基于小波与付里卟变换短波自适应盲信道识别 线性分组环关键技术及系统芯片设计研究 视频通信中错误信息重构 锥束ct的三维图象重建算法 信息可控性研究 类fed电场诱导混合发光研究 复杂条件下的人脸检测问题 光热驱动共振腔式光调制器 面向机载的视频压缩技术研究 舰载无人直升机信息关键处理技术 无线信道中遥感图象鲁棒传输技术 卫星图象超分辨处理map估计 偏振复用技术及偏振膜色散的抑制 tdd系统中的mimo（多入多出）技术研究,三、对电信技术发展的思考,1 ）当前电信技术的表现 b) 2002年博士后基金立项表现 评论： 无集中方向 基本上无基本理论、方向性重大技术课题 属电信的研究项目奇少,1 ）当前电信技术的表现 c) 2002年1-12期通信学报论文领域分类情况 1）信息安全（密码、入侵检测、攻击、签名） 27篇 2） 网络（性能、结构、路由、控制、协议） 13篇 3） cdma相关技术（多用户检测、解扩、时空码） 9篇 4）通信系统、信道（建模、同步） 7篇 通信模块技术（量化器、码发生器、估值器） 7篇 光通信（编码、qos、wdm） 7篇 5）软件无线电（硬件软件实现、信号识别、参数估计） 5篇 6） 编码（方案、解码） 3篇 图象处理 5篇 天线技术（智能、阵列） 3篇 7） 通信协议 2篇 8） 语音识别 1篇 卫星通信 1篇,三、对电信技术发展的思考,三、对电信技术发展的思考,1 ）当前电信技术的表现 对通信学报2002年论文评论： 无新的重大新技术 无集中的新方向,三、对电信技术发展的思考,2 ） 电信技术研究方向的思考 当前电信技术、理论研究的可能方向： & 网络相关技术(业务、安全、结构、协议、路由、 质量控 制、管理等） & 原有技术的修修补补 & 量子信息论与应用,三、对电信技术发展的思考,3 ） 小结 经典信息论、通信论已相当成熟，目前的多数已接近 信息论理论极限，基本无太多发展空间。 传统通信需求在发达国家已趋饱和，目前又无新的应用吸引用户，世界电信业（制造、运营）普遍在衰落。 通信在我国的高速增长期似乎已过（？） 3g移动通信，技术先进，代表了信息科学、技术当前的最高水平。,新的技术决定了新的产品，然而新的产品必须符合市场需要。 3g可能是电信产业的最后一桶金。然而3g产品（语音