移动通信技术的发展历程与趋势.ppt

产品管理部 移动通信技术的发展历程与趋势 XXX 目录 何为信息 信息 指音讯 消息 通讯系统传输和处理的对象 泛指人类社会传播的一切内容 人通过获得 识别自然界和社会的不同信息来区别不同事物 得以认识和改造世界 何为信息 何为通信 通信 指人与人或人与自然之间通过某种行为或媒介进行的信息交流与传递 从广义上指需要信息的双方或多方在不违背各自意愿的情况下采用任意方法 任意媒质 将信息从某方准确安全地传送到另方 何为通信 何为移动通信 移动通信是移动体之间的通信 或移动体与固定体之间的通信 移动体可以是人 也可以是汽车 火车 轮船 收音机等在移动状态中的物体 何为移动通信 人类通信的最终目的 改变世界 1 信息的传递方式 音频 信息的传递方式 视频 信息的传递方式 触感 信息的传递方式 体感 2 远古时代的移动通信方式 烽火 击鼓 旗语 号角 灯塔 灯语 鸿雁 信鸽 驿差 风筝玉器符号眼神 远古时代移动通信方式的弊端 远古时代的移动通信方式的弊端 烽火 击鼓 传输距离短时效性较差 传输距离短不定因素多 旗语 号角 受天气影响指向性不高 传输距离短不定因素多 灯塔 灯语 不可移动受时域影响 场景受限制受天气影响 鸿雁 信鸽 太多不定性 随机性高目标受限 驿差 风筝玉器符号眼神 较为稳定时效较差 3 移动通信的应用系统 移动通信系统 1 集群移动通信系统 2 无绳电话系统 3 卫星移动通信系统 4 无线局域网系统 5 蜂窝移动通信系统 集群移动通信 调度中心 基站 移动台 无绳电话 卫星移动通信 地面站 地面控制中心 空中移动体 陆地移动体 海上移动体 卫星移动电话 无线局域网 无线接入点 AP 互联网 蜂窝移动通信 基站 移动交换中心 移动台 4 移动通信发展历史 1897年用无线实现海上与陆地的通信 1899年首次实现英法间的无线通信 1916年实现短波无线电通信 1929年建立世界性无线电通信网 无线电通信创始人 马可尼 移动通信发展历史 早期发展阶段于上世纪初期 首先在短波几个频段上开发出专用移动通信系统 代表是美国底特律市警察使用的车载无线电系统 该系统工作频率为2MHz 到40年代提高到30 40MHz 可以认为这个阶段是现代移动通信的起步阶段 特点是专用系统开发 工作频率较低 特点 专用系统 工作频率低 采用一个基站覆盖服务区 不能实现频率复用 电台的体积 重量重 只能在车辆上移动使用 使用不方便 功耗大 以天线为例 为了有效的电磁能量辐射 天线的物理长度应为波长的1 2 若无线电台工作于1MHz 那么电台天线长度约为150米 移动通信发展历史 上世纪40年代中期至60年代初期公用移动通信业务开始问世 1946年 根据美国联邦通信委员会 FCC 的计划 贝尔系统在圣路易斯城建立了世界上第一个公用汽车电话网 称为 城市系统 美国贝尔实验室完成了人工交换系统的接续问题 在一个城市只建立了一个基站 由于频率资源不能充分利用 当大家都想用时出现了饱和的情况 特点 特点是接续方式为人工 网的容量较小 移动通信发展历史 第一代移动通信 1G 系统 出现于上世纪70年代末80年代初 源于系统容量问题 摩托罗拉DynaTAC8000X重量约0 9公斤通话时间半小时售价3995美元 1978年底 美国贝尔实验室成功研制出先进移动电话系统 AMPS 建成了蜂窝移动通信 提高了系统容量 随后许多国家纷纷推出相类似的系统 如英国TACS等 从此移动通信进入了模拟的1G系统时代 移动通信发展历史 第一代移动通信 1G 系统主要技术模拟技术和频分多址 FDMA 技术 系统特点2 4kbps传输速率 只提供区域性语音业务 容量有限 保密性差 通话质量不高 不能提供数据业务 设备成本高 重量重 体积大 代表制式AMPS AdvancedMobilePhoneSystem 贝尔实验室发明 1978年开发 1982年全美部署 而后全世界各地迅速发展 1987年11月18日 国内第一个模拟蜂窝移动电话系统在广东省建成并投入商用 中国移动雏形 移动通信发展历史 蓬勃发展驱动力20世纪90年代初进入移动通信的一个蓬勃发展期用户需求增长迅猛微电子技术在这一时期得到长足发展 这使得通信设备的小型化 微型化有了可能性 各种轻便电台被不断地推出提出并形成了移动通信新体制 随着大规模集成电路的发展而出现的微处理器技术日趋成熟以及计算机技术的迅猛发展 从而为大型通信网的管理与控制提供了技术手段 移动通信发展历史 第二代移动通信 2G 系统 出现于20世纪80年代末90年代初 由欧洲发起 源于漫游问题 1982年 欧洲电信管理部门开始制定适用于泛欧各国的一种数字移动通信系统的技术规范 1988年 确定了全球第一个数字蜂窝移动通信系统规范 GSM标准 1991年 GSM系统投入使用 1995年 美国推出了窄带CDMA系统 移动通信发展历史 第二代移动通信 2G 系统20世纪90年代相对于1G的改进 模拟 数字语音信号数字化处理压缩带来容量上收益对语音和控制信号进行加密增强安全性催生了诸如短信等新业务展开主要技术时分多址 TDMA 码分多址 CDMA 系统特点保密性强 提供丰富的业务 低速率的数据业务 频谱利用率高 初步解决了系统容量问题标准化程度高 可进行省内外漫游 移动通信发展历史 第二代移动通信 2G 系统代表制式GSM1991年在欧洲投入使用 现全球广泛应用使用FDMA TDMA技术工作频率900 1800MHz 提供9 6kbps的传输速率电话业务 紧急呼叫业务 短信业务 可视图文接入等CDMA20世纪90年代中后期发展商用以扩频通信为基础的调制和多址连接技术8kbps IS 95A 64kbps IS 95B 通信具有隐蔽性 保密性 抗干扰 通话质量好 掉线少 辐射低 健康环保 移动通信发展历史 2G 3G过渡 2 5G 2 75G 系统2 5GGPRS GeneralPacketRadioService 基于GSM的无线分组交换技术提供端到端 广域的无线IP连接网络容量只有再需要时进行分配 不需要时就释放传输速率150Kbps 比GSM快15倍 2 75GEDGE EnhancedDataratesforGSMEvolution 基于GSM GPRS网络的数据增强型移动通信技术传输速度384kbps 移动通信发展历史 第三代移动通信 3G 系统 出现于上世纪90年代中后期 源于多媒体业务传输问题 1985年 国际电信联盟 ITU 提出了未来公共陆地移动通信系统 FPLMTS 的概念 1996年 FPLMTS更名为IMT 2000 1999年 ITU确定3G标准 WCDMA CDMA2000和TD SCDMA 2001年 3G商用网开通 2009年 中国发放了WCDMA CDMA2000和TD SCDMA 移动通信发展历史 第三代移动通信 3G 系统系统特点能够同时传送声音及数据信息 速率一般在几百kbps以上实现实时视频 高速多媒体和移动Internet访问业务扩大高质量话音业务容量代表制式ITU开始目标之一是开发一种可以全球通用的无线通讯系统 但是实际最终的结果是出现了多种不同的制式 2001开始陆续部署 移动通信发展历史 第三代移动通信 3G 系统代表制式ITU开始目标之一是开发一种可以全球通用的无线通讯系统 但是实际最终的结果是出现了多种不同的制式 2001开始陆续部署 W CDMAWidebandCodeDivisionMultipleAccess 宽带码分多址 以GSM为主 加入GPRS的分组交换实体技术 能够兼容GSM系统的所有业务 流行于欧美地区 表现于人口密度低 追求网络速度的特点 移动通信发展历史 第三代移动通信 3G 系统TD SCDMA TimeDivision SynchronousCodeDivisionMultipleAccess 时分同步码分多址集CDMA TDMA FDMA SDMA多种多址方式于一体 采用了一系列高新技术 智能天线 联合检测 接力切换等技术 频谱利用率高 系统容量大 系统成本低且适合开展数据业务 是中国自主研发的一套通信制式 较为适合国内人口密度大等特点 CDMA2000采用MC CDMA 多载波CDMA 多址访问技术 不仅可以使用原有CDMA系统的各种接口 还可以使用新的接口标准 占用频率较多 移动通信发展历史 3G 4G过渡 2 5G 2 75G 系统3 5GHSPDA HighSpeedDownlinkPacketAccess 属于W CDMA技术的延伸在W CDMA下行链路中提供分组数据业务 在一个5MHz载波上的传输速率可达8 10Mbps3 75GHSUPA HighSpeedUplinkPacketAccess 因HSDPA上传速度不足 只有384Kbps 而开发在一个5MHz载波上的传输速率可达10 15Mbps 上传速度达5 76Mbps 移动通信发展历史 3G 4G过渡 2 5G 2 75G 系统CDMA2000 CDMA技术的出现源自第二次世界大战期间 因战争CDMA手机的需要而研究开发出CDMA技术 其思想初衷是防止敌方对己方通讯的干扰 后来由美国高通公司更新成为商用蜂窝电信技术 核心技术主要是由美国高通北美公司为主导提出 主要支持者包括日本 韩国和北美等地区和国家 由于高额的专利费问题 因此在国内很少有手机设计公司使用此通信制式 高通公司一直被起诉 在国内也出现过反垄断的案例 移动通信发展历史 第四代移动通信 4G 系统 出现于本世纪初期 源于高质量多媒体业务传输问题 2005年 国际电联 ITU 将B3G 4G移动通信统一命名为IMT Advanced 即第四代移动通信 2012年 国际电联 ITU 确定了4GLTE国际标准 2013年 中国工信部向三大运营商发放TD LTE牌照 2015年 工信部向中国电信 中国联通发放FDD LTE牌照 目前三大运营商的4G网络已经较为稳定的商用 移动通信发展历史 第四代移动通信 4G 系统代表制式FDD LTEFDD模式的特点是在分离 上下行频率间隔190MHz 的两个对称频率信道上 系统进行接收和传送 用保证频段来分离接收和传送信息 TD LTETD模式的特点是在固定频率的载波上 通过时间域来完成上下行数据传输 某一时间点只有上行或下行数据 来保证传送信息 移动通信发展历史 1G 2G 3G 4G 移动通信发展历史 现代移动通信技术发展趋势 第五代移动通信 5G 系统 移动通信发展历史 5G来了 到低有多快 5 现代移动通信技术发展趋势 大连接物联网mMTC 低时延 超可靠通信uRLLC 增强型的移动宽带eMBB 这种应用场景下 智能终端用户上网峰值速率要达到10Gbps甚至20Gbps 为虚拟现实 无处不在的视频直播和分享 随时随地的云接入等大带宽应用提供支持 这种场景下 5G网络需要支撑100万 平方公里规模的人和物的连接 这种场景要求5G网络的时延达到1毫秒 为智能制造 远程机械控制 辅助驾驶和自动驾驶等低时延业务提供强有力的支持 第五代移动通信 5G 系统 现代移动通信技术发展趋势 为啥滴滴快车司机找不到