论文-移动通信的概念及其发展.doc

第一代、第二代及第三代移动通信概念的提出及其演进发展学号： 200808002304 姓名： 游金涛 班级： 通信工程0803 1. 引言移动通信，从第1代(1G)到第2代(2G)、第3代(3G)。随着移动用户的增多，以及人们对移动通信业务的追求己从单纯的语音业务扩展到多媒体业务，移动通信技术变得越来越重要，为了满足人们不断增加的需求，这使得人们努力改进和发展一些新的技术。本文主要讨论第一代到第三代移动通信概念的提出及其演进发展。 2. 第一代到第三代移动通信的概念第一代移动通信系统(1G)是在20世纪80年代初提出的，它完成于20世纪90年代初，如NMT和AMPS。1G是基于模拟传输，蜂窝结构组网。其特点是业务量小、质量差、安全性差、没有加密和速度低（约2.4kbit/s）。我国在1987年开始建设1G移动电话网，1996年即实现了全国联网，但在2001年底我国已关闭1G模拟网。第二代移动通信系统（2G)开始于20世纪80年代末并完成于20 世纪90年代末，1992年第一个GSM网络开始商用。2G是基于数字传输的，并且有多种不同的标准(如GSM ,DCS 1800等)，其传输速率可达64kbit/s。GSM通信系统采用数字传输技术并利用用户识别模块（SIM）技术鉴别用户，通过对数据加密来防止偷听。GSM传输使用时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）技术来增加网络中信息的传输量。但GSM不能实现全球无缝漫游。其他的2G系统是IS一95（CDMA）和IS一136（TDMA）等。GSM（全球移动系统）通信是目前使用的最普遍的一种标准。1993年，我国开始建设GSM数字移动电话网，工作在900M频段，频带比较窄，随着移动电话用户的迅猛增长，许多地区的G网很快出现容量不足，于是便开通DCS1800网，工作于1800MHz频段，用以解决GSM900M系统的容量问题。我国CDMA网几乎与G网同时建设，早期为联通的IS-95B系统，2002年6月升级为CDMA 1X网，用户急剧上升。第2.5代移动通信系统（2.5G)是2G向3G发展过程中的中间过渡，它是2G的扩展和加强，GPRS即是典型的2.5G。GPRS（通用无线分组)于2000年开始运行。GPRS是一种数据业务，它能够使移动设备发送和接收电子邮件及图片信息， GPRS的常用速度为115kbi/s,通过使用增强数据率的GSM（EDGE)最大速率可达384kbit/s。2002年5月17日，中国移动正式开通GPRS网络，标志着我国移动通信正式进入2.5G（GPRS网络）发展阶段。第三代移动通信系统（3G）开始于20世纪90年代末，3G是日前正在全力开发和实施的移动通信系统，主要有WCDMA、CDMA 2000和TD-SCDMA三大标准。 3G不仅提供从125kbit/s到2Mbit/s的传输速率，而且能够提供多种宽带业务。其主要特点是无缝全球漫游、高速率、高频谱利用率、高服务质量、低成本和高保密性等。我国无线通信标准研究组(CWTS)从2000年初开始3G的标准化工作，包括WCDMA、CDMA 2000和TD-SCDMA这3个部分，2002年上半年核心网标准化工作已基本完成，其中，TD-SCDMA是我国第一项ITU接纳的标准，由大唐电信集团提出。3.GSM向第三代移动通信的演进3.1演进中需要考虑的若干问题GSM向第三代移动通信的演进面临着许多的问题，主要分为一下三类：与GSM系统兼容性3G网络的建设是一个长期的过程。由于建设初期存在网络覆盖问题，并且同时大规模建设核心网和接入网需要很高的投入，因此，世界各国普遍采用以2G网络为基础发展3G移动通信的演进策略，即尽量与2G系统兼容，实现2G到3G的平滑过渡，以解决3G建设初期的漫游问题和庞大投入问题。市场需求的推动力 3G系统最主要的优势是支持宽带数据和多媒体业务，而发展移动数据业务市场需要有一个培育的过程，同时也需要运营商和用户双方的促进。虽然话音通信在相当长的一段时间内仍是移动通信的主要业务，但随着社会的进步和经济的发展，人们对移动数据通信的需求将逐步增大，从而使数据业务在通信中所占的比例最终会超过话音业务。特别是互联网的飞速发展，将极大地促进移动用户上网需求，加快移动数据通信应用市场的发展步伐。新技术的驱动力新技术的应用，可以更加有利地支持移动数据与多媒体业务，它也是推动现有系统演进的一个重要因素。事实表明，一项新技术的出现，往往会造就出一代新的产品，从而推动市场的发展。但是，新技术有无生命力，必须要有正确的市场定位并经受住市场考验。目前，许多国家已开始3G网的运营，我国的3G技术已趋于成熟，部分城市已初步开通3G网络。3.2 核心网演进的策略目前我国的2G网络以GSM为主，这就决定我国的第二代核心网络GSM网络的演进。因此采用GPRS技术构成的核心网络将是主要的过渡方式。所以，国内GSM向第三代演进的步骤应该是:(1)研究从GSM到第二代的演进过渡方案，大力发展GPRS网络。(2)通过升级GSM /GPRS网络节点MSG / GSN的功能，使之提供Iu接口并增加UMTS系统协议处理能力，在保证与原有GSM / GPRS兼容的条件下，实现UTRAN接入。 GPRS的结构和优势 GPRS是在GSM网络的基础上增加SGSN和GGSN两种网络实体以及Gb、Gn、 Gi、Ge等接口构成的。SGSN（服务GPRS支持节点）和GGSN（网关GPRS网络的核心实体)，它们也通称为GSN。SGSN节点可以实现MS移动性管理、路由选择等功能;GGSN节点用于与外部网络的互连和业务支持。 GPRS的优势:(1)经济有效的分组数据传输技术；(2)支持移动上网浏览的功能；(3)实现按比特收取用户通信费用；(4)对GSM网络的改动较少，充分保护投资；(5)可满足初期大部分用户对3G业务的需求；（6 )很快为运营商带来效益，提高竞争能力。所以，GPRS作为2.5代的产品可以迅速进入市场，能够有效地保护电信运营商的已有投资，更容易与现有的网络在业务上兼容。 从GSM网络向3G网络的演进 在GSM经GPRS直接过渡到3G系统的情况下，其核心网络的演进可分成以下两个阶段：(1)第三代UMTS的接入网UTRAN可先引入GSM / GPRRS网络中，并通过网络互通单元1WU接入2G的核心网络。(2)引入3G 核心网络：第二、三两代核心网络混合组网，核心网之间通过网络互连实现业务互通。 3G核心网全IP网络的结构 3G核心网结构将采用全IP的核心网络结构，用IP将作为用户语音、数据以及信令的统一载体。全IP网络的结构分为5部分：可支持UTAN 、ERAN和其它方式接入的接入网络；GPRS网络；呼叫控制；与外部网络的关口；业务生成结构。通过在IP网上构建逻辑独立的信令处理服务器来处理控制信令(相当于MSC / SGSN的信令处理功能)，并且构建业务应用服务器来提供，从而可以实现“业务/控制/交换/适配”的逻辑分离。全IP网络是通信发展的趋势，只是目前技术尚未完全成熟，难以马上实施。一旦VoIP和IP QoS技术发展成熟，即可用IP技术统一传输语音、数据和多媒体业务，实现移动网络与IP网络的融合。全IP网络是3G网络的发展趋势，采用构建语音/数据/图像一体化平台的UMTS核心网的方式，可以逐步实现向全IP的3G网络的平滑过渡。4.对3G标准的分析认识及其见解WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA作为3G的三大标准，它们本身有着各自的特点，因而向3G不同网的演进更是采用不同的演进路线及技术。 WCDMA能够基于现有的GSM网络上，可以较轻易地过渡到3G，而GSM系统的相对普及使得WCDMA具有先天的市场优势。它的主要特点是无线接入网采用WCDMA技术，核心网络采用电路交换和分组交换，分别支持话音和数据业务，并提出了开放业务接入的概念。 CDMA2000是窄带CDMA (CDMA IS-95)技术发展而来的宽带CDMA技术，由美国主推，该标准提出了从CDMA IS95 (2G)CDMA2000 1XCDMA2000 (3G)的演进策略。CDMA-2000的技术特点是具有多种信道带宽，可以更加有效利用无线资源，可实现CDMA 1X向CDMA2000系统的平滑过渡。 TD-SCDMA该标准是由中国独自制订的3G标准，在频谱利用率、业务支持、频率灵活性及成本等方面具有独特优势。这个标准是中国电信行业近百年来地一个完整的通信技术标准，是集CDMA(码分多址)、TDMA(时分多址)、FDMA频分多址)技术优势于一体，系统容量大、频率利用率高、抗干扰能力强的移动通信技术。由此可见，TD-CDMA系统的兼容性更好，集多种技术优势于一体，可以适应现有的GSM和CDMA的多种接口的要求，它的基站子系统可以既作为2G和2.5G GSM基站的扩容，又可以作为3G网中的基站子系统，系统容量大、频率利用率高、抗干扰能力强，能同时兼顾现在的需求和未来的发展，非常适用于GSM系统向3G升级。5.总结2G移动通信主要以提供话音和低速数据业务为主，而3G移动通信则在改善话音业务的基础上，以能提供中高速的数据业务及多媒体业务，二者在业务能力上是互补的。目前， 是3G通信商用的初期， 2G通信的技术，或者说2.5G通信已非常成熟，网络覆盖范围和用户规模都非常大，设备的价格相对3G的也很低，3G通信则是完全相反，根本就没有什么优势，想要一次性转型是不太可能。另一方面，话音业务和低速数据业务在今后的相当长的时间里仍是移动通信的主导业务，人们普遍用手机还是解决人与人通信的问题，上网也不是很需要高速的下载、上传速度，一般几十K还是能满足大部分人的要求。但是发展3G那是一种必然的趋势，2G往后必然还是会被3G取代， 所以，长远来看，2G移动通信还将有一个长期的发展过程，3G移动通信的发展将会是一个与2G网络长期共存、渐进的发展过程。6.参考文献1吴彦文著.移动通信技术及应用.北京：清华大学出版社，2009.2孙毅，段晓明著.GSM向第三代移动通信的演进.3陈殿福，李英涛著.从GSM向3G网络演进.深圳市华为