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移动通信发展简史 目录 移动通信概述第一代移动通信系统第二代移动通信系统第三代移动通信系统第四代移动通信系统展望5G移动通信系统总结 一 移动通信概述 移动通信具有移动性和个性化服务特征 适应了信息时代的需要 截止2010年底 全球移动通信普及率为76 8 中国移动通信普及率为64 2 并且这一数字还在迅猛发展 可以看出移动通信在人们的生产生活中扮演越来越重要的角色 移动通信逐渐成为各国的基础设施 移动通信具有非常明显的换代特性 几乎是每十年研发一代 在十年部署运营一代 同时研发下一代 自1968年贝尔实验室提出蜂窝移动通信系统概念以来移动通信已经经历了四代系统的演变 目前正处于二三四代混合运营阶段 以第四代移动通信系统为引领 移动通信技术的发展 二 第一代移动通信系统 第一代移动通信技术 1G 是指最初的模拟 仅限语音的蜂窝电话标准 主要技术 主要采用的是模拟技术和频分多址 FDMA 技术 代表系统 移动电话系统 AMPS 全球接入通信系统 TACS 主要缺陷 1 模拟移动通信系统制式复杂 不易实现国际漫游 2 模拟移动通信系统不能提供综合业务数字网 ISDN 业务 而通信网的发展趋势最终将向ISDN过渡 因此随着非话业务的发展 综合业务数字网逐步投入使用 对移动通信领域数字化要求越来越迫切 3 模拟移动通信系统设备价钱高 手机体积大 电池充电后有效工作时间短 目前只能持续工作8小时 给用户带来不便 4 模拟移动通信系统用户容量受限制 在人口密度很大的城市 系统扩容困难 二 第一代移动通信系统 模拟移动电话时代手机的功能往往仅仅只是局限于通话功能 而且受到技术 材料各方面的限制 款式上相当单一 缺乏变化 大可称为手机的史前时代 第一代移动通信 模拟蜂窝 系统 特点 模拟话音传输频带范围 450MHz 900MHz附近各系统没有公共接口频率利用率低无法与固定网迅速向数字化推进相适应 数据承载业务很难展开 三 第二代移动通信系统 由于模拟移动通信系统本身的缺陷 如频谱效率低 网络容量有限 业务种类单一 保密性差等 已使得其无法满足人们的需求 20世纪90年代初期开发了基于数字技术的移动通信系统 数字蜂窝移动通信系统 即第二代移动通信系统 2G 第二代移动通信系统主要采用时分多址 TDMA 技术或者是码分多址 CDMA 技术 三 第二代移动通信系统 第二代移动通信主要业务是语音 其主特性是提供数字化的话音业务及低速数据业务 数字蜂窝移动通信系统 2G 主要采用的是数字的GSM和码分多址 窄带CDMA 技术 另外还有控制功率发射 跳频 不连续发射 移动辅助切换等技术 主要特点 第二代移动通信系统采用了数字化 具有保密性强 频谱利用率高 能提供丰富的业务 标准化程度高并为用户提供无缝的国际漫游 使得移动通信得到了空前的发展 从过去的补充地位跃居通信的主导地位 GSM是数字蜂窝技术的一种标准 也称全球数字移动通信系统 GSM标准包括GSM900MHz DCS1800及PCS1900三个频段的使用规范 三 第二代移动通信系统 第二代移动通信 数字蜂窝 系统 GSM系统 特点 频带利用率高 容量大话音质量高开放接口安全性高漫游 四 第三代移动通信系统 尽管基于话音业务的移动通信网已经足以满足人们对于话音移动通信的需求 但是随着社会经济的发展 人们对数据通信业务的需求日益增高 已不再满足以话音业务为主的移动通信网所提供的服务 第三代移动通信系统 3G 是在第二代移动通信技术基础上进一步演进的 以宽带CDMA技术为主 并能同时提供话音和数据业务 3G与2G的主要区别是在传输语音和数据的速率上的提升 它能够在全球范围内更好地实现无线漫游 并处理图像 音乐 视频流等多媒体形式 提供包括网页浏览 电话会议 电子商务等多种信息服务 同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性 四 第三代移动通信系统 主要技术标准有三种 欧洲的WCDMA宽带码分多址系统 美国的CDMA2000系统和中国的TD SCDMA系统主要特点 1 具有全球范围设计的 与固定网络业务及用户互连 无线接口的类型尽可能少和高度兼容性 2 具有与固定通信网络相比拟的高话音质量和高安全性 3 具有在本地采用2Mb s高速率接入和在广域网采用384kb s接入速率的数据率分段使用功能 4 具有在2GHz左右的高效频谱利用率 且能最大程度地利用有限带宽 5 移动终端可连接地面网和卫星网 可移动使用和固定使用 可与卫星业务共存和互连 6 语音只占移动通信业务的一部分 大部分业务是非话数据和视频信息 7 具有根据数据量 服务质量和使用时间为收费参数 而不是以距离为收费参数的新收费机制 8 手机体积小 重量轻 具有真正的全球漫游能力 四 第三代移动通信系统 第三代移动通信系统 3G WCDMA 联通 CDMA2000 电信 TD SCDMA 移动 五 第四代移动通信系统 发展背景 第三代移动通信尚不能达到的在覆盖 质量 造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要 广带无线局域网 WLAN 应能与B ISDN和ATM兼容 实现广带多媒体通信 并形成综合广带通信网 IBCN 虽然3G较之2G可以提供更大容量 更加的通信质量并且支持多媒体应用 但是随着人们对3G技术及其应用研究的不断深入 3G技术在支持IP多媒体业务 提高频谱利用率以及资源综合优化等方面的局限性也渐露端倪 推动了第四代移动通信系统的产生 五 第四代移动通信系统 核心技术1 接入方式和多址方案 正交频分复用 是一种无线环境下的高速传输技术2 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3 MIMO技术 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4 基于IP的核心网 移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络 同已有的移动网络相比具有根本性的优点 即 可以实现不同网络间的无缝互联 五 第四代移动通信系统 4G通信技术是以传统通信技术为基础 通过采用一些新通信技术增强无线通信能力 满足了用户对移动网络浏览 下载越来越高的要求 第四代移动通信系统 4G 宽带接入IP系统数据率要超过UMTS 即从2Mb s提高到100Mb s采用时分多址 控制功率发射 跳频 不连续发射 移动辅助切换等技术 能提供150Mb s的高质量的影像服务 六 展望5G移动通信系统 5G是面向2020年以后移动通信需求而发展的新一代移动通信系统 根据移动通信发展规律 5G将具有超高的频谱利用率和能效 在传输速率和资源利用率等方面较4G移动通信提高一个量级或更高 其无线覆盖性能 传输时延 系统安全和用户体验也将得到显著的提高 5G移动通信将与其他无线移动通信技术紧密结合 构成新一代无所不在的移动信息网络 满足未来十年移动互联网流量增加1000倍的发展需求 六 展望5G移动通信系统 总结 随着5G的逐步商用 以及国家提出互联网 中国制造2025等重大国家战略 通信都是其中