通讯技术发展概述1G-4G

关于4G一、对近年来中国电信运营商历史的简要回顾(a)我国早期通信主要由邮政(中国电信移动通信邮局)管理和运营，95年进行企业法人登记，从那时开始逐步进行定期业务分离。(b)第一批重组98年邮局被分为邮局和通信国。(c)第二批重组从99年开始重新组织通信部门，原中国电信分解为新中国电信、中国移动、中国卫星通信三家公司。移动通信事业脱离通信局，2000年5月成立了“中国移动通信公司”。中国电信只经营固定电话业务和网络访问，2000年5月中国电信集团正式挂牌。(4)在此期间，网通、智通、联通、铁通等被创立。中国网通的前身有100多年的悠久历史，但在此之前，规模较小，一般被称为索内特通。中国智通成立于1994年1月，1999年获得通信事业许可证，为当时国内第四大电信企业和三大网络服务提供商提供宽带接入、IP电话、电子商务等业务。中国联通被评价为1994年7月，95年GSM通信开通，02年CDMA网络开通，中国移动的主要竞争对手。中国铁桶成立于2000年12月。(e)第三次分割和重组2001年11月，通信公司重新重组，进行南北粉碎，北方10省通信公司和网通、智通成立了新的网通公司，南方各省事业合并到新的电信中。由此形成了以中国电信、中国网通、中国移动、中国联通、中国铁头、中国卫星等为主体的“5 1”格局。其中，南电信和北网通公司经营有线及网络接入等事业，移动及联通经营移动通信事业。铁桶经营有线事业规模小。(六)第四次分割和重组2008年5月，中国联通CDMA网络集成到中国电信，中国威通的基本通信业务集成到中国电信。2008年5月，中国铁通也加入中国移动，成为全资子公司，目前保持着相对独立的运营。2009年1月，原中国网通和原中国联通合并，被称为中国联通。三大运营商使用的通信网络2G3G4G中国移动GSMTD-SCDMATD-LTE中国联通GSMWCDMAFDD-LTE中国电信CDMACDMA2000FDD-LTE二、通信技术发展进程1G、2G、3G、4G1st Generation、2nd Generation、3rd Generation、4th Generation的缩写，是第1、2、3和4代移动通信技术规范的缩写(a) 1G第一代移动通信技术(模拟移动通信技术)第一代移动通信技术(1G)是指最初的模拟、语音专用蜂窝电话标准，是在20世纪80年代开发的。第一代移动通信主要使用模拟技术和跳频多路径(FDMA)技术。由于传输带宽的限制，移动通信的远距离漫游是不可能的，只能是一种区域移动通信系统。第一代移动通信具有多种规格，我国主要采用TACS。第一代移动通信有很多缺点，包括容量有限、标准过多、相互不兼容、机密性低、通话质量低、不能提供数据业务或不能自动漫游。2001年12月31日，我国关闭了模拟移动网络。(b) 2G第二代移动通信技术(数字移动通信技术)第二代移动通信系统通过数字化、保密、高光谱利用，丰富的业务、高水平的标准化，从过去互补的位置成为通信的领导者，取得了前所未有的发展。目前在我国应用的第二代蜂窝系统是欧洲的GSM系统和北美的窄带CDMA系统。global mobile communication s system(GSM global system for mobile communication s)是欧洲通信标准组织ETSI开发的第二代(2G)移动电话系统，是目前使用最广泛的手机标准GSM，拥有10多亿人(CDMA code division multiple access(CDMA 3354代码分配多址访问)，即代码分段多连接是指通过使用第二代和第三代无线通信中的任何一种协议都可以使用的唯一代码序列构建通道的扩频多址数字通信技术。即可从workspace页面中移除物件。CDMA技术基于扩频技术，是一种新技术，正在席卷全球，已经占据了无线市场的20%。截至2012年，全球CDMA2000用户已超过2.56亿人，主要使用日本、韩国、北美、中国。CDMA2000是CDMA的升级版本，CDMA2000是第二代通信协议标准，CDMA 2000是第三代(CDMA技术发展的一个阶段)。补充：移动通信系统有多种分类方法。例如，根据信号特性，可以分为模拟、数字。根据调制可以分为调频、相位调制、振幅调制。分为多个连接，例如频率分配多路径(FDMA)、时间多路径(TDMA)和代码分配多路径(CDMA)。中国联通、中国移动使用的GSM手机网络使用FDMA和TDMA的组合。GSM有比模拟手机更大的优点，但是在频谱效率方面，它只有模拟系统的3倍，容量有限。在语音质量上也很难达到有线电话的水平。TDMA终端访问速度仅为9.6 kbit/秒。TDMA系统没有软交换，因此很容易哑掉，影响服务质量。因此，TDMA不是现代蜂窝移动通信的最佳无线访问，而CDMA多连接技术完全适合现代移动通信网络要求的大容量、高质量、集成服务、软交换等，受到越来越多的运营商和用户的关注。(3) 3G第三代移动通信技术(多媒体移动通信技术)第三代移动通信系统(3G)的技术开发和业务流程是近年来全球移动通信产业领域最受关注的热点问题之一。目前有三种代表性的3G技术标准：TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000。其中TD-SCDMA是时间双工(TDD)模式，是中国提出的3G技术标准。WCDMA和CDMA2000是冗馀双工(FDD)模式；WCDMA技术标准来自欧洲和日本；CDMA 2000技术标准来自美国。TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000互不兼容。TD-sCDMA time division-synchronous CDMA(分时同步CDMA)的缩写，中国提出的第三代移动通信标准(3G)也是ITU批准的3种3G标准之一，是国际上公认的以我国知识产权为主的无线通信国际标准，是我国通信史上的重要里程碑。优点是易于使用频谱，并为业务支持提供灵活性。但是，与其他两个主要3G标准CDMA2000和WCDMA相比，启动时间慢，技术不成熟。扩展到TD-SCDMA标准的4G标准是TD-LTE。WCDMAWideband CDMA(宽带多访问)的缩写，是基于GSM网络的3G技术规格，是当前世界上使用最广泛的3G标准之一。优点：扩频增益高，开发空间大，全球漫游能力最强，技术成熟度最高。WCDMA标准扩展4G标准是FDD-LTE。被称为CDMA Multi-Carrier的CDMA2000CDMA2000由美国高通北美主导，Motorola，Lucent，以及后来加入的韩国三星都参与了，韩国现在成为该标准的主导者。从2g CDMA One标准扩展(窄频率CDMA One数字标准)派生而来的此系统可以从现有CDMA One结构直接升级到3G，从而降低部署成本。但是，与WCDMA相比，CDMA2000的复盖范围更小，用户和支持者更少，因为目前使用CDMA的地区只有日、一、北美和中国。CDMA2000是美国通信产业协会(TIA-USA)的注册商标，不是CDMA等常用术语。CDMA2000标准中最具扩展性的4G标准是FDD-LTE。(d)第4代移动通信技术4G第四代移动通信技术的概念可以说是宽带访问和分发网络，具有2Mb/s以上的不对称数据传输功能。这包括宽带无线固定访问、宽带无线LAN、移动宽带系统和交互式广播网络。第四代移动通信标准比第三代标准具有更多的功能。第四代移动通信技术的主要指标：1，数据速度从2Mb/s提高到100Mb/s，移动速度从步态提高到速度以上。2、支持高速数据和高分辨率多媒体服务。3、能够为最高速度的移动用户提供150 MB/秒的高质量图像的多媒体业务。长Term Evolution(LTE)项目随着3G的演进，改进和提高了3G的空中接入技术。LTE是真正的4G网络，是TD-LTE和FDD-LTE的合并。TD-LTE是3G标准TD-SCDMA(含HSPA)的升级，FDD-LTE是3G标准WCDMA(含HSPA、HSPA)和CDMA2000(EvDo)的升级。TD-LTE和FDD-LTE都是4G的转换标准，真正的4G标准必须统一。世界上大多数市场从CDMA或WCDMA过渡到FDD-LTE网络，而中国市场更是独一无二，中国移动公司带头从TD-SCDMA过渡到TD-LTE网络。三、4G移动通信系统关键技术(a)接入和多连接方案正交频分复用(OFDM)是无线环境中的高速传输技术，它将频域中的给定信道分割为多个正交子信道，并在每个子信道中使用一个子载波，以实现调制、每个子载波并行传输。总通道不是平面的。即，虽然具有频率选择性，但是每个子通道相对平坦，在每个子通道上执行窄带传输，并且信号带宽小于通道的相应带宽。OFDM技术的优点是消除或减少信号波形之间的干扰，对多路径衰落和多普勒频移不敏感，提高频谱利用率，实现低成本的单频带接收器。OFDM的主要缺点是电源效率不高。(b)调制和编码技术4G移动通信系统采用了多载波正交频分复用调制技术等新的调制技术，以确保频谱的利用并延长用户终端电池的使用寿命。4G移动通信系统采用turbo码、级连接码、LDPC等高级信道编码方案、自动重传请求(ARQ)技术、分集接收技术等，确保系统在低Eb/N0条件下的充分性能。(c)高性能接收器4G移动通信系统对接收机提出了高要求。Shannon清理提供了在带宽BW的通道中实现可靠容量c传输所需的最低SNR。香农清理表明，3G系统的通道带宽为5MHz，数据速率为2Mb/s，所需的SNR为l.2dB是。4G系统需要12dB的SNR才能在5MHz带宽下传输20Mb/s的数据。在4G系统中，由于速度高，因此对接收器的性能要求也高得多。(d)智能天线技术智能天线具有信号干扰抑制、自动跟踪和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。智能天线应用数字信号处理技术，使天线主波束指向用户信号到达方向，旁瓣或零陷阱指向干扰信号到达方向，从而最大限度地利用移动用户信号，消除或抑制干扰信号。此技术可以提高信号质量和传输容量。(e) MIMO技术多输入多输出(MIMO)技术是指使用多个发射、多个接收天线的空间分集，该技术可以有效地将通信链路分解为多个并行子通道，从而显着提高容量。信息论证明，当不同的接收天线和不同的发送天线之间不相关时，MIMO系统可以很好地提高系统的抗衰落和噪声性能，从而获得巨大的容量。例如：如果接收和发送天线数为8，平均信噪比为20dB，则链路容量可能是单个天线系统的40倍以上的42bps/Hz。因此，在功率带宽有限的无线信道上，MIMO技术是空间分集技术，可以实现高数据速率、增加系统容量和提高传输质量。在无线频谱资源相对不足的今天，MIMO系统已经表现出了其优越性，并将继续在4G移动通信系统中应用。(VI)软件无线电技术软件无线电是一种基于通用硬件平台的开放式结构的新技术，它使用标准化的模块化硬件功能单元作为软件加载方法，实现各种类型的无线通信系统。软件无线电的核心思想是在尽可能接近天线的地方使用宽带A/D和D/A转换器，并使用尽可能多的软件定义无线功能，各种功能和信号处理尽可能用软件实现。软件系统包括各种无线信号规则和处理软件、信号流转换软件、源代码编码软件、信道纠错编码软件、调制解调算法软件等。软件无线电提供了系统的灵活性和适应性，可以适应各种网络和空气接口。软件无线电技术可以支持使用不同空气接口的多模式手机和基站，可以实现各种应用的可变QoS。四、4G移动通信系统的优点与3G相比，4G移动通信系统的技术具有多种优点：(a)高速速度大型高速移动用户(250km/h)的数据速率为2mb/s，中等速度移动用户(60km/h)的数据速率为20mb/s，低速移动用户(室内或工作进程)的数据速率为100Mb/s。(b)基于数字宽带技术在4G移动通信系统中，信号使用毫米波作为主传输带，因此蜂窝区域也相当小，用户容量大大增加，但也可能引起一系列技术困难。(c)良好的兼容性通过实施全球统一标准的4G移动通信系统，所有移动通信运营商的用户都可以使用通用的4G服务，事实上，世界上任何地方都可以用一台手机进行通信。(d)强大的灵活性采用智能技术实现自适应资源分配的4G移动通信系统，在通信过程中适当处理不断变化的业务流大小，满足通信要求，通过智能信号处理技术，对具有不同信道条件的各种复杂环境提供了良好的信号正常收发、智能、适应性和灵活性。(e)多类型用户共存根据动态网络和变化的信道条件进行自适应处理的4G移动通信系统，允许低速和高速用户、各种用户设备共存和互操作，满足系统中不同类型用户的需要。(六