通信的发展历程

通信的发展历程一、通信的起源人类进行通信的历史已很悠久。早在远古时期，人们就通过简单的语言、壁画等方式交换信息。千百年来，人们一直在用语言、图符、钟鼓、烟火、竹简、纸书等传递信息，古代人的烽火狼烟、飞鸽传信、驿马邮递就是这方面的例子。现在还有一些国家的个别原始部落，仍然保留着诸如击鼓鸣号这样古老的通信方式。在现代社会中，交通警的指挥手语、航海中的旗语等不过是古老通信方式进一步发展的结果。这些信息传递的基本方都是依靠人的视觉与听觉。随着人类社会的发展，人们的生活范围，交际圈子的不断扩展。相互之间的交流就显得越发重要。在19世纪中叶以后，随着电报、电话的发有，电磁波的发现，人类通信领域产生了根本性的巨大变革，实现了利用金属导线来传递信息，甚至通过电磁波来进行无线通信，使神话中的“顺风耳”、“千里眼”变成了现实。从此，人类的信息传递可以脱离常规的视听觉方式，用电信号作为新的载体，与此同时也进行了一系列技术革新，开始了人类通信的新时代。二、通信的技术革新1837年，美国人塞缪乐.莫乐斯(SamuelMorse)成功地研制出世界上第一台电磁式电报机，实现了长途电报通信。1864年，英国物理学家麦克斯韦(J.c.Maxwel)建立了一套电磁理论，预言了电磁波的存在，说明了电磁波与光具有相同的性质，两者都是以光速传播的。1875年，苏格兰青年亚历山大•贝尔(A.G.Bell)发明了世界上第一台电话机。1888年，德国青年物理学家海因里斯•赫兹(H.R.Hertz)用电波环进行了一系列实验，发现了电磁波的存在，他用实验证明了麦克斯韦的电磁理论，导致了无线电的诞生和电子技术的发展。电磁波的发现产生了巨大影响。不到6年的时间，俄国的波波夫、意大利的马可尼分别发明了无线电报，实现了信息的无线电传播，其他的无线电技术也如雨后春笋般涌现出来。1904年英国电气工程师弗莱明发明了二极管。1906年美国物理学家费森登成功地研究出无线电广播。1907年美国物理学家德福莱斯特发明了真空三极管，美国电气工程师阿姆斯特朗应用电子器件发明了超外差式接收装置。1920年美国无线电专家康拉德在匹兹堡建立了世界上第一家商业无线电广播电台，从此广播事业在世界各地蓬勃发展，收音机成为人们了解时事新闻的方便途径。1924年第一条短波通信线路在瑙恩和布宜诺斯艾利斯之间建立。1933年法国人克拉维尔建立了英法之间和第一第商用微波无线电线路，推动了无线电技术的进一步发展。电磁波的发现也促使图像传播技术迅速发展起来。1922年16岁的美国中学生菲罗•法恩斯沃斯设计出第一幅电视传真原理图，1929年申请了发明专利，被裁定为发明电视机的第一人。1928年美国西屋电器公司的兹沃尔金发明了光电显像管，并同工程师范瓦斯合作，实现了电子扫描方式的电视发送和传输。1935年美国纽约帝国大厦设立了一座电视台，次年就成功地把电视节目发送到70公里以外的地方。1938年兹沃尔金又制造出第一台符合实用要求的电视摄像机。经过人们的不断探索和改进，1945年在三基色工作原理的基础上美国无线电公司制成了世界上第一台全电子管彩色电视机。直到1946年，美国人罗斯.威玛发明了高灵敏度摄像管，同年日本人八本教授解决了家用电视机接收天线问题，从此一些国家相继建立了超短波转播站，电视迅速普及开来。图像传真也是一项重要的通信。自从1925年美国无线电公司研制出第一部实用的传真机以后，传真技术不断革新。1972年以前，该技术主要用于新闻、出版、气象和广播行业；1972年至1980年间，传真技术已完成从模拟向数字、从机械扫描向电子扫描、从低速向高速的转变，除代替电报和用于传送气象图、新闻稿、照片、卫星云图外，还在医疗、图书馆管理、情报咨询、金融数据、电子邮政等方面得到应用；1980年后，传真技术向综合处理终端设备过渡，除承担通信任务外，它还具备图像处理和数据处理的能力，成为综合性处理终端。静电复印机、磁性录音机、雷达、激光器等等都是信息技术史上的重要发明。此外，作为信息超远控制的遥控、遥测和遥感技术也是非常重要的技术。遥控是利用通信线路对远处被控对象进行控制的一种技术，用于电气事业、输油管道、化学工业、军事和航天事业；遥测是将远处需要测量的物理量如电压、电流、气压、温度、流量等变换成电量，利用通信线路传送到观察点的一种测量技术，用于气象、军事和航空航天业；遥感是一门综合性的测量技术，在高空或远处利用传感器接收物体辐射的电磁波信息，经过加工处理或能够识别的图像或电子计算机用的记录磁带，提示被测物体一性质、形状和变化动态，主要用于气象、军事和航空航天事业。随着电子技术的高速发展，军事、科研迫切需要解决的计算工具也大大改进。1946年美国宾夕法尼亚大学的埃克特和莫希里研制出世界上第一台电子计算机。电子元器件材料的革新进一步促使电子计算机朝小型化、高精度、高可靠性方向发展。20世纪40年代，科学家们发现了半导体材料，用它制成晶体管，替代了电子管。1948年美国贝尔实验室的肖克莱、巴丁和布拉坦发明了晶体三极管，于是晶体管收音机、晶体管电视、晶体管计算机很快代替了各式各样的真空电子管产品。1959年美国的基尔比和诺伊斯发明了集成电路，从此微电子技术诞生了。1967年大规模集成电路诞生了，一块米粒般大小的硅晶片上可以集成1千多个晶体管的线路。1977年美国、日本科学家制成超大规模集成电路，30平方毫米的硅晶片上集成了13万个晶体管。微电子技术极大地推动了电子计算机的更新换代，使电子计算机显示了前所未有的信息处理功能，成为现代高新科技的重要标志。为了解决资源共享问题，单一计算机很快发展成计算机联网，实现了计算机之间的数据通信、数据共享。通信介质从普通导线、同轴电缆发展到双绞线、光纤导线、光缆；电子计算机的输入输出设备也飞速发展起来，扫描仪、绘图仪、音频视频设备等，使计算机如虎添翼，可以处理更多的复杂问题。20世纪80年代末多媒体技术的兴起，使计算机具备了综合处理文字、声音、图像、影视等各种形式信息的能力，日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。至此，我们可以初步认为：信息技术（InformationTechnology,简称IT）是以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，以信息处理技术为主题的技术系统的总称，是一门综合性的技术。电子计算机和通信技术的紧密结合，标志着数字化信息时代的到来三、通信的演进过程早在1897年，马可尼在陆地和一只拖船之间用无线电进行了消息传输，成为了移动通信的开端。至今，移动通信已有100多年的历史，在这期间移动通信技术日新月异，从1978年的第一代模拟蜂窝网电网系统的诞生到第二代全数字蜂窝网电话系统的问世，将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的第三代移动通信系统，现如今正在兴起的LTE（LongTermEvolution,长期演进）及将要进入的集3G与WLAN于一体的第四代移动通信。1、 第一代移动通信1.1概念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，制定于上世纪80年代。第一代移动通信系统的典型代表是美国的AMPS（AdvancedMobilePhoneService）系统（先进移动电话系统）和后来的改进型系统TACS（TotalAccessCommunicationsSystem）系统（全入网通信系统），以及瑞典，挪威和丹麦的NMT（NordicMobileTelephony北欧移动电话）和NTT（NipponTelegraphAndTelephoneCorporation日本电信电话株式会社）等。1.2、利用技术及特点第一代移动通信主要采用的是模拟技术和频分多址FDMA（frequencydivisionmultipleaccess）技术。FDMA是数据通信中的一种技术，即不同的用户分配在时隙相同而频率不同的信道上。按照这种技术，把在频分多路传输系统中集中控制的频段根据要求分配给用户。同固定分配系统相比，频分多址使通道容量可根据要求动态地进行交换。此系统是使用单个大功率的发射机和高塔，覆盖地区超过50km，仅能以半双工模式提供语音服务，使用120kHz带宽。由于模拟系统的系统容量小，还有FDMA技术在信道之间必须有警界波段来使站点之间相互分开，这样在警界波段就会成很大的带宽浪费。而且，模拟系统的安全性能很差，任何有全波段无线电接收机的人都可以收听到一个单元里的所有通话。另外，此技术对天线和基站的破坏也很严重。因此模拟系统主要以语音业务为主，基本上很难开展数据业务。1.3、缺点众所周知,传输和处理模拟信号的系统称为模拟通信系统,•而传输和处理数字信号的系统称为数字通信系统。目前,实际中应用的移动通信，•大多属于数字通信。因为模拟移动通信系统投入运行以来,其用户虽迅速增长,但对经济发达国家和地区,存在很多不足之处,这主要表现在以下几点:模拟移动通信系统制式复杂,不易实现国际漫游。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。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。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.2、第二代移动通信2.1、概念由于模拟移动通信所带来的局限性，到20世纪80年代中期到21世纪初，数字移动通信系统得到了大规模应用，其代表技术是欧洲的GSM，也就是通常所说的第二代移动通信技术(2G)。GSM是由欧洲电信标准组织ETSI制订的一个数字移动通信标准°GSM是全球移动通信系统(GlobalSystemofMobilecommunication)的简称。它的空中接口采用时分多址技术.自90年代中期投入商用以来，被全球超过100个国家采用。GSM标准的设备占据当前全球蜂窝移动通信设备市场80%以上。2.2、技术及特点频谱效率由于采用了高效调制器、信道编码、交织、均衡和语音编码技术，使系统具有高频谱效率。容量由于每个信道传输带宽增加，使同频复用栽干比要求降低至9dB，故GSM系统的同频复用模式可以缩小到4/12或歹9甚至更小(模拟系统为7/21)；加上半速率话音编码的引入和自动话务分配以减少越区切换的次数，使GSM系统的容量效率(每兆赫每小区的信道数)比TACS系统高3~5倍。话音质量鉴于数字传输技术的特点以及GSM规范中有关空中接口和话音编码的定义，在门限值以上时，话音质量总是达到相同的水平而与无线传输质量无关。开放的接口GSM标准所提供的开放性接口，不仅限于空中接口，而且报刊网络直接以及网络中各设备实体之间，例如A接口和Abis接口。安全性通过鉴权、加密和TMSI号码的使用，达到安全的目的。鉴权用来验证用户的入网权利。加密用于空中接口，由SIM卡和网络AUC的密钥决定。TMSI是一个由业务网络给用户指定的临时识别号，以防止有人跟踪而泄漏其地理位置。2.3、系统组成GSM被分成三个子系统：网络交换子系统(NetworkSwitchingSubsystemNSS)；基站子系统(BaseStationSubsystemBSS)；网络管理子系统(NetworkManagementSubsystemNMS)，网络管理子系统(NMS)又叫操作与维护中心(OMC--Operation&MaintenanceCenter)。网络子系统NSS是整个GSM系统的核心。它对GSM移动用户之间及移动用户与其它通信网用户之间通信起着交换连接与管理的功能。基站子系统BSS是GSM系统中与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分，它通过无线接口直接与移动台相连负责无线信息的发送接收，无线资源管理及功率控制等，同时它与NSS相连实现移动用户间或移动用户与固定网络用户之间的通信连接，传送系统信息和用户信息等。网络管理子系统NMS负责NSS和BSS系统的维护管理工作。2.4、GPRSGPRS是在第二代无线通信系统GSM基础上发展起来的，将GSM网络为数据流的传输增加了支持分组交换的网络系统设备，第三代无线通信系统将会在GPRS的基础上进行更进一步的技术进步与发展，为网络全面支持高速、宽带的多媒体数据传输。也就是说，GPRS是介于第二代和第三代之间的一种网络技术，也就是一般称为的2.5代。GPRS---GeneralPacketRadioService，通用无线分组业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理的技术，方法是以"分组"的形式传送资料到用户手上由于使用了"分组"的技术，用户上网可以免受断线的痛苦。此外，使用GPRS上网的方法与WAP并不同，用WAP上网就如在家中上网,先"拨号连接"，而上网后便不能同时使用该电话线，但GPRS就较为优越，下载资料和通话是可以同时进行的。从技术上来说，声音的传送（即通话）继续使用GSM，而数据的传送便可使用GPRS，这样的话，就把移动电话的应用提升到一个更高的层次。而且发展GPRS技术也十分"经济"，因为只须沿用现有的GSM网络来发展即可。GPRS的用途十分广泛，包括通过手机发送及接收电子邮件，在互联网上浏览等。3、 第三代移动通信3．1、概念第三代移动通信技术，简称3G，全称为3rdGeneration，中文含义就是指第三代数字通信。1995年问世的第一代模拟制式手机（1G）只能进行语音通话；1996到1997年出现的第二代GSM、TDMA等数字制式手机（2G）便增加了接收数据的功能，如接受电子邮件或网页；第三代与前两代的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够要能在全球范围内更好地实现无缝漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，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。3．2技术及特点目前国际电联接受的3G标准主要有WCDMA（日本和欧洲）、CDMA2000（美国）与TD-SCDMA（中国）WiMAX四种。CDMA是CodeDivisionMultipleAccess（码分多址）的缩写，是第三代移动通信系统的技术基础。第一代移动通信系统采用频分多址（FDMA）的模拟调制方式，这种系统的主要缺点是频谱利用率低，信令干扰话音业务。第二代移动通信系统主要采用时分多址（TDMA）的数字调制方式，提高了系统容量，并采用独立信道传送信令，使系统性能大为改善，但TDMA的系统容量仍然有限，越区切换性能仍不完善。CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。第三代移动通信的基本特征（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；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；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；能够处理包括国际互联网和视频会议、高数据率通信和非对称数据传输的分组和电路交换业务；支持分层小区结构，也支持包括用户向不同地点通信时浏览国际互联网的多种同步连接；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；一个共用的基础设施，可支持同一地方的多个公共的和专用的运营公司；手机体积小、重量轻，具有真正的全球漫游能力；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。3.3、四个国际标准3.3.1、W-CDMA全称为WidebandCDMA，这是基于GSM网发展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带CDMA技术，它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同，目前正在进一步融合。该标准提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演进策略。GPRS是GeneralPacketRadioService(通用分组无线业务)的简称，EDGE是EnhancedDatarateforGSMEvolution(增强数据速率的GSM演进)的简称，这两种技术被称为2.5代移动通信技术。目前中国移动正在采用这一方案向3G过渡，并已将原有的GSM网络升级为GPRS网络。3.3.2、CDMA2000CDMA2000是由窄带CDMA(CDMAIS95)技术发展而来的宽带CDMA技术，由美国主推，该标准提出了从CDMAIS95(2G)-CDMA20001X-CDMA20003X(3G)的演进策略。CDMA20001X被称为2.5代移动通信技术。CDMA20003X与CDMA20001X的主要区别在于应用了多路载波技术，通过采用三载波使带宽提高。目前中国联通正在采用这一方案向3G过渡，并已建成了CDMAIS95网络。3.3.3、 TD-SCDMATD-SCDMA全称为TimeDivision-SynchronousCDMA(时分同步CDMA)，是由我国大唐电信公司提出的3G标准，该标准提出不经过2.5代的中间环节，直接向3G过渡，非常适用于GSM系统向3G升级。但目前大唐电信公司还没有基于这一标准的可供商用的产品推出。3.3．4、WiMAXWiMax(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess),即全球微波互联接入。WiMAX也叫802・16无线城域网或802.16。WiMAX是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50km。WiMAX还具有QoS保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。WiMAX的技术起点较高，采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIM0等先进技术，随着技术标准的发展，WiMAX逐步实现宽带业务的移动化，而3G则实现移动业务的宽带化，两种网络的融合程度会越来越高。WiMAXI被认为当前最好的一种access蜂窝网络，允许便捷地连接到任何地方服务提供者的宽覆盖区域和采取最高的一Wi-Fiexperience—thefast速度和熟悉宽带互联网体验。然后结合在一起到一个新无线标准。能够获得WiMAX作为WiMAX是一种城域网(MAN)技术。服务供应商部署一个网络的塔，就能启用超过许多英里的访问。覆盖区域内的任何地方可立即启用互联网连接。和Wi-Fi一样WiMAX也是一个基于开放标准的技术，它可以提供消费者希望的设备和服务，它会在全球经济范围内创造一个开放而具有竞争优势的市场。3・3・5、WCDMA、CDMA2000与TD—SCDMA的对比WCDMA、CDMA2000与TD—SCDMA都属于宽带CDMA技术。宽带CDMA进一步拓展了标准的CDMA概念，在一个相对更宽的频带上扩展信号，从而减少由多径和衰减带来的传播问题，具有更大的容量，可以根据不同的需要使用不同的带宽，具有较强的抗衰落能力与抗干扰能力，支持多路同步通话或数据传输，且兼容现有设备。WCDMA、CDMA2000与TD-SCDMA都能在静止状态下提供2Mbit/s的数据传输速率，但三者的一些关键技术仍存在着较大的差别，性能上也有所不同。1） 双工模式WCDMA与CDMA2000都是采用FDD（频分数字双工）模式，TD-SCDMA采用TDD（时分数字双工）模式。FDD是将上行（发送）和下行（接收）的传输使用分离的两个对称频带的双工模式，需要成对的频率，通过频率来区分上、下行对于对称业务（如语音）能充分利用上下行的频谱，但对于非对称的分组交换数据业务（如互联网）时，由于上行负载低，频谱利用率则大大降低。TDD是将上行和下行的传输使用同一频带的双工模式，根据时间来区分上、下行并进行切换，物理层的时隙被分为上、下行两部分，不需要成对的频率，上下行链路业务共享同一信道，可以不平均分配，特别适用于非对称的分组交换数据业务（如互联网）。TDD的频谱利用率高，而且成本低廉，但由于采用多时隙的不连续传输方式，基站发射峰值功率与平均功率的比值较高，造成基站功耗较大，基站覆盖半径较小，同时也造成抗衰落和抗多普勒频移的性能较差，当手机处于高速移动的状态下时通信能力较差。WCDMA与CDMA2000能够支持移动终端在时速500公里左右时的正常通信，而TD-SCDMA只能支持移动终端在时速120公里左右时的正常通信。TD-SCDMA在高速公路及铁路等高速移动的环境中处于劣势。码片速率与载波带宽WCDMA(FDD-DS)采用直接序列扩频方式，其码片速率为3.84Mchip/s。CDMA20001X与CDMA20003X的区别在于载波数量不同，CDMA20001x为单载波，码片速率为1.2288Mchip/s，CDMA20003x为三载波，其码片速率为1.2288X3=3.6864Mchip/s。TD-SCDMA的码片速率为1.28Mchip/s。码片速率高能有效地利用频率选择性分集以及空间的接收和发射分集，可以有效地解决多径问题和衰落问题，WCDMA在这方面最具优势。载波带宽方面，WCDMA采用了直接序列扩谱技术，具有5MHz的载波带宽oCDMA20001X采用了1.25MHz的载波带宽，CDMA20003X利用三个1.25MHz载波的合并形成3.75MHz的载波带宽。TD-SCDMA采用三载波设计，每载波具有1.6M的带宽。载波带宽越高，支持的用户数就越多，在通信时发生网塞的可能性就越小。在这方面WCDMA具有比较明显的优势。TD－SCDMA系统仅采用1.28Mchip/s的码片速率，采用TDD双工模式，因此只需占用单一的1.6M带宽，就可传送2Mbit/s的数据业务。而WCDMA与CDMA2000要传送2Mbit/s的数据业务，均需要两个对称的带宽，分别作为上、下行频段，因而TD-SCDMA对频率资源的利用率是最高的。智能天线技术智能天线技术是TD-SCDMA采用的关键技术，已由大唐电信申请了专利，目前WCDMA与CDMA2000都还没有采用这项技术。智能天线是一种安装在基站现场的双向天线，通过一组带有可编程电子相位关系的固定天线单元获取方向性，并可以同时获取基站和移动台之间各个链路的方向特性。TD—SCDMA智能天线的高效率是基于上行链路和下行链路的无线路径的对称性（无线环境和传输条件相同）而获得的。智能天线还可以减少小区间及小区内的干扰。智能天线的这些特性可显著提高移动通信系统的频谱效率。4） 越区切换技术WCDMA与CDMA2000都采用了越区“软切换〃技术，即当手机发生移动或是目前与手机通信的基站话务繁忙使手机需要与一个新的基站通信时，并不先中断与原基站的联系，而是先与新的基站连接后，再中断与原基站的联系，这是经典的CDMA技术。“软切换〃是相对于“硬切换〃而言的。FDMA和TDMA系统都采用“硬切换〃技术,先中断与原基站的联系，再与新的基站进行连接，因而容易产生掉话。由于软切换在瞬间同时连接两个基站，对信道资源占用较大。而TD-SCDMA则是采用了越区“接力切换〃技术，智能天线可大致定位用户的方位和距离，基站和基站控制器可根据用户的方位和距离信息，判断用户是否移动到应切换给另一基站的临近区域，如果进入切换区，便由基站控制器通知另一基站做好切换准备，达到接力切换目的。接力切换是一种改进的硬切换技术，可提高切换成功率，与软切换相比可以减少切换时对邻近基站信道资源的占用时间。在切换的过程中，需要两个基站间的协调操作。WCDMA无需基站间的同步，通过两个基站间的定时差别报告来完成软切换。CDMA2000与TD-SCDMA都需要基站间的严格同步，因而必须借助GPS（GlobalPositioningSystem,全球定位系统）等设备来确定手机的位置并计算出到达两个基站的距离。由于GPS依赖于卫星,CDMA2000与TD-SCDMA的网络布署将会受到一些限制，而WCDMA的网络在许多环境下更易于部署，即使在地铁等GPS信号无法到达的地方也能安装基站，实现真正的无缝覆盖。而且GPS是美国的系统，若将移动通信系统建立在GPS可靠工作的基础上，将会受制于美国的GPS政策,有一定的风险。5）与第二代系统的兼容性WCDMA由GSM网络过渡而来，虽然可以保留GSM核心网络，但必须重新建立WCDMA的接入网，并且不可能重用GSM基站。CDMA20003X从CDMAIS95、CDMA20001x过渡而来，可以保留原有的CDMAIS95设备。TD-SCDMA系统的的建设只需在已有的GSM网络上增加TD-SCDMA设备即可。三种技术标准中，WCDMA在升级的过程中耗资最大。4、LTE4.1概念LTE（LongTermEvolution,长期演进）项目是3G的演进，始于2004年3GPP的多伦多会议。LTE并非人们普遍误解的4G技术，而是3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的全球标准,它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行326Mbit/s与上行86Mbit/s的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟。LTE也被通俗的称为3.9G，具有100Mbps的数据下载能力，被视作从3G向4G演进的主流技术。LTE的研究，包含了一些普遍认为很重要的部分，如等待时间的减少、更高的用户数据速率、系统容量和覆盖的改善以及运营成本的降低。3GPP(The3rdGenerationPartnershipProject第三代合作伙伴计划)长期演进(LTE)项目是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目,这种OFDM/FDMA为核心的技术可以被看作“准4G”技术°3GPPLTE项目的主要性能目标包括：在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；改善小区边缘用户的性能；提高小区容量；降低系统延迟，用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms；支持100Km半径的小区覆盖；能够为350Km/h高速移动用户提供＞100kbps的接入服务；支持成对或非成对频谱，并可灵活配置1.25MHz到20MHz多种带宽。4.2特点与3G相比，LTE具有如下技术特征：(1)通信速率有了提高，下行峰值速率为100Mbps、上行为50Mbps。⑵提高了频谱效率,下行链路5(bit/s)/Hz,(3--4倍于R6版本的HSDPA);上行链路2.5(bit/s)/Hz,是R6版本HSU-PA的2--3倍。⑶以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上将基于分组交换。⑷QoS保证，通过系统设计和严格的QoS机制,保证实时业务(如VoIP)的服务质量。⑸系统部署灵活，能够支持1.25MHz-20MHz间的多种系统带宽，并支持“paired”和“unpaired”的频谱分配。保证了将来在系统部署上的灵活性。⑹降低无线网络时延：子帧长度0.5ms和0.675ms，解决了向下兼容的问题并降低了网络时延，时延可达U-plan<5Ms，C-planvlOOms。(7)增加了小区边界比特速率，在保持目前基站位置不变的情况下增加小区边界比特速率。如MBMS(多媒体广播和组播业务)在小区边界可提供lbit/s/Hz的数据速率。⑻强调向下兼容，支持已有的3G系统和非3GPP规范系统的协同运作。与3G相比，LTE更具技术优势，具体体现在：高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容。5、4G5.1概念4G是第四代移动通信及其技术的简称，是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。4G系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而在用户最为关注的价格方面，4G与固定宽带网络在价格方面不相上下，而且计费方式更加灵活机动，用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着不可比拟的优越性。5、2特点4G最大的数据传输速率超过100Mbit/s，这个速率是移动电话数据传输速率的1万倍，也是3G移动电话速率的50倍。4G手机可以提供高性能的汇流媒体内容，并通过ID应用程序成为个人身份鉴定设备。它也可以接受高分辨率的电影和电视节目，从而成为合并广播和通信的新基础设施中的一个纽带。此外，4G的无线即时连接等某些服务费用会比3G便宜。还有，4G有望集成不同模式的无线通信――从无线局域网和蓝牙等室内网络、蜂窝信号、广播电视到卫星通信，移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。4G通信技术并没有脱离以前的通信技术，而是以传统通信技术为基础，并利用了一些新的通信技术，来不断提高无线通信的网络效率和功能的。如果说3G能为人们提供一个高速传输的无线通信环境的话，那么4G通信会是一种超高速无线网络，一种不需要电缆的信息超级高速公路，这种新网络可使电话用户以无线及三维空间虚拟实境连线。与传统的通信技术相比，4G通信技术最明显的优势在于通话质量及数据通信速度。然而，在通话品质方面，移动电话消费者还是能接受的。随着技术的发展与应用，现有移动电话网中手机的通话质量还在进一步提高。数据通信速度的高速化的确是一个很大优点，它的最大数据传输速率达到100Mbit/s，简直是不可思议的事情。另外由于技术的先进性确保了成本投资的大大减少，未来的4G通信费用也要比2009年通信费用低。4G通信技术是继第三代以后的又一次无线通信技术演进，其开发更加具有明确的目标性：提高移动装置无线访问互联网的速度--据3G市场分三个阶段走的的发展计划，3G的多媒体服务在10年后进入第三个发展阶段，此时覆盖全球的3G网络已经基本建成，全球25%以上人口使用第三代移动通信系统。在发达国家，3G服务的普及率更超过60%,那么这时就需要有更新一代的系统来进一步提升服务质量。为了充分利用4G通信给人们带来的先进服务，人们还必须借助各种各样的4G终端才能实现，而不少通信营运商正是看到了未来通信的巨大市场潜力，他们已经开始把眼光瞄准到生产4G通信终端产品上，例如生产具有高速分组通信功能的小型终端、生产对应配备摄像机的可视电话以及电影电视的影像发送服务的终端，或者是生产与计算机相匹配的卡式数据通信专用终端。有了这些通信终端后，人们手机用户就可以随心所欲的漫游了，随时随地的享受高质量的通信了。5.3发展4G通信具有下面的特征：通信速度更快由于人们研究4G通信的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问Internet的速率，因此4G通信给人印象最深刻的特征莫过于它具有更快的无线通信速度。从移动通信系统数据传输速率作比较，第一代模拟式仅提供语音服务；第二代数位式移动通信系统传输速率也只有9.6Kbps，最高可达32Kbps，如PHS；而第三代移动通信系统数据传输速率可达到2Mbps；专家则预估，第四代移动通信系统可以达到10Mbps至20Mbps，甚至最高可以达到每秒高达100Mbps速度传输无线信息，这种速度将相当于目前手机的传输速度的1万倍左右。网络频谱更宽要想使4G通信达到100Mbps的传输，通信营运商必须在3G通信网络的基础上，进行大幅度的改造和研究，以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的蜂窝系统的带宽高出许多。据研究4G通信的AT&T的执行官们说，估计每个4G信道将占有100MHz的频谱，相当于W-CDMA3G网路的20倍。通信更加灵活从严格意义上说，4G手机的功能，已不能简单划归“电话机”的范畴，毕竟语音资料的传输只是4G移动电话的功能之一而已，因此未来4G手机更应该算得上是一只小型电脑了，而且4G手机从外观和式样上，将有更惊人的突破，我们可以想象的是，眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋，以方便和个性为前提，任何一件你能看到的物品都有可能成为4G终端，只是目前我们还不知应该怎么称呼它。未来的4G通信将使我们不仅可以随时随地通信，更可以双向下载传递资料、图画、影像，当然更可以和从未谋面的陌生人网上联线对打游戏。也许你将有被网上定位系统永远锁定无处遁形的苦恼，但是与它据此提供的地图带来的便利和安全相比，这简直可以忽略不计。4•智能性能更高第四代移动通信的智能性更高，不仅表现在4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化，例如对菜单和滚动操作的依赖程度将大大降低，更重要的4