移動通信技術

1、移動通信技術1G通信技術：是指最初的模擬、僅限語音的蜂窩電話標準，制定于上世紀80年代。Nordic移動電 話（NMT）就是這樣一種標準，應用于Nordic國家、東歐以及俄羅斯。其它還包括美國的 高級移動電話系統(tǒng)（AMPS），英國的總訪問通信系統(tǒng)（TACS）以及日本的JTAGS，西德的 C-Netz，法國的Radiocom 2000和意大利的RTMI。模擬蜂窩服務在許多地方正被逐步淘汰。第一代移動通信技術（1G）是指最初的模擬、僅限語音的蜂窩電話標準，制定于上世 紀80年代。Nordic移動電話（NMT）就是這樣一種標準，應用于Nordic國家、東歐以及 俄羅斯。其它還包括美國的高級移動電話系

2、統(tǒng)（AMPS），英國的總訪問通信系統(tǒng)（TACS） 以及日本的J TAGS，西德的C-Netz，法國的Radiocom 2000和意大利的RTMI。模擬蜂窩 服務在許多地方正被逐步淘汰。下面我們來了解更多第一代移動通信技術的知識。碼分多址移動通信技術（CDMA）被稱之為“第三代移動通信技術”，相對于第一代移 動通信技術（模擬移動通信）和第二代移動通信技術（GSM數(shù)字移動通信技術），技術上 有很大進步。第一代移動通信卞要采用的是模擬技術和頻分多址（FDMA）技術。由于受到傳輸帶寬的 限制，不能進行移動通信的長途漫游，只能是一種區(qū)域性的移動通信系統(tǒng)。第一代移動通 信有多種制式，我國主要采用的是TAC

3、S。第一代移動通信有很多不足之處，如容量有限、 制式太多、互不兼容、保密性差、通話質(zhì)量不高、不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務和不能提供自動漫游與第一代模擬蜂窩移動通信相比，第二代移動通信系統(tǒng)采用了數(shù)字化，具有保密性強， 頻譜利用率高，能提供豐富的業(yè)務，標準化程度高等特點，使得移動通信得到了空前的發(fā)展, 從過去的補充地位躍居通信的主導地位.我國目前應用的第二代蜂窩系統(tǒng)為歐洲的GSM系 統(tǒng)以及北美的窄帶CDMA系統(tǒng).第三代移動通信系統(tǒng)（IMT-2000），在第二代移動通信技術基礎上進一步演進的以寬 帶CDMA技術為主,并能同時提供話音和數(shù)據(jù)業(yè)務的移動通信系統(tǒng)。TD-SCDMA技術方案是 我國首次向國際電聯(lián)提出的中

4、國建議，是一種基于CDMA，結合智能天線、軟件無線電、高 質(zhì)量語音壓縮編碼等先進技術的優(yōu)秀方案。第一代移動通信技術有很多不足之處，如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、 通話質(zhì)量不高、不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務和不能提供自動漫游等。歡迎補充更多有關第一代移動 通信技術相關知識。FDMA是數(shù)據(jù)通信中的一種技術，即不同的用戶分配在時隙相同而頻率不同的信道上。 按照這種技術，把在頻分多路傳輸系統(tǒng)中集中控制的頻段根據(jù)要求分配給用戶。同固定分 配系統(tǒng)相比，頻分多址使通道容量可根據(jù)要求動態(tài)地進行交換。在FDMA系統(tǒng)中，分配給用戶一個信道，即一對頻譜，一個頻譜用作前向信道即基站 向移動臺方向的信道，另一個則用作反

5、向信道即移動臺向基站方向的信道。這種通信系統(tǒng) 的基站必須同時發(fā)射和接收多個不同頻率的信號，任意兩個移動用戶之間進行通信都必須 經(jīng)過基站的中轉，因而必須同時占用2個信道（2對頻譜）才能實現(xiàn)雙工通信。以往的模擬通信系統(tǒng)一律采用FDMA。頻分多址（FDMA）是采用調(diào)頻的多址技術。業(yè)務信 道在不同的頻段分配給不同的用戶。如TACS系統(tǒng)、AMPS系統(tǒng)等。頻分多址是把通信系統(tǒng) 的總頻段劃分成若干個等間隔的頻道（也稱信道）分配給不同的用戶使用。這些頻道互不交 疊，其寬度應能傳輸一路數(shù)字話音信息，而在相鄰頻道之間無明顯的串擾。FDMA （1G-第1代移動通信技術）3G：全球有四大3G移動通信救贖，主流的有三個

6、，分別是CDMA2000，WCDMA以及TD- SCDMA。我國三大運營商中國移動、中國電信、中國聯(lián)通采用的3G移動通信技術分別是TD-SCDMA、 CDMA2000、WCDMA。其中TD-SCDMA是我國具有自主知識產(chǎn)權的3G移動通信技術。什么是3G移動通信技術？3G：第三代移動通信技術（英語：3rd-generation），是指 支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術。3G服務能夠同時傳送聲音（通話）及數(shù)據(jù)信息（電 子郵件、即時通信等）。代表特征是提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務。1995年問世的第一代模擬制式手 機（1G）只能進行語音通話；1996到1997年出現(xiàn)的第二代GSM、CDMA等數(shù)字制式手機 （2

7、G）便增加了接收數(shù)據(jù)的功能，如接收電子郵件或網(wǎng)頁；其實，3G并不是2021年誕生 的，早在2021年國外就已經(jīng)產(chǎn)生36了，而中國也于2021年成功開發(fā)出中國3G，下行速 度峰值理論可達3.6Mbit/s （一說2.8Mbit/s），上行速度峰值也可達384kbit/s。不可能 像網(wǎng)上說的每秒2G，當然，下一部電影也不可能瞬間完成。3G移動通信技術與2G的區(qū)別。3G與2G的主要區(qū)別是在傳輸聲音和數(shù)據(jù)的速度上的 提升，它能夠在全球范圍內(nèi)更好地實現(xiàn)無線漫游，并處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體 形式，提供包括網(wǎng)頁瀏覽、電話會議、電子商務等多種信息服務，同時也要考慮與已有第 二代系統(tǒng)的良好兼容性。為了提

8、供這種服務，無線網(wǎng)絡必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度， 也就是說在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps（兆比特/每秒）、 384kbps（千比特/每秒）以及144kbps的傳輸速度（此數(shù)值根據(jù)網(wǎng)絡環(huán)境會發(fā)生變化）。3G 是第三代通信網(wǎng)絡，目前國內(nèi)不支持除GSM和CDMA以外的網(wǎng)絡，GSM設備采用的是頻分多 址，而CDMA使用碼分擴頻技術，先進功率和話音激活至少可提供大于3倍GSM網(wǎng)絡容量， 業(yè)界將CDMA技術作為3G的主流技術，國際電聯(lián)確定三個無線接口標準，分別是CDMA2000， WCDMA，TD-SCDMA，也就是說國內(nèi)CDMA可以平滑過渡到3G網(wǎng)絡，3G主要特征是可提供移 動

9、寬帶多媒體業(yè)務。三種 3G 移動通信技術。TD-SCDMA英文全稱為 Time Division-Synchronous CodeDivision Multiple Access，即時分的同步碼分多址技術（也可簡稱TD，以后出現(xiàn)的TD 除非特別說明，均表此意），是中國電信行業(yè)百年來第一個完整的移動通信技術標準，是 可替代UTRA-FDD的方案，得到了中國通信標準化協(xié)會（CWTS）及3GPP國際組織的全面 支持，是ITU正式發(fā)布的第三代移動通信空間接口技術規(guī)范之一。W-CDMA也稱為WCDMA， 全稱為Wideband CDMA，也稱為CDMA Direct Spread，意為寬頻分碼多重存取，

10、這是基于 GSM網(wǎng)發(fā)展出來的3G技術規(guī)范，是歐洲提出的寬帶CDMA技術，它與日本提出的寬帶CDMA 技術基本相同，目前正在進一步融合。CDMA2000是由窄帶CDMA（CDMA IS95）技術發(fā)展而來 的寬帶CDMA技術，也稱為CDMA Multi-Carrier，它是由美國高通北美公司為主導提出， 摩托羅拉、Lucent和后來加入的韓國三星都有參與，韓國現(xiàn)在成為該標準的主導者。這套 系統(tǒng)是從窄頻CDMAOne數(shù)字標準衍生出來的，可以從原有的CDMAOne結構直接升級到3G， 建設成本低廉。但目前使用CDMA的地區(qū)只有日、韓和北美，所以CDMA2000的支持者不如 W-CDMA 多。單純說3G

11、移動通信技術可能很多人不能理解什么是高速數(shù)據(jù)通信，其實簡單一點地 說就是能夠?qū)崿F(xiàn)高速無線上網(wǎng)、視頻通話等等業(yè)務。在我國3G移動通信技術還在應用初 期，中國的3G之路才剛剛開始，目前國內(nèi)三大運營商正在為3G的普及而做出努力，相信 在不久的將來無線互聯(lián)網(wǎng)流媒體業(yè)務將成為網(wǎng)絡生活的主導。（4G： 緊接著3G之后的4G移動通信技術，其技術發(fā)展已成為繼3G、3.5G通訊技術 之后各廠商的研究重點。盡管目前4G移動通信技術尚未成形，然其雛形已大致具備。本 文將針對4G通信技術的技術需求、架構與特性等議題進行探討，并探究4G通信的關鍵技 術。歷經(jīng)了前兩代移動通信的發(fā)展，目前移動通信技術已經(jīng)堂堂進入3G世代，

12、而3.5代 通信技術也如火如荼發(fā)展。過去第一代移動通信技術是褐媚D餳際醯撓鏌tqq動通信， 到了 2G移動通信則是褐檬字無線傳輸技術的語音通信。目前3G移動通信系統(tǒng)已經(jīng)進 入實際應用階段，因此緊接著3G之后的4G移動通信技術，其技術發(fā)展已成為繼3G、3.5G 通信技術之后各廠商的研究重點。盡管目前46移動通信技術尚未成形，然其雛形已大致 具備。本文將針對4G通信技術的技術需求、架構與特性等議題進行探討，并探究4G通信 的關鍵技術。4G通信技術崛起今日，3G通訊的技術標準與規(guī)范已進入商業(yè)用途。然而到目前為主，在應用上也發(fā)現(xiàn) 3G通信的許多缺點，例如缺乏全球統(tǒng)一的標準3G所褐玫撓鏌艚換患芄谷猿邢了

13、 2G 的電路交換模式 (Circuit Switch Mode)，而非褐么IP方式，也因此容易受到多 用戶的干擾，導致傳輸速率無法大幅提高。面對這些應用上的缺點，理想中的4G通訊技 術應該具備以下的特色：更大傳輸頻寬對大范圍高速移動的使用者(最高250km/h)頻寬需求為2Mbps，中速移動的使用者 (60km/h)頻寬需求為20Mbps，低速移動或室內(nèi)靜止的使用者頻寬需求為100Mbps；更高儲存容量由于傳輸頻寬增大，因此資料儲存容量至少需求為3G系統(tǒng)的10倍以上；更高相容性4G通信技術必須具備向下相容、開放介面、全球漫游、與網(wǎng)路互聯(lián)、多元終端應用等， 并能從3G通信技術平穩(wěn)過渡至4G；不

14、同系統(tǒng)的無縫連接行動使用者在移動中，特別是高速移動，也都能順利使用通信系統(tǒng)，并在不同系統(tǒng)間 進行無縫轉換(Seamless Transitions)，傳送高速多媒體資料等；高度智慧化網(wǎng)路系統(tǒng)4G網(wǎng)路必須是高度智慧、能隨狀況自行調(diào)整的網(wǎng)路系統(tǒng)，它須具備良好的彈性以滿足 不同環(huán)境與不同用戶的通信需求；整合性的便利服務4G系統(tǒng)將個人通信、資訊傳輸、廣播服務與多媒體娛樂等各項應用整合，提供更為廣 泛、便利、安全與個性化的服務。綜上所述，4G移動通信其技術的根本目的說穿了，主要是能夠在各終端產(chǎn)品間發(fā)送、 接收來自另一端的信號，并在多個不同的網(wǎng)路系統(tǒng)、平臺與無線通訊介面之間找到最快速 與最有效率的通信路徑

15、，以進行最即時的傳輸、接收與定位等動作。而當在通信過程進行中，4G通訊還必須保持良好的無縫連接能力，透過不同網(wǎng)路確保 資料傳輸過程不中斷，并維持高品質(zhì)與高頻寬4G通訊的多層式蜂巢結構，可透過不同無 線介面接收網(wǎng)路營運商與內(nèi)容供應商所提供的內(nèi)容服務。接下來將介紹4G通信的幾項關 鍵技術。4G通信關鍵技術OFDM正交頻率多重分割技術OFDM （Orthogonal Frequency Division Multiplexing；正交頻率多重分割）技術的 應用已有近40年歷史，第一個OFDM技術的實際應用是軍事用途的無線高頻通信鏈路。但 這種多載波傳輸技術在雙向無線資料方面的應用卻是近十年來的新趨勢。經(jīng)過多年的發(fā)展 之后，該技術已廣泛應用于廣播式音頻和視頻等領域。OFDM主要應用還包括：ADSL、DAB 與DVB等。OFDM通常與通道編碼（channel code；用以更正錯誤的技術）同時使用。盡管其技術 復