移動(dòng)通信發(fā)展歷程及重要技術(shù)

移動(dòng)通信發(fā)展歷程及重要技術(shù)第一頁(yè)，共二十五頁(yè)。內(nèi)容提要移動(dòng)通信的發(fā)展歷程移動(dòng)通信的重要技術(shù)移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)第二頁(yè)，共二十五頁(yè)。移動(dòng)通信的發(fā)展歷程移動(dòng)通信的發(fā)展歷史可以追溯到19世紀(jì)。1864年，Maxwell從理論上證明了電磁波的存在,這一理論于1876年被赫茲用電磁波輻射的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，使人們認(rèn)識(shí)到電磁波和電磁能量是可以控制發(fā)射的。接著1900年馬可尼和波波夫等人利用電磁波作了遠(yuǎn)距離通信的實(shí)驗(yàn)獲得了成功，從此通信進(jìn)入了無(wú)線(xiàn)電通信的新時(shí)代。第三頁(yè)，共二十五頁(yè)。移動(dòng)通信的發(fā)展歷程AMPSTACSNMTS其它第一代80年代模擬模擬技術(shù)GSMCDMAIS-95TDMAIS-136JDC第二代90年代數(shù)字需求驅(qū)動(dòng)數(shù)字技術(shù)語(yǔ)音業(yè)務(wù)第三代IMT-2000WCDMAcdma2000需求驅(qū)動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)TD-SCDMAFDMA語(yǔ)音TDMA和CDMA話(huà)言和低速數(shù)據(jù)CDMA寬帶多媒體第四頁(yè)，共二十五頁(yè)。移動(dòng)通信的發(fā)展歷程1G——第一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)（1971）

美國(guó)的先進(jìn)移動(dòng)電話(huà)服務(wù)(AMPS)，英國(guó)的全接入通信系統(tǒng)(TACS)、日本的電報(bào)和電話(huà)系統(tǒng)(NAMTS)、北歐移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)(NMTS)和原聯(lián)邦德國(guó)的NETZ—C等，其中AMPS與TACS非常接近。這些系統(tǒng)均采用了頻分多址(FDMA)接入技術(shù)，在移動(dòng)通信信道中傳輸調(diào)制模擬電話(huà)信號(hào)，所以它們具有很多相似的特征，但是并沒(méi)有發(fā)展出一個(gè)全球的共同標(biāo)準(zhǔn)。各個(gè)國(guó)家和地區(qū)都選擇了與其國(guó)情相適應(yīng)的系統(tǒng)進(jìn)行研究和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)配置，包括各個(gè)國(guó)家采用不同的通信頻段。缺點(diǎn)： 1.只有語(yǔ)音業(yè)務(wù)； 2.頻譜復(fù)用率低； 3.標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，不能漫游(工作頻段不同)； 4.安全保密性差； 5.系統(tǒng)設(shè)備價(jià)格高，笨重(“大哥大”)。第五頁(yè)，共二十五頁(yè)。移動(dòng)通信的發(fā)展歷程2G——第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)（1982）

1982年，歐洲郵電管理委員會(huì)(CEPT)成立了移動(dòng)通信特別小組(GSM)，開(kāi)發(fā)數(shù)字蜂窩式移動(dòng)通信技術(shù)，即全球通移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)。1987年，GSM就泛歐數(shù)字蜂窩系統(tǒng)的GSM協(xié)議達(dá)成一致意見(jiàn)。1991年，GSM數(shù)字蜂窩式移動(dòng)通信系統(tǒng)在歐洲問(wèn)世，緊接著以TDMA標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的其他第二代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)如D-AMPS、JDC等也相繼投入使用。同時(shí)以IS-95技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的CDMA商用系統(tǒng)已分別在香港、韓國(guó)等地區(qū)和國(guó)家投入使用，取得了良好的用戶(hù)反映。第六頁(yè)，共二十五頁(yè)。移動(dòng)通信的發(fā)展歷程

2.5G主要解決數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)傳輸速率低和直接上因特網(wǎng)的問(wèn)題。GSM增加了分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)GPRS和EDGE技術(shù)，速率從9.6kbit/s提高到120kbit/s；CDMA發(fā)展成CDMA1X，速率從9.6kbit/s提高到150kbit/s左右。2GTDMACDMA（美國(guó)）GSM（歐洲）D-AMPS（美國(guó)）JDC（日本）第七頁(yè)，共二十五頁(yè)。移動(dòng)通信的發(fā)展歷程

3G——第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（1985）全球多媒體移動(dòng)通信的夢(mèng)想 人類(lèi)對(duì)21世紀(jì)移動(dòng)通信發(fā)展的理想，即實(shí)現(xiàn)任何人(Whoever)在任何時(shí)間(Whenever)、任何地點(diǎn)(Wherever)，能夠向任何其他人(Whomever)傳送任何信息(Whatever)。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)人有一個(gè)個(gè)人識(shí)別號(hào)碼(PIN)，跨越多個(gè)網(wǎng)絡(luò)建立自己所需業(yè)務(wù)的通信連接，把“服務(wù)到終端”推向“服務(wù)到個(gè)人”，在任何位置、網(wǎng)絡(luò)和終端上均能發(fā)起和接受呼叫。 為了解決正在運(yùn)行的第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)所面臨的問(wèn)題，并且滿(mǎn)足人們不斷增長(zhǎng)的對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸能力和更好的頻譜利用率的迫切要求，國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)早在1985年提出3G，稱(chēng)為未來(lái)公眾陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)(FPLMTS)，1996年ITU將FPLMTS正式更名為IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)(InternationalMobileTelecommunication2000)，統(tǒng)稱(chēng)為3G系統(tǒng)，即國(guó)際移動(dòng)通信系統(tǒng)。 中國(guó)提出的TD-SCDMA技術(shù)已正式寫(xiě)入第三代無(wú)線(xiàn)接口規(guī)范建議的ITM-2000CDMATDD部分中，這標(biāo)志著我國(guó)提出的移動(dòng)通信技術(shù)建議在百年電信史上第一次成為國(guó)際電信聯(lián)盟的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。第八頁(yè)，共二十五頁(yè)。移動(dòng)通信的發(fā)展歷程目的措施為取代第一代和第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)名稱(chēng)含義ITU提出了FPLMTS（未來(lái)公共陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)）,全球具有統(tǒng)一的頻段和全球的無(wú)縫漫游該系統(tǒng)主頻段位于2GHZ附近，命名為IMT-2000，即第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)第九頁(yè)，共二十五頁(yè)。移動(dòng)通信的發(fā)展歷程IMT-2000無(wú)線(xiàn)接口標(biāo)準(zhǔn)

3G技術(shù)方案已基本上統(tǒng)一到CDMA技術(shù)上。通過(guò)融合，目前形成三種主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。GSMWCDMA引入GPRSCDMACdma2000TD-SCDMAGSMCDMA1X第十頁(yè)，共二十五頁(yè)。移動(dòng)通信的發(fā)展歷程以歐洲為主的3GPP發(fā)展WCDMA、CDMA、TDD和EDGE以美國(guó)為主的3GPP2發(fā)展cdma2000的技術(shù)規(guī)范3GPP23GPP

WCDMA核心網(wǎng)絡(luò)：基于MAP和GPRS無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)：WCDMA－FDD/TDD

cdma2000核心網(wǎng)絡(luò)：基于ANSI41和MIP無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)：cdma2000EDGETD-SCDMA第十一頁(yè)，共二十五頁(yè)。移動(dòng)通信的發(fā)展歷程 3G傳輸聲音和數(shù)據(jù)的速度提升，能夠在全球范圍內(nèi)更好地實(shí)現(xiàn)無(wú)縫漫游，并處理圖像、音樂(lè)、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話(huà)會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)，同時(shí)也要考慮與已有第二代系統(tǒng)的良好兼容性。 為了提供這種服務(wù)，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說(shuō)靜止用戶(hù)可達(dá)2Mbps，慢速移動(dòng)用戶(hù)（如步行）達(dá)到384kbps，高速移動(dòng)用戶(hù)（如汽車(chē)）達(dá)到144kbps的傳輸速度（此數(shù)值根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境會(huì)發(fā)生變化）。第十二頁(yè)，共二十五頁(yè)。移動(dòng)通信的重要技術(shù)1971年12月，Bell公司向美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)提交了蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的建議。目的是解決常規(guī)移動(dòng)通信系統(tǒng)頻譜匱乏、容量小、服務(wù)質(zhì)量差及頻譜利用率低等問(wèn)題。蜂窩組網(wǎng)理論為移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展和新一代多功能設(shè)備的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)。蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)的概念： 將一個(gè)移動(dòng)通信服務(wù)區(qū)分割為許多以正六邊形為基本幾何圖形的小區(qū)域，在每個(gè)蜂窩中建設(shè)一個(gè)基站，由該基站負(fù)責(zé)為蜂窩中的移動(dòng)臺(tái)提供無(wú)線(xiàn)通信服務(wù)。第十三頁(yè)，共二十五頁(yè)。移動(dòng)通信的重要技術(shù)蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)的特征：1.低功率發(fā)射，覆蓋范圍小2.頻率復(fù)用3.蜂窩的再分裂再組合4.越區(qū)切換和中心控制蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)的組成：1.移動(dòng)臺(tái)2.基站子系統(tǒng)3.網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)第十四頁(yè)，共二十五頁(yè)。移動(dòng)通信的重要技術(shù)3G關(guān)鍵技術(shù)1.雙工技術(shù)2.多址技術(shù)3.信源編碼技術(shù)采用速率可變信源編碼,進(jìn)一步提高編碼效率4.信道編碼-可靠性采用高性能的信道編碼和二次交織，提高系統(tǒng)性能5.RAKE接收機(jī)6.智能天線(xiàn)7.SDR技術(shù)軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)第十五頁(yè)，共二十五頁(yè)。移動(dòng)通信的重要技術(shù)1.雙工技術(shù)FDD:上下行頻率配對(duì)

WCDMA的基本帶寬為5MHz×2，如果運(yùn)營(yíng)者建設(shè)多層網(wǎng)，即用宏蜂窩完成大面積覆蓋，用微蜂窩覆蓋熱點(diǎn)地區(qū)，用微微蜂窩提供高速接入，則至少需要3個(gè)頻點(diǎn)，即15MHz×2的頻率。TDD：上下行頻率相同

TD-SCDMA的單載波帶寬為1.6MHz，而且不需要對(duì)稱(chēng)頻段，在考慮三級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時(shí)，分配5MHz就可組建一個(gè)基本的全國(guó)網(wǎng)。 在TDD的工作模式中，上下行數(shù)據(jù)的傳輸通過(guò)控制上、下行的發(fā)送時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)決定，這尤其適合今后的移動(dòng)因特網(wǎng)、多媒體視頻點(diǎn)播等非對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)的高效傳輸。第十六頁(yè)，共二十五頁(yè)。移動(dòng)通信的重要技術(shù)2.多址技術(shù)3G技術(shù)方案已基本上統(tǒng)一到CDMA（碼分多址）技術(shù)上。在CDMA系統(tǒng)中,移動(dòng)臺(tái)與基站之間采用碼分多址方式進(jìn)行連接,這種多址方式完全區(qū)別于傳統(tǒng)的信號(hào)調(diào)制方式,信號(hào)在頻率,時(shí)間和空間上互相重疊；采用碼分多址接入技術(shù)和擴(kuò)頻技術(shù)，加上豐富的碼字資源，使得3G系統(tǒng)具有極高的頻率利用率，而且同一頻率還可以在相鄰小區(qū)中復(fù)用，這使頻率規(guī)劃簡(jiǎn)單，容量大。在相同的頻段內(nèi)提供的系統(tǒng)容量比模擬TDMA系統(tǒng)大10～20倍，比TDMA數(shù)字系統(tǒng)大4～6倍。3G用碼字區(qū)分信道，碼字長(zhǎng)度不同，信道提供的速率就不同，所需要的功率也不同，這為3G系統(tǒng)有效支持多種業(yè)務(wù)、提供不同等級(jí)的服務(wù)質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。第十七頁(yè)，共二十五頁(yè)。移動(dòng)通信的重要技術(shù)窄帶系統(tǒng)大衰落發(fā)射信號(hào)接收到的衰落信號(hào)頻率頻率強(qiáng)度強(qiáng)度大衰落發(fā)射信號(hào)接收到的衰落信號(hào)頻率頻率強(qiáng)度強(qiáng)度寬帶系統(tǒng)最大優(yōu)點(diǎn)：抗衰落性能強(qiáng)WCDMA第十八頁(yè)，共二十五頁(yè)。移動(dòng)通信的重要技術(shù)5.RAKE接收機(jī)專(zhuān)為CDMA系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分集相干擴(kuò)頻接收器可對(duì)多個(gè)攜有相同信息且衰落特性相互獨(dú)立的單徑信號(hào)進(jìn)行相位校正并進(jìn)行最大比合并處理，從而達(dá)到克服多徑衰落，提高接收信號(hào)與干擾比的目的。實(shí)際的CDMA系統(tǒng)中的信道估計(jì)是根據(jù)發(fā)射信號(hào)中攜帶的導(dǎo)頻符號(hào)完成的。通過(guò)接收帶有確知信息的導(dǎo)頻信號(hào)，可以對(duì)多徑信號(hào)的幅度和相位信息進(jìn)行估計(jì)，從而使得多徑分集和相干接收成為可能。第十九頁(yè)，共二十五頁(yè)。移動(dòng)通信的重要技術(shù)接收機(jī)單徑接收電路單徑接收電路單徑接收電路搜索器計(jì)算信號(hào)強(qiáng)度與時(shí)延合并合并后的信號(hào)tts(t)s(t)RAKE接收機(jī)第二十頁(yè)，共二十五頁(yè)。移動(dòng)通信的重要技術(shù)

6.智能天線(xiàn)采用空分多址（SDMA）技術(shù)，利用信號(hào)在傳輸方向上的差別，將同頻率或同時(shí)隙、同碼道的信號(hào)區(qū)分開(kāi)來(lái)，最大限度地利用有限的信道資源。全向小區(qū)三扇區(qū)小區(qū)智能天線(xiàn)小區(qū)智能天線(xiàn)利用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，采用了先進(jìn)的波束轉(zhuǎn)換技術(shù)和自適應(yīng)空間數(shù)字處理技術(shù)產(chǎn)生空間定向波束，使天線(xiàn)主波束對(duì)準(zhǔn)用戶(hù)信號(hào)到達(dá)方向，旁瓣或零陷對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)到達(dá)方向，達(dá)到充分高效利用移動(dòng)用戶(hù)信號(hào)并刪除或抑制干擾信號(hào)的目的第二十一頁(yè)，共二十五頁(yè)。移動(dòng)通信的重要技術(shù)數(shù)據(jù)編碼交織擴(kuò)頻調(diào)制射頻發(fā)送射頻接收解調(diào)解擴(kuò)解碼解交織數(shù)據(jù)加擾解擾交織技術(shù)——WCDMA數(shù)據(jù)簡(jiǎn)要發(fā)送過(guò)程第二十二頁(yè)，共二十五頁(yè)。移動(dòng)通信的重要技術(shù)床前明月光春眠不覺(jué)曉白發(fā)三千丈紅豆生南國(guó)床床前前明明月月光光春春眠眠不不覺(jué)覺(jué)曉曉白白發(fā)發(fā)三三千千丈丈紅紅豆豆生生南南國(guó)國(guó)床春白紅床春白紅前眠發(fā)豆前眠發(fā)豆明不三生明不三生月覺(jué)千南月覺(jué)千南光曉丈國(guó)光曉丈國(guó)床春白紅？？？？？？？？前眠發(fā)豆明不三生明不三生月覺(jué)千南月覺(jué)千南光曉丈國(guó)光曉丈國(guó)床？？前明明月月光光春？？眠不不覺(jué)覺(jué)曉曉白？？發(fā)三三千千丈丈紅？？豆生生南南國(guó)國(guó)編碼交織去交織解碼突發(fā)錯(cuò)誤交織技術(shù)（舉例）：第二十三頁(yè)，共二十五頁(yè)。移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)4G特征：

寬帶化（2Mb/s到150Mb/s）、綜合化（以數(shù)據(jù)為重心、分組為基本的IP網(wǎng)，統(tǒng)一傳輸話(huà)音、圖像和多媒體通信，與固定通信網(wǎng)相似）、個(gè)人化（移動(dòng)IP，信息個(gè)人化）等。第二十四頁(yè)，共二十五頁(yè)。內(nèi)容總結(jié)移動(dòng)通信發(fā)展歷程及重要技術(shù)。1G——第一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)（1971）。2G——第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)（1982）。1987年，