1 1.2蜂窝移动通信的发展 AMPS TACS NMT 其它 第一代（1G) 上世纪 80年代 模拟 模拟技术 (l) GSM CDMA IS95 TDMA IS-136 PDC 第二代（2G) 上世纪 90年代 数字 数字技术 话音业务 第三代（3G) 本世纪初期 IMT-2000 UMTS WCDMA cdma 2000 TD- SCDMA 宽带业务 PDC:太平洋数字蜂窝 UMTS：通用移动电信系统 2 3G 1G 2G 2.5G l话音通信 l主要系统：AMPS、TACS、NMT、J-TACS、其它 n 1G模拟蜂窝（FDMA） l话音通信、低速数据通信：9.6 kbps l主要系统：GSM、IS-95 CDMA、TDMA IS-136、PDC n 2G数字蜂窝（TDMA、CDMA） l话音通信、数据通信：115kbps / 144kbps / 153 kbps l主要系统：GPRS、cdma2000 1X n 2.5G数据通信（TDMA、CDMA） l话音通信、数据通信、移动多媒体 ：2Mbps l主要系统：WCDMA、cdma 2000 EV、TD-SCDMA n 3G宽带多媒体数据通信（CDMA-DS/MC/TDD、TDMA ） 1.2蜂窝移动通信的发展 3 第一代模拟蜂窝移动通信系统-1G 贝尔实验室在20世纪70年代提出了蜂窝网的概念。蜂窝 网即小区制，实现了频率复用，语音信号为模拟调制，每隔 30kHz/25kHz为一个模拟用户信道。 其主要弊端包括：频谱利用率低、业务种类有限、无高速 数据业务、保密性差（易被窃听和盗号）、设备成本高、 体积大、重量大等。 1.2蜂窝移动通信的发展 4 第二代数字蜂窝移动通信系统-2G GSM（全球移动通信系统）发源于欧洲，它是作为全球数字 蜂窝通信的TDMA标准而设计的，支持64kbit/s的数据速率，可 与ISDN互联。 GSM使用900MHz频带，使用1800MHz频带的称为DCS1800。 GSM采用FDD双工方式和TDMA多址方式，每载频支持8个信道， 信号带宽200kHz。 典型代表是欧洲的GSM系统和北美的IS-95。IS-95是北美 的一种数字蜂窝标准，使用800MHz或1900MHz频带，指定使用 CDMA多址方式。 由于第二代移动通信以传输语音和低速数据业务为目的，从1996年 开始，为了解决中速数据传输问题，又出现了2.5代的移动通信系统。 1.2蜂窝移动通信的发展 5 第2.5代数字蜂窝移动通信系统-2.5G 2.5G移动通信技术是从2G迈向3G的衔接性技术，由于3G是个 相当浩大的工程，所牵扯的层面多且复杂，要从目前的2G迈向3G 不可能一下就衔接得上，因此出现了介于2G和3G之间的2.5G。 HSCSD、WAP、EDGE、蓝牙（Bluetooth）、EPOC等技术 都是2.5G技术。 具体而言，2.5G都有哪些系统呢？ GPRS-General Packet Radio Service,通用无线分组业务 CDMA1X技术允许用户通过手机快速下载铃声和图片，实现屏幕保护动画 ，并能使用手机进行动态游戏、多媒体聊天、卡拉OK，享受电子书籍、股 票信息、移动银行、电子交易等各种信息服务。CDMA1X手机上网的传输速 率可达每秒钟144Kb。 CDMA 1X是指cdma2000的第一阶段（速率高于IS-95，低于2Mbps） 1.2蜂窝移动通信的发展 6 第三代移动通信系统-3G 第三代移动通信系统最早由国际电信联盟(ITU)于1985年提出， 当时称为未来公众陆地移动通信系统( Future Public Land Mobile Telecommunications System，FPLMTS)，1996年更名为IMT-2000 （International Mobile Telecommunications-2000，国际移动通信-2000）。 主要体制有WCDMA、CDMA2000和UWC-136。 1999年11月5日，国际电信联盟ITU-R TG8/1第18次会议通过了 “IMT-2000无线接口技术规范”建议，其中我国提出的TD-SCDMA技术 写在了第三代无线接口规范建议的IMT-2000 CDMA TDD部分中。 n中国联通-WCDMA 宽带码分多址 n中国移动-TD-SCDMA 时分同步码分多址 n中国电信-CDMA2000 码分多址2000 1.2蜂窝移动通信的发展 7 1982年，GSM小组成立，主要目标定位于实现欧洲各国移动通信系统的互联互通 1986年，在巴黎，对提出的八个建议系统进行现场试验 1987年，确定采用频分双工窄带时分多址（FDDTDMA）、规则脉冲激励长期 预测话音编码（RPE-LTP）和高斯滤波最小频移键控（GMSK）调制 1988年，十八个欧洲国家达成GSM谅解备忘录(MoU) 1989年，GSM标准生效 PHASE I，主要定义了900M频段的技术标准 PHASE II 标准，除了对PHASE I 标准进行必要的修正和业务补充外，主要 增加了1800M频段的技术标准 PHASE II 标准，主要增加了GPRS部分的内容 1991年，GSM系统在欧洲正式开通运行，移动通信跨入第二代 1994年，GSM进入我国 GSM发展简史 8 GSM发展简史 1993年我国首先在浙江嘉兴建立了GSM实验网 据国内三大运营商披露的最新数字，截止2012年1月份，中国的手机用户数已 达9.8758亿，即将逼近10亿大关。 中国移动的移动用户数为6.5544亿，其中包括5394万3G用户。 中国联通的移动用户数为2.0289亿，其中3G用户数为4307万。 中国电信的移动用户数为1.2925亿，其中3G用户为3870万。 GSM复用方式频分双工方式和窄带时分多址方式。 GSM每载频支持8个信道，信号带宽为200KHZ 。 在我国 9 Wideband（宽带）CDMA 也称为CDMA Direct Spread宽频分码多重存取 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。W-CDMA的 支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商，这套系统能够架设在现有的GSM网络上， 对于系统提供商而言可以较轻易地过渡。预计在GSM系统相当普及的亚洲，对这套新技 术的接受度会相当高。因此W-CDMA具有先天的市场优势。 WCDMA GSM(2G)GPRS EDGE WCDMA(3G) 中国联通无线上网卡平均速度达到了140KB/秒左右 3G发展简史 增强型数据速率 GSM演进技术 10 CDMA2000是由窄带CDMA技术发展而来的宽带CDMA技术 也称为CDMA Multi-Carrier（码分多址的多载波技术） 它是由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉和后来加入的韩国三星都有参与，韩国现在成为该 标准的主导者。 这套系统是从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的，可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G，建设成本低廉 。但目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美，所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。不过CDMA2000的 研发技术却是目前各标准中进度最快的，许多3G手机已经率先面世。 CDMA2000 CDMA IS-95(2G) CDMA20001x CDMA20003x(3G) 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。 HTTP下载的峰值可达到145KB/s，基本全部保持在85KB/s以上 3G发展简史 11 Time Division - Synchronous CDMA(时分同步CDMA) 该标准是由中国大陆独自制定的3G标准 1999年6月，中国原邮电部电信科学技术研究院（大唐电信）向ITU（国际电信联盟）提出，但技 术发明始于西门子公司，TD-SCDMA具有辐射低的特点，被誉为绿色3G。 该标准将智能天线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在 频谱利用率、对业务支持具有频率灵活性及成本低等方面的独特优势。 另外，由于中国内地庞大的市场，该标准受到各大主要电信设备厂商的重视，全球一半以上的设备厂商都宣布可 以支持TDSCDMA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。军用通信网也是TD-SCDMA的核心任务。 TD-SCDMA 3G发展简史 12 3G的优越性-和2G相比 具有更宽的带宽 可以提供高速数据传输和宽带多媒体业务 把高速移动接入和基于Internet的服务相结合 实现各种网络之间业务的无缝连接 提高了无线频谱利用效率 为用户提供了更优越的无线通信服务 13 3G的局限性 难以达到较高的通信速率。 难以提供动态范围多速率业务。 难以实现不同频段的不同业务环境间的无缝漫游。 3G仍然是标准不统一的区域性标准。 能够随时、随 地和在任何设 备上开展应用 14 4G的概念 是多功能集成的宽带移动通信系统； 是一种宽带接入的IP系统和分布式的网络； 能提供传输速率达到100Mbit/s和1Gbit/s的室外和室内数 据传输能力。 由分布在不同地点且具 有多个终端的节点机互 连而成的。网中任一点 均至少与两条线路相连 。 1.3 移动通信发展展望 15 序号特征3G4G 1业务特性语音、数据、多媒体融合数据业务和VoIP 2网络结构蜂窝小区混合结构 3频率范围1.62.5GHz28GHz、800MHz 4带宽520MHz100+MHz 5速率384Kbps2Mbps20100+Mbps 6接入方式CDMAMC-CDMA、OFDMA 7交换方式电路交换、分组交换分组交换 8移动性200Km/h200350+Km/h 9IP包含IP全IP 3G与4G对比表 16 4G的直观描述图 数据速率 覆盖面积 移动性 宏小区 高的移动性 微小区 有限的移动性 固定接入 64kbps2Mbps200Mbps 2 2GG 4 4GG3 3GG 17 4G通信特征 1通信速度更快 2网络频谱更宽 3多种业务的完整融合 4智能性能更高 5兼容性能更平滑 6实现更高质量的多媒体通信 7通信费用更加便宜 18 4G移动通信发展 n2008年2月，ITU正式发出通函，征集IMT-Advanced（4G）无线接 入候选技术。 n2009年10月，ITU收到了来自中国、3GPP、IEEE、日本和韩国的 六个候选技术方案： u 国际标准化组织3GPP 向ITU提交了LTE-Advanced； u IEEE向ITU提交了候选技术802.16m； u 日本政府向ITU提交了LTE-Advanced和 802.16m两种IMT-Advanced候选技 术方案； u 韩国标准化组织TTA提交的候选技术提案为802.16m技术； u 中国提交的TD-LTE- Advanced。 n2010年10月将6个4G标准融合为2个，即LTE-Advanced和 WirelessMAN-Advanc-ed(802.16m)。 n2012年1月将LTE-Advanced和WirelessMAN- Advanced 作为4G标 准。 19 亚洲4G 进展综述 n截至今年7月16日，全球已部署194个LTE商用网络，相 比2012年年底相比，增加了48个网络，而LTE用户数也 已超越1亿户。 n日本电信运营商NTT Docomo公司8月2日宣布，其Xi 4G 服务目前已经拥有超过1500万的用户，并声称其可以提 供的最大下行速度为112.5 Mbit/s。该运营商于2010年12 月推出4G业务，在刚刚过去的五个月中，增加了500万个 LTE用户。Docomo称其计划今年10月在东京、大阪和名 古屋的部分地区，推出一个可提供150 Mbit / s下行速度 的服务，其刚