移動(dòng)通信技術(shù)1g-4g發(fā)展史

1、廈門大學(xué)（XMU） 09 級(jí)通信工程（本科） 特別制作 版權(quán)所有 僅供學(xué)習(xí)參考第1章 章 移動(dòng)通信現(xiàn)狀問題與基本解決方法 移動(dòng)通信現(xiàn)狀問題與基本解決方法1.1 移動(dòng)通信移動(dòng)通信 1G—4G 簡(jiǎn)述 簡(jiǎn)述現(xiàn)在，人們普遍認(rèn)為 1897 年是人類移動(dòng)通信的元年。這一年意大利人M.G.馬可尼在相距 18 海里的固定站與拖船之間完成了一項(xiàng)無(wú)線電通信實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了在英吉利海峽行駛的船只之間保持持續(xù)的通信，從而標(biāo)志著移動(dòng)通信的誕

2、生，也由此揭開了世界移動(dòng)通信輝煌發(fā)展的序幕 Error: Reference source not foundError: Reference source not foundError: Reference source not found?，F(xiàn)代意義上的移動(dòng)通信系統(tǒng)起源于 20 世紀(jì) 20 年代，距今已有 90 余年的歷史。本文主要簡(jiǎn)述移動(dòng)通信技術(shù)從 1G 到 4G 的發(fā)展。移動(dòng)通信大發(fā)展的原因，除了用戶需求的迅猛增加這一主要推動(dòng)力外

3、，還有技術(shù)進(jìn)展所提供的條件，如微電子技術(shù)的發(fā)展、移動(dòng)通信小區(qū)制的形成、大規(guī)模集成電路的發(fā)展、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展、通信調(diào)制編碼技術(shù)的發(fā)展等。1.1.1 1.1.1 第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)（1G）20 世紀(jì) 70 年代中期至 80 年代中期是第一代蜂窩網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展階段。第一代蜂窩網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)通信系統(tǒng)（1G）是基于模擬傳輸?shù)模涮攸c(diǎn)是業(yè)務(wù)量小、質(zhì)量差、交全性差、沒有加密和速度低。1G 主要基于蜂窩結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，直接使用模擬語(yǔ)音調(diào)

4、制技術(shù)，傳輸速率約 2.4kbit/sError: Reference source not found。1978 年底，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室成功研制了先進(jìn)移動(dòng)電話系統(tǒng)（Advanced Mobile Phone System, AMPS），建成了蜂窩狀移動(dòng)通信網(wǎng)，這是第一種真正意義上的具有隨時(shí)隨地通信的大容量的蜂窩狀移動(dòng)通信系統(tǒng)。蜂窩狀移動(dòng)通信系統(tǒng)是基于帶寬或干擾受限，它通過小區(qū)分裂，有效地控制干擾，在相隔一定距離的基站，重復(fù)使用相同的頻率

5、，從而實(shí)現(xiàn)頻率復(fù)用，大大提高了頻譜的利用率，有效地提高了系統(tǒng)的容量 Error: Reference source not foundError: Reference source not foundError: Reference source not found。1983 年，AMPS 首次在芝加哥投入商用，1985 年，已經(jīng)擴(kuò)展到 47 個(gè)地區(qū)。其他國(guó)家也相繼開發(fā)出各自的蜂窩狀移動(dòng)通信網(wǎng)。日本于 1979 年推出800MHz 汽車

6、移動(dòng)電話系統(tǒng)（HAMTS），在東京、大阪等地投入商用，成為全球首個(gè)商用蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。前聯(lián)邦德國(guó)于 1984 年完成 C 網(wǎng)，頻段450MHz。英國(guó)在 1985 年開發(fā)出全球接入通信系統(tǒng)（Total Access Communications System, TACS），頻段 900MHz。法國(guó)開發(fā)出 450 系統(tǒng)。加廈門大學(xué)（XMU） 09 級(jí)通信工程（本科） 特別制作 版權(quán)所有 僅供學(xué)習(xí)參考的 IS-95 標(biāo)

7、準(zhǔn)。CDMA 原本是為軍事通信而開發(fā)的抗干擾通信技術(shù)，后來(lái)美國(guó)高通公司進(jìn)一步設(shè)計(jì)出商用數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)。1995 年，第一個(gè)CDMA 商用系統(tǒng)運(yùn)行之后，CDMA 技術(shù)理論上的諸多優(yōu)勢(shì)在實(shí)踐中得到體現(xiàn)，從而在北美、南美和亞洲等地得到迅速推廣和應(yīng)用。在美國(guó)和日本，CDMA成為主要的移動(dòng)通信技術(shù)。日本第一個(gè)數(shù)字蜂窩系統(tǒng)是個(gè)人數(shù)字蜂窩（PDC）系統(tǒng)，于 1994 年投入運(yùn)行 Error: Reference source not found

8、Error: Reference source not foundError: Reference source not found。我國(guó)移動(dòng)通信也主要是 GSM 體制，比如中國(guó)移動(dòng)的 135 到 139 手機(jī)，中國(guó)聯(lián)通的 130 到 132 都是 GSM 手機(jī)。2001 年，中國(guó)聯(lián)通開始在中國(guó)部署 CDMA 網(wǎng)絡(luò)（簡(jiǎn)稱 C 網(wǎng)）。2008 年 5 月中國(guó)電信收購(gòu)中國(guó)聯(lián)通 CDMA 網(wǎng)絡(luò)，并將 C 網(wǎng)規(guī)劃為中國(guó)電信未來(lái)主要發(fā)展方向。第二

9、代移動(dòng)通信主要業(yè)務(wù)是語(yǔ)音，其主特性是提供數(shù)字化的話音業(yè)務(wù)及低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。它克服了模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)的弱點(diǎn)，話音質(zhì)量、保密性能得到大的提高，并可進(jìn)行省內(nèi)、省際自動(dòng)漫游。第二代移動(dòng)通信替代第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)完成模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變，但由于第二代采用不同的制式，移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，用戶只能在同一制式覆蓋的范圍內(nèi)進(jìn)行漫游，因而無(wú)法進(jìn)行全球漫游，由于第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)帶寬有限，限制了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)高速率的業(yè)務(wù)，如移動(dòng)的多媒體業(yè)務(wù)

10、。 2G 與 1G 相比較主要的特點(diǎn)是提高了標(biāo)準(zhǔn)化程度及頻譜利用率、不再是數(shù)模結(jié)合而是數(shù)字化、保密性增加、容量增大，干擾減小，能傳輸?shù)退俚臄?shù)據(jù)業(yè)務(wù)。在增加了分組網(wǎng)絡(luò)部分后可以加入窄帶分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，2G 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的突出弱點(diǎn)就是業(yè)務(wù)范圍有限，無(wú)法實(shí)現(xiàn)移動(dòng)的多媒體業(yè)務(wù)，各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全球漫游。GPRS1/EDGE2技術(shù)的引入，2G 網(wǎng)絡(luò)就改造升級(jí)成為了所謂的2.5G（GPRS）、2.75G （EDGE）網(wǎng)絡(luò)，使 GSM 與計(jì)算機(jī)通信

11、/Internet 有機(jī)相結(jié)合，數(shù)據(jù)傳送速率可達(dá) 115/384kbit/s，從而使 GSM 功能得到不斷增強(qiáng)，初步具備了支持多媒體業(yè)務(wù)的能力，實(shí)際應(yīng)用基本可以達(dá)到撥號(hào)上網(wǎng)的速度，因此可以發(fā)送圖片、收發(fā)電子郵件等。盡管 2G 技術(shù)在發(fā)展中不斷得到完善，但隨著用戶規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，頻率資源己接近枯竭，語(yǔ)音質(zhì)量不能達(dá)到用戶滿意的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)通信速率太低，無(wú)法在真正意義上滿足移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的需求 Error: Reference sou

12、rce not found。1 GPRS：1997 年歐洲提出 GSM 系統(tǒng)的演進(jìn)版——2.5G 的通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)（General Packet Radio Service, GPRS）技術(shù)。2 EDGE：1999 年提出 2.75G 的 GSM 演進(jìn)的增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率（Enhanced Data rate for GSM Evolution, EDGE）技術(shù)，讓使用 900MHz、1800MHz、1900MHz 頻段的網(wǎng)絡(luò)提供第三代移動(dòng)