移動通信技術(shù)的發(fā)展歷程與趨勢

1、XXX目錄1信息的傳遞方式2遠(yuǎn)古時(shí)代的移動通信方式3近現(xiàn)代的移動通信方式4現(xiàn)代移動通信技術(shù)發(fā)展歷程5現(xiàn)代移動通信技術(shù)發(fā)展趨勢何為信息？信息，指音訊、消息、通訊系統(tǒng)傳輸和處理的對象，泛指人類社會傳播的一切內(nèi)容。人通過獲得、識別自然界和社會的不同信息來區(qū)別不同事物，得以認(rèn)識和改造世界。何為信息何為通信？通信，指人與人或人與自然之間通過某種行為或媒介進(jìn)行的信息交流與傳遞，從廣義上指需要信息的雙方或多方在不違背各自意愿的情況下采用任意方法，任意媒質(zhì)，將信息從某方準(zhǔn)確安全地傳送到另方。何為通信何為移動通信？移動通信是移動體之間的通信，或移動體與固定體之間的通信。移動體可以是人，也可以是汽車、火車、輪船、

2、收音機(jī)等在移動狀態(tài)中的物體。何為移動通信人類通信的最終目的？改變世界信息的傳遞方式音頻信息的傳遞方式視頻信息的傳遞方式觸感信息的傳遞方式體感遠(yuǎn)古時(shí)代的移動通信方式烽火擊鼓旗語號角燈塔燈語鴻雁信鴿驛差風(fēng)箏玉器符號眼神遠(yuǎn)古時(shí)代移動通信方式的弊端？遠(yuǎn)古時(shí)代的移動通信方式的弊端烽火擊鼓傳輸距離短時(shí)效性較差傳輸距離短不定因素多旗語號角受天氣影響指向性不高傳輸距離短不定因素多燈塔燈語不可移動受時(shí)域影響場景受限制受天氣影響鴻雁信鴿太多不定性隨機(jī)性高目標(biāo)受限驛差風(fēng)箏玉器符號眼神較為穩(wěn)定時(shí)效較差移動通信的應(yīng)用系統(tǒng)移動通信系統(tǒng)1.集群移動通信系統(tǒng)2.無繩電話系統(tǒng)3.衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)4.無線局域網(wǎng)系統(tǒng)5.蜂窩移動通

3、信系統(tǒng)集群移動通信調(diào)度中心基站移動臺無繩電話衛(wèi)星移動通信地面站地面控制中心空中移動體陸地移動體海上移動體衛(wèi)星移動電話無線局域網(wǎng)無線接入點(diǎn)(AP)互聯(lián)網(wǎng)蜂窩移動通信基站移動交換中心移動臺移動通信發(fā)展歷史1897年用無線實(shí)現(xiàn)海上與陸地的通信1899年首次實(shí)現(xiàn)英法間的無線通信1916年實(shí)現(xiàn)短波無線電通信1929年建立世界性無線電通信網(wǎng)無線電通信創(chuàng)始人馬可尼移動通信發(fā)展歷史早期發(fā)展階段于上世紀(jì)初期，首先在短波幾個(gè)頻段上開發(fā)出專用移動通信系統(tǒng)。代表是美國底特律市警察使用的車載無線電系統(tǒng)。該系統(tǒng)工作頻率為2MHz，到40年代提高到3040MHz,可以認(rèn)為這個(gè)階段是現(xiàn)代移動通信的起步階段，特點(diǎn)是專用系統(tǒng)開發(fā)

4、，工作頻 率較低。特點(diǎn)：專用系統(tǒng)，工作頻率低，采用一個(gè)基站覆蓋服務(wù)區(qū)（不能實(shí)現(xiàn)頻率復(fù)用）。電臺的體積，重量重，只能在車輛上移動使用，使用不方便，功耗大。以天線為例：為了有效的電磁能量輻射，天線的物理長度應(yīng)為波長的1/2。若無線電臺工作于1MHz，那么電臺天線長度約為150米。移動通信發(fā)展歷史上世紀(jì)40年代中期至60年代初期公用移動通信業(yè)務(wù)開始問世。1946年，根據(jù)美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)的計(jì)劃，貝爾系統(tǒng)在圣路易斯城建立了世界上第一個(gè)公用汽車電話網(wǎng)，稱為“城市系統(tǒng)”。美國貝爾實(shí)驗(yàn)室完成了人工交換系統(tǒng)的接續(xù)問題。在一個(gè)城市只建立了一個(gè)基站，由于頻率資源不能充分利用，當(dāng)大家都想用時(shí)出現(xiàn)了飽和的情

5、況。特點(diǎn)：特點(diǎn)是接續(xù)方式為人工，網(wǎng)的容量較小。移動通信發(fā)展歷史第一代移動通信（1G）系統(tǒng)出現(xiàn)于上世紀(jì)70年代末80年代初，源于系統(tǒng)容量問題。摩托羅拉DynaTAC 8000Xl重量約0.9公斤l通話時(shí)間半小時(shí)l售價(jià)3995美元1978年底，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室成功研制出先進(jìn)移動電話系統(tǒng)（AMPS），建成了蜂窩移動通信，提高了系統(tǒng)容量。隨后許多國家紛紛推出相類似的系統(tǒng)，如英國TACS等。從此移動通信進(jìn)入了模擬的1G系統(tǒng)時(shí)代。移動通信發(fā)展歷史第一代移動通信（1G）系統(tǒng)n主要技術(shù)模擬技術(shù)和頻分多址(FDMA)技術(shù)。n系統(tǒng)特點(diǎn)2.4kbps傳輸速率，只提供區(qū)域性語音業(yè)務(wù)，容量有限、保密性差、通話質(zhì)量不高、不

6、能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；設(shè)備成本高，重量重，體積大。n代表制式AMPS（Advanced Mobile Phone System）貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明，1978年開發(fā)，1982年全美部署，而后全世界各地迅速發(fā)展。1987年11月18日，國內(nèi)第一個(gè)模擬蜂窩移動電話系統(tǒng)在廣東省建成并投入商用。（中國移動雛形）移動通信發(fā)展歷史蓬勃發(fā)展驅(qū)動力n20世紀(jì)90年代初進(jìn)入移動通信的一個(gè)蓬勃發(fā)展期n用戶需求增長迅猛n微電子技術(shù)在這一時(shí)期得到長足發(fā)展，這使得通信設(shè)備的小型化、微型化有了可能性，各種輕便電臺被不斷地推出n提出并形成了移動通信新體制 ，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展而出現(xiàn)的微處理器技術(shù)日趨成熟以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，

7、從而為大型通信網(wǎng)的管理與控制提供了技術(shù)手段。移動通信發(fā)展歷史第二代移動通信（2G）系統(tǒng)出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代末90年代初，由歐洲發(fā)起，源于漫游問題。1982年，歐洲電信管理部門開始制定適用于泛歐各國的一種數(shù)字移動通信系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范；1988年，確定了全球第一個(gè)數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)規(guī)范GSM標(biāo)準(zhǔn)；1991年，GSM系統(tǒng)投入使用。1995年，美國推出了窄帶CDMA系統(tǒng)；移動通信發(fā)展歷史第二代移動通信（2G）系統(tǒng)n20世紀(jì)90年代n相對于1G的改進(jìn)：模擬數(shù)字語音信號數(shù)字化處理壓縮帶來容量上收益對語音和控制信號進(jìn)行加密增強(qiáng)安全性催生了諸如短信等新業(yè)務(wù)展開n主要技術(shù)時(shí)分多址（TDMA）、碼分多址（CDM

8、A）n系統(tǒng)特點(diǎn)保密性強(qiáng)、提供豐富的業(yè)務(wù)（低速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)）頻譜利用率高、初步解決了系統(tǒng)容量問題標(biāo)準(zhǔn)化程度高、可進(jìn)行省內(nèi)外漫游移動通信發(fā)展歷史第二代移動通信（2G）系統(tǒng)n代表制式GSM1991年在歐洲投入使用，現(xiàn)全球廣泛應(yīng)用使用FDMA、TDMA技術(shù)工作頻率900-1800MHz，提供9.6kbps的傳輸速率電話業(yè)務(wù)、緊急呼叫業(yè)務(wù)、短信業(yè)務(wù)、可視圖文接入等CDMA20世紀(jì)90年代中后期發(fā)展商用以擴(kuò)頻通信為基礎(chǔ)的調(diào)制和多址連接技術(shù)8kbps(IS-95A)、64kbps(IS-95B)通信具有隱蔽性、保密性、抗干擾；通話質(zhì)量好、掉線少、輻射低、健康環(huán)保移動通信發(fā)展歷史2G-3G過渡（2.5G、2.

9、75G）系統(tǒng)n 2.5GGPRS（General Packet Radio Service）基于GSM的無線分組交換技術(shù)提供端到端、廣域的無線IP連接網(wǎng)絡(luò)容量只有再需要時(shí)進(jìn)行分配，不需要時(shí)就釋放傳輸速率150Kbps(比GSM快15倍)n 2.75GEDGE（Enhanced Data rates for GSM Evolution ）基于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)增強(qiáng)型移動通信技術(shù)傳輸速度384kbps移動通信發(fā)展歷史第三代移動通信（3G）系統(tǒng)出現(xiàn)于上世紀(jì)90年代中后期，源于多媒體業(yè)務(wù)傳輸問題。1985年，國際電信聯(lián)盟（ITU）提出了未來公共陸地移動通信系統(tǒng)（FPLMTS）的概念；1996年

10、，F(xiàn)PLMTS更名為IMT-2000；1999年，ITU確定3G標(biāo)準(zhǔn)：WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。2001年，3G商用網(wǎng)開通。2009年，中國發(fā)放了WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。移動通信發(fā)展歷史第三代移動通信（3G）系統(tǒng)n 系統(tǒng)特點(diǎn)能夠同時(shí)傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps以上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻、高速多媒體和移動Internet訪問業(yè)務(wù)擴(kuò)大高質(zhì)量話音業(yè)務(wù)容量n 代表制式ITU開始目標(biāo)之一是開發(fā)一種可以全球通用的無線通訊系統(tǒng)，但是實(shí)際最終的結(jié)果是出現(xiàn)了多種不同的制式 （2001開始陸續(xù)部署）移動通信發(fā)展歷史第三代移動通信（3G）系統(tǒng)n 代表制式ITU開始目

11、標(biāo)之一是開發(fā)一種可以全球通用的無線通訊系統(tǒng)，但是實(shí)際最終的結(jié)果是出現(xiàn)了多種不同的制式 （2001開始陸續(xù)部署）W-CDMAWideband Code Division Multiple Access（寬帶碼分多址）以GSM為主，加入GPRS的分組交換實(shí)體技術(shù)，能夠兼容GSM系統(tǒng)的所有業(yè)務(wù)。流行于歐美地區(qū)（表現(xiàn)于人口密度低、追求網(wǎng)絡(luò)速度的特點(diǎn)）移動通信發(fā)展歷史第三代移動通信（3G）系統(tǒng)TD-SCDMA (Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access )時(shí)分同步碼分多址集CDMA、TDMA、FDMA、SDMA多種多址方式于一體，采用

12、了一系列高新技術(shù)（智能天線、聯(lián)合檢測、接力切換等技術(shù)）頻譜利用率高、系統(tǒng)容量大、系統(tǒng)成本低且適合開展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，是中國自主研發(fā)的一套通信制式，較為適合國內(nèi)人口密度大等特點(diǎn)。CDMA2000采用MC-CDMA（多載波CDMA）多址訪問技術(shù)，不僅可以使用原有CDMA系統(tǒng)的各種接口，還可以使用新的接口標(biāo)準(zhǔn)。占用頻率較多。移動通信發(fā)展歷史3G-4G過渡（2.5G、2.75G）系統(tǒng)n 3.5GHSPDA （High Speed Downlink Packet Access）屬于W-CDMA技術(shù)的延伸在W-CDMA下行鏈路中提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在一個(gè)5MHz載波上的傳輸速率可達(dá)8-10 Mbpsn 3.75G

13、HSUPA （High Speed Uplink Packet Access）因HSDPA上傳速度不足（只有384Kbps）而開發(fā)在一個(gè)5MHz載波上的傳輸速率可達(dá)10-15 Mbps，上傳速度達(dá) 5.76Mbps移動通信發(fā)展歷史3G-4G過渡（2.5G、2.75G）系統(tǒng)CDMA2000？CDMA技術(shù)的出現(xiàn)源自第二次世界大戰(zhàn)期間，因戰(zhàn)爭CDMA手機(jī)的需要而研究開發(fā)出CDMA技術(shù)，其思想初衷是防止敵方對己方通訊的干擾，后來由美國高通公司更新成為商用蜂窩電信技術(shù)，核心技術(shù)主要是由美國高通北美公司為主導(dǎo)提出，主要支持者包括日本、韓國和北美等地區(qū)和國家。由于高額的專利費(fèi)問題，因此在國內(nèi)很少有手機(jī)設(shè)計(jì)公

14、司使用此通信制式；高通公司一直被起訴，在國內(nèi)也出現(xiàn)過反壟斷的案例。移動通信發(fā)展歷史第四代移動通信（4G）系統(tǒng)出現(xiàn)于本世紀(jì)初期，源于高質(zhì)量多媒體業(yè)務(wù)傳輸問題。2005年，國際電聯(lián)（ITU）將B3G/4G移動通信統(tǒng)一命名為IMT-Advanced，即第四代移動通信；2012年，國際電聯(lián)（ITU） 確定了4G LTE國際標(biāo)準(zhǔn)；2013年，中國工信部向三大運(yùn)營商發(fā)放TD-LTE牌照；2015年，工信部向中國電信、中國聯(lián)通發(fā)放FDD-LTE牌照。目前三大運(yùn)營商的4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)較為穩(wěn)定的商用。移動通信發(fā)展歷史第四代移動通信（4G）系統(tǒng)n代表制式FDD-LTEFDD模式的特點(diǎn)是在分離(上下行頻率間隔190MH

15、z)的兩個(gè)對稱頻率信道上，系統(tǒng)進(jìn)行接收和傳送，用保證頻段來分離接收和傳送信息。TD-LTETD模式的特點(diǎn)是在固定頻率的載波上，通過時(shí)間域來完成上下行數(shù)據(jù)傳輸（某一時(shí)間點(diǎn)只有上行或下行數(shù)據(jù)），來保證傳送信息。移動通信發(fā)展歷史高質(zhì)量多媒體多媒體短信話音短信話音多媒體短信話音話音1G2G3G4G移動通信發(fā)展歷史下行下行上行時(shí)間保護(hù)間隔上行/下行頻率TDD上行/下行時(shí)間下行上行頻率保護(hù)頻帶FDD現(xiàn)代移動通信技術(shù)發(fā)展趨勢第五代移動通信（5G）系統(tǒng)移動通信發(fā)展歷史5G來了，到低有多快？現(xiàn)代移動通信技術(shù)發(fā)展趨勢大連接物聯(lián)網(wǎng)mMTC低時(shí)延、超可靠通信uRLLC增強(qiáng)型的移動寬帶eMBB這種應(yīng)用場景下，智能終端用

16、戶上網(wǎng)峰值速率要達(dá)這種應(yīng)用場景下，智能終端用戶上網(wǎng)峰值速率要達(dá)到到10Gbps10Gbps甚至甚至20Gbps20Gbps，為虛擬現(xiàn)實(shí)、無處不在的視，為虛擬現(xiàn)實(shí)、無處不在的視頻直播和分享、隨時(shí)隨地的云接入等大帶寬應(yīng)用提頻直播和分享、隨時(shí)隨地的云接入等大帶寬應(yīng)用提供支持。供支持。這種場景下，這種場景下，5G5G網(wǎng)絡(luò)需要支撐網(wǎng)絡(luò)需要支撐100100萬萬/ /平方公里規(guī)模平方公里規(guī)模的人和物的連接。的人和物的連接。這種場景要求這種場景要求5G5G網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延達(dá)到網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延達(dá)到1 1毫秒，為智能制造、毫秒，為智能制造、遠(yuǎn)程機(jī)械控制、輔助駕駛和自動駕駛等低時(shí)延業(yè)務(wù)遠(yuǎn)程機(jī)械控制、輔助駕駛和自動駕駛等低時(shí)延業(yè)務(wù)提供強(qiáng)有力的支持。提供強(qiáng)有力的支持。第五代移動通信（5G）系統(tǒng)現(xiàn)代移動通信技術(shù)發(fā)展趨勢為啥滴滴快車司機(jī)找不到您？基站定位基本原理AB1KM1.5KM2.5KM衛(wèi)星定位基本原理