移動通信技術發(fā)展歷史概要

1、12內容內容 移動通信技術的發(fā)展移動通信技術的發(fā)展 未來手機展望未來手機展望3第一代移動通信系統(tǒng)第一代移動通信系統(tǒng) 模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)：模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)： AMPS AMPS（美國）（美國）模擬網模擬網 TACS （英國）（英國） NMT（瑞士、荷蘭等）（瑞士、荷蘭等） 特點：特點： 模擬話音傳輸模擬話音傳輸 頻帶范圍：頻帶范圍：450M，900M附近附近 弱點：弱點： 各系統(tǒng)沒有公共接口各系統(tǒng)沒有公共接口 頻率利用率低頻率利用率低 無法與固定網迅速向數字化推進相適應，數據承載無法與固定網迅速向數字化推進相適應，數據承載業(yè)務很難展開業(yè)務很難展開 4第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng) 數

2、字蜂窩移動通信系統(tǒng)：數字蜂窩移動通信系統(tǒng)： GSM/DCS/PCS（歐洲）（歐洲） N-CDMA（北美）（北美） D-AMPS GSM系統(tǒng)特點：系統(tǒng)特點： 頻帶利用率高、容量大頻帶利用率高、容量大 話音質量高話音質量高 開放接口開放接口 安全性高安全性高 漫游漫游5第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)(3G)IMT-2000，UMTS W-CDMA cdma2000 TD-SCDMA 6第四代移動通信系統(tǒng)第四代移動通信系統(tǒng)(4G) 寬帶接入寬帶接入IP系統(tǒng)系統(tǒng) 數據率要超過數據率要超過UMTSUMTS，即從，即從2Mb/s2Mb/s提高到提高到100Mb/s100Mb/s采用時分多址、控制功率

3、發(fā)射、跳頻、采用時分多址、控制功率發(fā)射、跳頻、不連續(xù)發(fā)射、移動輔助切換等技術不連續(xù)發(fā)射、移動輔助切換等技術; ; 滿足第三代移動通信尚不能達到的在覆蓋、滿足第三代移動通信尚不能達到的在覆蓋、質量、造價上支持的高速數據和高分辨率多媒質量、造價上支持的高速數據和高分辨率多媒體服務的需要。廣帶無線局域網體服務的需要。廣帶無線局域網(WLAN)(WLAN)應能與應能與B-ISDNB-ISDN和和ATMATM兼容，實現(xiàn)廣帶多媒體通信，并形兼容，實現(xiàn)廣帶多媒體通信，并形成綜合廣帶通信網成綜合廣帶通信網(IBCN)(IBCN) 能提供能提供150Mb/s150Mb/s的高質量的影像服務的高質量的影像服務 7

4、2.5G/3G技術技術2.5G技術技術 HSCSD GPRS EDGE IS-95-B3G技術技術 W-CDMA cdma2001xRTT 1x-EV TD-SCDMA Other emerging technologies8GSM到到3G的演進的演進 GSM HSCSD GPRS EDGE3G9 IS-95Acdma20001xRTTcdma20003xRTT 3G IS-95BCDMA到到3G的演進的演進103G技術演進時間技術演進時間 2G 2.5G() 2.5G() 3GWireless Voice Wireless Wireless Wireless Internet Interne

5、t + Multimedia 307 kbps 1xRTT 14.4kbps GSM 171 kbps GPRS 384 kbps EDGE 2M bps W-CDMA14.4kbps cdmaOne 115 kbps IS-95-B 2.4M 1xEV 1990s 1999-20012001-2002 2001-beyond11GSM與與CDMA12GSM Global System for Mobile CommunicationGlobal System for Mobile Communication全球移動通信系統(tǒng)全球移動通信系統(tǒng); ; GSMGSM是數字蜂窩技術的一種標準，也稱全球

6、數是數字蜂窩技術的一種標準，也稱全球數字移動通信系統(tǒng)字移動通信系統(tǒng)。GSMGSM標準包括標準包括GSM 900MHzGSM 900MHz、 DCS1800DCS1800及及PCS1900PCS1900三個頻段的使用規(guī)范三個頻段的使用規(guī)范; ; 采用時分多址、控制功率發(fā)射、跳頻、不連采用時分多址、控制功率發(fā)射、跳頻、不連續(xù)發(fā)射、移動輔助切換等技術續(xù)發(fā)射、移動輔助切換等技術; ; 分分Phase 1Phase 1、 Phase 2Phase 2、 Phase 2+Phase 2+三個階段三個階段實現(xiàn)實現(xiàn); ;13無線頻率劃分無線頻率劃分 UP-LINK DOWN-LINKGSM 900890 MH

7、z - 915 MHz935 MHz - 960 MHzE GSM880 MHz - 915 MHz925 MHz - 960 MHzGSM 1800 1710 MHz - 1785 MHz 1805 MHz - 1880 MHzGSM 1900 1850 MHz - 1910 MHz 1930 MHz - 1990 MHz14GSMGSM實現(xiàn)的主要功能實現(xiàn)的主要功能 GSMGSM第一階段功能第一階段功能(Phase 1)(Phase 1) 呼叫轉移呼叫轉移 Call ForwardingCall Forwarding 所有來電轉移所有來電轉移 All CallsAll Calls 無人應答來

8、電轉移無人應答來電轉移 No AnswerNo Answer 遇忙轉移遇忙轉移 EngagedEngaged 無法接通來電轉移無法接通來電轉移 UnreachableUnreachable 呼叫限制呼叫限制 Call BarringCall Barring 禁止打出禁止打出 Outgoing - Bar certain outgoingOutgoing - Bar certain outgoing callscalls 禁止接入禁止接入 Incoming - Bar certain incoming callsIncoming - Bar certain incoming calls 全球漫游

9、全球漫游15 GSMGSM第二階段功能第二階段功能(Phase 2)(Phase 2) 允許收發(fā)文字短訊服務（允許收發(fā)文字短訊服務（SMS-SMS-短消息）短消息） 多方通話多方通話- -最多最多5 5人同時進行人同時進行 MultiParty CallingMultiParty Calling 通話保持通話保持 Call Holding-Place a call on HoldCall Holding-Place a call on Hold 呼叫等待呼叫等待 Call Waiting-Notifies you of another call Call Waiting-Notifies yo

10、u of another call while on a callwhile on a call 移動數據服務移動數據服務- -可以連接電腦可以連接電腦 Mobile Data ServicesMobile Data Services 移動傳真服務移動傳真服務 Mobile Fax ServiceMobile Fax Service 來電顯示來電顯示 Calling Line Identity ServiceCalling Line Identity Service 計費功能計費功能 Advice of ChargeAdvice of Charge 小區(qū)廣播小區(qū)廣播- -可收聽新聞可收聽新聞

11、Cell BroadcastCell Broadcast 流動傳真轉播流動傳真轉播- -可將所接收的傳真在另外一部傳真機上打印出可將所接收的傳真在另外一部傳真機上打印出來來 Mobile Terminating FaxMobile Terminating Fax16 GSMGSM第二第二+ +階段功能階段功能 (Phase 2+ features)(Phase 2+ features) 主要是提高移動數據傳輸速率，一般可以達到主要是提高移動數據傳輸速率，一般可以達到 64kbit/s64kbit/s或以上或以上 可以支援可以支援DECTDECT室內通訊設備室內通訊設備 提供類似對講機的功能提供

12、類似對講機的功能 PMR/Public Access Mobile Radio PMR/Public Access Mobile Radio (PAMR)-like capabilities(PAMR)-like capabilities 支援本地環(huán)路支援本地環(huán)路 GSM in the local loopGSM in the local loop 支援虛擬個人網絡支援虛擬個人網絡 Virtual Private NetworksVirtual Private Networks 支援分組無線電支援分組無線電 Packet RadioPacket Radio 加強加強SIMSIM卡功能，一般可以

13、支援卡功能，一般可以支援GSM PROGSM PRO的的SIMSIM卡（卡（STKSTK） 此階段功能還屬于過渡時期，有些功能也未必可以真正在現(xiàn)實此階段功能還屬于過渡時期，有些功能也未必可以真正在現(xiàn)實系統(tǒng)中采用系統(tǒng)中采用17GSM系統(tǒng)組成要素系統(tǒng)組成要素 移動臺（移動臺（MSMS） 基地臺系統(tǒng)（基地臺系統(tǒng)（BSSBSS） 移動服務交換中心（移動服務交換中心（MSCMSC） 網絡維護運營中心（網絡維護運營中心（OMCOMC） 資料庫（資料庫（Database)-HLRDatabase)-HLR、VLRVLR、AUCAUC、EIREIR等等18BSCMSCBSCBTSBTSBTSHLROMCPST

14、NGSMGSM的系統(tǒng)結構圖的系統(tǒng)結構圖19 通過無線接口通過無線接口Um接入網絡接入網絡 移動臺移動臺= =手機手機SIMSIM卡卡 完成話音編碼、信道編碼、信息完成話音編碼、信道編碼、信息 加密、信息的調制和解調、信息發(fā)加密、信息的調制和解調、信息發(fā) 射和接收的功能射和接收的功能 移動臺最大發(fā)射功率：移動臺最大發(fā)射功率：移動臺移動臺20BSCMSCBSCGSM系統(tǒng)與移動臺基本系統(tǒng)與移動臺基本接續(xù)過程接續(xù)過程21CDMA Code Division Multiple Access 碼分多址碼分多址 CDMA是數字蜂窩移動通信的一種無線擴頻是數字蜂窩移動通信的一種無線擴頻通信技術。通信技術。IS

15、-95AIS-95A標準規(guī)定的頻段：標準規(guī)定的頻段： 前向信道：前向信道：869MHz-894MHz869MHz-894MHz 反向信道：反向信道：824MHz-849MHz824MHz-849MHz 關鍵技術：功率控制、地址碼選擇、軟切換關鍵技術：功率控制、地址碼選擇、軟切換 分集技術、語音編碼分集技術、語音編碼 實現(xiàn)的業(yè)務基本與實現(xiàn)的業(yè)務基本與GSMGSM一致。一致。22CDMA的運營情況的運營情況23CDMA優(yōu)勢優(yōu)勢 話音質量高話音質量高 CDMA采用采用QCELP編碼等一系列技術，具有話音清晰、背景噪聲小等編碼等一系列技術，具有話音清晰、背景噪聲小等優(yōu)勢。優(yōu)勢。 無線輻射低無線輻射低

16、CDMA系統(tǒng)采用非常精確的功率控制技術，通常情況下系統(tǒng)采用非常精確的功率控制技術，通常情況下CDMA手機的手機的發(fā)射功率僅為發(fā)射功率僅為.毫瓦，這一數值遠遠低于其他制式手機的發(fā)射功率毫瓦，這一數值遠遠低于其他制式手機的發(fā)射功率（相差近百倍），因此用戶完全不必擔心使用（相差近百倍），因此用戶完全不必擔心使用CDMA手機會對身體帶手機會對身體帶來不良影響。來不良影響。 保密性強保密性強 擴頻通信技術是世界上最新的一種無線通信技術，其特性之一就是話擴頻通信技術是世界上最新的一種無線通信技術，其特性之一就是話音保密性能好，再加上音保密性能好，再加上CDMA系統(tǒng)完善的鑒權保密技術，足以保證用系統(tǒng)完善的鑒

17、權保密技術，足以保證用戶的利益不受到侵犯。戶的利益不受到侵犯。 掉話率低掉話率低 CDMA由于運用了獨特的軟切換技術，在切換時用戶同時與兩個基站由于運用了獨特的軟切換技術，在切換時用戶同時與兩個基站聯(lián)絡，這就大大降低了掉話的可能性，保證了長時間在移動中的通話聯(lián)絡，這就大大降低了掉話的可能性，保證了長時間在移動中的通話質量。質量。24CDMA關鍵技術關鍵技術一、功率控制一、功率控制 在在CDMA技術中，功率控制被認為是所有關鍵技術中，功率控制被認為是所有關鍵技術的核心。技術的核心。 功率控制分為前向功率控制和反功率控制分為前向功率控制和反向功率控制，而反向功率控制又分為僅由移動向功率控制，而反向

18、功率控制又分為僅由移動臺參與的開環(huán)功率控制和移動臺，基站同時參臺參與的開環(huán)功率控制和移動臺，基站同時參與的閉環(huán)功率控制。與的閉環(huán)功率控制。25CDMA關鍵技術關鍵技術二、地址碼的選擇二、地址碼的選擇地址碼的選擇直接影響到地址碼的選擇直接影響到CDMA系統(tǒng)的容量、系統(tǒng)的容量、抗干擾能力、接入和切換速度等性能。所選抗干擾能力、接入和切換速度等性能。所選擇的地址碼應能提供足夠數量的相關函數特擇的地址碼應能提供足夠數量的相關函數特性尖銳的碼系列，保證信號經過地址碼解擴性尖銳的碼系列，保證信號經過地址碼解擴后具有較高的信噪比。后具有較高的信噪比。CDMA系統(tǒng)中使用兩種偽隨機碼系列：系統(tǒng)中使用兩種偽隨機碼

19、系列：長碼：長碼：242-1 短碼：短碼： 215-1 還有還有WalshCode (沃爾什碼）沃爾什碼）26CDMA關鍵技術關鍵技術三、軟切換三、軟切換 軟切換就是當移動臺需要跟一個新的基站軟切換就是當移動臺需要跟一個新的基站通信時，并不先中斷與原基站的聯(lián)系。通信時，并不先中斷與原基站的聯(lián)系。 （接續(xù)過程見下圖）（接續(xù)過程見下圖）27軟切換過程軟切換過程 （一） （二） （三）28硬切換過程硬切換過程 （一） （二） （三）29CDMA關鍵技術關鍵技術四、分集技術四、分集技術 分集技術是指系統(tǒng)能同時接收兩個或更多個輸分集技術是指系統(tǒng)能同時接收兩個或更多個輸入信號，這些輸入信號的衰落互不相關。

20、系統(tǒng)入信號，這些輸入信號的衰落互不相關。系統(tǒng)分別解調這些信號然后將它們相加，這樣可以分別解調這些信號然后將它們相加，這樣可以接收到更多的有用信號，克服衰落。接收到更多的有用信號，克服衰落。30CDMA關鍵技術關鍵技術五、語音編碼五、語音編碼 數字語音編碼技術可以被分為兩部分：編碼和數字語音編碼技術可以被分為兩部分：編碼和解碼。數字語音編碼技術就是將模擬語音信號解碼。數字語音編碼技術就是將模擬語音信號輸入到數字變換器，提取語音的重要特征，將輸入到數字變換器，提取語音的重要特征，將這些特征量化為比特流，然后發(fā)送到傳輸道或這些特征量化為比特流，然后發(fā)送到傳輸道或存儲在存儲設備上。數字語音解碼技術就是

21、從存儲在存儲設備上。數字語音解碼技術就是從信道或存儲設備上接收比特流，然后根據提取信道或存儲設備上接收比特流，然后根據提取的語音特征重新恢復輸出的語音波形。的語音特征重新恢復輸出的語音波形。采用：采用：QCELP（碼激勵線性預測）（碼激勵線性預測）31移動通信相關技術移動通信相關技術32技術之一技術之一STKSTK STK-SIM Application ToolKit 功能功能 內置應用程序：移動商務、移動銀行、移內置應用程序：移動商務、移動銀行、移動炒股等動炒股等 支持網上下載：下傳應用程序和數據支持網上下載：下傳應用程序和數據33 技術之二技術之二GPRSGPRSGPRSGeneral

22、Packet Radio Service（通用分組交換通用分組交換無線數據業(yè)務，又稱無線數據業(yè)務，又稱2.5G）特點特點傳輸速率高：分組交換傳輸速率高：分組交換多個用戶可分時共享一個多個用戶可分時共享一個時隙，或者一個用戶最多可使用八個時隙時隙，或者一個用戶最多可使用八個時隙接入速度快：永遠在線接入速度快：永遠在線費用低：按數據量收費費用低：按數據量收費數據傳輸速率：每個信道最大數據傳輸速率：每個信道最大21.4kbit/s，最大的數據吞，最大的數據吞吐量可高達每用戶吐量可高達每用戶171kbit/s，更現(xiàn)實的最高吞吐量為，更現(xiàn)實的最高吞吐量為115kbit/s34 技術之三技術之三WAPWA

23、PWAPWireless Access Protocol( (無線接入協(xié)議無線接入協(xié)議) ) WAP能做什么？能做什么？Internet瀏覽（瀏覽（Web Browser）統(tǒng)一消息處理：管理個人電話文檔，處理話音、傳真統(tǒng)一消息處理：管理個人電話文檔，處理話音、傳真和和e-mail信息查詢：諸如出租車、飯店、旅館、股票交易、金信息查詢：諸如出租車、飯店、旅館、股票交易、金融、號簿業(yè)務、匯率和時間表融、號簿業(yè)務、匯率和時間表WAP和和GPRS的關系的關系路與車的關系：路與車的關系：GPRS是路，是路，WAP是車是車35技術之四技術之四BluetoothBluetoothBluetooth藍芽是一種

24、無線連接的全球性標準藍芽是一種無線連接的全球性標準特點特點點對點連接點對點連接無線連接：無線連接：2.4GHz2.5GHz短距離傳輸：短距離傳輸：10m功耗低：功耗低：50 A30mA可靠性和保密性：安全密鑰和加密技術可靠性和保密性：安全密鑰和加密技術Bluetooth的應用的應用移動電話移動電話移動電話移動電話移動電話移動電話PC數字影像數字影像智能汽車系統(tǒng)智能汽車系統(tǒng)無線耳機無線耳機36 技術之五技術之五PDAPDAPDA Personal Digital Assistant Personal Digital Assistant 功能：功能： - Smartphone - Smartpho

25、ne 智能移動電話智能移動電話 - - 短消息業(yè)務（短消息業(yè)務（SMSSMS）功能）功能 - - 收發(fā)電子郵件功能收發(fā)電子郵件功能 - - 因特網（因特網（WWWWWW）瀏覽功能）瀏覽功能 - - 信息管理：具有較強的個人信息管理功能信息管理：具有較強的個人信息管理功能 - - 各種商業(yè)應用功能各種商業(yè)應用功能37數據應用典型數據速率（kbit/s）數據應用典型數據速（kbit/s）視頻監(jiān)視2.4電子郵件28.8遙測9.6視頻會議28.8位置管理9.6數據庫接入28.8三類傳真14.4數據傳送（UDI）64低速視頻19.2電子商務（金融）64國際互聯(lián)網瀏覽28.8多用戶游戲64電子報紙28.8

26、音頻可視（MPEG-4）6438FDMA、TDMA、CDMA的比較的比較39基基 本本 功功 能能 接打電話接打電話 中英文短消息中英文短消息 電話簿電話簿 中英文輸入中英文輸入 記錄記錄 設置設置 STK40KONKA手機特色功能手機特色功能 上網速度快上網速度快 中文輸入中文輸入 中文電話本中文電話本 5050秒鐘提示音，提醒及時掛斷電話秒鐘提示音，提醒及時掛斷電話 收發(fā)中文短消息收發(fā)中文短消息 外接免提耳機、話筒外接免提耳機、話筒 可設置自動接聽，方便開車人士可設置自動接聽，方便開車人士 直觀記錄電話號碼直觀記錄電話號碼 具有環(huán)境選擇，選擇適當環(huán)境，自動設置各種音量具有環(huán)境選擇，選擇適當

27、環(huán)境，自動設置各種音量 強大的日歷功能，可查陰、陽歷強大的日歷功能，可查陰、陽歷, ,可查可查150150年年 4 4個鬧鐘，可方便設置各種方式響鬧個鬧鐘，可方便設置各種方式響鬧 1010條備忘錄，重要日子輕松提示條備忘錄，重要日子輕松提示 世界時間轉換世界時間轉換 游戲游戲41MMI優(yōu)勢優(yōu)勢 純中文顯示、界面友好、操作方便純中文顯示、界面友好、操作方便 多種時間提示功能，靈活、便利多種時間提示功能，靈活、便利 中文輸入方便、快捷中文輸入方便、快捷 -綠色手機綠色手機42用戶提出手機常見的問題用戶提出手機常見的問題 待機時間短待機時間短 接受信號弱接受信號弱 呼入呼出困難呼入呼出困難 掉話掉話

28、 回音回音 有雜音有雜音 死機死機43待機時間短待機時間短 手機的設計方案造成手機的設計方案造成 手機的平均電流偏大手機的平均電流偏大 電池容量小電池容量小 網絡因素網絡因素 電池容量與待機時間的關系電池容量與待機時間的關系 待機時間待機時間=電池容量電池容量/平均電流平均電流如：如：900毫安時毫安時/10毫安毫安=90小時小時 如何延長待機時間如何延長待機時間 減小平均電流（軟件、硬件）減小平均電流（軟件、硬件） 增加電池容量增加電池容量44接收信號弱接收信號弱 手機接受靈敏度弱手機接受靈敏度弱 網絡信號強度不夠網絡信號強度不夠 某些手機廠家虛假顯示信號強某些手機廠家虛假顯示信號強 度度4

29、5呼入呼出困難呼入呼出困難 網絡原因：信號弱、信號質量差、網絡網絡原因：信號弱、信號質量差、網絡擁塞等擁塞等 手機原因：軟、硬件原因手機原因：軟、硬件原因 ，與網絡配合，與網絡配合問題問題46 網絡原因（干擾、信號弱、切換）網絡原因（干擾、信號弱、切換） 手機性能原因手機性能原因掉話掉話47回音回音 手機原因手機原因 網絡原因網絡原因背景噪音背景噪音 Microphone太敏感太敏感 結構不嚴密結構不嚴密 DSP噪音處理不好噪音處理不好48死機死機軟件問題軟件問題硬件問題硬件問題結構問題結構問題所有品牌手機都會發(fā)生所有品牌手機都會發(fā)生49常用術語常用術語 GSM全球移動通信系統(tǒng)全球移動通信系統(tǒng)

30、 PLMN公用陸地移動網公用陸地移動網 MS移動電話移動電話 BSS基地臺系統(tǒng)基地臺系統(tǒng) MSC移動服務交換中心移動服務交換中心 OMC網絡維護運營中心網絡維護運營中心 IMEI國際移動臺設備識別國際移動臺設備識別 SIM用戶識別卡用戶識別卡50 TDMA時分多址時分多址 FDMA頻分多址頻分多址 CDMA碼分多址碼分多址 STKSIM卡應用工具包卡應用工具包 GPRS通用無線分組通用無線分組 數據服務數據服務 WAP無線應用協(xié)議無線應用協(xié)議 Bluetooth藍牙藍牙，是一個室內短距離無線數據與話，是一個室內短距離無線數據與話音傳輸的開放式標準音傳輸的開放式標準 3G 第三代移動通信系統(tǒng)，建

31、議采用的標準：第三代移動通信系統(tǒng)，建議采用的標準： W-CDMA（歐洲、日本）、（歐洲、日本）、cdma2000（美國）、（美國）、TD-SCDMA（中國）（中國）51IMEI號號 IMEI碼是碼是“InternationalMobileEquipmentIdentity”的縮寫，中文譯為的縮寫，中文譯為“國際移動設備識別碼國際移動設備識別碼”，是由，是由15位數字組成的位數字組成的“電子串號電子串號”，它與每臺手機一一對應，它與每臺手機一一對應，而且該碼是唯一的。而且該碼是唯一的。IMEI碼一般由碼一般由15位組成，前六位組成，前六碼是碼是“設備型號核準號碼設備型號核準號碼”（代表機型），第七、八（代表機型），第七、八位是位是“最后裝配號碼最后裝配號碼”指手機最后完成時是在哪一個指手機最后完成時是在哪一個“工廠工廠”完成的（產地），每一個工廠有它特別的代完成的（產地），每一個工廠有它特別的代號。接著后六位代表生產序號，最后一位一般是校驗號。接著后六位代表生產序號，最后一位一般是校驗碼。碼。52在手機上直接按在手機上直接按06手機會出現(xiàn)手機會出現(xiàn)15個個IMEI碼，其中碼，其中7到到8碼是碼是主要生產地顯示，對應如下：主要生產地顯示，對應如下