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科普:回顾现代移动通信技术发展的历程
发布时间:2013-12-06
文章来源:国家品牌网
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  第一代(1G   标志:“大哥大”,移动通信的初期)

  第一代移动通信系统(1G)是在20 世纪80 年代初提出的,它完成于20 世纪90年代初,如NMT 和AMPS,NMT 于1981 年投入运营。第一代移动通信系统是基于模拟传输的,其特点是业务量小、质量差、交全性差、没有加密和速度低。1G 主要基于蜂窝结构组网,直接使用模拟语音调制技术,传输速率约2.4kbit/s。不同国家采用不同的工作系统。
 

  第二代(2G   标志:发短信,传递简单的信息)

  第二代移动通信系统(2G)起源于90 年代初期。欧洲电信标准协会在1996 年提出了GSM Phase 2+,目的在于扩展和改进GSM Phase 1 及Phase 2 中原定的业务和性能。它主要包括CMAEL(客户化应用移动网络增强逻辑),S0(支持最佳路由)、立即计费,GSM900/1800 双频段工作等内容,也包含了与全速率完全兼容的增强型话音编解码技术,使得话音质量得到质的改进;半速率编解码器可使GSM 系统的容量提近一倍。在GSMPhase2+阶段中,采用更密集的频率复用、多复用、多重复用结构技术,引入智能天线技术、双频段等技术,有效地克服了随着业务量剧增所引发的GSM 系统容量不足的缺陷;自适应语音编码(AMR)技术的应用,极大提高了系统通话质量;GPRs/EDGE 技术的引入,使GSM 与计算机通信/Internet 有机相结合,数据传送速率可达115/384kbit/s,从而使GSM 功能得到不断增强,初步具备了支持多媒体业务的能力。尽管2G 技术在发展中不断得到完善,但随着用户规模和网络规模的不断扩大, 频率资源己接近枯竭,语音质量不能达到用户满意的标准,数据通信速率太低,无法在真正意义上满足移动多媒体业务的需求。
 

  第三代(3G   标志:手机上网,互联网与移动通信的结合)

  第三代移动通信系统(3G),也称IMT 2000,是正在全力开发的系统,其最基本的特征是智能信号处理技术,智能信号处理单元将成为基本功能模块,支持话音和多媒体数据通信,它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务,例如高速数据、慢速图像与电视图像等。如WCDMA 的传输速率在用户静止时最大为2Mbps,在用户高速移动是最大支持144Kbps,说占频带宽度5MHz 左右但是,第三代移动通信系统的通信标准共有WCDMA,CDMA2000 和TD-SCDMA 三大分支,共同组成一个IMT 2000 家庭,成员间存在相互兼容的问题,因此已有的移动通信系统不是真正意义上的个人通信和全球通信;再者, 3G 的频谱利用率还比较低,不能充分地利用宝贵的频谱资源;第三,3G 支持的速率还不够高,如单载波只支持最大2~fDps 的业务,等等。这些不足点远远不能适应未来移动通信发展的需要,因此寻求一种既能解决现有问题,又能适应未来移动通信的需求的新技术(即新一代移动通信:next generation mobile communication)是必要的。
 

  第四代(4G:第四代移动通信的简称,上网速度是3G的10倍以上)

  4G 是第四代移动通信及其技术的简称,是集3G 与WLAN 于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。4G 系统能够以100Mbps 的速度下载,比拨号上网快2000 倍,上传的速度也能达到20Mbps,并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而在用户最为关注的价格方面, 4G 与固定宽带网络在价格方面不相上下,而且计费方式更加灵活机动,用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。此外,4G 可以在DSL 和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署,然后再扩展到整个地区。很明显,4G 有着不可比拟的优越性。4G 移动系统网络结构可分为三层:物理网络层、中间环境层、应用网络层。物理网络层提供接入和路由选择功能,它们由无线和核心网的结合格式完成。中间环境层的功能有QoS 映射、地址变换和完全性管理等。物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的,它使发展和提供新的应用及服务变得更为容易,提供无缝高数据率的无线服务,并运行于多个频带。这一服务能自适应多个无线标准及多模终端能力,跨越多个运营者和服务,提供大范围服务。第四代移动通信系统的关键技术包括信道传输;抗干扰性强的高速接入技术、调制和信息传输技术;高性能、小型化和低成本的自适应阵列智能天线;大容量、低成本的无线接口和光接口;系统管理资源;软件无线电、网络结构协议等。第四代移动通信系统主要是以正交频分复用

  (OFDM)为技术核心。OFDM 技术的特点是网络结构高度可扩展,具有良好的抗噪声性能和抗多信道干扰能力,可以提供无线数据技术质量更高(速率高、时延小)的服务和更好的性能价格比,能为4G 无线网提供更好的方案。例如无线区域环路(WLL) 、数字音讯广播(DAB)等,预计都采用OFDM 技术。4G 移动通信对加速增长的广带无线连接的要求提供技术上的回应,对跨越公众的和专用的、室内和室外的多种无线系统和网络保证提供无缝的服务。通过对最适合的可用网络提供用户所需求的最佳服务,能应付基于因特网通信所期望的增长,增添新的频段,使频谱资源大扩展,提供不同类型的通信接口,运用路由技术为主的网络架构,以傅利叶变换来发展硬件架构实现第四代网络架构。移动通信会向数据化,高速化、宽带化、频段更高化方向发展,移动数据、移动IP 预计会成为未来移动网的主流业务。

责任编辑:陈略

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