【現(xiàn)代】現(xiàn)代通信發(fā)展階段

1、文檔來源為：從網(wǎng)絡收集整理,word版本可編輯.歡迎下載支持【關鍵字】現(xiàn)代現(xiàn)代通信發(fā)展階段在過去的十幾年中，世界電信發(fā)生了巨大的變化，移動通信特別是蜂窩小區(qū) 的迅速發(fā)展，使用戶徹底擺脫終端設備的束縛、實現(xiàn)完整的個人移動性、可靠的 傳輸手段和接續(xù)方式。進入21世紀，移動通信將逐漸演變成社會發(fā)展和進步的 必不可少的工具。第一代第一代移動通信系統(tǒng)（1G）是在20世紀80年代初提出的，它完成于 20世紀90年代初, 如NMT和AMPS, NMT于1981年投入運營。第一代移動通信系統(tǒng)是基于的，其特點是業(yè)務量小、質量差、交全性差、沒有加密和速度低。1G主要基于蜂窩結構組網(wǎng)，直接使用模擬語音調制技術，傳輸

2、速率約2. 4kbit/s。不同國家采用不同的工作系統(tǒng)。第一代移動通信技術（1G）是指最初的模擬、僅限語音的蜂窩電話標準，制定于上世 紀80年代。Nordic移動電話（NMT）就是這樣一種標準，應用于 Nordic國家、東歐以及俄 羅斯。其它還包括美國的高級移動電話系統(tǒng)（AMPS）,英國的總訪問通信系統(tǒng)（TACS以及日本的JTAGS西德的C-Netz,法國的Radiocom 2000和意大禾U的RTMI。模擬蜂窩服務在許 多地方正被逐步淘汰。下面我們來了解更多第一代移動通信技術的知識。第一代移動通信卞要采用的是模擬技術和頻分多址（FDMA）技術。由于受到傳輸帶寬的限制，不能進行移動通信的長途漫

3、游，只能是一種區(qū)域性的移動通信系統(tǒng)。第一代移動通信有多種制式，我國主要采用的是TACS第一代移動通信有很多不足之處，如容量有限、制式太多、互不兼容、 保密性差、通話質量不高、不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務和不能提供自動漫游等。第二代第二代移動通信系統(tǒng)（2G）起源于90年代初期。歐洲電信標準協(xié)會在1996年提出了GSMPhase2+,目的在于擴展和改進 GSMPhase1及Phase2中原定的業(yè)務和性能。它主要包 括CMAEL各戶化應用移動網(wǎng)絡增強邏輯 ），S0仗:持最彳t路由卜立即計費，GSM900/1800雙 頻段工作等內容，也包含了與全速率完全兼容的增強型話音編解碼技術，使得話音質量得到了質的改進；半速

4、率編解碼器可使 GSM系統(tǒng)的容量提近一倍。 在GSMPhase2+t段中，采用 更密集的頻率復用、多復用、多重復用結構技術，引入智能天線技術、雙頻段等技術，有效 地克服了隨著業(yè)務量劇增所引發(fā)的GSM系統(tǒng)容量不足的缺陷；自適應（AMR）技術的應用，極大提高了系統(tǒng)通話質量；GPRs/EDG豉術的引入，使 GSM與計算機通信/Internet有機相結合，數(shù)據(jù)傳送速率可達 115/384kbit/s ,從而使GSM功能得到不斷增強，初步具備了支持多 媒體業(yè)務的能力。盡管 2G技術在發(fā)展中不斷得到完善，但隨著用戶規(guī)模和網(wǎng)絡規(guī)模的不斷 擴大，頻率資源己接近枯竭，語音質量不能達到用戶滿意的標準，數(shù)據(jù)通信速率

5、太低， 無法在真正意義上滿足移動多媒體業(yè)務的需求。與第一代模擬蜂窩移動通信相比第二代移動通信系統(tǒng)采用了數(shù)字化，具有保密性強，頻譜利用率高，能提供豐富的業(yè)務，標準化程度高等特點， 使得移動通信得到了空前的發(fā)展，從過去的補充地位躍居通信的主導地位,我國目前應用的第二代蜂窩系統(tǒng)為歐洲的GSM系統(tǒng)以及北美的窄帶 CDMA系統(tǒng).第三代1文檔來源為：從網(wǎng)絡收集整理,word版本可編輯.文檔來源為：從網(wǎng)絡收集整理,word版本可編輯.歡迎下載支持.3G技術第三代移動通信系統(tǒng)（3G）,也稱IMT2000 ,是正在全力開發(fā)的系統(tǒng)，其最基本的特征是智能信號處理技術，智能信號處理單元將成為基本功能模塊，支持話音和多

6、媒體數(shù)據(jù)通信，它可以提供前兩代產品不能提供的，例如高速數(shù)據(jù)、慢速圖像與電視圖像等。 如WCDMA的傳輸速率在用戶靜止時最大為2Mbps ,在用戶高速移動是最大支持 144Kbps,說占頻帶寬度5MHz左右。但是，第三代移動通信系統(tǒng)的通信標準共有WCDMA, CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同組成一個 IMT2000家庭，成員間存在相互兼容的問題，因此 已有的移動通信系統(tǒng)不是真正意義上的個人通信和全球通信；再者，3G的頻譜利用率還比較低，不能充分地利用寶貴的頻譜資源；第三，3G支持的速率還不夠高，如單載波只支持最大2fDps的業(yè)務，等等。這些不足點遠遠不能適應未來移動通信發(fā)展的需要

7、，因此尋求 一種既能解決現(xiàn)有問題，又能適應未來移動通信的需求的新技術（即新一代移動通信：nextgenerationmobilecommunication）是必要的。高速鐵路移動通信和3G技術，一般來說，在高速移動的物體上，當速度超 過時速150千米時，2G/3G的快速功率控制效果不佳，此時就要看哪種通信制式 的抗衰落手段多，且衰落儲備量大。TD-SCDM對高速移動情況不太適應，主要 是因為技術性能先進的只能天線沒有在高鐵上全面普及和覆蓋，且系統(tǒng)的增益又不高，再加上使用終端的功率不大，使得在高鐵上，對于覆蓋邊緣由于衰落儲備 不足而掉話；現(xiàn)在，GSMfU式在高鐵系統(tǒng)中還沒有啟用功控裝置，不過GS

8、M式只提供語音通話，信道編碼糾錯技術在這種情況下的作用顯著，在通信基站功率達到40W終端功率達到2W且基站距離較短的情況下，衰落儲備量發(fā)揮作用， 高鐵的應用效果還可以。GS源統(tǒng)中的EDG副式在高鐵中的效果不好，主要是 由于EDGEE高速數(shù)據(jù)時白編碼效率為1,沒有編碼冗余度，對應的信道編碼增 益相對較低，止匕外，高階的數(shù)據(jù)8PSK調制，會使得解調EDG嗷據(jù)的信噪比較高， 導致EDGEi緣的覆蓋電壓需要更高，其衰落儲備要更大；但在實際的高鐵系統(tǒng) 中，兩個基站覆蓋區(qū)之間的衰落儲備一般都不足， 使得傳輸?shù)臄?shù)據(jù)率會迅速下降。 所以，就要尋求新的技術體系來解決高鐵中的移動通信問題。3G通信技術在我國的發(fā)展

9、是日新月異。2009年1月7日，我國同時發(fā)放了三張3G拍照，即： TD-SCDMAWCDMACDMA2Q0標志著我國正式進入了 3G時代。3G網(wǎng)絡運行的兩 年多時間里，在拉動我國GD?曾長的同時，還為國內創(chuàng)造了大量的就業(yè)機會。 從 技術角度來分析，3G移動通信網(wǎng)絡相對于2G網(wǎng)絡的優(yōu)勢在于更大的系統(tǒng)容量和 更好的通信質量，且能夠實現(xiàn)全球范圍的無縫漫游，為通信用戶提供包括語音、 數(shù)據(jù)和多媒體等多種形式的通信服務。在國際移動通信領域，國際電聯(lián)對3G網(wǎng)絡有其最低的要求和標準，即：在高速移動的地面物體上，3G網(wǎng)絡所能提供的數(shù)據(jù)業(yè)務為64144kb/s,要能夠適應500km/h的移動環(huán)境。針對該標準，我國

10、 現(xiàn)行的3種3G網(wǎng)絡中，WCDMA CDMA200宦要采用“軟切換”技術，能夠實現(xiàn) 移動終端在時速500km時的正常通信，即能夠實現(xiàn)在與另一個新基站通信時，首 先不中斷跟原基站的聯(lián)系，而是在跟新的基站連接好后，再中斷跟原基站的連接， 這也是3G網(wǎng)絡優(yōu)于2G網(wǎng)絡的一個突出特點；WCDMA術已經解決了高速運動物 體的無縫覆蓋問題；止匕外，TD-SCDMA對高鐵通信的覆蓋方案進行了研究。因 此，3G移動通信網(wǎng)絡在技術層面上已經具有為高鐵提供通信保障的基本條件，2文檔來源為：從網(wǎng)絡收集整理,word版本可編輯.文檔來源為：從網(wǎng)絡收集整理,word版本可編輯.歡迎下載支持為我國高鐵發(fā)展過程中移動通信問題

11、的完滿解決奠定了堅實基礎。第三代移動通信系統(tǒng)（IMT-2000）,在第二代移動通信技術基礎上進一步演進的以寬帶CDMA技術為主,并能同時提供話音和數(shù)據(jù)業(yè)務的移動通信系統(tǒng)。TD-SCDM腋術方案是我國首次向國際電聯(lián)提出的中國建議，是一種基于CDMA結合智能天線、軟件無線電、高質量語音壓縮編碼等先進技術的優(yōu)秀方案。什么是3G移動通信技術？ 3G第三代移動通信技術（英語：3rd-generation）,是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術。3G服務能夠同 時傳送聲音（通話）及數(shù)據(jù)信息（電子郵件、即時通信等）。代表特征是提供高速數(shù) 據(jù)業(yè)務。1995年問世的第一代模擬制式手機（1G）只能進行語音通話；

12、1996到 1997年出現(xiàn)的第二代GSIM CDM摩數(shù)字制式手機（2G）便增加了接收數(shù)據(jù)的功 能，如接收電子郵件或網(wǎng)頁；其實，3G并不是2009年誕生的，早在2007年國 外就已經產生3G了，而中國也于2008年成功開發(fā)出中國3G,下行速度峰值理 論可達3.6Mbit/s （一說2.8Mbit/s ）,上行速度峰值也可達 384kbit/s。不可 能像網(wǎng)上說的每秒2G當然，下一部電影也不可能瞬間完成。3G移動通信技術與2G的區(qū)別。3G與2G的主要區(qū)別是在傳輸聲音和數(shù)據(jù)的 速度上的提升，它能夠在全球范圍內更好地實現(xiàn)無線漫游，并處理圖像、音樂、 視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁瀏覽、電話會議、電

13、子商務等多種信息服 務，同時也要考慮與已有第二代系統(tǒng)的良好兼容性。為了提供這種服務，無線網(wǎng)絡必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度， 也就是說在室內、室外和行車的環(huán)境中能 夠分別支持至少2Mbps（兆比特/每秒）、384kbps（千比特/每秒）以及144kbps的 傳輸速度（此數(shù)值根據(jù)網(wǎng)絡環(huán)境會發(fā)生變化）。3G是第三代通信網(wǎng)絡，目前國 內不支持除GSMf口 CDM蒯外的網(wǎng)絡，GSMS備采用的是頻分多址，而 CDMAS用 碼分擴頻技術，先進功率和話音激活至少可提供大于 3倍GS喇絡容量，業(yè)界將 CDMAUM乍為3G的主流技術，國際電聯(lián)確定三個無線接口標準，分別是 CDMA2000WCDMATD-SCDM

14、A也就是說國內CDMAT以平滑過渡至U 3G網(wǎng)絡，3G 主要特征是可提供移動寬帶多媒體業(yè)務。單純說3G移動通信技術可能很多人不能理解什么是高速數(shù)據(jù)通信，其實簡 單一點地說就是能夠實現(xiàn)高速無線上網(wǎng)、視頻通話等等業(yè)務。在我國 3G移動通 信技術還在應用初期，中國的3G之路才剛剛開始，目前國內三大運營商正在為 3G的普及而做出努力，相信在不久的將來無線互聯(lián)網(wǎng)流媒體業(yè)務將成為網(wǎng)絡生 活的主導。第四代4G是第四代移動通信及其技術的簡稱，是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質量視頻圖像以及圖像傳輸質量與高清晰度電視不相上下的技術產品。4G系統(tǒng)能夠以100Mbps的速度下載，比撥號上網(wǎng)快 2000倍，上傳的

15、速度也能達到 20Mbps,并能夠滿足幾乎所有用3文檔來源為：從網(wǎng)絡收集整理,word版本可編輯.文檔來源為：從網(wǎng)絡收集整理,word版本可編輯.歡迎下載支持戶對于無線服務的要求。而在用戶最為關注的價格方面，4G與固定寬帶網(wǎng)絡在價格方面不相上下，而且計費方式更加靈活機動，用戶完全可以根據(jù)自身的需求確定所需的服務。此外,4G可以在DSL和有線電視調制解調器沒有覆蓋的地方部署，然后再擴展到整個地區(qū)。很明顯，4G有著不可比擬的優(yōu)越性。4G移動系統(tǒng)網(wǎng)絡結構可分為三層：物理網(wǎng)絡層、中間環(huán)境層、應用網(wǎng)絡層。物理網(wǎng)絡 層提供接入和路由選擇功能，它們由無線和核心網(wǎng)的結合格式完成。中間環(huán)境層的功能有 QoS映射

16、、地址變換和完全性管理等。物理網(wǎng)絡層與中間環(huán)境層及其應用環(huán)境之間的接口是 開放的，它使發(fā)展和提供新的應用及服務變得更為容易，提供無縫高數(shù)據(jù)率的無線服務，并運行于多個頻帶。這一服務能自適應多個無線標準及多模終端能力，跨越多個運營者和服務，提供大范圍服務。第四代移動通信系統(tǒng)的關鍵技術包括信道傳輸；抗干擾性強的高速接入技術、調制和信息傳輸技術；高性能、小型化和低成本的自適應陣列智能天線；大容量、低成 本的無線接口和光接口；系統(tǒng)管理資源；軟件無線電、網(wǎng)絡結構協(xié)議等。第四代移動通信系統(tǒng)主要是以正交頻分復用（OFDM）為技術核心。OFDM技術的特點是網(wǎng)絡結構高度可擴展，具有良好的抗噪聲性能和抗多信道干擾能

17、力，可以提供無線數(shù)據(jù)技術質量更高（速率高、時延?。┑姆蘸透玫男阅軆r格比，能為4G無線網(wǎng)提供更好的方案。例如無線區(qū)域環(huán)路（WLL）、數(shù)字音訊廣播（DAB）等，預計都采用 OFDM技術。4G移動通 信對加速增長的廣帶無線連接的要求提供技術上的回應，對跨越公眾的和專用的、室內和室外的多種無線系統(tǒng)和網(wǎng)絡保證提供無縫的服務。通過對最適合的可用網(wǎng)絡提供用戶所需求的最佳服務，能應付基于因特網(wǎng)通信所期望的增長，增添新的頻段，使頻譜資源大擴展， 提供不同類型的通信接口， 運用路由技術為主的網(wǎng)絡架構，以傅利葉變換來發(fā)展硬件架構實現(xiàn)第四代網(wǎng)絡架構。移動通信會向數(shù)據(jù)化，高速化、寬帶化、頻段更高化方向發(fā)展，移動數(shù)據(jù)

18、、 移動IP預計會成為未來移動網(wǎng)的主流業(yè)務。第五代5G網(wǎng)絡作為下一代移動通信網(wǎng)絡，其最高理論傳輸速度可達每秒數(shù)十Gb,這比現(xiàn)行4G網(wǎng)絡的傳輸速度快數(shù)百倍，整部超高畫質電影可在1秒之內下載完成2014年5月13日，三星電子宣布，其已率先開發(fā)出了首個基于5G核心技術的移動傳輸網(wǎng)絡，并表示將在 2020年之前進行5G網(wǎng)絡的商業(yè)推廣。5G技術原理：三星電子通過研究和試驗表明，在28GHz的超高頻段，以每秒1Gb以上的速度，成功實現(xiàn)了傳送距離在2Km范圍內的數(shù)據(jù)傳輸。此前，世界上沒有一個企業(yè)或機構開發(fā)出在6GHz以上的超高頻段實現(xiàn)每秒 Gb級以上的數(shù)據(jù)傳輸技術，這是因為難以解決 超高頻波長短帶來的數(shù)據(jù)損

19、失大，傳送距離短等難題。三星電子利用64個天線單元的自適應陣列傳輸技術，使電波的遠距離輸送成為可能， 并能實時追蹤使用者終端的位置，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的上下載交換。超高頻段數(shù)據(jù)傳輸技術的成功， 不僅保證了更高的數(shù)據(jù)傳輸速度，也有效解決了目前移動通信波段資源幾近枯竭的問題。研發(fā)進展：2014年5月13日，三星電子宣布，其已率先開發(fā)出了首個基于5G核心技術的移動傳輸網(wǎng)絡，并表示將在2020年之前進行5G網(wǎng)絡的商業(yè)推廣。12020年三星電子計劃實現(xiàn)該技術的商用化為目標，全面研發(fā) 5G移動通信核心技術。 隨著三星電子研發(fā)出這一技術，世界各國的第五代移動通信技術的研究將更加活躍，其國際4文檔來源為：從網(wǎng)絡收集整理

20、,word版本可編輯.文檔來源為：從網(wǎng)絡收集整理,word版本可編輯.歡迎下載支持標準的出臺和商用化也將提速。5G網(wǎng)絡的主要目標是讓終端用戶始終處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)。5G網(wǎng)絡將來支持的設備遠遠不止是智能手機一一它還要支持智能手表、健身腕帶、智能家庭設備如鳥巢式室內恒溫器等。5G網(wǎng)絡是指下一代無線網(wǎng)絡。 5G網(wǎng)絡將是4G網(wǎng)絡的真正升級版，它和基本要求并不同于 今天的無線網(wǎng)絡。5G網(wǎng)絡作為下一代移動通信網(wǎng)絡，其最高理論傳輸速度可達每秒數(shù)十Gb,這比現(xiàn)行4G網(wǎng)絡的傳輸速度快數(shù)百倍， 整部超高畫質電影可在 1秒之內下載完成。隨著5G技術的誕 生，用智能終端分享 3D電影、游戲以及超高畫質（UHD）節(jié)目的時代已

21、向我們走來。其5G網(wǎng)絡已成功在28千兆赫（GHz）波段下達到了 IGbps,相比之下，當前的第四代長 期演進（4G LTE服務的傳輸速率僅為 75Mbps。而此前這一傳輸瓶頸被業(yè)界普遍認為是一個技 術難題，而三星電子則利用64個天線單元的自適應陣列傳輸技術破解了這一難題。1未來5G網(wǎng)絡的傳輸速率最高可達10Gbps,這意味著手機用戶在不到一秒時間內即可完成一部高清電影的下載。15G網(wǎng)絡意味著超快的數(shù)據(jù)傳輸速度。2013年5月，三星宣稱，它的即將推出的5G技術每秒能夠傳輸超過 1G的數(shù)據(jù)。相對而言，現(xiàn)在相對較快的LTE網(wǎng)絡每秒可彳輸大約 60M的數(shù)據(jù)，這大約相當于 0.05G。這樣的無線網(wǎng)絡速度

22、將比你用任何智能手機體驗到的速度都 要快很多。谷歌宣稱，即使以每秒1G的速度，也能夠用不到兩分鐘的時間下載一部全高清的電影。5G網(wǎng)絡中看到的最大的改進之處是它能夠靈活地支持各種不同的設備。除了支持手機和平板電腦外，5G網(wǎng)絡將還需要支持可佩戴式設備，例如健身跟蹤器和智能手表、智能家 庭設備如鳥巢式室內恒溫器等。在一個給定的區(qū)域內支持無數(shù)臺設備，這就是科學家的設計目標。在未來，每個人將 需要擁有10-100臺設備為其服務。不過科學家目前很難弄清楚支持所有這些設備到底需要 多大的數(shù)據(jù)容量。25G網(wǎng)絡不僅要支持更多的數(shù)據(jù)，而且要支持更多的使用率。5G網(wǎng)絡，改善端到端性能將是另一個重大的課題。 端到端性能是指智能手機的無線網(wǎng)絡與搜索信息的服務器之間保 持連接的狀況。在發(fā)送短信或瀏覽網(wǎng)頁的時候，在觀看網(wǎng)絡視頻時，如果發(fā)現(xiàn)視頻播放不流暢甚至停滯，這很可能就是因為端到端網(wǎng)絡連接較差的緣故。2下一代無線網(wǎng)絡還將會帶來智能手機和移動設備電池壽命的大幅提升。因為有很多較 小的任務需要應用程序不停歇地運行。電子郵件應用程序會反反復復向服務器發(fā)送請求信 息，查核是否有新的電子郵件到來?，F(xiàn)在有很多應用程序會不斷地發(fā)送些短小的信息，請求信息雖然短小，但是它們會隨 著時間的推移不斷地蠶食手機的電池電量。在貝爾實驗室的團隊有一項任務就是找出處理這些請求信息的更好的辦法。 如果能夠處理好這些信息，那么我就能極大