移動通信技術的發(fā)展歷程與趨勢

產品管理部移動通信技術的發(fā)展歷程與趨勢XXX本文檔共75頁；當前第1頁；編輯于星期一\18點15分目錄1信息的傳遞方式2遠古時代的移動通信方式3近現代的移動通信方式4現代移動通信技術發(fā)展歷程5現代移動通信技術發(fā)展趨勢本文檔共75頁；當前第2頁；編輯于星期一\18點15分何為信息？本文檔共75頁；當前第3頁；編輯于星期一\18點15分信息，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，得以認識和改造世界。何為信息本文檔共75頁；當前第4頁；編輯于星期一\18點15分何為通信？本文檔共75頁；當前第5頁；編輯于星期一\18點15分通信，指人與人或人與自然之間通過某種行為或媒介進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，將信息從某方準確安全地傳送到另方。何為通信本文檔共75頁；當前第6頁；編輯于星期一\18點15分何為移動通信？本文檔共75頁；當前第7頁；編輯于星期一\18點15分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、收音機等在移動狀態(tài)中的物體。何為移動通信本文檔共75頁；當前第8頁；編輯于星期一\18點15分人類通信的最終目的？本文檔共75頁；當前第9頁；編輯于星期一\18點15分改變世界本文檔共75頁；當前第10頁；編輯于星期一\18點15分1信息的傳遞方式本文檔共75頁；當前第11頁；編輯于星期一\18點15分信息的傳遞方式音頻本文檔共75頁；當前第12頁；編輯于星期一\18點15分信息的傳遞方式視頻本文檔共75頁；當前第13頁；編輯于星期一\18點15分信息的傳遞方式觸感本文檔共75頁；當前第14頁；編輯于星期一\18點15分信息的傳遞方式體感本文檔共75頁；當前第15頁；編輯于星期一\18點15分2遠古時代的移動通信方式本文檔共75頁；當前第16頁；編輯于星期一\18點15分遠古時代的移動通信方式烽火擊鼓本文檔共75頁；當前第17頁；編輯于星期一\18點15分旗語號角本文檔共75頁；當前第18頁；編輯于星期一\18點15分燈塔燈語本文檔共75頁；當前第19頁；編輯于星期一\18點15分鴻雁信鴿本文檔共75頁；當前第20頁；編輯于星期一\18點15分驛差風箏玉器符號眼神……本文檔共75頁；當前第21頁；編輯于星期一\18點15分遠古時代移動通信方式的弊端？本文檔共75頁；當前第22頁；編輯于星期一\18點15分遠古時代的移動通信方式的弊端烽火擊鼓傳輸距離短時效性較差傳輸距離短不定因素多本文檔共75頁；當前第23頁；編輯于星期一\18點15分旗語號角受天氣影響指向性不高傳輸距離短不定因素多本文檔共75頁；當前第24頁；編輯于星期一\18點15分燈塔燈語不可移動受時域影響場景受限制受天氣影響本文檔共75頁；當前第25頁；編輯于星期一\18點15分鴻雁信鴿太多不定性隨機性高目標受限本文檔共75頁；當前第26頁；編輯于星期一\18點15分驛差風箏玉器符號眼神……較為穩(wěn)定時效較差本文檔共75頁；當前第27頁；編輯于星期一\18點15分3近現代的移動通信方式本文檔共75頁；當前第28頁；編輯于星期一\18點15分移動通信的應用系統(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.無線局域網系統(tǒng)5.蜂窩移動通信系統(tǒng)本文檔共75頁；當前第29頁；編輯于星期一\18點15分集群移動通信調度中心基站移動臺本文檔共75頁；當前第30頁；編輯于星期一\18點15分無繩電話本文檔共75頁；當前第31頁；編輯于星期一\18點15分衛(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)星移動電話本文檔共75頁；當前第32頁；編輯于星期一\18點15分無線局域網無線接入點(AP)互聯網本文檔共75頁；當前第33頁；編輯于星期一\18點15分蜂窩移動通信基站移動交換中心移動臺本文檔共75頁；當前第34頁；編輯于星期一\18點15分4現代移動通信技術發(fā)展本文檔共75頁；當前第35頁；編輯于星期一\18點15分移動通信發(fā)展歷史1897年用無線實現海上與陸地的通信1899年首次實現英法間的無線通信1916年實現短波無線電通信1929年建立世界性無線電通信網無線電通信創(chuàng)始人——馬可尼本文檔共75頁；當前第36頁；編輯于星期一\18點15分移動通信發(fā)展歷史早期發(fā)展階段于上世紀初期，首先在短波幾個頻段上開發(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30～40MHz,可以認為這個階段是現代移動通信的起步階段，特點是專用系統(tǒng)開發(fā)，工作頻率較低。特點：專用系統(tǒng)，工作頻率低，采用一個基站覆蓋服務區(qū)（不能實現頻率復用）。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。本文檔共75頁；當前第37頁；編輯于星期一\18點15分移動通信發(fā)展歷史上世紀40年代中期至60年代初期公用移動通信業(yè)務開始問世。1946年，根據美國聯邦通信委員會(FCC)的計劃，貝爾系統(tǒng)在圣路易斯城建立了世界上第一個公用汽車電話網，稱為“城市系統(tǒng)”。美國貝爾實驗室完成了人工交換系統(tǒng)的接續(xù)問題。在一個城市只建立了一個基站，由于頻率資源不能充分利用，當大家都想用時出現了飽和的情況。特點：特點是接續(xù)方式為人工，網的容量較小。本文檔共75頁；當前第38頁；編輯于星期一\18點15分移動通信發(fā)展歷史第一代移動通信（1G）系統(tǒng)——出現于上世紀70年代末80年代初，源于系統(tǒng)容量問題。摩托羅拉DynaTAC8000X重量約0.9公斤通話時間半小時售價3995美元1978年底，美國貝爾實驗室成功研制出先進移動電話系統(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。從此移動通信進入了模擬的1G系統(tǒng)時代。本文檔共75頁；當前第39頁；編輯于星期一\18點15分移動通信發(fā)展歷史第一代移動通信（1G）系統(tǒng)主要技術模擬技術和頻分多址(FDMA)技術。系統(tǒng)特點2.4kbps傳輸速率，只提供區(qū)域性語音業(yè)務，容量有限、保密性差、通話質量不高、不能提供數據業(yè)務；設備成本高，重量重，體積大。代表制式AMPS（AdvancedMobilePhoneSystem）貝爾實驗室發(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，國內第一個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）本文檔共75頁；當前第40頁；編輯于星期一\18點15分移動通信發(fā)展歷史蓬勃發(fā)展驅動力20世紀90年代初進入移動通信的一個蓬勃發(fā)展期用戶需求增長迅猛微電子技術在這一時期得到長足發(fā)展，這使得通信設備的小型化、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)展而出現的微處理器技術日趨成熟以及計算機技術的迅猛發(fā)展，從而為大型通信網的管理與控制提供了技術手段。本文檔共75頁；當前第41頁；編輯于星期一\18點15分移動通信發(fā)展歷史第二代移動通信（2G）系統(tǒng)——出現于20世紀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字移動通信系統(tǒng)的技術規(guī)范；1988年，確定了全球第一個數字蜂窩移動通信系統(tǒng)規(guī)范——GSM標準；1991年，GSM系統(tǒng)投入使用。1995年，美國推出了窄帶CDMA系統(tǒng)；本文檔共75頁；當前第42頁；編輯于星期一\18點15分移動通信發(fā)展歷史第二代移動通信（2G）系統(tǒng)20世紀90年代相對于1G的改進：模擬—>數字語音信號數字化處理壓縮帶來容量上收益對語音和控制信號進行加密增強安全性催生了諸如短信等新業(yè)務展開主要技術時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）系統(tǒng)特點保密性強、提供豐富的業(yè)務（低速率的數據業(yè)務）頻譜利用率高、初步解決了系統(tǒng)容量問題標準化程度高、可進行省內外漫游本文檔共75頁；當前第43頁；編輯于星期一\18點15分移動通信發(fā)展歷史第二代移動通信（2G）系統(tǒng)代表制式GSM1991年在歐洲投入使用，現全球廣泛應用使用FDMA、TDMA技術工作頻率900-1800MHz，提供9.6kbps的傳輸速率電話業(yè)務、緊急呼叫業(yè)務、短信業(yè)務、可視圖文接入等CDMA20世紀90年代中后期發(fā)展商用以擴頻通信為基礎的調制和多址連接技術8kbps(IS-95A)、64kbps(IS-95B)通信具有隱蔽性、保密性、抗干擾；通話質量好、掉線少、輻射低、健康環(huán)保本文檔共75頁；當前第44頁；編輯于星期一\18點15分移動通信發(fā)展歷史2G-3G過渡（2.5G、2.75G）系統(tǒng)2.5GGPRS（GeneralPacketRadioService）基于GSM的無線分組交換技術提供端到端、廣域的無線IP連接網絡容量只有再需要時進行分配，不需要時就釋放傳輸速率150Kbps(比GSM快15倍)2.75GEDGE（EnhancedDataratesforGSMEvolution）基于GSM/GPRS網絡的數據增強型移動通信技術傳輸速度384kbps本文檔共75頁；當前第45頁；編輯于星期一\18點15分移動通信發(fā)展歷史第三代移動通信（3G）系統(tǒng)——出現于上世紀90年代中后期，源于多媒體業(yè)務傳輸問題。1985年，國際電信聯盟（ITU）提出了未來公共陸地移動通信系統(tǒng)（FPLMTS）的概念；1996年，FPLMTS更名為IMT-2000；1999年，ITU確定3G標準：WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。2001年，3G商用網開通。2009年，中國發(fā)放了WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。本文檔共75頁；當前第46頁；編輯于星期一\18點15分移動通信發(fā)展歷史第三代移動通信（3G）系統(tǒng)系統(tǒng)特點能夠同時傳送聲音及數據信息，速率一般在幾百kbps以上實現實時視頻、高速多媒體和移動Internet訪問業(yè)務擴大高質量話音業(yè)務容量代表制式ITU開始目標之一是開發(fā)一種可以全球通用的無線通訊系統(tǒng)，但是實際最終的結果是出現了多種不同的制式（2001開始陸續(xù)部署）本文檔共75頁；當前第47頁；編輯于星期一\18點15分移動通信發(fā)展歷史第三代移動通信（3G）系統(tǒng)代表制式ITU開始目標之一是開發(fā)一種可以全球通用的無線通訊系統(tǒng)，但是實際最終的結果是出現了多種不同的制式（2001開始陸續(xù)部署）W-CDMAWidebandCodeDivisionMultipleAccess（寬帶碼分多址）以GSM為主，加入GPRS的分組交換實體技術，能夠兼容GSM系統(tǒng)的所有業(yè)務。流行于歐美地區(qū)（表現于人口密度低、追求網絡速度的特點）本文檔共75頁；當前第48頁；編輯于星期一\18點15分移動通信發(fā)展歷史第三代移動通信（3G）系統(tǒng)TD-SCDMA(TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccess)時分同步碼分多址集CDMA、TDMA、FDMA、SDMA多種多址方式于一體，采用了一系列高新技術（智能天線、聯合檢測、接力切換等技術）頻譜利用率高、系統(tǒng)容量大、系統(tǒng)成本低且適合開展數據業(yè)務，是中國自主研發(fā)的一套通信制式，較為適合國內人口密度大等特點。CDMA2000采用MC-CDMA（多載波CDMA）多址訪問技術，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準。占用頻率較多。本文檔共75頁；當前第49頁；編輯于星期一\18點15分移動通信發(fā)展歷史3G-4G過渡（2.5G、2.75G）系統(tǒng)3.5GHSPDA（HighSpeedDownlinkPacketAccess）屬于W-CDMA技術的延伸在W-CDMA下行鏈路中提供分組數據業(yè)務，在一個5MHz載波上的傳輸速率可達8-10Mbps3.75GHSUPA（HighSpeedUplinkPacketAccess）因HSDPA上傳速度不足（只有384Kbps）而開發(fā)在一個5MHz載波上的傳輸速率可達10-15Mbps，上傳速度達5.76Mbps本文檔共75頁；當前第50頁；編輯于星期一\18點15分移動通信發(fā)展歷史3G-4G過渡（2.5G、2.75G）系統(tǒng)CDMA2000？？？CDMA技術的出現源自第二次世界大戰(zhàn)期間，因戰(zhàn)爭CDMA手機的需要而研究開發(fā)出CDMA技術，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，核心技術主要是由美國高通北美公司為主導提出，主要支持者包括日本、韓國和北美等地區(qū)和國家。由于高額的專利費問題，因此在國內很少有手機設計公司使用此通信制式；高通公司一直被起訴，在國內也出現過反壟斷的案例。本文檔共75頁；當前第51頁；編輯于星期一\18點15分移動通信發(fā)展歷史第四代移動通信（4G）系統(tǒng)——出現于本世紀初期，源于高質量多媒體業(yè)務傳輸問題。2005年，國際電聯（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（ITU）確定了4GLTE國際標準；2013年，中國工信部向三大運營商發(fā)放TD-LTE牌照；2015年，工信部向中國電信、中國聯通發(fā)放FDD-LTE牌照。目前三大運營商的4G網絡已經較為穩(wěn)定的商用。本文檔共75頁；當前第52頁；編輯于星期一\18點15分移動通信發(fā)展歷史第四代移動通信（4G）系統(tǒng)代表制式FDD-LTEFDD模式的特點是在分離(上下行頻率間隔190MHz)的兩個對稱頻率信道上，系統(tǒng)進行接收和傳送，用保證頻段來分離接收和傳送信息。TD-LTETD模式的特點是在固定頻率的載波上，通過時間域來完成上下行數據傳輸（某一時間點只有上行或下行數據），來保證傳送信息。本文檔共75頁；當前第53頁；編輯于星期一\18點15分移動通信發(fā)展歷史高質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本文檔共75頁；當前第54頁；編輯于星期一\18點15分移動通信發(fā)展歷史下行下行上行時間保護間隔上行/下行頻率TDD上行/下行時間下行上行頻率保護頻帶FDD本文檔共75頁；當前第55頁；編輯于星期一\18點15分現代移動通信技術發(fā)展趨勢第五代移動通信（5G）系統(tǒng)本文檔共75頁；當前第56頁；編輯于星期一\18點15分移動通信發(fā)展歷史5G來了~~~，到低有多快？本文檔共75頁；當前第57頁；編輯于星期一\18點15分本文檔共75頁；當前第58頁；編輯于星期一\18點15分5現代移動通信技術發(fā)展趨勢本文檔共75頁；當前第59頁；編輯于星期一\18點15分現代移動通信技術發(fā)展趨勢大連接物聯網mMTC低時延、超可靠通信uRLLC增強型的移動寬帶eMBB這種應用場景下，智能終端用戶上網峰值速率要達到10Gbps甚至20Gbps，為虛擬現實、無處不在的視頻直播和分享、隨時隨地的云接入等大帶寬應用提供支持。這種場景下，5G網絡需要支撐100萬/平方公里規(guī)模的人和物的連接。這種場景要求5G網絡的時延達到1毫秒，為智能制造、遠程機械控制、輔助駕駛和自動駕駛等低時延業(yè)務提供強有力的支持。第五代移動通信（5G）系統(tǒng)本文檔共75頁；當前第60頁；編輯于星期一\18點15分現代移動通信技術發(fā)展趨勢本文檔共75頁；當前第61頁；編輯于星期一\18點15