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1、2020 5 31 数字媒体概论 福州大学物理与信息工程学院 2020 5 31 第二章数字无线移动媒介 2 1 数字移动通信2 2 无线互联网 2020 5 31 无线通信基本知识 1 无线电技术的发展历史 2020 5 31 2 电磁波频谱划分 2020 5 31 2 电磁波频谱划分 续 2020 5 31 2 电磁波频谱划分 续 2020 5 31 3 各种无线电频段的基本用途 2020 5 31 4 常用移动通信系统频谱分布 2020 5 31 第二章数字无线移动媒介 2 1 数字移动通信2 2 无线互联网 2020 5 31 2 1 数字移动通信 1 当前移动通信发展的特点2 移动通
2、信技术的发展历程3 短信业务 2020 5 31 1 当前移动通信发展的特点 移动通信支持的业务 1 语音 2 短消息 SMS EMS MMS 3 互联网接入 4 移动电视 5 移动商务 资讯 交易 娱乐 6 互动游戏 2020 5 31 1 当前移动通信发展的特点 续 用户数持续增加 很快会成为第一通信手段 1 全球1 3国家移动用户数超过固定用户数 2 发达国家移动电话市场趋于饱和 如欧洲平均普及率已经超过70 3 中国用户数超3 77亿 超过固定用户数 用户平均业务量下降 ARPU下降 1 新增用户多为低端用户 2 竞争激烈 资费下降 3 数据业务仍处于起步阶段 业务量小 收入小 202
3、0 5 31 1 当前移动通信发展的特点 续 移动通信技术更新加快 而业务发展明显滞后 1 GPRS用户和业务量有限 适合移动业务的终端和应用有限 2 3G面临的市场驱动压力 3 目前最主要的数据业务仍然是短消息业务SMS 其他如WAP等业务量很小2G 2 5G 3G将长期共存发展 2020 5 31 总结 移动通信发展的焦点已经由用户数量的增长 转化为业务量和新业务的增长由技术驱动转化为业务驱动 2020 5 31 2 1 数字移动通信 1 当前移动通信发展的特点2 移动通信技术的发展历程3 短信业务 2020 5 31 2 移动通信技术的发展历程 根据移动通信所使用的技术方案不同 其发展过
4、程为第一代移动通信系统 即1G 以模拟技术为主 第二代移动通信系统 即2G 以窄带数字技术为主 2 5G 过渡技术 GPRS等第三代移动通信系统IMT 2000宽带移动通信系统 即3G 第四代蜂窝移动通信系统 即4G 2020 5 31 2 数字移动通信技术的发展历程 1 最早的移动通信马可尼发明无线通信设备 轮船上发送越洋无线电报支持业务无线电报特点使用通断两种状态表示信号 2020 5 31 2 第一代移动通信系统 AMPS 高级移动电话 系统 美国纽约 模拟蜂窝电话系统支持业务 语音特点 使用模拟调制技术 采用7小区复用 2020 5 31 3 第二代数字移动通信系统 GSM Group
5、SpecialMobile 移动通信系统 欧洲标准 基于TDMA的数字蜂窝移动通信系统 GSM是世界上第一个对数字调制 网络层结构和业务作了规定的蜂窝系统 支持业务 数字语音 短信息特点 每个载频分为8个物理信道 时隙 全速率信道的速率为13kbit s 半速率为6 5kbit s 上行频率890MHz 915MHz 下行频率935MHz 960MHz 载频间隔为200KHz 上 下行各分配124个载波频率 2020 5 31 3 第二代数字移动通信系统 窄带CDMA系统IS 95 美国TIA正式颁布的窄带CDMA N CDMA 标准 基于CDMA技术的数字蜂窝移动通信系统支持业务 数字语音特
6、点 使用CDMA技术 可以方便进行软切换 IS 95B可提供的理论最大比特速率为115kbit s 实际只能实现64kbit s 2020 5 31 4 2 5代移动通信技术 目前已经进行商业应用的2 5G移动通信技术是从2G迈向3G的衔接性技术 由于3G是个相当浩大的工程 所牵扯的层面多且复杂 要从目前的2G迈向3G不可能一下就衔接得上 因此出现了介于2G和3G之间的2 5G 常见的2 5G技术 GPRSCDMA20001x 2020 5 31 4 2 5代移动通信技术 GPRS GeneralPacketRadioService GPRS在现有的GSM网络基础上叠加了一个新的网络 同时在网
7、络上增加一些硬件设备和软件升级 形成了一个新的网络逻辑实体 提供端到端的 广域的无线IP连接 支持业务 数据服务 无线上网特点 使用分组交换技术 提供了非常灵活的波特率 从小于100bps到大于171 2kbps 升级到EDGE 总带宽可达总带宽达到384kbps 2020 5 31 4 2 5代移动通信技术 CDMA20001xcdma2000 1X原意是指cdma2000的第一阶段 速率高于IS 95 低于2Mbit s 可支持308kibit s的数据传输 网络部份引入分组交换 可支持移动IP业务 支持业务 数据业务 无线上网特点 容易升级到3G CDMA20003x 数据传输速率 用户
8、153 6kbps BTS384kbps 2020 5 31 5 第三代数字移动通信系统 3G是英文3rdGeneration的缩写 指第三代移动通信技术 相对第一代模拟制式手机 1G 和第二代数字手机 2G 第三代手机一般地讲 是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统 它能够处理图像 音乐 视频流等多种媒体形式 提供包括网页浏览 电话会议 电子商务等多种信息服务 为了提供这种服务 无线网络必须能够支持不同的数据传输速度 也就是说在室内 室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps 兆字节 每秒 384kbps 千字节 每秒 以及144kbps的传输速度 2020 5 3
9、1 5 第三代数字移动通信系统 国际电信联盟 ITU 在2000年5月确了三个无线接口标准 写入3G技术指导性文件 2000年国际移动通讯计划 简称IMT 2000 它们分别是 W CDMACDMA2000TD SCDMA 2020 5 31 W CDMA WidebandCDMA 也称为CDMADirectSpread 意为宽频分码多重存取 其支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商 日本公司也或多或少参与其中 包括欧美的爱立信 阿尔卡特 诺基亚 朗讯 北电 以及日本的NTT 富士通 夏普等厂商 这套系统能够架设在现有的GSM网络上 对于系统提供商而言可以较轻易地过渡 而GSM系统相当普及的亚
10、洲对这套新技术的接受度预料会相当高 因此W CDMA具有先天的市场优势 2020 5 31 CDMA2000 CDMA2000也称为CDMAMulti Carrier 由美国高通北美公司为主导提出 摩托罗拉 Lucent和后来加入的韩国三星都有参与 韩国现在成为该标准的主导者 这套系统是从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的 可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G 建设成本低廉 但目前使用CDMA的地区只有日 韩和北美 所以CDMA2000的支持者不如WCDMA多 不过CDMA2000的研发技术却是目前各标准中进度最快的 许多3G手机已经率先面世 2020 5 31 TD SCDMA 该
11、标准是由中国大陆独自制定的3G标准 1999年6月29日 中国原邮电部电信科学技术研究院 大唐电信 向ITU提出 该标准将智能天线 同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中 在频谱利用率 对业务支持具有灵活性 频率灵活性及成本等方面的独特优势 另外 由于中国内的庞大的市场 该标准受到各大主要电信设备厂商的重视 全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TD SCDMA标准 2020 5 31 6 发展中的4G技术 第四代移动通信的概念可称为宽带接入和分布网络 具有非对称的超过2Mbit s的数据传输能力 它包括宽带无线固定接入 宽带无线局域网 移动宽带系统和互操作的广播网络 基于地面和卫星
12、系统 第四代移动通信将在不同的固定和无线平台以及跨越不同频带的网络运行中提供无线服务 4G系统还是多功能集成的宽带移动通信系统 是宽带接入IP系统 第四代移动通信 4G 可以定义为是具有广带移动和无缝业务的移动通信系统 2020 5 31 6 发展中的4G技术 普遍认为4G应该具备以下特点 多种业务的完整融合移动中的高速切换高度智能化的网络 2020 5 31 7 蜂窝和复用方式 蜂窝 频率重用 小区分裂复用方式 多址接入方式 FDMA TDMA CDMA SPMA 2020 5 31 2 1 数字移动通信 1 当前移动通信发展的特点2 移动通信技术的发展历程3 短信业务 2020 5 31
13、3 短信息业务 短消息作为一项极具吸引力和人气的增值业务 越来越成为以话音业务为主导的移动通信网络的另一个重要卖点 种类繁多的数据增值业务是基于短消息这种移动数据通信手段的 如手机银行 手机证券 信息点播 移动OICQ业务 无线电子邮件 无线数据和传真等 我们在这里把这些业务统称为短信息业务 2020 5 31 1 短信息市场概况 中国的手机短信业务在2000年正式启动据有关调查表明 2003年世界范围内手机短信总量为4428亿条 率先开展此项业务的欧洲 短信息业务像风暴一样席卷欧洲大陆 预计至2010年每月发送量达280亿条在中国 两大移动运营商正逐步实现短消息的互连互通 短消息和基于短消息
14、的各种新业务层出不穷 2004年全国手机移动短信业务量达到2177 6亿条 截至2005年9月底中国移动电话用户逾3 77亿户 共完成发送短信2185亿条 短信所蕴涵的巨大的潜在商机受到运营商的高度重视 2020 5 31 2 短信息技术原理 短消息的种类 SMSShortMessagingService短信业务 EMSEnhancedMessageService增强短信业务 MMSMultimediaMessagingService多媒体短信业务 2020 5 31 SMS 可以通过手机等移动设备发送文本型短信 SMS这个术语最早在80年代初期出现 但一直到了90年代初才开始进入商用市场 并
15、且一直到1999年 该业务才在世界各国迅速蔓延 并有持续爆炸性的增长趋势 目前SMS只是在手机内建立一段文字后再发送给朋友 简单方便易用 这种短信的长度被限定在140字节之内 SMS以简单方便的使用功能受到大众的欢迎 却始终是属于第一代的无线数据服务 在内容和应用方面存在技术标准的限制 2020 5 31 SMS SMS采用存储转发机制 SMS传送数据包的工作由移动网络中的短信中心而不是终端用户来完成 如果用户不在服务区内 短信就被存储在短信中心 等用户出现之后再转发给他 另外采用传递确认机制 在电路交换数据环境中 连接是端到端的 所以用户能够知道连接是否完成 以及数据传递的情况 但在GPRS
16、环境中 附属于GPRS承载体的终端是 永远在线 的 它在任何时候都准备透明地 相对于用户而言 传送或接收数据 这样一来 检查数据包是否发送成功的任务就落到了用户头上 对于每一次分组数据业务 其相应的成本也会比SMS高 2020 5 31 SMS SMS的常见应用 信息交换 SMS邮件通知 SMS发送邮件 提供象新闻 天气 娱乐信息和股票价格等的服务信息定制 余额查询 企业短信商务平台 2020 5 31 EMS EMS的优势除了可以像SMS那样发送文本短信之外 还可发简单的图像 声音和动画等信息 仍然可以运行在原有SMS运行的网络上 发送途径和操作也没有差别 该标准属于开放式的 任何对EMS感兴趣的第三方公司或个人都可以在此平台上开发应用软件和服务 2020 5 31 EMS EMS能够将简单音调 图片 声音 动画 文本集成到一起 然后在EMS手机上显示 例如 当短信中出现感叹号时演奏相关的音调 或者把简单的黑白图片和文本及声音效果同时展示出来 EMS是SMS的增强版本 也使用信令信道 通过短信中心存储和转发短信 实现原理也比较相似 无须对基础网络进行升级 从SMS向EMS的升级是透明
