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2G3G4G移动通信技术发展概论new

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一、2G通信2G,是第二代移动通信技术规格的简称,它替代第一代移动通信系统完成了模拟技术向数字技术的转变,主要特性是为移动用户提供数字化的语音业务以及低速数据业务,一般定义为无法直接传送如电子邮件、软件等信息;只具有通话和一些如时间日期等传送的通信技术规格第二代移动通信系统主要有欧洲的GSM和北美的DAMPS和CDMA技术等,目前我国广泛应用的是GSM系统2G技术基本可被分为两种,一种是基于TDMA所发展出来的以GSM为代表,另一种则是CDMA规格,复用﹙Multiplexing﹚形式的一种主要的第二代通讯技术规格标准有: GSM:基于TDMA所发展、源于欧洲、目前已全球化IDEN:基于TDMA所发展、美国独有的系统被美国电信系统商Nextell使用D-AMPS﹙也叫做IS-136﹚:基于TDMA所发展,是美国最简单的TDMA系统,用于美洲IS-95﹙也叫做cdmaOne﹚:基于CDMA所发展、是美国最简单的CDMA系统、用GSN处理器,用于美洲和亚洲一些国家PDC﹙Personal Digital Cellular﹚:基于TDMA所发展,仅在日本普及 GSM系统GSM数字移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计出来的,它是在蜂窝系统的基础上发展而成。

1991年在欧洲开通了第一个系统,同时MoU组织为该系统设计和注册了市场商标,将GSM更名为“全球移动通信系统”(Global System for Mobile Communications)从此移动通信的发展跨入了第二代数字移动通信系统GSM系统有几项重要特点:防盗拷能力佳、网络容量大、号码资源丰富、通话清晰、稳定性强不易受干扰、信息灵敏、通话死角少、耗电量低   其主要技术特点如下:   1.频谱效率由于采用了高效调制器、信道编码、交织、均衡和语音编码技术,使系统具有高频谱效率   2.容量由于每个信道传输带宽增加,使同频复用栽干比要求降低至9dB,故GSM系统的同频复用模式可以缩小到4/12或3/9甚至更小(模拟系统为7/21);加上半速率话音编码的引入和自动话务分配以减少越区切换的次数,使GSM系统的容量效率(每兆赫每小区的信道数)比TACS系统高3~5倍   3.话音质量鉴于数字传输技术的特点以及GSM规范中有关空中接口和话音编码的定义,在门限值以上时,话音质量总是达到相同的水平而与无线传输质量无关   4.开放的接口GSM标准所提供的开放性接口,不仅限于空中接口,而且报刊网络直接以及网络中个设备实体之间,例如A接口和Abis接口。

  5. 安全性通过鉴权、加密和TMSI号码的使用,达到安全的目的鉴权用来验证用户的入网权利加密用于空中接口,由SIM卡和网络AUC的密钥决定TMSI是一个由业务网络给用户指定的临时识别号,以防止有人跟踪而泄漏其地理位置   6.与ISDN、PSTN等的互连与其他网络的互连通常利用现有的接口,如ISUP或TUP等   7.在SIM卡基础上实现漫游漫游是移动通信的重要特征,它标志着用户可以从一个网络自动进入另一个网络GPRS为GSM系统的延伸,为2.5GIDEN系统iDEN(集成数字增强型网络)是美国摩托罗拉公司研制和生产的一种数字集群移动通信系统. iDEN 具有以下一些特点:首先,在功能方面,iDEN在传统的调度通信基础上,大量吸收了数字蜂窝通信系统的优点,增强了互联功能,其无线功能与个人移动通信系统同在一个水平上,同时将数字蜂窝通信系统的增值业务如短信息服务、语音信箱及基于IWF上的电路数据应用于iDEN系统中;第二,iDEN可以较高效率地使用传统的频谱,iDEN采纳传统的800MHz频谱(806MHz~825MHz,85lMHz~870MHz),该段频谱在全球被广泛应用于集群通信,iDEN可以使用不连续频点,频率利用率较高;第三,iDEN采纳独特的MI6QAM的调制技术,使每一个25kHz的物理信道(含6个通信时隙)的速率达到64Kbps,同时使邻道抑制达到60dB以上,这一高效的调制技术保证了集群通信数字化进程中数字与模拟系统的共存;第四,蜂窝式的小区结构提高了网络的覆盖能力,同时,还可以采取全向基站的方式;第五,可以实现跨系统调度通信。

  目前iDEN技术体制主要用于数字集群共网系统应用,美洲和亚洲为其主要市场D-AMPS(IS-136)系统D-AMPS也被称为时分多址联接方式IS-136D-AMPS(数字先进移动服务),也可以拼写为DAMPS,是AMPS(先进移动服务)的数字版本,是美国cellulartelephone(移动)服务的最开始的类似标准D-AMPS是使用了TDMA的三大无线数字技术之一两外两大技术分别是GSM和PDC每个人技术对TDMA的解释都不同,所以是不兼容的D-AMPS的一个优势就在于他从现有的类似AMPS网络更容易升级还有一种D-AMPS的替代技术以及另外两种TDMA技术都是直接的顺序码分多址联接方式(CDMA)IS-95系统IS-95是由高通公司发起的第一个基于CDMA数字蜂窝标准基于IS-95的第一个品牌是cdmaOneIS-95也叫TIA-EIA-95它是一个使用CDMA的2G移动通信标准,一个数据无线电多接入方案,其用来发送声音,数据和在无线和蜂窝站点间发信号数据(如被拨号码)IS-95是TIA为最主要基于CDMA技术2G移动通信的空中接口标准分配的编号,IS全称为Interim Standard,即暂时标准。

它也常作为整系列名称使用CDG为该技术申请了cdmaOne的商标IS-95及其相关标准是最早商用的基于CDMA技术的移动通信标准,IS-95B也就是大众所熟知的CDMA PDC系统 PDC (Personal Digital Cellular) 是一种由日本开发及使用的2G移动通讯标准   与D-AMPS及GSM相似,PDC采用TDMA技术标准由RCR (其后变成ARIB) 在1991年4月制定提供的服务包括话音(全速及本速),增值服务包括来电等候、留言信箱、三人会议、来电转驳等,数据服务(最高为 9.6 kbit/s CSD),及封包转换无线数据(packet-switched wireless data,最高为28.8 kbit/s PDC-P)与GSM相比,PDC的较弱广播强度让生产商造出较细小的及使用较轻的电池,但话音质素则低于标准,而维持网络连接能力亦较为逊色,特别是在密闭环境如电梯内 故其逐渐被3G淘汰总结第二代移动通信技术主要包括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,GSM 900/1800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,使得话音质量得到了质的改进;半速率编解码器可使GSM系统的容量提近一倍。

在GSM Phase2+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所以,3G登上了通信技术的舞台二、3G通信 3G是什么?3G就是出租车里的视频会议;3G就是你坐火车也不会错过的肥皂剧; 3G就是从现场发回总部供分析用的图像;3G就是与朋友共享你在摩洛哥的美妙假期 3G定义 “3G”(英语 3rd-generation)或“三代”是第三代移动通信技术的简称,是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术3G服务能够同时传送声音(通话)及数据信息(电子邮件、即时通信等)。

代表特征是提供高速数据业务速度更快、选择更个性化、网络覆盖更宽广、业务更丰富是3G的几个特点相对第一代模拟制式(1G)和第二代GSM、CDMA等数字 (2G),第三代(3G),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,提供包括网页浏览、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(兆比特/每秒)、384kbps(千比特/每秒)以及144kbps(千比特/每秒)的传输速度 目前国内不支持除GSM和CDMA以外的网络,GSM设备采用的是时分多址,而CDMA使用码分扩频技术,先进功率和话音激活至少可提供大于3倍GSM网络容量,业界将CDMA技术作为3G的主流技术,国际电联确定三个无线接口标准,分别是WCDMA,CDMA2000, TD-SCDMA,也就是说国内CDMA可以平滑过渡到3G网络,3G主要特征是可提供移动宽带多媒体业务国际电信联盟(ITU)在2000年5月确定了W-CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA和 WIMAX四大主流无线接口标准W-CDMA也称为WCDMA,全称为Wideband CDMA,也称为CDMA Direct Spread,意为宽频分码多重存取,这是基于GSM网发展出来的3G技术规范,是欧洲提出的宽带CDMA技术,它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同,目前正在进一步融合。

该标准提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演进策略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预计在GSM系统相当普及的亚洲,对这套新技术的接受度会相当高因此W-CDMA具有先天的市场优势   CDMA2000CDMA2000是由窄带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带CDMA技术,也称为CDMA Multi-Carrier,它是由美国高通北美公司为主导提出这套系统是从窄频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W-CDMA多该标准提出了从CDMA IS95(2G)-CDMA20001x-CDMA20003x(3G)的演进策略CDMA20001x被称为2.5代移动通信技术CDMA20003x与CDMA20001x的主要区别在于应用了多路载波技术,通过采用三载波使带宽提高目前中国电信正在采用这一方案向3G过渡,并已建成了CDMA IS95网络   TD-SCDMA全称为Time Division - Synchronous CDMA(时分同步CDMA),该标准是由中国大陆独自制定的3G标准。

该标准将智能无线、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该标准提出不经过2.5代的中间环节,直接向3G过渡,非常适用于GSM系统向3G升级军用通信网也是TD-SCDMA的核心任务 WIMAXWiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access),即全球微波互联接入是一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案WiMAX也叫802·16无线城域网或802.16WiMAX是一项新兴的宽带无线接入技术,能提供面向互联网。

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