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1、物联网与移动通信技术(班级:物流 管理101学号:1993100137姓名:张冰冰)移动通信使电话摆脱了电缆的束缚,让人们可以以更加灵活方便的方式进行交流。 我国的移动通讯产业发展迅速。截止2010年4月份,我国电话用户的数量已经达到10.94 亿,其中移动电话用户已经达到7.9亿,仅第一季度就累计净增3911.7万户。在物联 网时代,移动通信将发挥更大的作用。1864年,英国物理学家麦克斯韦成功证明了电磁波在理论上是存在的;1876年, 德国物理学家赫兹用实验证明了电磁波的存在;1900年,意大利发明家马可尼等人利用 电磁波进行了远距离的无线电通信;1901年,随着马可尼成功将信号从英国传到
2、了远在 大西洋彼岸的纽芬兰(现属于加拿大),无线电通信时代也随之而来。到目前移动通信 经历了 4代的发展:模拟语音、数字语音、数字语音与数据以及第四代通信技术(4G)。随着3G的出现,第一代移动通信技术已经慢慢在人们脑海里淡忘。但是我们应该 知道,没有第一代移动通信技术做基础,3G不可能发展成今天。因此,我们有必要了解 第一代移动通信技术的相关知识。第一代移动通信技术(1G )是指最初的模拟、仅限语音的蜂窝电话标准,制定于上 世纪80年代。Nordic移动电话(NMT)就是这样一种标准,应用于Nordic国家、东欧 以及俄罗斯。其它还包括美国的高级移动电话系统(AMPS),英国的总访问通信系统
3、 (TACS)以及日本的JTAGS,西德的C-Netz,法国的Radiocom 2000和意大利的RTMI。 第一代移动通信主要采用的是模拟技术和频分多址(FDMA)技术。由于受到传输带宽的限 制,不能进行移动通信的长途漫游,只能是一种区域性的移动通信系统。第一代移动通 信有多种制式,我国主要采用的是TACS。第一代移动通信有很多不足之处,如容量有限、 制式太多、互不兼容、保密性差、通话质量不高、不能提供数据业务和不能提供自动漫 游等,第一代移动通信服务在许多地方正被逐步淘汰。第二代移动通信技术(2G)目前在全球范围内广泛应用。和第一代不同,第二代移 动电话是数字制式的,不仅能够进行传统的语音
4、通讯,收发短信和各种多媒体短信,还 可以支持一些无线应用协议。目前最为流行的数字移动电话系统是GSM和CDMA。GSM 全名为:Global System for Mobile Communications,中文为全球移动通讯系 统。它是起源于欧洲的移动通信技术标准、是第二代移动通信技术,其开发目的是让全 球各地可以共同使用一个移动电话网络标准,让用户使用一部手机就能行遍全球。GSM系统提供的业务有:一、电信业务:包括电话、紧急呼叫、三类传真以及 短消息业务。二、承载业务:它在某个接入点上提供用户所需的传送相应信号的 能力。三、补充业务:用于补充或修改基本业务,以提供用户完整的业务。如呼 叫偏
5、转(有被叫,实时前转)、呼叫前转(无条件、遇忙、无应答、不可及)、主 叫号码识别、呼叫等待(被叫忙时,接收新业务)、呼叫保持(保持当前呼叫,发 起新呼叫)、呼入呼出限制。四、增强型补充业务:语音群呼叫(VGCS)、话音广 播业务(VBS )、多用户特征(MSP)、移动定位 业务。GSM特点:一、客户与设备分离(人机分开)。在GSM通信中,SIM卡与移动设 备之间已设置一个开放式的公共接口,这样,使用者与自己的设备之间没有互相 依存的关系。在SIM卡中存储有持卡者的客户数据、保安数据、鉴权加密算法 等, 只要客户手持此卡就可以借用、租用不同厂家的移动台,得到卡内存储的各种业 务的服务,大大方便了
6、客户,大大增强了 GSM通信的移动性,也大大地增强了各 生产厂家的设备的共享性。特点之二,通信安 全可靠。因为在SIM卡中有一个永 久性的存储器,既有存储能力,又有进行计算的能力,所以它属于智能卡。当客 户建立呼叫时,首先要客户输入个人身份号码(PIN),此码由48位数字组成, 由移动台的键 盘键入。若输入三次不正确的PIN码后,PIN码被锁,通信终止,这 是防范那些伪客户盗用通信的方法之一。若有权客户忘记了码或一时疏忽,输入 三次错误,可利用SIM卡中存储的09位数字的个人解锁钥(PUK)来解锁PIN码, 使之恢复正常。特点之 三,成本低。它比电话磁卡的成本低,并且质地结实耐用,易于推广。在
7、各国的新兴市场上,手机普及率随着市场的增长仍在增大,GSM同样是市场 上的领先标准。截止2007年底,GSM在巴西的市场份额为76.5%,在印度为78.9%, 在中国为91.9%,在俄罗斯则更 高,达到了 99.3%。截止2010年底,GSM用户占全 球移动用户的83.5%。我国自从1992年在嘉庆建立和开通了第一个GSM演示系统, 并于1993年9月正式开放业务以来,全国各地的移动通信系统 中大多采用GSM系 统,使得GSM系统成为目前我国最成熟和市场 占有量最大的一种数字蜂窝系 统。CDMA (Code Division Multiple Access)即:码分多址移动通信,是一种先进的
8、大容量无线通信技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术,即将需传送的具有一定信号带 宽信息数据,用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制,使原数据信号的带 宽被扩展,再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽 信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信。CDMA技术的出现源自于人类对更高质量无线通信的需求。第二次世界大战期间因战 争的需要而研究开发出CDMA技术,其思想初衷是防止敌方对己方通讯的干扰,在战争 期间广泛应用于军事抗干扰通信,后来由美国高通公司更新成为商用蜂窝电信技术。 1995年,第一个CDMA商用系统(被称为IS-95)
9、运行之后,CDMA技术理论上的诸多优 势在实践中得到了检验,从而在北美、南美和亚洲等地得到了迅速推广和应用。全球许 多国家和地区,包括中国大陆、中国香港、韩国、日本、美国都已建有CDMA商用网络。 在美国和日本,CDMA成为国内的主要移动通信技术。在美国,10个移动通信运营公司 中有7家选用CDMA。到2006年4月,韩国有60%的人口成为CDMA用户。在澳大利亚主 办的第27届奥运会中,CDMA技术更是发挥了重要作用。CDMA系统优势。与GSM相比、CDMA系统具备许多得天独厚的优势:一、对运营商 来说:CDMA系统覆盖范围大、容量大、频谱利用率高、基站数量少、频率规划简单。CDMA 系统具
10、有路径分级及频率分集的特点,可更好的克服外界干扰,提高系统的灵敏度;二、 对用户来说:CDMA系统具有良好话音质量、软切换所带来的低掉话率的优势,因低发射 功率其手机被誉为“绿色手机”称号,且手机电池省电。中国联通于2002年1月8日正式开通了 CDMA网络并投入商用,2008年10月1日 后转由中国电信经营,手机号段为133、153、189和180号段。随着数字信息的更加多元化,许多移动通信用户要求的不只是能够正常、随时的进 行语音交流,也不仅仅是收发短信或者电子邮件。他们更期望的是能够快速的处理图像、 视频、音乐等多媒体信息,并且同时能够享用各种流媒体业务、电话会议以及电子商务 等信息服务
11、。第三代移动通信(3G)正是这种能够将国际互联网等多媒体通信与无线通 信业务结合的新一代移动通信系统。第三代移动通信技术(3G)全称为3rd Generation,中文含义就是指第三代数字通 信。1995年问世的第一代模拟制式手机(1G)只能进行语音通话;1996到1997年出现 的第二代GSM、CDMA等数字制式手机(2G)便增加了接收数据的功能,如接受电子邮件 或网页;第三代与前两代的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升,它能够要能 在全球范围内更好地实现无缝漫游,并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供 包括网页浏览、移动办公、视频流、电话会议、电子商务等多种信息服务。第三代移动
12、通信技术主要技术标准有三种:WCDMA、TDSCDMA、CDMA2000。W CDMA全称为Wideband CDMA,也称为CDMA DirectSpread,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。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系统相当普及的亚洲对这套新技术的接 受
13、度预料会相当高。因此WCDMA具有先天的市场优势。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,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。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TDSCDMA标准。该标准提出不经过2.5 代的中间环节,直接向3G过渡
14、,非常适用于GSM系统向3G升级。CDMA2000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,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W-CDMA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。2009年1月7日,我国工业和信息
15、化部向中国移动、中国电信、中国联通分别发放 了全业务牌照,包括基础电信业务牌照和第三代移动通信业务牌照,即3G牌照。其中, 中国移动获得TDSCDMA牌照,中国联通和中国电信分别获得WCDMA和CDMA2000牌 照。随着3G牌照的发放,中国电信业正式进入3G时代。与之前两代通信网络相同、第三代移动通信网络(3G)也保持快速发展的势头。截 止2009年底,我国3G用户总数为1325万,而到了 2010年第一季度结束,这个数字达 到了 1900万,其中中国移动TDSCDMA用户数为770万,中国电信CDMA2000用户数为 557万,中国联通WCDMA用户数达到550.5万。基站的建设也随之快速
16、跟进,截止到 2010年3月底,三大运营商已累计建成36.7万个基站。随着3G时代的到来、3G在人们当今的生活中获得了快速的发展。想知道什么是真 正的3G生活吗?你的眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋,任何一件你能看到的物品都有可 能成为3G终端。当宽带和技术具备时,这个集成许多功能的终端使我们不仅可以随时 随地通信,更可以双向下载传递资料、图画、影像,当然更可以和从未谋面的陌生人网 上联线对打游戏。3G在当今生活中的主要应用有:宽带上网(宽带上网是3G手机的一 项很重要的功能,能在手机上收发语音邮件、写博客、聊天、搜索、下载图铃等)、手 机办公、手机执法和手机商务、视频通话(3G时代,传统的语音通话已经是个很弱的功 能了,视频通话和语音信箱等新业务才是主流)、手机电视、无线搜索、手机音乐、手 机购物、手机网游等。第四代移动通信技术(4G)可称为宽带接入和分布网络,具有非对称的超过2Mb/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、移动宽带系统和交互式