现代通信发展阶段

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1、现代通信发展阶段现代通信发展阶段在过去的十几年中，世界电信发生了巨大的变化，移动通信特别是蜂窝小区的迅速发展，使用户彻底摆脱终端设备的束缚、实现完整的个人移动性、可靠的传输手段和接续方式。进入 21 世纪，移动通信将逐渐演变成社会发展和进步的必不可少的工具。第一代第一代移动通信系统(1G)是在 20 世纪 80 年代初提出的，它完成于 20 世纪90 年代初，如 NMT 和 AMPS，NMT 于 1981 年投入运营。第一代移动通信系统是基于模拟传输的，其特点是业务量小、质量差、交全性差、没有加密和速度低。 1G主要基于蜂窝结构组网，直接使用模拟语音调制技术，传输速率约24kbit/s。不同国

2、家采用不同的工作系统。第一代移动通信技术1G是指最初的模拟、仅限语音的蜂窝标准，制定于上世纪 80 年代。Nordic 移动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系统AMPS，英国的总访问通信系统 TACS 以及日本的JTAGS， 西德的 C-Netz， 法国的Radiocom 2000和意大利的 RTMI。模拟蜂窝服务在许多地方正被逐步淘汰。下面我们来了解更多第一代移动通信技术的知识。 第一代移动通信卞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

3、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。第二代第二代移动通信系统(2G)起源于 90 年代初期。欧洲电信标准协会在 1996年提出了 GSMPhase2+，目的在于扩展和改良 GSMPhase1 及 Phase2 中原定的业务和性能。它主要包括 CMAEL(客户化应用移动网络增强逻辑)，S0(支持最正确路由)、立即计费，GSM900/1800 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良；半速率编解码器可使GSM 系统的

4、容量提近一倍。在 GSMPhase2+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 与电脑通信/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，语音质量不能到达用户满意的标准，数据通信速率太低，无法在真

5、正意义上满足移动多媒体业务的需求。与第一代模拟蜂窝移动通信相比,第二代移动通信系统采用了数字化,具有保密性强,频谱利用率高,能提供丰富的业务,标准化程度高等特点,使得移动通信得到了空前的发展,从过去的补充地位跃居通信的主导地位.我国目前应用的第二代蜂窝系统为欧洲的 GSM 系统以及北美的窄带 CDMA 系统.第三代3G 技术第三代移动通信系统(3G)，也称 IMT2000， 是正在全力开发的系统， 其最基本的特征是智能信号处理技术，智能信号处理单元将成为基本功能模块， 支持话音和多媒体数据通信，它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务，例如高速数据、慢速图像与电视图像等。如 WCDMA

6、的传输速率在用户静止时最大为 2Mbps，在用户高速移动是最大支持 144Kbps，说占频带宽度 5MHz左右。 但是， 第三代移动通信系统的通信标准共有 WCDMA， CDMA2000 和 TD-SCDMA三大分支，共同组成一个 IMT2000 家庭，成员间存在相互兼容的问题，因此已有的移动通信系统不是真正意义上的个人通信和全球通信；再者，3G 的频谱利用率还比较低，不能充分地利用珍贵的频谱资源；第三，3G 支持的速率还不够高，如单载波只支持最大 2fDps 的业务，等等。这些不足点远远不能适应未来移动通信发展的需要，因此寻求一种既能解决现有问题，又能适应未来移动通信的需求的新技术(即新一代

7、移动通信：nextgenerationmobilecommunication)是必要的。高速铁路移动通信和 3G 技术，一般来说，在高速移动的物体上，当速度超过时速 150 千米时，2G/3G 的快速功率控制效果不佳，此时就要看哪种通信制式的抗衰落手段多，且衰落储备量大。TD-SCDMA 对高速移动情况不太适应，主要是因为技术性能先进的只能天线没有在高铁上全面普及和覆盖， 且系统的增益又不高，再加上使用终端的功率不大，使得在高铁上，对于覆盖边缘由于衰落储备不足而掉话；现在，GSM 制式在高铁系统中还没有启用功控装置，不过 GSM 制式只提供语音通话，信道编码纠错技术在这种情况下的作用显著，在通

8、信基站功率到达 40W，终端功率到达 2W，且基站距离较短的情况下，衰落储备量发挥作用，高铁的应用效果还可以。GSM 系统中的 EDGE 制式在高铁中的效果不好，主要是由于 EDGE 在高速数据时的编码效率为 1，没有编码冗余度，对应的信道编码增益相对较低， 此外， 高阶的数据 8PSK 调制， 会使得解调 EDGE 数据的信噪比较高，导致 EDGE 边缘的覆盖电压需要更高，其衰落储备要更大；但在实际的高铁系统中， 两个基站覆盖区之间的衰落储备一般都不足， 使得传输的数据率会迅速下降。所以，就要寻求新的技术体系来解决高铁中的移动通信问题。3G 通信技术在我国的发展是日新月异。2009 年 1

9、月 7 日，我国同时发放了三张 3G 拍照，即：TD-SCDMA、WCDMA、CDMA200，标志着我国正式进入了 3G 时代。3G 网络运行的两年多时间里，在拉动我国 GDP 增长的同时，还为国内创造了大量的就业时机。从技术角度来分析，3G 移动通信网络相对于 2G 网络的优势在于更大的系统容量和更好的通信质量，且能够实现全球范围的无缝漫游，为通信用户提供包括语音、数据和多媒体等多种形式的通信服务。在国际移动通信领域，国际电联对 3G 网络有其最低的要求和标准，即：在高速移动的地面物体上，3G 网络所能提供的数据业务为 64144kb/s，要能够适应 500km/h 的移动环境。针对该标准，

10、我国现行的 3 种 3G 网络中，WCDMA 和 CDMA2000 主要采用“软切换”技术，能够实现移动终端在时速 500km 时的正常通信，即能够实现在与另一个新基站通信时，首先不中断跟原基站的联系， 而是在跟新的基站连接好后， 再中断跟原基站的连接，这也是 3G 网络优于 2G 网络的一个突出特点；WCDMA 技术已经解决了高速运动物体的无缝覆盖问题；此外，TD-SCDMA 也对高铁通信的覆盖方案进行了研究。因此，3G 移动通信网络在技术层面上已经具有为高铁提供通信保障的基本条件，为我国高铁发展过程中移动通信问题的完满解决奠定了坚实基础。 第三代移动通信系统IMT-2000，在第二代移动通

11、信技术基础上进一步演进的以宽带 CDMA技术为主,并能同时提供话音和数据业务的移动通信系统。 TD-SCDMA 技术方案是我国首次向国际电联提出的中国建议，是一种基于 CDMA，结合智能天线、软件无线电、高质量语音压缩编码等先进技术的优秀方案。什么是 3G 移动通信技术？3G：第三代移动通信技术(英语：3rd-generation)，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。1995 年问世的第一代模拟制式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2

12、G 便增加了接收数据的功能，如接收电子邮件或网页；其实，3G 并不是 2009 年诞生的，早在 2007 年国外就已经产生 3G 了，而中国也于 2008 年成功开发出中国 3G，下行速度峰值理论可达 3.6Mbit/s一说 2.8Mbit/s，上行速度峰值也可达 384kbit/s。不可能像网上说的每秒 2G，当然，下一部电影也不可能瞬间完成。3G 移动通信技术与 2G 的区别。3G 与 2G 的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，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、会议、电子商务等多种信息服务，同时也要考虑与已有第二代系统的

13、良好兼容性。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 的传输速度此数值根据网络环境会发生变化)。3G 是第三代通信网络，目前国内不支持除 GSM 和 CDMA 以外的网络，GSM 设备采用的是频分多址，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CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，也就是说国内 CDMA 可以

14、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。单纯说 3G 移动通信技术可能很多人不能理解什么是高速数据通信，其实简单一点地说就是能够实现高速无线上网、视频通话等等业务。在我国 3G 移动通信技术还在应用初期，中国的 3G 之路才刚刚开始，目前国内三大运营商正在为3G 的普及而做出努力，相信在不久的将来无线互联网流媒体业务将成为网络生活的主导。第四代4G 是第四代移动通信及其技术的简称，是集 3G 与 WLAN 于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。4G 系统能够以 100Mbps 的速度下载，比拨号上网快 2000 倍，上传的速度也

15、能到达20Mbps， 并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而在用户最为关注的价格方面，4G 与固定宽带网络在价格方面不相上下，而且计费方式更加灵活机动，用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。此外，4G 可以在 DSL 和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G 有着不可比拟的优越性。4G 移动系统网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层、应用网络层。物理网络层提供接入和路由选择功能， 它们由无线和核心网的结合格式完成。中间环境层的功能有 QoS 映射、地址变换和完全性管理等。物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的， 它使发展和提供新的应

16、用及服务变得更为容易，提供无缝高数据率的无线服务，并运行于多个频带。这一服务能自适应多个无线标准及多模终端能力，跨越多个运营者和服务，提供大范围服务。第四代移动通信系统的关键技术包括信道传输；抗干扰性强的高速接入技术、调制和信息传输技术；高性能、小型化和低成本的自适应阵列智能天线；大容量、低成本的无线接口和光接口；系统管理资源；软件无线电、网络结构协议等。第四代移动通信系统主要是以正交频分复用OFDM为技术核心。OFDM 技术的特点是网络结构高度可扩展，具有良好的抗噪声性能和抗多信道干扰能力，可以提供无线数据技术质量更高速率高、时延小的服务和更好的性能价格比，能为 4G 无线网提供更好的方案。

17、例如无线区域环路WLL、数字音讯广播 DAB等，预计都采用OFDM 技术。4G 移动通信对加速增长的广带无线连接的要求提供技术上的回应， 对跨越公众的和专用的、室内和室外的多种无线系统和网络保证提供无缝的服务。通过对最适合的可用网络提供用户所需求的最正确服务，能应付基于因特网通信所期望的增长，增添新的频段，使频谱资源大扩展，提供不同类型的通信接口，运用路由技术为主的网络架构，以傅利叶变换来发展硬件架构实现第四代网络架构。移动通信会向数据化，高速化、宽带化、频段更高化方向发展，移动数据、移动 IP 预计会成为未来移动网的主流业务。第五代 5G 网络作为下一代移动通信网络， 其最高理论传输速度可达

18、每秒数十 Gb，这比现行 4G 网络的传输速度快数百倍，整部超高画质电影可在 1 秒之内下载完成2014 年 5 月 13 日，三星电子宣布，其已率先开发出了首个基于 5G 核心技术的移动传输网络，并表示将在 2020 年之前进行 5G 网络的商业推广。5G 技术原理：三星电子通过研究和试验说明，在 28GHz 的超高频段，以每秒 1Gb 以上的速度，成功实现了传送距离在 2Km 范围内的数据传输。此前，世界上没有一个企业或机构开发出在6GHz以上的超高频段实现每秒Gb级以上的数据传输技术， 这是因为难以解决超高频波长短带来的数据损失大，传送距离短等难题。三星电子利用 64 个天线单元的自适应

19、阵列传输技术，使电波的远距离输送成为可能，并能实时追踪使用者终端的位置，实现数据的上下载交换。超高频段数据传输技术的成功，不仅保证了更高的数据传输速度，也有效解决了目前移动通信波段资源几近枯竭的问题。研发进展：2014 年 5 月 13 日，三星电子宣布，其已率先开发出了首个基于5G 核心技术的移动传输网络，并表示将在 2020 年之前进行 5G 网络的商业推广。12020 年三星电子计划实现该技术的商用化为目标，全面研发 5G 移动通信核心技术。 随着三星电子研发出这一技术，世界各国的第五代移动通信技术的研究将更加活跃，其国际标准的出台和商用化也将提速。5G 网络的主要目标是让终端用户始终处

20、于联网状态。5G 网络将来支持的设备远远不止是智能它还要支持智能手表、健身腕带、智能家庭设备如鸟巢式室内恒温器等。5G 网络是指下一代无线网络。5G 网络将是 4G 网络的真正升级版，它和基本要求并不同于今天的无线网络。5G 网络作为下一代移动通信网络，其最高理论传输速度可达每秒数十 Gb，这比现行 4G 网络的传输速度快数百倍，整部超高画质电影可在 1 秒之内下载完成。随着 5G 技术的诞生，用智能终端分享 3D 电影、游戏以及超高画质UHD节目的时代已向我们走来。其 5G 网络已成功在 28 千兆赫(GHz)波段下到达了 1Gbps，相比之下，当前的第四代长期演进(4G LTE)服务的传输

21、速率仅为 75Mbps。而此前这一传输瓶颈被业界普遍认为是一个技术难题，而三星电子则利用 64 个天线单元的自适应阵列传输技术破解了这一难题。1未来 5G 网络的传输速率最高可达 10Gbps，这意味着用户在不到一秒时间内即可完成一部高清电影的下载。15G 网络意味着超快的数据传输速度。2013 年 5 月，三星宣称，它的即将推出的 5G 技术每秒能够传输超过 1G 的数据。相对而言，现在相对较快的 LTE 网络每秒可传输大约 60M 的数据，这大约相当于0.05G。这样的无线网络速度将比你用任何智能体验到的速度都要快很多。谷歌宣称，即使以每秒 1G 的速度，也能够用不到两分钟的时间下载一部全

22、高清的电影。5G 网络中看到的最大的改良之处是它能够灵活地支持各种不同的设备。除了支持和平板电脑外，5G 网络将还需要支持可佩戴式设备，例如健身跟踪器和智能手表、智能家庭设备如鸟巢式室内恒温器等。在一个给定的区域内支持无数台设备，这就是科学家的设计目标。在未来，每个人将需要拥有 10-100 台设备为其服务。不过科学家目前很难弄清楚支持所有这些设备到底需要多大的数据容量。25G 网络不仅要支持更多的数据，而且要支持更多的使用率。5G 网络，改善端到端性能将是另一个重大的课题。端到端性能是指智能的无线网络与搜索信息的服务器之间保持连接的状况。在发送短信或浏览网页的时候， 在观看网络视频时，如果发

23、现视频播放不流畅甚至停滞，这很可能就是因为端到端网络连接较差的缘故。2下一代无线网络还将会带来智能和移动设备电池寿命的大幅提升。因为有很多较小的任务需要应用程序不停歇地运行。 电子邮件应用程序会反反复复向服务器发送请求信息，查核是否有新的电子邮件到来。现在有很多应用程序会不断地发送些短小的信息，请求信息虽然短小， 但是它们会随着时间的推移不断地蚕食的电池电量。在贝尔实验室的团队有一项任务就是找出处理这些请求信息的更好的方法。如果能够处理好这些信息，那么我就能极大地提升平板电脑的电池寿命。2三星在 5G 网络上的取代技术突破， 将给全球 5G 网络研发带来活力， 并推动其商业化进程，同时有助于

24、5G 网络技术国际标准的制定。1为抢占未来市场，当前全球多个国家已竞相展开 5G 网络技术开发，中国和欧盟正在投入大量资金用于 5G 网络技术的研发。1当前全球多个国家已竞相展开 5G 网络技术开发，中国和欧盟都为此投入了大量资金和研发力量。三星在5G 网络上取得的技术突破，将进一步加剧全球5G网络研发的竞争，加速其商业化进程。三星电子 DMC 研究所有关专家表示，随着移动网络数据传输速度的突飞猛进，画质超过全高清 4 倍-8 倍的超高清UHD影像以及 3D 立体影像制作业也将迎来发展的新时期。2014 年 7 月，爱立信宣布，在5G 无线技术一项无线测试中，传输速度最高到达了 5Gbps。

25、无线传输速度到达 5Gbps， 意味着比今天的 LTE 连接标准快了 250倍，标志着无线传输速度再创新纪录。这一传输速度，无论对于智能，还是汽车、医疗和其他设备而言，均将受益于此。网络到达 5Gbps 速度，下载一部50GB 的电影仅需 80 秒钟， 而这一速度为谷歌光纤 1Gbps 传输速度的 5 倍。 3但目前 5Gbps 传输速度仅为实验室理想状态下的数据， 而实际商业部署则要等到 2020 年。据悉，爱立信曾与日本的 NTT Docomo、韩国的 SK Telecom 展开过 5G 网络测试。爱立信表示，鉴于当前北美市场 LTE 网络的高普及率，5G 网络可能会率先到达这一市场，但截至目前，北美市场尚无运营商对 5G 网络进行任何承诺。