移動通信技術1g-4g發(fā)展史

1、廈門大學（XMU） 09 級通信工程（本科） 特別制作 版權所有 僅供學習參考第1章 章 移動通信現(xiàn)狀問題與基本解決方法 移動通信現(xiàn)狀問題與基本解決方法1.1 移動通信移動通信 1G—4G 簡述 簡述現(xiàn)在，人們普遍認為 1897 年是人類移動通信的元年。這一年意大利人M.G.馬可尼在相距 18 海里的固定站與拖船之間完成了一項無線電通信實驗，實現(xiàn)了在英吉利海峽行駛的船只之間保持持續(xù)的通信，從而標志著移動通信的誕

2、生，也由此揭開了世界移動通信輝煌發(fā)展的序幕 Error: Reference source not foundError: Reference source not foundError: Reference source not found?，F(xiàn)代意義上的移動通信系統(tǒng)起源于 20 世紀 20 年代，距今已有 90 余年的歷史。本文主要簡述移動通信技術從 1G 到 4G 的發(fā)展。移動通信大發(fā)展的原因，除了用戶需求的迅猛增加這一主要推動力外

3、，還有技術進展所提供的條件，如微電子技術的發(fā)展、移動通信小區(qū)制的形成、大規(guī)模集成電路的發(fā)展、計算機技術的發(fā)展、通信網(wǎng)絡技術的發(fā)展、通信調(diào)制編碼技術的發(fā)展等。1.1.1 1.1.1 第一代移動通信系統(tǒng)（1G）20 世紀 70 年代中期至 80 年代中期是第一代蜂窩網(wǎng)絡移動通信系統(tǒng)發(fā)展階段。第一代蜂窩網(wǎng)絡移動通信系統(tǒng)（1G）是基于模擬傳輸?shù)?，其特點是業(yè)務量小、質(zhì)量差、交全性差、沒有加密和速度低。1G 主要基于蜂窩結構組網(wǎng)，直接使用模擬語音調(diào)

4、制技術，傳輸速率約 2.4kbit/sError: Reference source not found。1978 年底，美國貝爾實驗室成功研制了先進移動電話系統(tǒng)（Advanced Mobile Phone System, AMPS），建成了蜂窩狀移動通信網(wǎng)，這是第一種真正意義上的具有隨時隨地通信的大容量的蜂窩狀移動通信系統(tǒng)。蜂窩狀移動通信系統(tǒng)是基于帶寬或干擾受限，它通過小區(qū)分裂，有效地控制干擾，在相隔一定距離的基站，重復使用相同的頻率

5、，從而實現(xiàn)頻率復用，大大提高了頻譜的利用率，有效地提高了系統(tǒng)的容量 Error: Reference source not foundError: Reference source not foundError: Reference source not found。1983 年，AMPS 首次在芝加哥投入商用，1985 年，已經(jīng)擴展到 47 個地區(qū)。其他國家也相繼開發(fā)出各自的蜂窩狀移動通信網(wǎng)。日本于 1979 年推出800MHz 汽車

6、移動電話系統(tǒng)（HAMTS），在東京、大阪等地投入商用，成為全球首個商用蜂窩移動通信系統(tǒng)。前聯(lián)邦德國于 1984 年完成 C 網(wǎng)，頻段450MHz。英國在 1985 年開發(fā)出全球接入通信系統(tǒng)（Total Access Communications System, TACS），頻段 900MHz。法國開發(fā)出 450 系統(tǒng)。加廈門大學（XMU） 09 級通信工程（本科） 特別制作 版權所有 僅供學習參考的 IS-95 標

7、準。CDMA 原本是為軍事通信而開發(fā)的抗干擾通信技術，后來美國高通公司進一步設計出商用數(shù)字蜂窩移動通信技術。1995 年，第一個CDMA 商用系統(tǒng)運行之后，CDMA 技術理論上的諸多優(yōu)勢在實踐中得到體現(xiàn)，從而在北美、南美和亞洲等地得到迅速推廣和應用。在美國和日本，CDMA成為主要的移動通信技術。日本第一個數(shù)字蜂窩系統(tǒng)是個人數(shù)字蜂窩（PDC）系統(tǒng)，于 1994 年投入運行 Error: Reference source not found

8、Error: Reference source not foundError: Reference source not found。我國移動通信也主要是 GSM 體制，比如中國移動的 135 到 139 手機，中國聯(lián)通的 130 到 132 都是 GSM 手機。2001 年，中國聯(lián)通開始在中國部署 CDMA 網(wǎng)絡（簡稱 C 網(wǎng)）。2008 年 5 月中國電信收購中國聯(lián)通 CDMA 網(wǎng)絡，并將 C 網(wǎng)規(guī)劃為中國電信未來主要發(fā)展方向。第二

9、代移動通信主要業(yè)務是語音，其主特性是提供數(shù)字化的話音業(yè)務及低速數(shù)據(jù)業(yè)務。它克服了模擬移動通信系統(tǒng)的弱點，話音質(zhì)量、保密性能得到大的提高，并可進行省內(nèi)、省際自動漫游。第二代移動通信替代第一代移動通信系統(tǒng)完成模擬技術向數(shù)字技術的轉變，但由于第二代采用不同的制式，移動通信標準不統(tǒng)一，用戶只能在同一制式覆蓋的范圍內(nèi)進行漫游，因而無法進行全球漫游，由于第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)帶寬有限，限制了數(shù)據(jù)業(yè)務的應用，也無法實現(xiàn)高速率的業(yè)務，如移動的多媒體業(yè)務

10、。 2G 與 1G 相比較主要的特點是提高了標準化程度及頻譜利用率、不再是數(shù)模結合而是數(shù)字化、保密性增加、容量增大，干擾減小，能傳輸?shù)退俚臄?shù)據(jù)業(yè)務。在增加了分組網(wǎng)絡部分后可以加入窄帶分組數(shù)據(jù)業(yè)務，2G 移動網(wǎng)絡的突出弱點就是業(yè)務范圍有限，無法實現(xiàn)移動的多媒體業(yè)務，各國標準不統(tǒng)一，無法實現(xiàn)全球漫游。GPRS1/EDGE2技術的引入，2G 網(wǎng)絡就改造升級成為了所謂的2.5G（GPRS）、2.75G （EDGE）網(wǎng)絡，使 GSM 與計算機通信

11、/Internet 有機相結合，數(shù)據(jù)傳送速率可達 115/384kbit/s，從而使 GSM 功能得到不斷增強，初步具備了支持多媒體業(yè)務的能力，實際應用基本可以達到撥號上網(wǎng)的速度，因此可以發(fā)送圖片、收發(fā)電子郵件等。盡管 2G 技術在發(fā)展中不斷得到完善，但隨著用戶規(guī)模和網(wǎng)絡規(guī)模的不斷擴大，頻率資源己接近枯竭，語音質(zhì)量不能達到用戶滿意的標準，數(shù)據(jù)通信速率太低，無法在真正意義上滿足移動多媒體業(yè)務的需求 Error: Reference sou

12、rce not found。1 GPRS：1997 年歐洲提出 GSM 系統(tǒng)的演進版——2.5G 的通用分組無線業(yè)務（General Packet Radio Service, GPRS）技術。2 EDGE：1999 年提出 2.75G 的 GSM 演進的增強數(shù)據(jù)速率（Enhanced Data rate for GSM Evolution, EDGE）技術，讓使用 900MHz、1800MHz、1900MHz 頻段的網(wǎng)絡提供第三代移動