移动通信发展简史.docx
《移动通信发展简史.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《移动通信发展简史.docx（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
移动通信发展简史
报告内容及标准
1）移动通信发展简述（5分）
蜂窝前:
–1921年，底特律警察局开始试验使用“移动”无线通信。
单工，用于通知。
–30年代，警察局用的双向系统开通，40年代，以行业应用为主的双向系统在各个行业兴起。
但是没有同固定电话网互联。
双工，用于专业网
–40年代末，AT&T开始真正的商用公用移动通信系统。
公众系统60年代中期到70年代中期，美国推出改进的移动电话系统（IMTS）,使用450MHz，大区制，中小容量，实现了自动选频并能够自动接续到公用电话网。
比较成熟的公众系统.
蜂窝后（小区制）：
70年代末80年代初有商用系统，在20年内经历了两代目前正在向第三代系统迅速演进。
第一代蜂窝移动通信系统
–模拟蜂窝移动通信系统（语音）
–典型系统：
TACS、AMPS
第二代蜂窝移动通信系统（语音和数据）
–数字蜂窝移动通信系统
–典型系统：
GSM、IS-95CDMA
第三代蜂窝移动通信系统（3G，多媒体）
–正在发展的蜂窝移动通信系统
–典型系统：
WCDMA、CDMA-2000、UWC136
第一代蜂窝移动通信系统
特点：
–模拟移动通信系统（语音信号是模拟信号）
–采用小区制、蜂窝组网
–多址接入技术：
频分多址（FDMA）
发展简况：
–美国AMPS（AdvancedMobilePhoneSystem），第一个蜂窝系统，1983年投入商用。
–英国TACS（TotalAccessCommunicationSystem），1985年投入商业。
我国采用这种制式。
–北欧NMT（NordiMobileTelephone），丹麦、芬兰、挪威瑞典使用，1981年投入使用，是世界上第一个具有漫游功能的蜂窝电话。
–日本HCMTS（HighCapacityTelephoneSystem），1980年开通。
–德国C网系统，由西门子公司于1983年开发出样机，1985年投入使用。
–中国采用TACS制式，于1987年开始使用
模拟系统的缺点
–不同的标准之间不兼容。
–无法与固定网向数字化推进相适应，主要是无法承载数据业务。
–频谱利用率低；FM占用的带宽很大。
–安全保密性差。
第二代蜂窝移动通信系统
特点：
–数字移动通信系统（语音信号是数字信号）；
–采用小区制、蜂窝组网；
–能够承载低速的数据业务；
–多址接入技术：
时分多址（TDMA）码分多址（CDMA）。
主流标准的发展
–美国：
有统一的制式和大量的用户，一开始就着眼于增加容量和数/模兼容上，即尽可能地利用模拟网的覆盖。
其技术规范（TDMA）1991年才得到最终确认。
IS136
–80年代，美国高通公司验证了直接扩频CDMA空中接口的概念，1989年11首次进行了现场实验。
1993年3月，成立了TR5.5负责发展IS-95标准。
同年完成15-95标准。
–日本：
数字移动系统自成体系，于1993年1月才完成了其技术规范。
PDC
–欧洲：
5∼6种模拟制式将这个欧洲分割得四分五裂，无法互通与漫游。
欧洲电信管理部门（CEPT）于1982年成立GSM（移动特别小组），制定规范。
GSM的目标是：
不与任何一种现行的模拟制式兼容；统一全欧洲的制式，实现全欧洲漫游。
从1990年开始GSM制式在许多国家开始运行。
标准的发展
提高低数据传输能力，增强数据功能的网络方案，2.5G
GSM--------GPRS（171Kbps）---------------EDGE（384Kbps）
IS95---------IS95B（64/144Kbps）-----------CDMA20001X（156/307Kbps）
增加支持分组交换的网络节点
增强无线接口的能力，实现反向信道复用
进一步增加支持无线接口的能力，采用能够进一步提高频谱效率和传输速率的方法
第二代系统空中接口-GSM
–微蜂窝小区结构
–工作频段：
800/1900或900M/1800M
–数字化技术---语音信号数字化
–新的调制方式---GMSK、QPSK等
–FDMA/TDMA
–频谱利用率高，系统容量大
–便于实现通信安全保密
–信道宽度：
200khz
–每个载波的用户数8个
第二代系统空中接口-CDMA
–用户的接入方式采用码分多址（CDMA）
–软容量、软切换，系统容量大
–抗多径衰落
–可运用话音激活、分集接收等先进技术
–频率800/1900
–信号带宽1.25MHz
–每个信道的用户数约为20个
–频道划分方式：
FDMA+CDMA
第三代蜂窝移动通信系统
3G的概念：
–80年代末ITU给出了FPLMTS的概念，这是最早的3G框架。
–90年代ITU将其更名为IMT2000,定义了3G的概念，需求和服务要求，是3G网络的标准框架。
–98年ITU征集RTT技术方案，后来出现了3个主流的3G标准：
DMA2000,WCDMA,TD-SCDMA。
–总的来说3G系统要求具备支持多媒体传输能力的要求，必须满足在以下三个环境的三种要求。
即：
1.快速移动环境，最高速率达144kbit/s。
2.室内环境，最高速率达2Mbit/s。
3.室外到室内或步行环境，最高速率达384kbit/s。
3G的主要特点：
1.支持移动多媒体业务
2.宽带CDMA技术
3.高频谱效率
4.FDMA/TDMA/CDMA
5.从电路交换到分组交换
6.从媒体（media）到多媒体（Multi-media）
7.高保密性
8.全球范围无缝漫游系统
9.微蜂窝结构
主流技术：
1、WCDMA
2、CDMA2000
3、TD-SCDMA
2）移动通信概念（5分）
通信中的一方或双方处于运动中的通信。
3）移动通信的特点（5分）
（1）移动性。
就是要保持物体在移动状态中的通信，因而它必须是无线通信，或无线通信与有线通信的结合。
（2）电波传播条件复杂
。
因移动体可能在各种环境中运动，电磁波在传播时会产生反射、折射、绕射、多普勒效应等现象，产生多径干扰、信号传播延迟和展宽等效应。
（3）噪声和干扰严重。
在城市环境中的汽车火花噪声、各种工业噪声，移动用户之间的互调干扰、邻道干扰、同频干扰等。
（4）系统和网络结构复杂。
它是一个多用户通信系统和网络，必须使用户之间互不干扰，能协调一致地工作。
此外，移动通信系统还应与市话网、卫星通信网、数据网等互连，整个网络结构是很复杂的。
（5）要求频带利用率高、设备性能好。
4）3G概念（5分）
–80年代末ITU给出了FPLMTS的概念，这是最早的3G框架。
–90年代ITU将其更名为IMT2000,定义了3G的概念，需求和服务要求，是3G网络的标准框架。
–98年ITU征集RTT技术方案，后来出现了3个主流的3G标准：
DMA2000,WCDMA,TD-SCDMA。
–总的来说3G系统要求具备支持多媒体传输能力的要求，必须满足在以下三个环境的三种要求。
即：
1快速移动环境，最高速率达144kbit/s。
2室内环境，最高速率达2Mbit/s。
3室外到室内或步行环境，最高速率达384kbit/s。
5）WCDMA特点及优势（5分）
目前中国采用的3个不同制式的3G网络中，WCDMA具有4大优势：
优势一：
WCDMA是真正的全球标准，全球漫游，想游就游！
优势二：
速度决定一切，14.4Mbps是WCDMA所独有的！
优势三：
手机终端丰富，用户自由选择！
优势四：
新联通3G内容丰富，看啥都有！
6）TD-SCDMA特点及优势（5分）
根据IMT-2000的技术规范，为满足ITU规定的第三代移动通讯的基本要求，我们在TD-SCDMA系统中使用了许多国际上最新的先进技术，达到最大的系统容量、最高的频谱利用率、最强的抗干能力和最好的性能价格比，以适应以后发展的非对称数据业务、宽带多媒体和话音业务的需要。
从而使TD-SCDMA系统与其他3G标准相比较，无论在技术和市场方面具有较强的竞争优势。
TD-SCDMA系统采用的先进技术。
归纳起来，TD-SCDMA系统的先进技术主要有以下几个方面：
智能天线
智能天线是由一个天线阵、一组相关射频收发信机和先进的基带数字信号处理算法所组成。
采用波束赋形技术，为每一条道提供一个天线波束。
其优点：
—提高接受灵敏度
—降低系统内部的干扰
—增加系统容量
—降低发射功率
—客服多径干扰
联合检测
将一个时隙中传输的多个用户信号与多径信号一起处理，精确地解调处各个用户信号，较好的解决了码间干扰和用户间干扰问题。
TD-SCDMA综合使用联合检测额智能天线技术，以达到系统性能最佳。
接力切换
TD-SCDMA系统可以获得移动台用户的位置信息，准确的将移动台切换到新的小区，实现无缝切换，避免了软切换中宏分集所占用的大量无限资源，与避免了频繁切换带来的系统不稳定，大大提高了系统容量和效率。
同步CDMA
同步CDMA要求上行信道信号必须同步，网络控制移动台动态调整发往基站的发射时间，使上行信号到达时间保持同步，保证上行信道不相关，降低码间干扰。
从而提高了系统容量，降低了接收机的复杂度。
低码片速率（LowChiprata）
-采用1.2288MHz码片速率，是UTRA/TDD码片速率的1/3，有利于和UTRA/TDD系统兼容。
-硬件容易实现，降低成本。
-单个载波占用1.6MHz宽带，宽带窄便于灵活安排。
利用以后将要空置出的第二代频谱开展第三代业务，能够有效的利用频谱资源。
-在5MHz频带内可安排三个载波，用CDA方式保证各个邻近小区可提供不同的非对称业务。
多时隙TD-SCDMA
按照上、下行链路所要传输的数据量和干扰最小的原则。
动态按需分配时隙，便于传输不对称业务，有效利用信道资源。
自适应功率调整（AdaptablePowerControl）
TD-SCDMA系统上、下行链路采用了功能完善的功率调整（开环和闭环）技术，能有效的将干扰信号限制在最小范围之内，显著提高系统容量，由于在RDD模式中、下行链路工作在同一频点，使用开环功率控制具有较好的性能和效果，也为智能天线技术带来了方便。
由于TD-SCDMA系统使用了一上诸多的国际先进技术，使其性能优势全方位得以体现，概括的讲，主要有：
完全遵循IMT2000RTT中CDMATDD模式的标准提供3G系统所要求的8Kbpsˉ2Mbps的各种业务频谱利用率高，是GSM的10倍以上采用TDD模式，频点配置灵活，可以使用各种不同的频带
非常适合于支持对称与非对称数据及IP业务，可灵活配置上，下行时隙切换点系统容量大，是FDD的2倍以上，适合于在大、中城市的市中心（覆盖半径3~5Km）和郊区使用（覆盖半径与FDD相同）经济性能好，基站设备费用（按每个用户计算）比GSM低20~50%，比其他3GFDD芝士低20~30%。
通信终端的移动速度可达250m/h既适合与IP核心网最终构成全IP的3G网络，也适合于当前从GSM向3G系统平滑过渡的演进方案，一个用户，多码传输信道动态分配小区间以及小区内干扰小，系统抗干扰能力强、具有最大的容量体积比，一个仅占1/3标准机架的TD-SCDMA基站设备提供的容量，相当于两个标准机架的GSM基站设备的容量
采用软件无线电技术，方便用户业务升级低功耗，同等距离下最小的发射功率。
符合国家环保要求。
组网灵活，按照用户实际需要和容量大小，可以提供各种类型基站单扇区，单载波基站：
既最简单的基站，支持1.6MHz的单载波，提供一个全向或扇区覆盖。
单扇区，3个载波基站：
支持3个1.6MHz载波，用5MHz带宽提供全向或单扇区覆盖。
3扇区，3载波基站：
这是最大容量的基站，使用3个120的扇区天线，在每个扇区提供3个1.5MHz载波，占用5MHz带宽，可供上万个手持机使用
7）CDMA2000的特点及优势（5分）
优势:
当代移动数据业务迅猛发展，运营商不得不面对移动数据业务猛增带来的数据流量需求剧增、成本压缩等挑战。
从CDMA2000运营商角度，技术进步如何帮助他们应对数据流量爆发的新挑战？
首先，运营商可以采取几个步骤来充分利用其现有的网络资源；其次，从增强技术或者网络升级角度，CDMA2000的演进路径主要是通过软件升级来充分利用现有的标准、终端和基础设施，以保护运营商的现有投资。
充分利用
其现有的网络资源
由于1X和EV-DO流量通过相互独立的空中链路传输，运营商在优化其数据业务网络时不会影响其语音服务的质量，反之亦然。
更进一步说，即便运营商面临着数据拥塞的问题，也不会对语音网络的质量造成任何影响。
在部署新的无线技术之前，运营商可以采取几个步骤来充分利用其现有的网络资源。
下面是应最先采取的几个步骤，这些步骤有几个重要的特征，尤其值得注意的是，采取这些措施只需要增加很少量的工作（例如改变网络参数设置），并且完全符合现行标准。
·选择适当的休眠计时器设置：
运营商可以调节各种网络参数设置，其中一个最重要的设置是休眠计时器设置。
计时器决定没有数据活动的终端（如智能手机）应该什么时候断开其网络连接，从而释放资源供其他终端使用。
最近的分析显示，智能手机在处于非激活状态2秒后，立即重新连接到网络的可能性非常低；因此，运营商应考虑将休眠计时器设置在2秒钟之内。
·利用动态负载均衡：
虽然DO增强型提供更精密的负载均衡特性，但也有一些相对简单的负载均衡技术可以在现有的网络上实施。
通常一部移动终端只基于前向链路信道的质量来选择无线载波，而反向链路信道的质量只要是可接受的就可以。
虽然这种方法可以识别出具有最佳信道质量的扇区，但并不考虑每个扇区承载的流量。
·利用EVRC-B编解码器：
1X增强型的一个关键特性是EVRC-B（增强型可变速率编解码器-版本B）语音编解码器。
此编解码器可以在不影响网络容量的同时提升语音质量，也可以在不牺牲质量的同时增加语音容量。
EVRC-B现已被用在商用终端和芯片中，但有些运营商还没有在他们的网络基础设施中部署必要的软件（例如1XBSC）来发挥其优势。
·降低开销和优化其他网络参数设置：
例如，利用快速寻呼信道特性，移动终端在发送寻呼信道消息的第一个时隙前醒来，查看网络是否在试图发送该消息。
如果队列中没有消息，移动终端将回到睡眠状态，直到下一个快速寻呼信道消息发送时再醒来。
虽然这个特性并不能减少信令流量或者提高网络性能，但确实可以延长电池使用时间。
·利用信令承载数据特性：
CDMA20001X和EV-DO支持被称为信令承载数据的特性。
该特性允许少量的数据通过公用的信令信道来传输，而不需要建立业务信道连接。
这种不需要连接的传输机制经常用在PTT（一键通，Push-To-Talk）上，用于改善用户体验。
通过增强技术特性
改善网络状况
CDMA20001X增强型采用一系列新的技术大幅度提高网络容量，这些技术包括前、反向干扰消除，第四代声码器，终端接收分集、新的无线配置（物理层的改进）等。
根据各种仿真研究结果，1X增强型使运营商可以将语音容量增加高达四倍，或将网络覆盖范围增加高达70%，或将1X数据网络的容量增加3倍。
1X增强型对性能的提升是通过移动终端的改进与新的基站调制解调器实现的，并确保前反向的兼容性。
利用增加的容量，运营商可以释放出一些频谱用于新的移动宽带业务。
从EV-DO版本B角度，该技术的实现分为两个阶段。
第一个阶段被称为多载波EV-DO，为软件升级，即利用现有的EV-DO版本A信道卡将多个载波组合起来，从而将5MHzFDD频谱的数据速率增加3倍，或者将网络容量翻一番，尤其是对智能手机突发流量而言。
第二个阶段是全面实现EV-DO版本B的阶段，即通过启用高阶调制方案64QAM实现更高的数据速率，在保持反向链路数据速率不变的情况下将前向链路峰值数据速率增加到14.7Mbps（每个1.25MHz载波4.9Mbps）。
从DO增强型角度，这项技术的基本理念是充分挖掘网络负载不均的潜力，在无需对现有的基础设施进行大的变更的前提下，使现有的EV-DO网络和终端尽可能高效地运行。
DO增强型使运营商可以具成本效益的方式在最需要的时间和地点增加网络容量。
DO增强型包括三个基本的构件：
智能网络、增强连接管理和先进增强终端。
DO增强型所支持的可通过软件升级实现的智能网络（SmartNetwork）技术部署起来相当容易，并且可以非常显著地改善网络整体性能。
此外，如果运营商能够利用新的具备增强特性的终端，还可以获得额外的增益。
·智能网络：
智能网络这个术语是指可以使用现有的终端，无需部署更多的蜂窝基站或者占用更多的频谱，即可显著地增加现有网络数据容量的五个特性。
·增强连接管理：
DOAdvanced的增强连接管理特性旨在通过参数优化、实现增强和高级拓扑网络来增加连接的数目，更好地管理突发应用并改善用户体验。
·终端增强：
与许多错综复杂的系统一样，蜂窝网络的质量和性能也受限于其最薄弱的环节。
在其他条件都一样的情况下，如果移动终端在最优化的水平运行，那么网络的效率会更高，并且可以支持更多的流量。
就DO增强型而言，有两种终端增强特性用于实现这些目标，即增强型均衡器和移动台发射分集。
综上所述，数据流量史无前例的增长其背后的主要原因是如今智能手机和平板电脑的快速增长，CDMA2000运营商将能够审慎挑选最适合他们需求的特性，以应对移动数据和移动信令的爆炸性增长。
对于一些运营商来说，这可能意味着只改变一些网络参数。
其他运营商可能会采取更积极的方式引入CDMA2000路线图提供的其他增强特性。
不管是哪种情形，CDMA2000的演进为运营商提供了多种选择，使他们可以通过渐进的、经济和向后兼容的增强特性（比如，智能网络技术）来应对语音、数据和M2M流量的巨大增长，同时保护其现有投资
8）对联通沃3G的用户量调研（5分）
10月22日消息，根据中国联通公布的9月份运营数据显示，9月份，中国联通3G用户增长317.7万户，总量达6686.3万户。
数据显示，9月份中国联通3G用户净增317.7万，截至9月底，3G用户总数达到6686.3万户。
9月份，中国联通2G用户净增24.2万户，截至9月底，2G用户总数超过1.6262亿户。
9月份，中国联通本地电话用户增加21万户，截至9月底，本地电话用户总数增至9262.1万户。
此外，9月份，中国联通宽带用户增长66.9万户，截至9月底，宽带用户总数累积达到6265.1万户。
9）将联通沃3G的用户量与2G用户量做一对比（5分
10）对联通沃3G的业务类型调研（5
中国联通开通的3G重点业务包括可视电话、手机上网、手机音乐、手机电视、手机报、无线上网卡六大类业务
11）对移动公司3G网的用户量调研（5分）
10月22日下午，中国移动发布9月份运营数据，当月新增3G用户345.5万，累计3G用户数达7559.5万。
9月，中国移动新增用户543.1万户，今年前9个月，中国移动累计新增用户数4894万户，用户总数达6.98508亿户。
12）将移动公司3G网的用户量与2G用户量做一对比（5分
中国移动TD用户769万2G用户达5.39亿
中国移动累计新增用户数4894万户，用户总数达6.98508亿户。
13）对移动公司3G网的业务类型调研（5分）
基础通信及扩展类：
通话，消息，状态，接入。
生活娱乐商务类：
资讯，音乐，游戏，图像，商务，位置。
14）对电信天翼的用户量调研（5分）
工信部数据显示，1-2月份，全国移动电话用户累计净增2066.9万户，突破10亿户大关，达到100692.3万户。
其中中国电信手机用户为1.323亿户，这已是中国电信刚刚接手C网时的4.7倍;另外，天翼3G用户达到4115万，在中国3G用户中的占比升至28%。
由此，中国电信已提出新的规划，今年旗下3G用户将超过2G用户数量。
最近电信动作不断。
其于本月初开始销售电信版iPhone4S;几天前又与诺基亚合作推出了国内首款诺基亚WP手机Lumia800C。
3年前，由于历史原因，CDMA终端产业链缺乏活力，而如今，在中国电信庞大用户数的刺激下，CDMA终端产业链也空前壮大，已形成了良性循环。
但是，近年来，为争夺3G用户，提升数据业务收入，多个国家的主流电信运营商纷纷在手机补贴方面加大了力度。
国内三大运营商也引入了终端补贴这一普遍做法。
但实施的结果却是终端补贴金额急剧增长，盈利状况不断下行。
数据显示，最先引入iPhone的中国联通2011年度终端补贴额达58亿元，与上年相比几乎翻番。
中国电信年度终端补贴156亿元，中国移动年度终端补贴额172亿元。
三大运营商在终端上合计补贴近400亿元。
而从三大运营商2011年净利润率来看，中国联通为1.2%，中国电信为3.1%，中国移动为18.9%。
更值得一提的是，2011年中国联通仅终端补贴一项，就超过了其净利润总和。
随着3G用户数的快速增长，运营商继续采取终端补贴的做法明显得不偿失。
终端补贴改变了移动通信业的游戏规则，不仅运营商需要投入巨大补贴，还要在渠道上充当苹果的销售代理，这直接导致运营商落入移动通信价值链的最底层。
15）对电信天翼的业务类型调研（5分
16）对电信三巨头各自网络所提供的业务类型做一对比（5分
：
中国移动TD-SCDMA：
优点：
属国家重点支持的项目，优势就是政府支持。
自身没有任何优势可言。
缺点：
1、技术不成熟，整个产业链都不成熟，导致从机房，基站到手机中端都还存在相当多的问题。
2、传输速度慢且不稳定。
3、网络问题最为致命。
由于其基站设备庞大（单部基站：
2m左右，500kg-800kg），辐射严重，必将给其将来布设全覆盖率的网络带来重大障碍。
4、正因为TD网络的覆盖不能达到无缝，所以在没有TD网的地方手机用户需要通过GSM网（目前移动和联通用的2G网络均属于GSM网）来进行通信。
5、不能国际漫游。
6、手机终端问题。
中国联通WCDMA：
缺点：
除了是国外的技术外，想不出来了。
其实中国的华为也拥有7%的WCDMA的核心专利技术。
优点：
1、通过10多年的发展和6年的商用，使其成为目前世界上最成熟的3G技术。
2、上网速度快
3、信号覆盖率高。
4、网络质量好。
5、国际随意漫游。
6、手机终端丰富。
中国电信CDMA2000：
这种技术是美国的技术，技术基本没有问题，但跟CDMA2000比起来，还是有些不足。
1、网络覆盖达不到很高的程度。
2、传输速度较快，目前发布的数据是峰值速度2-3M/s。
3、手机终端较贵。
17）对国内3G网络用户的分布做一整体分析（5分）
3G在我国目前来看没有达到普及,只有北京上海深圳等几个比较发达城市大部分区域有所覆盖.
对于我国来说3G用户相对2.5G的用户少很多,可以说是只有极少数的客户.
这中新的技术对我们来将应该是未来大发展趋势,以后3G的普及是必然大.但是目前由于技术水平达不到要求,导致客户感觉3G还没有现在的用着方便.相关媒体现在说4G的开发现在早已经开始了.
18）国内3G设备提供商的概况（5分）
爱立信:
截至2009年3月，爱立信提供了161个WCDMA正式商用网络，占全球WCDMA商用网络的50%；提供
120个HSPA网络正式商用网络，占全球HSPA商用网络46%左右。
华为:
截至2009年1季度，华为共计获得139个WCDMA/HSPA商用客户，其
升级会员 