移动通信发展概述

1、 移动通信发展概述读书报告 讲师： 班 级 姓 名 学 号 听了彭胜亮老师的“移动通信发展概述”讲座后，才发现身为一名通信系的学生，我对通信的概念及其发展的了解还远远不够，但同时也激起了我对它的兴趣，促使我加深了对它的了解。 以下是我听了彭老师的讲座后，在课上与课后所了解的有关通信方面的内容。一、什么是通信 通信，指人与人或人与自然之间通过某种行为或媒介进行的信息交流与传递，从广义上指需要信息的双方或多方在不违背各自意愿的情况下采用任意方法，任意媒质，将信息从某方准确安全地传送到另方。通信在不同的环境下有不同的解释，在出现电波传递通信后通信(Communication)被单一解释为信息的传递，

2、是指由一地向另一地进行信息的传输与交换，其目的是传输消息。然而，通信是在人类实践过程中随着社会生产力的发展对传递消息的要求不断提升使得人类文明不断进步。在各种各样的通信方式中，利用“电”来传递消息的通信方法称为电信(Telecommunication)，这种通信具有迅速、准确、可靠等特点，且几乎不受时间、地点、空间、距离的限制，因而得到了飞速发展和广泛应用；在现今因电波的快捷性使得从远古人类物质交换过程中就结合文化交流与实体经济不断积累进步的实物性通信（邮政通信）被人类理解为制约经济发展的阻碍。在古代，人类通过驿站、飞鸽传书、烽火报警、符号、身体语言、眼神、触碰等方式进行信息传递。在现代科学水

3、平的飞速发展，相继出现了无线电、固定电话、移动电话、互联网甚至视频电话等各种通信方式。通信技术拉近了人与人之间的距离，提高了经济的效率，深刻地改变了人类的生活方式和社会面貌。二、无线通信的兴起 无线通信与早期的电报、电话通信不同，它不是依靠有形的金属导线，而是利用无线电波来传递信息的。早在2000多年前，人类就已发现了电和磁这两种自然现象，然而长期以来，人们只知道摩擦生电、静电、瞬时放电这些简单的电现象；至于磁，则被看作是某种物质所具有的特殊性质。 人类第一次发现电与磁之间有联系是在1820年，丹麦物理学家奥斯特（Oersted）偶然把一根导线同一枚磁针并排放着，当电流通过导线时，他十分惊讶地

4、发现，磁针几乎转了90度，而当电流以相反方向通过时，磁针向相反方向偏转。这个发现当时在科学界引起了轰动，因为这说明电能生磁。电流既然可以产生磁性，那么磁能否产生电流呢？之后，法拉第历经十多年的探索与实验，终于在1831年得出了一个永久性磁铁同一导线作相对运动时，会在导线中产生电流的结论。这就是物理学上著名的电磁感应定律。 而麦克斯韦的麦克斯韦方程组系统而完整地概括了电磁场的基本规律，并预言了电磁波的存在。麦克斯韦提出的核心思想：电场和磁场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场。光学、电学和磁学融为一体，物理学第一次完成了伟大的综合。 在那之后，赫兹用实验证实了电磁波的存在。

5、同时证实了在直线传播时，电磁波的传播速度与光速相同。赫兹实验公布后，轰动了全世界的科学界。由法拉第开创，麦克斯韦总结的电磁理论，至此才取得决定性的胜利。1888年，成了近代科学史上的一座里程碑。赫兹的发现具有划时代的意义，它不仅证实了麦克斯韦发现的真理，更重要的是开创了无线电电子技术的新纪元。马可尼在麦克斯韦的电磁波理论和赫兹电磁波实验的基础上，采用电磁波作为传播媒介，发明了能够快速、远距离传送信息的无线电报，开创了人类现代通信事业的新纪元。1901年12月，在英国与纽芬兰之间(三千五百四十公里)，实现横过大西洋的无线电通讯，使无线电达到实用阶段。马可尼在“历史上最有影响的100人”中的名次比

6、贝尔排得高些，只是因为无线电通讯比电报的发明更为重要。 无线电通信为人类通信开辟了一个潜力巨大的新领域无线通信领域，用无线电波传播信息不仅极大地降低了有线通信面临的架线成本和覆盖面问题，也使人类通信开始走向无限空间。 三、移动通信发展史现代移动通信技术的发展历史可以追溯到20世纪20年代, 到目前为止, 大致经历了以下五个发展阶段：第一阶段从20世纪20年代至40年代, 为现代移动通信的起步阶段。在此期间, 主要完成了通信实验和电波传播试验工作, 在短波频段(330 MHz)上实现了小容量专用移动通信系统, 其代表是美国底特律市警察使用的车载无线电系统。这种系统话音质量差, 自动化程度低, 仅

7、限于专用, 不能与公众网相连。 第二阶段是从20世纪40年代中期至60年代初期。在此期间, 各种公用移动通信系统相继建立。首先是1946年, 美国贝尔系统在圣路易斯城建立的称为“城市系统”的公用汽车电话网, 这是世界上第一个公用移动通信系统。继而, 西德、法国、英国等国也陆续研制出了公用移动电话系统。 这一阶段的特点是开始从专用移动网向公用移动网过渡, 自动化程度有所提高。第三阶段是从20世纪60年代中期至70年代中期。这一阶段是移动通信系统改进和完善的阶段。在此期间, 各国陆续推出了改进的移动通信系统, 其代表是美国的改进型移动电话系统IMTS。这一阶段的特点是使用了新频段, 采用大区制,

8、实现了系统的中小容量, 自动化程度进一步提高。第四阶段是从20世纪70年代中期至80年代中期。在此期间, 由于微电子技术及计算机技术的长足发展和移动用户数量的急剧增加, 促使移动通信得到了蓬勃发展。这个阶段小区制的蜂窝移动通信系统得到了大规模应用，采用的是模拟技术，其代表是美国的AMPS系统和欧洲的TACS系统。(移动通信大发展的原因 :1、微电子技术;2、移动通信新体制;3、微处理器、计算机技术)第五阶段是从20世纪80年代中期到现在。这是数字移动通信发展和成熟的时期。 在此期间, 用户数量急剧增加, 频率资源相对紧缺, 第一代模拟蜂窝移动通信系统的缺陷日益暴露出来。这个阶段的特点是数字移动

9、通信系统得到了大规模的应用，其代表是欧洲的GSM和美国的CDMA，也就是通常所说的第二代移动通信技术（2G）。数字蜂窝网络相对于模拟蜂窝网，其频谱利用率和系统容量得到了很大的提高。这个阶段的移动通信系统已经提供数据业务。业务类型大大丰富。针对这些问题, 新一代的数字蜂窝移动通信系统被开发出来并得以广泛应用。四、蜂窝移动通信发展历第一代模拟蜂窝移动通信系统采用了蜂窝组网技术模拟蜂窝移动通信系统主要有： （1）北美的AMPS； （2）北欧的NMT-450/900； （3）英国的TACS；其工作频带都在450MHz和900MHz附近，载频间隔在30kHz以下。第二代数字移动电话系统90年代开发出了以

10、数字传输、时分多址和窄带码分多址为主体的移动电话系统，称之为第二代移动电话系统。代表产品分为两类：TDMA系统：TDMA系列中比较成熟和最有代表性的制式有：泛欧GSM（全球移动通信系统）美国D-AMPS（数字AMPS）日本PDC（个人数字蜂窝电话）N-CDMA系统：主要是以高通公司为首研制的基于IS-95的N-CDMA（窄带CDMA），由美国电信工业协会制定，按双模式设计。第二代移动电话系统的不足之处：频带太窄，不能提供如高速数据、慢速图像与电视图像等的各种宽带信息业务；无线频率资源紧张，抗干扰抗衰落能力不强，系统容量不能满足需要；频率利用率低，切换容易掉话；不同系统彼此间不能兼容，使用的频率

11、也不一样，全球漫游比较困难。(GSM虽然号称“全球通”，实际未能实现真正的全球漫游，尤其是在移动电话用户较多的国家如美国、日本均未得到大规模的应用) 第三代IMT-2000第三代移动通信技术（3G，Third Generation）的理论研究、技术开发和标准制定工作起始于80年代中期，国际电信联盟（ITU）将该系统正式命名为国际移动通信2000（IMT-2000, International Mobile Telecommunications in the year 2000）。 欧洲电信标准协会（ETSI）称其为通用移动通信系统（UMTS, Universal Mobile Telecomm

12、unication System）。如下图所示：其包含三种主流技术：WCDMA：WCDMA由标准化组织3GPP所制定。CDMA2000：CDMA2000体制是基于IS-95的标准基础上提出的3G标准，目前其标准化工作由3GPP2来完成。TD-SCDMA：TD-SCDMA标准由中国无线通信标准组织CWTS提出，目前已经融合到3GPP关于WCDMA-TDD的相关规范中。 三种主流技术的比较比较分类比较项目WCDMACDMA2000TD-SCDMA国内主导运营商中国联通中国电信中国移动技术比较核心网基于 GSM-MAP基于 ANSI-41基于 GSM-MAP双工方式FDDFDDTDD双向信道带宽（M

13、Hz）2521.2511.6码片速率（Mcps）3.841.22881.28编码方式卷积码Turbo码卷积码Turbo码卷积码Turbo码帧长（ms）10ms20ms10ms （分两个 5ms 子帧）基站同步异步（同步可选）同步同步功率控制（Hz）开环快速闭环 1500开环快速闭环 800开环慢速闭环 200性能比较下/上行理论峰值吞吐率（Mbit/s）14.4/5.63.1/1.81.68/0.56单载波语音容量（Erl）41.221.010.6效率比较在中国的工作频段（MHz）20008002000在中国的频率资源（MHz）305085频谱效率最低一般最高（上下行的非对称性）成本比较单载波

14、平均造价（万元）321.5覆盖能力较差800MHz频率具备天然的广覆盖优势较差建网成本WCDMA只能兼容GSM的核心网，基站设施都需要重新建设cdmaOne可平滑过渡到cdma2000，无需新增基站同WCDMA策略比较产业链最成熟和丰富基本成熟待进一步完善终端丰富、稳定较丰富、较稳定款式有限性能待提高品牌Wo天翼G3发展策略六个统一：统一品牌;统一业务;统一包装;统一资费;统一终端政策;统一服务标准;三个领先：网络领先;业务领先;服务领先;固网、移动网与互联网业务的融合捆绑发展。三不：不换卡;不换号;不登记；三融合：网络融合;业务融合;应用融合；五、未来的移动通信技术虽然现在的移动通信技术已经

15、使我们的生活更上一层了，但是未来我们将进入信息社会一个以人为本、更加注重精神粮食的社会，人性、环境和信息将成为这个社会的关键词。因此在未来的信息通信系统必须围绕以人为本来进行研究开发。潜在的研究方向包括：如何满足人性的需求和充分利用五个感官(触、尝、听、看、闻)及人工智能；如何通过智能化来补充人的能力；如何通过机器人和可佩带设备来实现新的通信方式；如何克服通信质量的限制来扩大人的空间。在人类通信中，如何很好地实现感情的相互传递是今后十分重要的课题。虽然可视电话和虚拟现实能够完成用户影像和活动情况(在电脑空间的有限范围之内)的传递，但是对传递感情而言它们是远远不够的。如果我们能把声音、图像或数据加在一起，再加入真实的感觉(包括通信时的感情、用户周围的氛围以及用户实际活动情况)，那么就有可能建立更加充满感情的通信方式，有人把这种通信方式称作“遥现”(Telepresence)。例如，日本现正在开发一种叫“替身”(Avatar)的接口。这种接口能把你自己的实际感觉传送给有形的机器人，利用手势和机器人的摄像头来遥控机器人，完成与另一方的通信。人的脑电波、肌电能力和其它生物信息通过无线网传给替身机器人，此机器人不仅用作虚拟替身，而且还用作有重量和大小的实际替身。这种全新的无线通信方式的应用领域将极其广泛，包括公共场所、住