移动通信技术发展历史

1、12内容内容 移动通信技术的发展移动通信技术的发展 未来手机展望未来手机展望3第一代移动通信系统第一代移动通信系统 模拟蜂窝移动通信系统：模拟蜂窝移动通信系统： AMPS AMPS（美国）（美国）模拟网模拟网 TACS （英国）（英国） NMT（瑞士、荷兰等）（瑞士、荷兰等） 特点：特点： 模拟话音传输模拟话音传输 频带范围：频带范围：450M，900M附近附近 弱点：弱点： 各系统没有公共接口各系统没有公共接口 频率利用率低频率利用率低 无法与固定网迅速向数字化推进相适应，数据承载无法与固定网迅速向数字化推进相适应，数据承载业务很难展开业务很难展开 4第二代移动通信系统第二代移动通信系统 数

2、字蜂窝移动通信系统：数字蜂窝移动通信系统： GSM/DCS/PCS（欧洲）（欧洲） N-CDMA（北美）（北美） D-AMPS GSM系统特点：系统特点： 频带利用率高、容量大频带利用率高、容量大 话音质量高话音质量高 开放接口开放接口 安全性高安全性高 漫游漫游5第三代移动通信系统第三代移动通信系统(3G)IMT-2000，UMTS W-CDMA cdma2000 TD-SCDMA 6第四代移动通信系统第四代移动通信系统(4G) 宽带接入宽带接入IP系统系统 数据率要超过数据率要超过UMTSUMTS，即从，即从2Mb/s2Mb/s提高到提高到100Mb/s100Mb/s采用时分多址、控制功率

3、发射、跳频、采用时分多址、控制功率发射、跳频、不连续发射、移动辅助切换等技术不连续发射、移动辅助切换等技术; ; 满足第三代移动通信尚不能达到的在覆盖、满足第三代移动通信尚不能达到的在覆盖、质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要。广带无线局域网体服务的需要。广带无线局域网(WLAN)(WLAN)应能与应能与B-ISDNB-ISDN和和ATMATM兼容，实现广带多媒体通信，并形兼容，实现广带多媒体通信，并形成综合广带通信网成综合广带通信网(IBCN)(IBCN) 能提供能提供150Mb/s150Mb/s的高质量的影像服务的高质量的影像服务 7

4、2.5G/3G技术技术2.5G技术技术 HSCSD GPRS EDGE IS-95-B3G技术技术 W-CDMA cdma2001xRTT 1x-EV TD-SCDMA Other emerging technologies8GSM到到3G的演进的演进 GSM HSCSD GPRS EDGE3G9 IS-95Acdma20001xRTTcdma20003xRTT 3G IS-95BCDMA到到3G的演进的演进103G技术演进时间技术演进时间 2G 2.5G() 2.5G() 3GWireless Voice Wireless Wireless Wireless Internet Interne

5、t + Multimedia 307 kbps 1xRTT 14.4kbps GSM 171 kbps GPRS 384 kbps EDGE 2M bps W-CDMA14.4kbps cdmaOne 115 kbps IS-95-B 2.4M 1xEV 1990s 1999-20012001-2002 2001-beyond11GSM与与CDMA12GSM Global System for Mobile CommunicationGlobal System for Mobile Communication全球移动通信系统全球移动通信系统; ; GSMGSM是数字蜂窝技术的一种标准，也称全球

6、数是数字蜂窝技术的一种标准，也称全球数字移动通信系统字移动通信系统。GSMGSM标准包括标准包括GSM 900MHzGSM 900MHz、 DCS1800DCS1800及及PCS1900PCS1900三个频段的使用规范三个频段的使用规范; ; 采用时分多址、控制功率发射、跳频、不连采用时分多址、控制功率发射、跳频、不连续发射、移动辅助切换等技术续发射、移动辅助切换等技术; ; 分分Phase 1Phase 1、 Phase 2Phase 2、 Phase 2+Phase 2+三个阶段三个阶段实现实现; ;13无线频率划分无线频率划分 UP-LINK DOWN-LINKGSM 900890 MH

7、z - 915 MHz935 MHz - 960 MHzE GSM880 MHz - 915 MHz925 MHz - 960 MHzGSM 1800 1710 MHz - 1785 MHz 1805 MHz - 1880 MHzGSM 1900 1850 MHz - 1910 MHz 1930 MHz - 1990 MHz14GSMGSM实现的主要功能实现的主要功能 GSMGSM第一阶段功能第一阶段功能(Phase 1)(Phase 1) 呼叫转移呼叫转移 Call ForwardingCall Forwarding 所有来电转移所有来电转移 All CallsAll Calls 无人应答来

8、电转移无人应答来电转移 No AnswerNo Answer 遇忙转移遇忙转移 EngagedEngaged 无法接通来电转移无法接通来电转移 UnreachableUnreachable 呼叫限制呼叫限制 Call BarringCall Barring 禁止打出禁止打出 Outgoing - Bar certain outgoingOutgoing - Bar certain outgoing callscalls 禁止接入禁止接入 Incoming - Bar certain incoming callsIncoming - Bar certain incoming calls 全球漫游

9、全球漫游15 GSMGSM第二阶段功能第二阶段功能(Phase 2)(Phase 2) 允许收发文字短讯服务（允许收发文字短讯服务（SMS-SMS-短消息）短消息） 多方通话多方通话- -最多最多5 5人同时进行人同时进行 MultiParty CallingMultiParty Calling 通话保持通话保持 Call Holding-Place a call on HoldCall Holding-Place a call on Hold 呼叫等待呼叫等待 Call Waiting-Notifies you of another call Call Waiting-Notifies yo

10、u of another call while on a callwhile on a call 移动数据服务移动数据服务- -可以连接电脑可以连接电脑 Mobile Data ServicesMobile Data Services 移动传真服务移动传真服务 Mobile Fax ServiceMobile Fax Service 来电显示来电显示 Calling Line Identity ServiceCalling Line Identity Service 计费功能计费功能 Advice of ChargeAdvice of Charge 小区广播小区广播- -可收听新闻可收听新闻

11、Cell BroadcastCell Broadcast 流动传真转播流动传真转播- -可将所接收的传真在另外一部传真机上打印出可将所接收的传真在另外一部传真机上打印出来来 Mobile Terminating FaxMobile Terminating Fax16 GSMGSM第二第二+ +阶段功能阶段功能 (Phase 2+ features)(Phase 2+ features) 主要是提高移动数据传输速率，一般可以达到主要是提高移动数据传输速率，一般可以达到 64kbit/s64kbit/s或以上或以上 可以支援可以支援DECTDECT室内通讯设备室内通讯设备 提供类似对讲机的功能提供

12、类似对讲机的功能 PMR/Public Access Mobile Radio PMR/Public Access Mobile Radio (PAMR)-like capabilities(PAMR)-like capabilities 支援本地环路支援本地环路 GSM in the local loopGSM in the local loop 支援虚拟个人网络支援虚拟个人网络 Virtual Private NetworksVirtual Private Networks 支援分组无线电支援分组无线电 Packet RadioPacket Radio 加强加强SIMSIM卡功能，一般可以

13、支援卡功能，一般可以支援GSM PROGSM PRO的的SIMSIM卡（卡（STKSTK） 此阶段功能还属于过渡时期，有些功能也未必可以真正在现实此阶段功能还属于过渡时期，有些功能也未必可以真正在现实系统中采用系统中采用17GSM系统组成要素系统组成要素 移动台（移动台（MSMS） 基地台系统（基地台系统（BSSBSS） 移动服务交换中心（移动服务交换中心（MSCMSC） 网络维护运营中心（网络维护运营中心（OMCOMC） 资料库（资料库（Database)-HLRDatabase)-HLR、VLRVLR、AUCAUC、EIREIR等等18BSCMSCBSCBTSBTSBTSHLROMCPST

14、NGSMGSM的的系统结构图系统结构图19 通过无线接口通过无线接口Um接入网络接入网络 移动台移动台= =手机手机SIMSIM卡卡 完成话音编码、信道编码、信息完成话音编码、信道编码、信息 加密、信息的调制和解调、信息发加密、信息的调制和解调、信息发 射和接收的功能射和接收的功能 移动台最大发射功率：移动台最大发射功率：移动台移动台20BSCMSCBSCGSM系统与移动台基本系统与移动台基本接续过程接续过程21CDMA Code Division Multiple Access 码分多址码分多址 CDMA是数字蜂窝移动通信的一种无线扩频是数字蜂窝移动通信的一种无线扩频通信技术。通信技术。IS

15、-95AIS-95A标准规定的频段：标准规定的频段： 前向信道：前向信道：869MHz-894MHz869MHz-894MHz 反向信道：反向信道：824MHz-849MHz824MHz-849MHz 关键技术：功率控制、地址码选择、软切换关键技术：功率控制、地址码选择、软切换 分集技术、语音编码分集技术、语音编码 实现的业务基本与实现的业务基本与GSMGSM一致。一致。22CDMA的运营情况的运营情况23CDMA优势优势 话音质量高话音质量高 CDMA采用采用QCELP编码等一系列技术，具有话音清晰、背景噪声小等编码等一系列技术，具有话音清晰、背景噪声小等优势。优势。 无线辐射低无线辐射低

16、CDMA系统采用非常精确的功率控制技术，通常情况下系统采用非常精确的功率控制技术，通常情况下CDMA手机的手机的发射功率仅为发射功率仅为.毫瓦，这一数值远远低于其他制式手机的发射功率毫瓦，这一数值远远低于其他制式手机的发射功率（相差近百倍），因此用户完全不必担心使用（相差近百倍），因此用户完全不必担心使用CDMA手机会对身体带手机会对身体带来不良影响。来不良影响。 保密性强保密性强 扩频通信技术是世界上最新的一种无线通信技术，其特性之一就是话扩频通信技术是世界上最新的一种无线通信技术，其特性之一就是话音保密性能好，再加上音保密性能好，再加上CDMA系统完善的鉴权保密技术，足以保证用系统完善的鉴

17、权保密技术，足以保证用户的利益不受到侵犯。户的利益不受到侵犯。 掉话率低掉话率低 CDMA由于运用了独特的软切换技术，在切换时用户同时与两个基站由于运用了独特的软切换技术，在切换时用户同时与两个基站联络，这就大大降低了掉话的可能性，保证了长时间在移动中的通话联络，这就大大降低了掉话的可能性，保证了长时间在移动中的通话质量。质量。24CDMA关键技术关键技术一、功率控制一、功率控制 在在CDMA技术中，功率控制被认为是所有关键技术中，功率控制被认为是所有关键技术的核心。技术的核心。 功率控制分为前向功率控制和反功率控制分为前向功率控制和反向功率控制，而反向功率控制又分为仅由移动向功率控制，而反向

18、功率控制又分为仅由移动台参与的开环功率控制和移动台，基站同时参台参与的开环功率控制和移动台，基站同时参与的闭环功率控制。与的闭环功率控制。25CDMA关键技术关键技术二、地址码的选择二、地址码的选择地址码的选择直接影响到地址码的选择直接影响到CDMA系统的容量、系统的容量、抗干扰能力、接入和切换速度等性能。所选抗干扰能力、接入和切换速度等性能。所选择的地址码应能提供足够数量的相关函数特择的地址码应能提供足够数量的相关函数特性尖锐的码系列，保证信号经过地址码解扩性尖锐的码系列，保证信号经过地址码解扩后具有较高的信噪比。后具有较高的信噪比。CDMA系统中使用两种伪随机码系列：系统中使用两种伪随机码

19、系列：长码：长码：242-1 短码：短码： 215-1 还有还有WalshCode (沃尔什码）沃尔什码）26CDMA关键技术关键技术三、软切换三、软切换 软切换就是当移动台需要跟一个新的基站软切换就是当移动台需要跟一个新的基站通信时，并不先中断与原基站的联系。通信时，并不先中断与原基站的联系。 （接续过程见下图）（接续过程见下图）27软切换过程软切换过程 （一） （二） （三）28硬切换过程硬切换过程 （一） （二） （三）29CDMA关键技术关键技术四、分集技术四、分集技术 分集技术是指系统能同时接收两个或更多个输分集技术是指系统能同时接收两个或更多个输入信号，这些输入信号的衰落互不相关。

20、系统入信号，这些输入信号的衰落互不相关。系统分别解调这些信号然后将它们相加，这样可以分别解调这些信号然后将它们相加，这样可以接收到更多的有用信号，克服衰落。接收到更多的有用信号，克服衰落。30CDMA关键技术关键技术五、语音编码五、语音编码 数字语音编码技术可以被分为两部分：编码和数字语音编码技术可以被分为两部分：编码和解码。数字语音编码技术就是将模拟语音信号解码。数字语音编码技术就是将模拟语音信号输入到数字变换器，提取语音的重要特征，将输入到数字变换器，提取语音的重要特征，将这些特征量化为比特流，然后发送到传输道或这些特征量化为比特流，然后发送到传输道或存储在存储设备上。数字语音解码技术就是

21、从存储在存储设备上。数字语音解码技术就是从信道或存储设备上接收比特流，然后根据提取信道或存储设备上接收比特流，然后根据提取的语音特征重新恢复输出的语音波形。的语音特征重新恢复输出的语音波形。采用：采用：QCELP（码激励线性预测）（码激励线性预测）31移动通信相关技术移动通信相关技术32技术之一技术之一STKSTK STK-SIM Application ToolKit 功能功能 内置应用程序：移动商务、移动银行、移内置应用程序：移动商务、移动银行、移动炒股等动炒股等 支持网上下载：下传应用程序和数据支持网上下载：下传应用程序和数据33 技术之二技术之二GPRSGPRSGPRSGeneral

22、Packet Radio Service（通用分组交换通用分组交换无线数据业务，又称无线数据业务，又称2.5G）特点特点传输速率高：分组交换传输速率高：分组交换多个用户可分时共享一个多个用户可分时共享一个时隙，或者一个用户最多可使用八个时隙时隙，或者一个用户最多可使用八个时隙接入速度快：永远在线接入速度快：永远在线费用低：按数据量收费费用低：按数据量收费数据传输速率：每个信道最大数据传输速率：每个信道最大21.4kbit/s，最大的数据吞，最大的数据吞吐量可高达每用户吐量可高达每用户171kbit/s，更现实的最高吞吐量为，更现实的最高吞吐量为115kbit/s34 技术之三技术之三WAPWA

23、PWAPWireless Access Protocol( (无线接入协议无线接入协议) ) WAP能做什么？能做什么？Internet浏览（浏览（Web Browser）统一消息处理：管理个人电话文档，处理话音、传真统一消息处理：管理个人电话文档，处理话音、传真和和e-mail信息查询：诸如出租车、饭店、旅馆、股票交易、金信息查询：诸如出租车、饭店、旅馆、股票交易、金融、号簿业务、汇率和时间表融、号簿业务、汇率和时间表WAP和和GPRS的关系的关系路与车的关系：路与车的关系：GPRS是路，是路，WAP是车是车35技术之四技术之四BluetoothBluetoothBluetooth蓝芽是一种

24、无线连接的全球性标准蓝芽是一种无线连接的全球性标准特点特点点对点连接点对点连接无线连接：无线连接：2.4GHz2.5GHz短距离传输：短距离传输：10m功耗低：功耗低：50 A30mA可靠性和保密性：安全密钥和加密技术可靠性和保密性：安全密钥和加密技术Bluetooth的应用的应用移动电话移动电话移动电话移动电话移动电话移动电话PC数字影像数字影像智能汽车系统智能汽车系统无线耳机无线耳机36 技术之五技术之五PDAPDAPDA Personal Digital Assistant Personal Digital Assistant 功能：功能： - Smartphone - Smartpho

25、ne 智能移动电话智能移动电话 - - 短消息业务（短消息业务（SMSSMS）功能）功能 - - 收发电子邮件功能收发电子邮件功能 - - 因特网（因特网（WWWWWW）浏览功能）浏览功能 - - 信息管理：具有较强的个人信息管理功能信息管理：具有较强的个人信息管理功能 - - 各种商业应用功能各种商业应用功能37数据应用典型数据速率（kbit/s）数据应用典型数据速（kbit/s）视频监视2.4电子邮件28.8遥测9.6视频会议28.8位置管理9.6数据库接入28.8三类传真14.4数据传送（UDI）64低速视频19.2电子商务（金融）64国际互联网浏览28.8多用户游戏64电子报纸28.8

26、音频可视（MPEG-4）6438FDMA、TDMA、CDMA的比较的比较39基基 本本 功功 能能 接打电话接打电话 中英文短消息中英文短消息 电话簿电话簿 中英文输入中英文输入 记录记录 设置设置 STK40KONKA手机特色功能手机特色功能 上网速度快上网速度快 中文输入中文输入 中文电话本中文电话本 5050秒钟提示音，提醒及时挂断电话秒钟提示音，提醒及时挂断电话 收发中文短消息收发中文短消息 外接免提耳机、话筒外接免提耳机、话筒 可设置自动接听，方便开车人士可设置自动接听，方便开车人士 直观记录电话号码直观记录电话号码 具有环境选择，选择适当环境，自动设置各种音量具有环境选择，选择适当

27、环境，自动设置各种音量 强大的日历功能，可查阴、阳历强大的日历功能，可查阴、阳历, ,可查可查150150年年 4 4个闹钟，可方便设置各种方式响闹个闹钟，可方便设置各种方式响闹 1010条备忘录，重要日子轻松提示条备忘录，重要日子轻松提示 世界时间转换世界时间转换 游戏游戏41MMI优势优势 纯中文显示、界面友好、操作方便纯中文显示、界面友好、操作方便 多种时间提示功能，灵活、便利多种时间提示功能，灵活、便利 中文输入方便、快捷中文输入方便、快捷 -绿色手机绿色手机42用户提出手机常见的问题用户提出手机常见的问题 待机时间短待机时间短 接受信号弱接受信号弱 呼入呼出困难呼入呼出困难 掉话掉话

28、 回音回音 有杂音有杂音 死机死机43待机时间短待机时间短 手机的设计方案造成手机的设计方案造成 手机的平均电流偏大手机的平均电流偏大 电池容量小电池容量小 网络因素网络因素 电池容量与待机时间的关系电池容量与待机时间的关系 待机时间待机时间=电池容量电池容量/平均电流平均电流如：如：900毫安时毫安时/10毫安毫安=90小时小时 如何延长待机时间如何延长待机时间 减小平均电流（软件、硬件）减小平均电流（软件、硬件） 增加电池容量增加电池容量44接收信号弱接收信号弱 手机接受灵敏度弱手机接受灵敏度弱 网络信号强度不够网络信号强度不够 某些手机厂家虚假显示信号强某些手机厂家虚假显示信号强 度度4

29、5呼入呼出困难呼入呼出困难 网络原因：信号弱、信号质量差、网络网络原因：信号弱、信号质量差、网络拥塞等拥塞等 手机原因：软、硬件原因手机原因：软、硬件原因 ，与网络配合，与网络配合问题问题46 网络原因（干扰、信号弱、切换）网络原因（干扰、信号弱、切换） 手机性能原因手机性能原因掉话掉话47回音回音 手机原因手机原因 网络原因网络原因背景噪音背景噪音 Microphone太敏感太敏感 结构不严密结构不严密 DSP噪音处理不好噪音处理不好48死机死机软件问题软件问题硬件问题硬件问题结构问题结构问题所有品牌手机都会发生所有品牌手机都会发生49常用术语常用术语 GSM全球移动通信系统全球移动通信系统

30、 PLMN公用陆地移动网公用陆地移动网 MS移动电话移动电话 BSS基地台系统基地台系统 MSC移动服务交换中心移动服务交换中心 OMC网络维护运营中心网络维护运营中心 IMEI国际移动台设备识别国际移动台设备识别 SIM用户识别卡用户识别卡50 TDMA时分多址时分多址 FDMA频分多址频分多址 CDMA码分多址码分多址 STKSIM卡应用工具包卡应用工具包 GPRS通用无线分组通用无线分组 数据服务数据服务 WAP无线应用协议无线应用协议 Bluetooth蓝牙蓝牙，是一个室内短距离无线数据与话音，是一个室内短距离无线数据与话音传输的开放式标准传输的开放式标准 3G 第三代移动通信系统，建

31、议采用的标准：第三代移动通信系统，建议采用的标准： W-CDMA（欧洲、日本）、（欧洲、日本）、cdma2000（美国）、（美国）、TD-SCDMA（中国）（中国）51IMEI号号 IMEI码是码是“InternationalMobileEquipmentIdentity”的缩写，中文译为的缩写，中文译为“国际移动设备识别码国际移动设备识别码”，是由，是由15位数字组成的位数字组成的“电子串号电子串号”，它与每台手机一一对应，它与每台手机一一对应，而且该码是唯一的。而且该码是唯一的。IMEI码一般由码一般由15位组成，前六位组成，前六码是码是“设备型号核准号码设备型号核准号码”（代表机型），第七、八（代表机型），第七、八位是位是“最后装配号码最后装配号码”指手机最后完成时是在哪一个指手机最后完成时是在哪一个“工厂工厂”完成的（产地），每一个工厂有它特别的代完成的（产地），每一个工厂有它特别的代号。接着后六位代表生产序号，最后一位一般是校验号。接着后六位代表生产序号，最后一位一般是校验码。码。52在手机上直接按在手机上直接按06手机会出现手机会出现15个个IMEI码，其中码，其中7到到8码是码是主要生产地显示，对应如下：主要生产地显示，对应如下