移动通信技术状况与发展回顾

（第三专题）

移动通信网络状况

与

电信技术发展回顾第一页，共四十一页。本讲目的：了解当前电信网络的演进状况，思考今后技术的可能走向？第二页，共四十一页。提纲一、

移动通信的网络状况二、电信技术发展回顾三、对电信技术发展的思考第三页，共四十一页。一、移动通信的网络状况1）固定电话网的演进

话音:PCM64Kb/s（程控交换）数据：ISDN2B+D(64+64+16=144Kb/s）HDSL(N*64Kb/sto2Mb/s)ADSL(上行640Kb/s;下行2Mb/s)智能网（800号业务）

第四页，共四十一页。一、移动通信的网络状况2)移动通信网的演进2G2.5G3G当前位置1978年：模拟蜂窝(Amps）F：450M频段、900M频段（美、欧、日）（第一代）1987年：GSM系统投入商用（欧)1995年：CDMAIS-95商用（美）（2G）1985年提出3G概念第五页，共四十一页。一、移动通信的网络状况3)对3G技术状况的估计——技术超前市场需求A)3G的系统指标业务：语音、数据与图象数据速率：144Kbit/s（车速移动时）384Kbit/s（步行移动时）2Mb/s（静止时）应用环境：宏蜂窝、微蜂窝/微微蜂窝工作频段：2GHz全球漫游：通过多模手机实现第六页，共四十一页。一、移动通信的网络状况3)对3G技术状况的估计——技术超前市场需求B)4G概念研究——追求运动环境下的高速率（20Mb/s）第七页，共四十一页。一、移动通信的网络状况3)对3G技术状况的估计——技术超前市场需求C)乐观的3G市场需求预计1985年ITU提出FPLMTS(FuturePublicLandMobileTelecommunicationsSystem)概念1992年将2GHz（∆F230MHz）划给FPLMTS1994年定名IMT-2000(预计2000年投入商用)1998年欧洲拍卖3GI牌照，获4亿欧元1999年ITU北京会议确定IMT-2000的三种体制:CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA2001年世界电信业开始低迷，3G发展进入迷茫，反思3G技术的市场原则调整发展思路第八页，共四十一页。一、移动通信的网络状况3)对3G技术状况的估计——技术超前市场需求小结3G的推迟商用不是技术原因，而是市场需求问题：缺乏明确的应用和赢利前景，是3G发展所面临的最致命的弱点，是3G搁浅的最关键的原因德国调查：需3G服务的用户只占5.8%3G现象在电信技术史上第一次表现有技术超前市场需求的可能第九页，共四十一页。一、移动通信的网络状况4）从2G到3G演进之路CDMA（IS-95）→3G的演进IS-95A→IS-95B→CDMA20001X → CDMA20001XEV-DO(2.5G) → CDMA20001XEV-DV3G第十页，共四十一页。一、移动通信的网络状况4)从2G到3G演进之路A)CDMA（IS-95）→3G的演进a)技术演进IS-95A:9.6Kb/s，14.4Kb/sIS-95B:(支持8个信道捆绑)76.8Kb/s，115.2Kb/sCDMA20001X:同时支持语音与数据业务 反向导频（反向相干调频比IS-95A/B提高3db增益） 前向快速功控 Turbo码（比IS-95A/B提高2db增益） 分集发射（比IS-95A/B提高3db增益） 长交织＋辅助导频第十一页，共四十一页。一、移动通信的网络状况4)从2G到3G演进之路A)CDMA（IS-95）→3G的演进b)从IS-95→CDMA2000(3G)升级需更新无线和核心网全套设备第十二页，共四十一页。一、移动通信的网络状况4）从2G到3G演进之路A)CDMA（IS-95）→3G的演进c)1XEV-DO(DataOnly)CDMA2000中3G技术的一部分，用于传无线数据，速率2.4Mb/s数据与语音分别采用独立载波1.25MHz兼容IS-95/1XRTT，码片速率1.2288Mcps（1XEV-DO网络的基站可融合在IS-95/1XRTT的网络中）IS-95(或CDMA20001X)+1XEV-DO——有生命力的2.5G方案第十三页，共四十一页。一、移动通信的网络状况4）从2G到3G演进之路A)CDMA（IS-95）→3G的演进d)1XEV-DV（DataandVoice）（2.5G高级阶段）数据与语音信道合一，处在规范制定阶段，待市场成熟第十四页，共四十一页。一、移动通信的网络状况4)从2G到3G演进之路GSM→3G的演进GSM→GSM/GPRS→WCDMA第十五页，共四十一页。一、移动通信的网络状况4)从2G到3G演进之路GSM→3G的演进a)GSM/GPRS在GSM网络中引入支持ATM/IP的分组数据交换节点GGSN＋媒体网关（MGW-SGSN）共用GSM的基站第十六页，共四十一页。一、移动通信的网络状况4)从2G到3G演进之路B)GSM→3G的演进b)GPRS性能数据载波频率：200KHz前向峰值数据速率：115Kbps商用平均速率：50Kbps（固定） 40Kbps（车载）第十七页，共四十一页。一、移动通信的网络状况4)从2G到3G演进之路B)GSM→3G的演进c)WCDMA——核心网与GPRS相同数据载波频率：3.84MHz前向峰值数据速率:2Mbps商用平均速率:1.5Mbps（固定） 900Kbps（车载）第十八页，共四十一页。GSM/WCDMA实现无缝隙网络应用层控制层连接层公共核心网集成的无线网络资源站点共享BSCRNCGSMRBSWCDMARBS双模终端第十九页，共四十一页。一、移动通信的网络状况4)从2G到3G演进之路C)评论移动数据业务具有吸引力与市场空间1XEV-DO和GPRS将较快普及3G（CDMA2000、WCDMA）的普及商用时间尚难预料(中国目前预计2005年）第二十页，共四十一页。一、移动通信的网络状况4)从2G到3G演进之路C)从2G到3G过渡的争论两种过渡孰优孰劣CDMA：IS95→CDMA20001X(EV-DO/EV-DV)→CDMA2000GSM：GSM→GSM/GPRS→WCDMA投资：CDMA网络更新设备投资比GSM大30％技术：CDMA总体上优于GSM,但CDMA导频切换限制与丢失GPS因素影响只能达到中等性能水平，达不到相对于GSM的理论优势GSM的开放性评论：CDMA和GSM分别向3G演进之路将由商业因素与技术因素权衡决定，尚待观察。宽带无线局域网和3G竞争；固定网与3G竞争第二十一页，共四十一页。二、电信技术发展回顾1）电信是20世纪的研究热点A)设备19世纪末（1876年）发明电话1880-1970人工、步进、纵横模拟交换1970年左右程控交换机应用1978年模拟移动通信1987年GSM商用1991年CDMA商用第二十二页，共四十一页。二、电信技术发展回顾1)电信是20世纪的研究热点B)技术数字化（A/D、D/A）调制（模拟、数字）编码（信源、信道）信道（恒参、变参）抗干扰交换（电路、包、ATM）通信体制（固定、移动）光第二十三页，共四十一页。二、电信技术发展回顾1）电信是20世纪的研究热点C)理论信息论编码理论（信道，信源）噪声理论（随机过程、统计处理、抗干扰、分集）第二十四页，共四十一页。二、电信技术发展回顾1）电信是20世纪的研究热点D)频谱利用长波、中波、短波、超短波、微波、光波第二十五页，共四十一页。二、电信技术发展回顾1）电信是20世纪的研究热点E)当前水平3G——电信新技术的集中体现Turbo码——接近信道容量极限CDMA2000（1XEV-DV）1XTreme方案：1.25MHz传送4.8Mb/s（3.84b/s/Hz）信源编码——距理论极限还远光通信（交换、器件、传输）—--有一定发展空间第二十六页，共四十一页。二、电信技术发展回顾1）电信是20世纪的研究热点F)评论经典信息理论、通信理论已经成熟由电信新理论推动电信设备跳跃式发展的时代，近期看不出有出现的可能21世纪电信新产品的摧生，可能不再是靠经典通信论的发展，而是依赖新器件、新材料和新理论的出现预计量子信息论的成熟、应用将带来通信新时代第二十七页，共四十一页。二、电信技术发展回顾2）杨叔子院士对20世纪科技成就的总结A)20世纪的科技成就一个技术：计算机技术两个理论：量子论、相对论三个工程：原子弹、阿波罗登月、基因组测序四个模型：夸克、宇宙大爆炸、DNA双螺旋、地球板块第二十八页，共四十一页。二、电信技术发展回顾2）杨叔子院士对20世纪科技成就的总结B)21世纪（当前）的科技工作一个兴起：纳米两个焦点：环境、能源三个关注：地球科学技术、海洋科学技术、空间科学技术四个支撑点：信息技术、材料科学、生命科学、制造技术第二十九页，共四十一页。三、对电信技术发展的思考1）当前电信技术的表现表面现象经典信息理论已成熟系统性、社会性越来越强高科技信息技术公司多新产品研究方向迷茫第三十页，共四十一页。三、对电信技术发展的思考1）当前电信技术的表现B)2002年博士后基金立项表现单位：12（大学10，中科院2）项目数：17第三十一页，共四十一页。基于分布式计算智能理论的通信网络动态路由控制研究激光星间链路技术基于激光测距和CCD表面纹理三维实场景可视化研究基于小波与付里卟变换短波自适应盲信道识别线性分组环关键技术及系统芯片设计研究视频通信中错误信息重构锥束CT的三维图象重建算法信息可控性研究类FED电场诱导混合发光研究复杂条件下的人脸检测问题光热驱动共振腔式光调制器面向机载的视频压缩技术研究舰载无人直升机信息关键处理技术无线信道中遥感图象鲁棒传输技术卫星图象超分辨处理MAP估计偏振复用技术及偏振膜色散的抑制TDD系统中的MIMO（多入多出）技术研究第三十二页，共四十一页。三、对电信技术发展的思考1）当前电信技术的表现B)2002年博士后基金立项表现评论：无集中方向基本上无基本理论、方向性重大技术课题属电信的研究项目奇少第三十三页，共四十一页。1）当前电信技术的表现c)2002年1-12期《通信学报》论文领域分类情况

1）信息安全（密码、入侵检测、攻击、签名）27篇2）网络（性能、结构、路由、控制、协议）13篇3）CDMA相关技术（多用户检测、解扩、时空码）9篇4）通信系统、信道（建模、同步）7篇通信模块技术（量化器、码发生器、估值器）7篇光通信（编码、QOS、WDM）7篇5）软件无线电（硬件软件实现、信号识别、参数估计）5篇6）编码（方案、解码）3篇图象处理5篇天线技术（智能、阵列）3篇7）通信协议2篇8）语音识别1篇卫星通信1篇

三、对电信技术发展的思考第三十四页，共四十一页。三、对电信技术发展的思考1）当前电信技术的表现对通信学报2002年论文评论：无新的重大新技术无集中的新方向

第三十五页，共四十一页。三、对电信技术发展的思考2）电信技术研究方向的思考当前电信技术、理论研究的可能方向：

&网络相关技术(业务、安全、结构、协议、路由、质量控制、管理等）

&原有技术的修修补补

&量子信息论与应用第三十六页，共四十一页。三、对电信技术发展的思考3）小结经典信息论、通信论已相当成熟，目前的多数已接近信息论理论极限，基本无太多发展空间。传统通信需求在发达国家已趋饱和，目前又无新的应用吸引用户，世界电信业（制造、运营）普遍在衰落。通信在我国的高速增长期似乎已过（？）3G移动通信，技术先进，代表了信息科学、技术当前的最高