移动通信的历史、现状和未来

WirelessTechnologyInnovationLabsWTI1移动通信的历史、现状和未来徐国鑫WirelessTechInnovationWirelessTechInnovation北京邮电大学无线通信新技术研究室[e-mail]vationLabsWTI2第一部分：移动通信发展史第二部分：第三代移动通信第三部分：第三代移动通信的演进总提纲WirelessTechnologyInnovationLabsWTI3移动通信系统演进的里程碑；移动通信技术的发展历程；前三代移动通信系统的比较。回顾移动通信系统的发展WirelessTechnologyInnovationLabsWTI4移动通信系统演进的里程碑1G2G3G模拟系统GSMWCDMAIS-95cdma2000TD-SCDMAIS-136UWC-136GPRSEDGEWirelessTechnologyInnovationLabsWTI5移动通信技术的发展历程CircuitswitchedCSvoice/packetdataIPcoreGSMUMTSUWC-136CDMA2GHSCSDendtoendIPGPRSEDGEWLANHiperLAN/802.11aIMT-2000CDMAMulti-CarrierOptimallyConnectedAnywhere,AnytimeMBSat60GHz?AdhocNetworksNewRadioInterface?Bluetooth2G3Gandbeyond9.6-14.4kbpsevolved2G64-144kbps384kbps-2Mbps100Mbps?384kbps-20Mbps3GPPRel0xIMT-2000CDMADirectSpread+TDD3GPPRel99D-AMPSIS95GPRS/EDGEIMT-2000TDMASingle-CarrierGPRSEDGECDMA2000IncludesVerticalHandoverbetweenTechnologiesWirelessTechnologyInnovationLabsWTI6移动通信各代典型系统特点典型代表技术特性第一代AMPS小区制蜂窝系统模拟话音第二代GSM数字蜂窝（TDMA）数字话音，数据速率9.6Kb/S第二代半GPRS通用分组数字蜂窝数据速率115Kb/s,数据在线连接第三代W-CDMA宽带码分多址，实现宽带多媒体业务数据速率最高达2Mb/s，数据在线连接宽带数据业务后三代………WirelessTechnologyInnovationLabsWTI7各代移动通信系统的比较第一代移动通信系统是模拟话音通信，制式多，互不兼容，安全性差，容量有限，不能提供数据业务；第二代移动通信系统是数字话音通信，频率利用率和安全性有了很大的提高，但带宽限制了高速数据业务的应用，不能实现移动多媒体业务，同时由于标准不统一，无法进行全球漫游；第三代移动通信则试图建立一个全球的移动综合业务数字网，提供与固定电信网的业务兼容、质量相当的多种语音和非话业务，但目前IMT-2000在无线传输技术和核心网都没有统一的制式，其建议和主流技术并不适应因特网的发展要求。WirelessTechnologyInnovationLabsWTI8频率因素比较—频率利用率从信息论的角度说，TDMA和CDMA的频率利用率一样CDMA多址接入方式具有更大的灵活性，在一定条件下有更高的频率利用率WirelessTechnologyInnovationLabsWTI9频率因素比较—频率适用性800820840860900920940960欧洲872##GSM917933GSM890905915935950960AMPSAMPSCDMA900CDMA900美国DAMPS/CDMADAMPS/CDMA825845850870890895日本PDCPDC810825860870915925940955业务划分数据CT2数据无中心传送广播定位中国806821825835840843851866870880885885890903909915917925930935942.5948960使用分配中国电信中国电信联通CDMA联通中国移动接力集群JTACSJTACS集群共用CDMA联通军队中国移动GSMGSM880军队ETACS联通WirelessTechnologyInnovationLabsWTI10向3G网络演进的策略网络演进需考虑的问题平滑性和阶段性保护用户权益保护运营者投资不能频繁改动网络新技术之间有一定间隔无线技术的选择核心网络兼容性经济性标准化程度频率问题试验及执照主要方案增强网络方案保证业务的连续性叠加网络方案建立全新核心网和平台全IP网络演进WirelessTechnologyInnovationLabsWTI11第一部分：移动通信发展史第二部分：第三代移动通信第三部分：第三代移动通信的演进总提纲WirelessTechnologyInnovationLabsWTI12IMT-2000的由来1985年提出FPLMTS即FuturePublicLandMobileTelecommunicationsSystem1996年正式更名为IMT－2000IMT-2000即InternationalMobileTelecommunications----工作在2000MHz频段----在2000年左右商用1992年世界无线电大会在2GHz频段上分配了230MHz频段给当时FPLMTS和卫星业务,即1885-2025MHz和2110-2200MHz其中：1980-2010MHz和2170-2200MHz仅供卫星使用WirelessTechnologyInnovationLabsWTI13IMT-2000目标与基本要求全球同一频段、统一标准、无缝隙覆盖、全球漫游提供多媒体业务车速环境：144Kb／S步行环境：384Kb／S室内环境：2Mb／s高服务质量高频谱利用效率易于从第二代过渡、演变袖珍手机，价格低高保密性能WirelessTechnologyInnovationLabsWTI14Spectrum:WRC2000频谱WirelessTechnologyInnovationLabsWTI15第三代移动通信系统的特点全球范围无缝漫游系统支持移动多媒体业务系统平滑过渡、演进高频谱效率高服务质量低成本高保密性真正实现：任何人在任何时间、任何地点与任何人进行通信WirelessTechnologyInnovationLabsWTI16主要的第三代移动通信标准目前，经国际电信联盟(ITU)认可的3G无线传输技术共有三种标准，分别是：W-CDMAcdma2000TD-SCDMA（中国提出）WirelessTechnologyInnovationLabsWTI17今后发展比较—技术成熟性•WCDMA–无线技术来源于IS-95CDMA技术，核心网以GSM核心网为依托，成熟性是经过验证的–关键参数早在1998已定，R’99今年3月冻结，目前在进行改进和完善及R’00的制定–有运营商和厂商早在1997年开始试验，日本NTTDoCoMo于今年将率先商用，欧洲西班牙、英国等于明年开始商用，并在全球有多个预商用试验网•CDMA2000–来源于IS-95CDMA技术，成熟性是经过验证的–1X标准今年完成，3X？–CDMA20001X从IS-95平滑升级而来，技术成熟性最高–在国外有已有预商用试验网WirelessTechnologyInnovationLabsWTI18今后发展比较—频率利用率•WCDMA、CDMA2000的技术来源是一致的，不会有频率利用率上的本质差别，且不同的技术间相互借鉴，差异将越来越小–CDMA2000的后续改进将使CDMA系统的性能提升至极限，后续的发展情景尚未明朗，而WCDMA有较高的扩频增益，发展空间仍然很大WirelessTechnologyInnovationLabsWTI19今后发展比较—全球漫游能力•全球漫游能力–WCDMA•主要由欧洲、日本提出，二代GSM运营商的普遍选择•GSM用户约占全球移动通信总用户的56.3%–CDMA2000•主要由北美提出，二代IS-95运营商的普遍选择•IS-95用户约占全球移动通信总用户的11.4%WirelessTechnologyInnovationLabsWTI20今后发展比较—世界范围内采用程度•WCDMA绝大多数GSM运营者倾向采用–目前获得三代执照的欧洲运营者、日本和韩国的部分运营者已宣布采用WCDMA技术，DAMPS许多运营者也将采用WCDMA•CDMA2000绝大部分IS-95运营者将首先考虑采用WirelessTechnologyInnovationLabsWTI21今后发展比较—多厂家供货环境•WCDMA–网络设备：Lucent、Nortel、Motorola、NOKIA、Ericsson、Simens、Alctel、NEC、富士通、华为、中兴等众多厂家2001年或2002年提供–终端：众多厂家WCDMA/GSM双模手机2002年投入市场•CDMA2000–网络设备：三星、LG今年年底，Lucent、Nortel明年上半年提供商用设备–终端设备：Qualcomm、三星、Motorola、富士通今年年底提供WirelessTechnologyInnovationLabsWTI22今后发展比较—IPR•不是单纯的技术问题，也是法律问题•包含专利、许可证和秘诀，任何进行CDMA产品开发的厂商，都需从Qualcomm购买专利，在产品生产和销售还需生产许可证费和相应的生产提成费•WCDMA的IPR较分散，回旋余地较大（国产厂家如华为也申请了技术专利85项）•CDMA2000的IPR主要掌握在Qualcomm手中，要价较高WirelessTechnologyInnovationLabsWTI23今后发展比较—网络演进•GSM—WCDMA，无线网是革命的，核心网是演进的，GSM可作为WCDMA的依托网•IS-95—CDMA2000，无线网是演进的，核心网是演进的，IS-95可作为CDMA2000的依托网，•在GSM基础上，再发展IS-95，无线网和核心网都将发生革命性的变化WirelessTechnologyInnovationLabsWTI243G的历程－发展与应用3G在欧洲的发展状况韩、日3G的经验之谈中国3G的发展现状与前景WirelessTechnologyInnovationLabsWTI25终端对3G的挑战传送图片双模传送多媒体信息小巧轻便3G终端未来的3G手机是一个可移动的多媒体通信器WirelessTechnologyInnovationLabsWTI2699年9月，诺基亚和电信传输研究院共同开发第三代移动通信技术－WCDMA技术，建立并试运行了一个以诺基亚WCDMA移动通信系统为基础的现场实验系统；2000年6月，发布全套TDMA-EDGE数据解决方案，将三代技术推向大众市场；2000年7月，与StarHub签定亚洲第一个商用三代WCDMA系统供货协议；2001年8月，实现了全球第一个基于商用3GPP系统的3GWCDMA话音呼叫；2001年10月，推出用于M2M业务的全新GPRS终端和支持工具；2002年5月，诺基亚宣布与中国运营商成功完成了亚洲第一个基于GPRS网络的MMS的漫游和互联。WirelessTechnologyInnovationLabsWTI272001年，爱立信与中国信息产业部电信科学研究院联合建立了一个3G研发中心，致力于WCDMA技术的研发工作。2001年4月，爱立信在英国同Vodafone协作现场演示了全球首次基于完整3G商用系统的端到端呼叫。2001年12月，爱立信在日本与J-Phone公司及沃达丰西班牙公司之间