移动通信技术发展史

1移动通信技术发展深爱移动2内容•移动通信技术的发展•未来手机展望3第一代移动通信系统模拟蜂窝移动通信系统：•AMPSAMPS（美国）模拟网•TACS（英国）•NMT（瑞士、荷兰等）特点：•模拟话音传输•频带范围：450M，900M附近弱点：•各系统没有公共接口•频率利用率低•无法与固定网迅速向数字化推进相适应，数据承载业务很难展开4第二代移动通信系统数字蜂窝移动通信系统：•GSM/DCS/PCS（欧洲）•N-CDMA（北美）•D-AMPSGSM系统特点：•频带利用率高、容量大•话音质量高•开放接口•安全性高•漫游5第三代移动通信系统(3G)IMT-2000，UMTS•W-CDMA•cdma2000•TD-SCDMA6第四代移动通信系统(4G)•宽带接入IP系统•数据率要超过UMTS，即从2Mb/s提高到100Mb/s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;•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体服务的需要。广带无线局域网(WLAN)应能与B-ISDN和ATM兼容，实现广带多媒体通信，并形成综合广带通信网(IBCN)•能提供150Mb/s的高质量的影像服务72.5G/3G技术2.5G技术•HSCSD•GPRS•EDGE•IS-95-B3G技术•W-CDMA•cdma2001xRTT•1x-EV•TD-SCDMA•Otheremergingtechnologies8GSM到3G的演进GSMHSCSDGPRSEDGE3G9IS-95Acdma20001xRTTcdma20003xRTT3GIS-95BCDMA到3G的演进103G技术演进时间2G2.5G(Ⅰ)2.5G(Ⅱ)3GWirelessVoiceWirelessWirelessWirelessInternetInternet+Multimedia307kbps1xRTT14.4kbpsGSM171kbpsGPRS384kbpsEDGE2MbpsW-CDMA14.4kbpscdmaOne115kbpsIS-95-B2.4M1xEV1990’s1999-20012001-20022001-beyond11GSM与CDMA12GSM•GlobalSystemforMobileCommunication全球移动通信系统;•GSM是数字蜂窝技术的一种标准，也称全球数字移动通信系统。GSM标准包括GSM900MHz、DCS1800及PCS1900三个频段的使用规范;•采用时分多址、控制功率发射、跳频、不连续发射、移动辅助切换等技术;•分Phase1、Phase2、Phase2+三个阶段实现;13无线频率划分UP-LINKDOWN-LINKGSM900890MHz-915MHz935MHz-960MHzEGSM880MHz-915MHz925MHz-960MHzGSM18001710MHz-1785MHz1805MHz-1880MHzGSM19001850MHz-1910MHz1930MHz-1990MHz14GSM实现的主要功能•GSM第一阶段功能(Phase1)–呼叫转移CallForwarding•所有来电转移AllCalls•无人应答来电转移NoAnswer•遇忙转移Engaged•无法接通来电转移Unreachable–呼叫限制CallBarring•禁止打出Outgoing-Barcertainoutgoingcalls•禁止接入Incoming-Barcertainincomingcalls–全球漫游15•GSM第二阶段功能(Phase2)–允许收发文字短讯服务（SMS-短消息）–多方通话-最多5人同时进行MultiPartyCalling–通话保持CallHolding-PlaceacallonHold–呼叫等待CallWaiting-Notifiesyouofanothercallwhileonacall–移动数据服务-可以连接电脑MobileDataServices–移动传真服务MobileFaxService–来电显示CallingLineIdentityService–计费功能AdviceofCharge–小区广播-可收听新闻CellBroadcast–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来MobileTerminatingFax16•GSM第二+阶段功能(Phase2+features)–主要是提高移动数据传输速率，一般可以达到64kbit/s或以上–可以支援DECT室内通讯设备–提供类似对讲机的功能PMR/PublicAccessMobileRadio(PAMR)-likecapabilities–支援本地环路GSMinthelocalloop–支援虚拟个人网络VirtualPrivateNetworks–支援分组无线电PacketRadio–加强SIM卡功能，一般可以支援GSMPRO的SIM卡（STK）–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17GSM系统组成要素•移动台（MS）•基地台系统（BSS）•移动服务交换中心（MSC）•网络维护运营中心（OMC）•资料库（Database)-HLR、VLR、AUC、EIR等18BSCMSCBSCBTSBTSBTSHLROMCPSTNGSM的系统结构图19•通过无线接口‘Um’接入网络•移动台=手机＋SIM卡•完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收的功能•移动台最大发射功率：２Ｗ移动台20BSCMSCBSCGSM系统与移动台基本接续过程21CDMA•CodeDivisionMultipleAccess码分多址•CDMA是数字蜂窝移动通信的一种无线扩频通信技术。IS-95A标准规定的频段：前向信道：869MHz-894MHz反向信道：824MHz-849MHz•关键技术：功率控制、地址码选择、软切换分集技术、语音编码实现的业务基本与GSM一致。22CDMA的运营情况23CDMA优势•话音质量高CDMA采用QCELP编码等一系列技术，具有话音清晰、背景噪声小等优势。•无线辐射低CDMA系统采用非常精确的功率控制技术，通常情况下CDMA手机的发射功率仅为０.６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CDMA手机会对身体带来不良影响。•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，足以保证用户的利益不受到侵犯。•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。24CDMA关键技术一、功率控制在CDMA技术中，功率控制被认为是所有关键技术的核心。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。25CDMA关键技术二、地址码的选择地址码的选择直接影响到CDMA系统的容量、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。CDMA系统中使用两种伪随机码系列：长码：242-1短码：215-1还有WalshCode(沃尔什码）26CDMA关键技术三、软切换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。（接续过程见下图）27软切换过程•••（一）（二）»（三）28硬切换过程•••（一）（二）»（三）29CDMA关键技术四、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，这样可以接收到更多的有用信号，克服衰落。30CDMA关键技术五、语音编码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，然后根据提取的语音特征重新恢复输出的语音波形。采用：QCELP（码激励线性预测）31移动通信相关技术32技术之一——STK•STK-SIMApplicationToolKit•功能–内置应用程序：移动商务、移动银行、移动炒股等–支持网上下载：下传应用程序和数据33技术之二——GPRSGPRS——GeneralPacketRadioService（通用分组交换无线数据业务，又称2.5G）特点传输速率高：分组交换——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接入速度快：永远在线费用低：按数据量收费数据传输速率：每个信道最大21.4kbit/s，最大的数据吞吐量可高达每用户171kbit/s，更现实的最高吞吐量为115kbit/s34技术之三——WAPWAP——WirelessAccessProtocol(无线接入协议)WAP能做什么？Internet浏览（WebBrowser）统一消息处理：管理个人电话文档，处理话音、传真和e-mail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WAP和GPRS的关系路与车的关系：GPRS是路，WAP是车35技术之四——BluetoothBluetooth——蓝芽是一种无线连接的全球性标准特点点对点连接无线连接：2.4GHz~2.5GHz短距离传输：10m功耗低：50A~30mA可靠性和保密性：安全密钥和加密技术Bluetooth的应用移动电话——移动电话移动电话——PC数字影像智能汽车系统无线耳机36技术之五——PDAPDA——PersonalDigitalAssistant功能：-Smartphone智能移动电话-短消息业务（SMS）功能-收发电子邮件功能-因特网（）浏览功能-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音频可视（MPEG-4）6438FDMA、TDMA、CDMA的比较39基本功能•接打电话•中英文短消息•电话簿•中英文输入•记录•设置•STK40KONKA手机特色功能•上网速度快•中文输入•中文电话本•50秒钟提示音，提醒及时挂断电话•收发中文短消息•外接免提耳机、话筒•可设置自动接听，方便开车人士•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•强大的日历功能，可查阴、阳历,可查150年•4个闹钟，可方便设置各种方式响闹•10条备忘录，重要日子轻松提示•世界时间转换•游戏41MMI优势•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•中文输入方便、快捷--绿色手机42用户提出手机常见的问题•待机时间短•接受信号弱•呼入呼出困难•掉话•回音•有杂音•死机43待机时间短•手机的设计方案造成•手机的平均电流偏大•电池容量小•网络因素•电池容量与待机时间的关系–待机时间=电池容量/平均电流如：900毫安时/10毫安=90小时•如何延长待机时间–减小平均电流（软件、硬件）–增加电池容量44接收信号弱•手机接受灵敏度弱•网络信号强度不够•某些手机厂家虚假显示信号强度45呼入呼出困难•网络原因：信号弱、信号质量差、网络拥塞等•手机原因：软、硬件原因，与网络配合问题46•网络原因（干扰、信号弱、切换）•手机性能原因掉话47回音•手机原因•网络原因背景噪音•Microphone太敏感•结构不严密•DSP噪音处理不好48死机•软件问题•硬件问题•结构问题•所有品牌手机都会发生49常用术语•GSM全球移动通信系统•PLMN公用陆地移动网•MS移动电话•BSS基地台系