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移动通信的发展和比较

  
一、移动通信的发展历程 先驱者:1946年第一个推出移动电话AT TA/D接入方式 典型代表 第一代(1G) 模拟蜂窝系统 FDMA美国AMPS系统,欧洲TACS系统 第二代(2G) 数字蜂窝系统 TDMAGSM系统 CDMAN-CDMA系统 目标 典型代表 过渡代(2.5G) 高速传输 GPRS, CDMA20001X系统 第三代(3G) 全球漫游,高质量多媒体业务,系统容量、管理能力、保密性和服务质量均有很大改善 欧洲WCDMA系统,北美CDMA2000系统,中国TD-SCDMA系统 第四代(4G) 高速率,各种数据话音业务,全IP,多协议,新技术 目前还没有一个4G网络的标准结构 1、1G代表系统: (1)北美的AMPS(高级移动电话业务) (2)英国TACS(全接入通信系统) (3)北欧NMT(北欧移动电话) 缺点: (1)各系统间没有公共接口。 (2)数字承载业务难于开展。 (3)频率利用率低,无法适应大容量的要求。 (4)安全利用率低,易于被窃听。 优点: 采用蜂窝技术,同频复用提高系统容量,组网方便。 2、2G代表系统: TDMA (1)泛欧GSM (2)美国D-AMPS (3)日本PDC CDMA 高通公司为首的基于IS-95 的N-CDMA 优点: (1)频谱利用率高,话音质量高 (2)容量大: 比TACS高3~5倍 (3)提供窄带ISDN业务 (4)标准化程度高,开放接口: (5)安全性高: TMSI,鉴权,加密 (6)可以与ISDN,PSTN互联 (7)可以在SIM卡基础上实现漫游 缺点: (1)数据功能差,不能支持多媒体业务。如使用GSM 手机上网,理论上只能达到9.6k 的上网速度。 (2)全球不同的第二代移动通信系统彼此间不能兼容,使用的频率也不一样,全球漫游比较困难。 3、IMT-2000 IMT-2000意指工作在2000MHz频段并在2000年左右投入商用的国际移动通信系统(International Mobile Telecom System),它既包括地面通信系统也包括卫星通信系统。基于IMT-2000的宽带移动通信系统称为第三代移动通信系统,简称为3G,它将支持速率高达2Mbps的业务,而且业务种类将涉及话音、数据、图像以及多媒体等业务。 第三代IMT-2000的三大特点: (1)无缝的全球漫游。 (2)高速传输。 (3)无缝业务传递,即在固定网、移动网和卫星网上均能互通。 IMT-2000地面无线接口标准(5种)多址方式 标准名称 对应提案 CDMAIMT-2000 CDMA DS欧洲的 WCDMAIMT-2000CDMA MC美国的cdma2000IMT-2000 CDMA TDD中国的TD-SCDMA和欧洲的UTRA-TDDTDMAIMT-2000 TDMA SC美国的UWC-136IMT-2000 TDMA MC欧洲的DECT 2000年5月,国际电信联盟-无线标准部(ITU-R)最终通过IMT-2000无线接口规范(M.1457),包括:美国电信工业协会(TIA)提交的cdma2000;欧洲电信标准化协会(ETSI)提交的WCDMA;中国电信科学技术研究院(CATT)提交的TD-SCDMA。最终形成最具代表性的IMT-2000的三种主流标准: WCDMA,cdma2000 和 TD-SCDMA。这三种标准均采用CDMA技术。 4、4G的网络结构 虽然3G移动通信系统能基本满足人们对快速传输数据业务的需求,但许多专家学者已把目光投入到了4G移动通信系统的研究。严格地说,目前对4G还没有一个权威的定义,它还处于研发阶段。然而通过近些年来的不断研究,人们已对4G的基本需求、技术支撑、网络体系等有了一些明确的概念。4G是一个可称为宽带接入和分布式网络,在车速环境下,提供大于2M的比特传输速率,在室内或静止状况下提供20Mbps的比特速率,甚至可以提供100-15OMbps的下载速率。tbgame808备用地址在这样的传输速率下,4G所能提供的业务包括了高质量的影像多媒体业务在内的各种数据业务话音业务。 4G的网络结构将是一个采用全IP的网络结构。也就是说,它不仅核心网采用IP网结构,整个的无线接口也要采用IP技术。4G网络要采用许多新的技术和新的方法来支撑,包括: AMC (Adaptive Mdulationand Coding,自适应调制和编码)技术、自适应混合重传技术、tbgame808备用地址MIMO(多输入多输出)和OFDM(正交频分复用)技术、智能天线技术、软件无线电技术以及网络优化和安全性等。 另外,为了使4G与各种通信网融合,4G网络必须支持多种协议。目前还没有一个4G网络的标准结构,不过根据人们的不懈研究已经对4G网络有了一个初步的勾画。图1所示4G网络结构。图1 4G网络结构 IP核心网,通常称为CN(Core Network):它不是专门用作移动通信,而是作为一种统一的网络,支持有线和无线接入。其主要功能是完成位置管理和控制、呼叫控制和业务控制。 4G RAN(无线接入网):主要完成无线传输、无线资源控制和移动性管理,它们是通过RAN和 CN共同完成的。 MN(MovableNetwork,移动的网络):当一个处于移动的LAN需要接入4G网络时,就需要通过MN进行接入,因此MN就像一个网关,为小型的网络提供接入。 在4G系统中,网元间的协议是基于IP的,每一个MT (移动终端)都有各自的IP地址。当4G网与其他网(如PSTN/ISDN)连接时,则需要网关进行连接。另外,与传统的2G、3G接入网连接时也需要相应的网关。 由上述结构可以看出,4G的网络应该是一个无缝连接的网络,也就是说各种无线和有线网都能以IP协议为基础连接到IP核心网。 当然,为了与传统的网络互联则需要用网关建立网络的互联,所以将来的4G网络将是一个复杂的多协议的网络。