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移動通信的發展和比較

2015-3-21 19:35| 編輯:電工學習網| 查看: 2176| 評論: 0

摘要:   一、移動通信的發展歷程  先驅者:1946年第一個推出移動電話ATTA/D接入方式 典型代表 第一代(1G) 模擬蜂窩系統 FDMA美國AMPS系統,歐洲TACS系統 第二代(2G) 數字蜂窩系統 TDMAGSM系統 CDMAN-CDMA系統 目標 ...
  一、移動通信的發展歷程
  先驅者:1946年第一個推出移動電話AT&T
 A/D接入方式 典型代表
第一代(1G) 模擬蜂窩系統 FDMA美國AMPS系統,歐洲TACS系統
第二代(2G) 數字蜂窩系統 TDMAGSM系統
CDMAN-CDMA系統
 目標 典型代表
過渡代(2.5G) 高速傳輸 GPRS, CDMA20001X系統
第三代(3G) 全球漫游,高質量多媒體業務,系統容量、管理能力、保密性和服務質量均有很大改善 歐洲WCDMA系統,北美CDMA2000系統,中國TD-SCDMA系統
第四代(4G) 高速率,各種數據話音業務,全IP,多協議,新技術 目前還沒有一個4G網絡的標準結構
  1、1G代表系統:
  (1)北美的AMPS(高級移動電話業務)
  (2)英國TACS(全接入通信系統)
  (3)北歐NMT(北歐移動電話)
  缺點:
  (1)各系統間沒有公共接口。
  (2)數字承載業務難于開展。
  (3)頻率利用率低,無法適應大容量的要求。
  (4)安全利用率低,易于被竊聽。
  優點:
  采用蜂窩技術,同頻復用提高系統容量,組網方便。
  2、2G代表系統:
  TDMA
  (1)泛歐GSM
  (2)美國D-AMPS
  (3)日本PDC
  CDMA
  高通公司為首的基于IS-95 的N-CDMA
  優點:
  (1)頻譜利用率高,話音質量高
  (2)容量大: 比TACS高3~5倍
  (3)提供窄帶ISDN業務
  (4)標準化程度高,開放接口:
  (5)安全性高: TMSI,鑒權,加密
  (6)可以與ISDN,PSTN互聯
  (7)可以在SIM卡基礎上實現漫游
  缺點:
  (1)數據功能差,不能支持多媒體業務。如使用GSM 手機上網,理論上只能達到9.6k 的上網速度。
  (2)全球不同的第二代移動通信系統彼此間不能兼容,使用的頻率也不一樣,全球漫游比較困難。
  3、IMT-2000
  IMT-2000意指工作在2000MHz頻段并在2000年左右投入商用的國際移動通信系統(International Mobile Telecom System),它既包括地面通信系統也包括衛星通信系統。基于IMT-2000的寬帶移動通信系統稱為第三代移動通信系統,簡稱為3G,它將支持速率高達2Mbps的業務,而且業務種類將涉及話音、數據、圖像以及多媒體等業務。
  第三代IMT-2000的三大特點:
  (1)無縫的全球漫游。
  (2)高速傳輸。
  (3)無縫業務傳遞,即在固定網、移動網和衛星網上均能互通。
  IMT-2000地面無線接口標準(5種)
多址方式 標準名稱 對應提案
CDMAIMT-2000 CDMA DS歐洲的 WCDMA
IMT-2000CDMA MC美國的cdma2000
IMT-2000 CDMA TDD中國的TD-SCDMA和歐洲的UTRA-TDD
TDMAIMT-2000 TDMA SC美國的UWC-136
IMT-2000 TDMA MC歐洲的DECT
  2000年5月,國際電信聯盟-無線標準部(ITU-R)最終通過IMT-2000無線接口規范(M.1457),包括:美國電信工業協會(TIA)提交的cdma2000;歐洲電信標準化協會(ETSI)提交的WCDMA;中國電信科學技術研究院(CATT)提交的TD-SCDMA。最終形成最具代表性的IMT-2000的三種主流標準: WCDMA,cdma2000 和 TD-SCDMA。這三種標準均采用CDMA技術。
  4、4G的網絡結構
  雖然3G移動通信系統能基本滿足人們對快速傳輸數據業務的需求,但許多專家學者已把目光投入到了4G移動通信系統的研究。嚴格地說,目前對4G還沒有一個權威的定義,它還處于研發階段。然而通過近些年來的不斷研究,人們已對4G的基本需求、技術支撐、網絡體系等有了一些明確的概念。4G是一個可稱為寬帶接入和分布式網絡,在車速環境下,提供大于2M的比特傳輸速率,在室內或靜止狀況下提供20Mbps的比特速率,甚至可以提供100-15OMbps的下載速率。在這樣的傳輸速率下,4G所能提供的業務包括了高質量的影像多媒體業務在內的各種數據業務話音業務。
  4G的網絡結構將是一個采用全IP的網絡結構。也就是說,它不僅核心網采用IP網結構,整個的無線接口也要采用IP技術。4G網絡要采用許多新的技術和新的方法來支撐,包括: AMC (Adaptive Mdulationand Coding,自適應調制和編碼)技術、自適應混合重傳技術、MIMO(多輸入多輸出)和OFDM(正交頻分復用)技術、智能天線技術、軟件無線電技術以及網絡優化和安全性等。
  另外,為了使4G與各種通信網融合,4G網絡必須支持多種協議。目前還沒有一個4G網絡的標準結構,不過根據人們的不懈研究已經對4G網絡有了一個初步的勾畫。圖1所示4G網絡結構。
圖1 4G網絡結構
  IP核心網,通常稱為CN(Core Network):它不是專門用作移動通信,而是作為一種統一的網絡,支持有線和無線接入。其主要功能是完成位置管理和控制、呼叫控制和業務控制。
  4G RAN(無線接入網):主要完成無線傳輸、無線資源控制和移動性管理,它們是通過RAN和 CN共同完成的。
  MN(MovableNetwork,移動的網絡):當一個處于移動的LAN需要接入4G網絡時,就需要通過MN進行接入,因此MN就像一個網關,為小型的網絡提供接入。
  在4G系統中,網元間的協議是基于IP的,每一個MT (移動終端)都有各自的IP地址。當4G網與其他網(如PSTN/ISDN)連接時,則需要網關進行連接。另外,與傳統的2G、3G接入網連接時也需要相應的網關。
  由上述結構可以看出,4G的網絡應該是一個無縫連接的網絡,也就是說各種無線和有線網都能以IP協議為基礎連接到IP核心網。
  當然,為了與傳統的網絡互聯則需要用網關建立網絡的互聯,所以將來的4G網絡將是一個復雜的多協議的網絡。

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