Ⅰ 移動通信技術畢業論文
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無線通信發展經歷了一百多年的歷史,在這過程中,產生了不少新的技術的同時,又在不斷地與其他技術進行綜合,從而不斷地涌現出一系列的通信方式,在適應不斷提高的社會需求同時,自身也得到完善和發展。
從無線電通信發展全過程來看,不難看出,無線通信大致可分為3個重要發展階段:20年代~30年代的短波通信,50年代~70年代的微波接力通信(含衛星通信),80年代~現在的移動通信。
現僅就當今發展最為迅速,系統最為復雜,而又是熱門話題的移動通信技術的發展趨勢進行敘述。
截止20xx年7月,全世界的移動用戶數量已經突破50億戶,預計今年該數字將突破60億。
移動通信之所以得到快速發展主要是其不受任何時間、地點限制地實現了對象之間的通信。
從設備組網的角度看,移動通信網路可以看成是有線通信網的延伸,它由無線和有線兩部分組成。
無線部分提供移動用戶終端的接入,其包括數據交換、用戶管理、漫遊、鑒權等大部分網路功能的實現還是通過固定網路來實現的。
1.移動通信發展史
70年代中期至80年代中期。
這是移動通信蓬勃發展時期。
1978年底,美國貝爾試驗室研製成功行動電話系統(AMPS),建成了蜂窩狀移動通信網。
根據移動通信的發展史,其發展歷程和發展方向,可以劃分為3個階段:
1)第一代——模擬蜂窩通信系統
70年代末至80年代中期是移動通信技術得到了較快發展。
1978年底,美國貝爾試驗室研製成功高級行動電話系統(AMPS)並建成了蜂窩狀移動通信網,也即是第一代行動電話網,採用的是蜂窩組網技術。
美國第一個蜂窩系統AMPS(高級行動電話業務)在1979年成為現實。
因為傳輸技術條件的等的限制,第一代可行動電話用戶不能實現長途漫遊,也就是說行動電話用戶只能在一定區域范圍內實現移動通信,除此之外,該系統還存在著諸如系統容量不足、系統間互不兼容、通信質量不好、保密性不強、不能提供數據傳送業務等致命的弱點,因此,第一代模擬蜂窩移動通信最終被第二代的數字蜂窩移動通信所替代。
但在該組網技術仍在下一代系統中得以應用。
2)第二代——數字蜂窩移動通信系統
為了克服第一代模擬蜂窩通信系統的各種缺點,20世紀80年代中期到21世紀初,數字蜂窩移動通信系統得到了大規模的應用,其代表技術是歐洲的GSM和美國的CDMA,也就是通常所說的2G(即第二代數字蜂窩移動通信系統)。
第二代數字蜂窩移動通信系統主要採用的是時分多址技術TDMA(TimeDivisionMultipleAccess)或者是窄帶碼分多址CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)技術。
TDMA系列最有代表的是泛歐GSM、美國D-AMPS和日本PDC;窄帶碼分多址(N-CDMA)系列主要是以高通公司為首研製的基於IS-95的N-CDMA(窄帶CDMA),是目前廣泛應用的技術,它的應用技術標准叫做IS-95,是美國在1993年發布的N-CDMA標准,現在已成為常用的國際標准。
2.移動通信的特點
移動通信是基於終端用戶處於移動狀態的通信方式。
它具有如下有別於有線通信的特點:
1)由於用戶位置的不確定性,它跟通信中的基站必須使用無線電波來傳輸信息。
由於電波是沿直線傳播的,受移動台不斷移動、障礙物遮擋、地形和地物的影響會使電波多徑傳播而造成多徑衰落和陰影效應等影響,嚴重干擾了移動通信的質量。
2)移動通信是在強干擾的環境下工作的,主要干擾包括互調干擾,鄰道干擾和同頻干擾等;
3)通信容量有限。
頻率作為一種資源必須合理安排和分配,為緩和用戶數量大和資源有限的矛盾,除開發新頻段之外,還採取了有效利用頻率的各種措施,加壓縮頻帶、縮小波道間隔、多波道共享等,即採用頻譜和無線頻道有效利用技術;
4)通信系統比固定網復雜得多。
因為用戶隨時移動位置等原因,通信系統需要具備根據信號的強弱來進行通信信道的切換、頻率和功率控制、地址登記、越區切換及漫遊存取等跟蹤技術。
這就使得移動通信系統的信令的設計要比固定網要復雜得多。
在入網和計費方式上也有特殊的要求;
5)對移動台的要求高。
移動台長期處於不固定位置,外界的影響很難預料,這要求移動台具有很強的適應能力。
此外,還要求性能穩定可靠、攜帶方便、小型、低功耗及能耐高、低溫等。
同時,要盡量使用戶操作方便,適應新業務、新技術的發展,以滿足不同人群的使用。
這給移動台的設計和製造帶來很大的困難。
3移動通信的發展趨勢
技術的創新從本質上來說就是為了不斷滿足人們日益增長的需求。
在過去的幾十年中,移動通信無論是技術上還是業務上都得到了長足的'發展,這些變化也正極大地改變著人們的生活和工作方式。
隨著全球一體化進程的加速和人們生活水平的不斷提高,如物聯網等新技術的發展等等,人們對未來移動通信技術將提出更多更高的需求。
盡管數字蜂窩移動通信技術也在不斷的得到完善,但隨著用戶數量和網路規模的不斷擴大,可以預見的是,在這快速增長的市場需求下,頻率資源已經成為瓶頸,通話質量不盡人意,傳輸速率不高,達不到真正意義上滿足移動多媒體和物聯網的需求。
綜上所述,我們大致可以預見未來的移動通信技術將沿著以下幾個大的方向改善:1)隨著網路業務數據化、分組化程度的提高,移動互聯網逐步形成;
2)為了解決頻率枯竭的問題,移動通信將應用於更高的頻段,頻率利用率也將得到很大程度的提高;
3)隨著人們個性化需求的不斷提高,提供個性化服務將成為業務發展的一個趨勢,為此,網路設備的智能化和小型化也將成為必然;
4)在目前信息通信技術大融合的背景下,移動網和固定網、移動網和互聯網的融合已成必然,網路和業務的融合將成為趨勢,移動互聯網的普及也將成必然;
5)隨著全球化進程的進一步提高,視頻移動業務將越來越普及,高速率、高質量和低費用是下一步市場對移動業務提出的更高要求。
目前世界上大多還在沿用著第二代數字蜂窩移動通信技術,第三代移動通信技術(3G)也在逐步推廣當中,但源於更多的需求,人們早已提出了第四代移動通信技術(4G)的設想。
4G標准比要比上一代具有更強的功能。
3.1第三代數字移動通信系統
第三代移動數字通信系統(3G)是在第二代的基礎上進一步演變的以寬頻CDMA技術為主移動通信技術,能同時提供語音數據綜合服務和移動多媒體服務的移動通信系統,是一代有能力徹底解決第一、二代移動通信系統主要弊端的先進的移動通信系統。
為了在移動通信領域適應高速數據和圖像電信業務的發展,並企望在第三代系統中統一標准,國際電聯(ITU)進行了多方面努力。
於2000年5月確定W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大3G標准,並寫入3G技術指導性文件《2000年國際移動電信計劃》(簡稱IMT-2000),2007年10月19日,在國際電信聯盟在日內瓦舉行的無線通信全體會議上,經過多數國家投票通過,WiMAX正式被批准成為繼WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之後的第四個全球3G標准[2]。
與前兩代移動通信相比,第三代數字移動通信是一種能夠覆蓋全球的多媒體移動通信。
它具有別於上兩代移動通信的兩個主要特點是:
1)可實現全球漫遊,使任意時間、任意地點、任意人之間的交流成為可能。
也就是說,每個用戶都有一個個人通信號碼,無論該用戶走到世界任何一個國家,人們都可以找到你,而反過來,你走到世界任何一個地方,都可以很方便地與國內用戶或他國用戶通信,與在國內通信時毫無分別;
2)能夠實現高速數據傳輸和寬頻多媒體服務。
也就是說,用第三代手機除了可以進行普通的尋呼和通話外,還可以上網讀報紙,查信息、下載文件和圖片;由於帶寬的提高,第三代移動通信系統還可以傳輸圖像,提供可視電話業務。
從這兩年的情況來看,隨著終端手機設備的智能化發展,使得3G業務越來越多的在人們的生活中體現,如WAP業務,多媒體消息業務,定位服務業務,OTA下載業務等新興業務得到了長足的發展。
中國3G牌照已經花落三家,分別是:TD—SCDMA中國移動(中國技術)、WCDMA中國聯通(歐洲技術)、CDMA2000中國電信(美國技術)。
隨著運營商競爭壓力的加劇,可以預見的是我們消費者將享受到更好的新興3G業務服務和更多的資費優惠。
3.2第四代移動通信技術
盡管歷經多年的研究開發,第三代移動通信在實際應用中還是碰到了很多問題,因此人們又開始把希望寄託到了提前出現的第四代的研究。
到目前為止,第四代移動通信技術(4G)技術還只是較多地停留於概念性的設想上,人們可以稱之為廣帶(Broadband)接入和分布網路,也可無線互聯網技術或後3G技術,在4G的定義上,人們還無法就其技術參數、國際標准、網路結構、乃至業務內容給出一個標准。
但其大致的輪廓已經得到了業界的共識。
展望未來,我們可以大致看到4G通信將具有如下的特徵:
1)信息傳輸速率更快
人們研究4G的初衷是為了解決移動終端快速訪問互聯網的問題,變為現實的4G在應用上應具備更快的無線通信速度。
從目前已經公布的數據來看,4G最大的數據傳輸速率超過100Mbps,而3G網路只有2Mbps。
2)網路頻譜更寬
要想提高信息的傳輸速度,4G網路中所需要帶寬要比3G網路高出許多,估計達每個信道的帶寬會達100MHz,是3G20倍。
3)容量更大
據估計,10年後,人們每天所獲取的信息量要比今天至少高3-4個數量級,而3G的容量將遠無法滿足這種增長的業務量需求,所以,在4G里將採用新的網路技術來極大地提高系統的容量,如SDMA(空分多址)技術等,來滿足未來大信息量的需求。
4)兼容性強
要使4G通信盡快地被人們接受,4G應考慮在投資最少的情況下輕易地過渡到。
因此4G將採用大區域覆蓋、多種網路相互兼容、終端及網路升級過渡容易等特點。
實現真正意義的全球漫遊。
5)智能性更高
4G系統的智能化程度更高。
在網路系統功能方面,能夠做到自適應地進行資源分配、處理變化的業務流和適應不同的信道環境;在其用戶終端的設計和操作也將更具智能化,它已經不是傳統意義上的手機,它可以被當成手提電視,能夠綜合各方面因素來提醒它的主人此刻該做什麼或者不該做什麼。
它將能夠實現許多現在人們無法想像的功能。
6)能實現更高質量的多媒體通信
4G通信將能在很大程度上改善現有3G多媒體通信存在的品質不良,數據傳輸速率不高的不足,為各種多媒體流的高速高質量傳送提供可行的解決方案。
7)通信資費更加便宜
由於兼容性問題的解決和平滑性過渡的實現,4G的通信部署相比其他技術將顯得容易和迅速得多。
這樣就能夠有效地降低運營成本,競爭的白日化將讓人們享受到更加便宜通信資費。
對於現在的人來說,未來的4G通信的確顯得很神秘,但技術的發展將使4G通信變成現實。
實現3G未能實現的功能,實現真正意義上的個人通信。
4結論
隨著信息時代的到來,人們越來越依靠移動通信帶來的便利。
可以設想不需要多少年,我們將會迎來一個真正的綜合性的、寬頻域、多功能、可以隨時隨地滿足人們多角度、全方位需求的通信方式。
參考文獻
[1]王文博.移動通信原理與應用[M].北京郵電大學出版社,2004.
[2]常永宏.第三代移動通信系統與技術[M].北京:人民郵電出版社,2004.
[3]謝顯忠,等.基於TDD的第四代移動通信技術[M].電子工業出版社,2005.
Ⅱ 寬頻技術的發展過程是怎樣的
1 引言
通信是目前發展最快的領域之一,它是人們工作和生活必不可少的工具,也是現在和未來經濟發展的基礎平台之一。通信網路的發展經歷了由窄帶到寬頻、由人工到智能、由單業務到綜合業務的發展過程。21世紀,通信網路向提供寬頻化、個人化、分組化和綜合化方向發展的趨勢更為明顯。而目前技術發展和需求增長最快的是Internet和移動通信。
寬頻通信網是一種全數字化、高速、寬頻、具有綜合業務能力的智能化通信網路。寬頻通信網的顯著特點就是在信息數據傳輸上突破了速度、容量和時間空間的限制。寬頻通信網路可大致分為寬頻骨幹網路和寬頻接入網路兩個層面。本文分別從寬頻骨幹網路和寬頻接入網路兩個層面介紹通信網路技術的發展歷史、現狀,討論了寬頻通信網路的發展趨勢。
2 寬頻骨幹網路技術
較早出現的寬頻骨幹網路的分組交換技術有X.25、幀中繼,到後來的IP、ATM以及MPLS技術,經過幾十年的發展,目前,IP技術成為主流的寬頻網路技術,未來將朝著以光互聯網技術為主流技術的超寬頻信息網路方向發展。這幾種寬頻骨幹網路技術的詳細介紹請看:寬頻骨幹網路技術綜述
3 寬頻接入網路技術
目前,寬頻接入網路技術分為有線寬頻接入網技術和無線寬頻接入網技術。有線寬頻接入網技術主要有銅線接入、光纖接入和基於有線電視網的混合光纖同軸接入。
寬頻無線接入技術系統是未來幾年內通信市場發展的一個熱點。目前寬頻無線接入技術主要有以下幾種:LMDS(Local Multipoint Distribute System,本地多點分配系統)、MMDS(Multipoint Multichannel Distribute System,多點多信道分配系統)、無線區域網等。關於這些寬頻接入網路技術的詳細介紹請看:寬頻接入網路技術綜述
4 寬頻通信網的發展趨勢
目前,通信網可大體分為兩種,即電路通信網和數據通信網路,前者包括公共交換電話網(PSTN)和公用陸地移動通信網(PLMN);後者包括分組通信網、數字數據網、幀中繼、ATM網路以及IP網路。電路通信網和數據通信網處於分離狀態,網路之間的互連通過接入伺服器(AS)或網關(GW)完成。這使得整個通信網路具有如下顯著缺點:業務與網路捆綁,業務提供不靈活;設備間需要通過標准化的規程互通; 不同網路的控制協議不同。
隨著數據通信網路業務的不斷豐富,技術的不斷更新,整個網路將演變成IP作為整個網路的核心,以ATM、IP、SDH、乙太網以及各種無線接入技術作為整個網路的邊緣和接入的方式。以DWDM方式的IP over SDH或IP over Optical為傳輸手段,負責整個高速信息網路的傳輸。整個網路將以IP協議作為統一通信協議,兩個通信網的業務將完全進行融合。網路的特徵將只在網路的邊緣地帶才能夠顯示出來,在此時骨幹網路只起信息傳輸的作用,業務特性只能在網路的邊緣實現。
為了使兩個通信網路的業務在IP層面實現融合,需要解決一系列技術問題,例如,如何對語音和圖像業務提供QoS保證、如何實現對整個網路資源的管理和分配、以及如何隨時隨地提供寬頻接入等。為了解決這些問題,我們認為IP與MPLS的結合、光纖接入技術以及寬頻無線接入技術將成為未來寬頻通信網路的主流技術。原因在於:
IP與MPLS結合,代表寬頻分組交換網路的發展方向。IP以其實現簡單,支持異種網路的互連等優點,在Internet上得到廣泛應用。通過採用IP技術,能實現各種網路技術的互連互通,並實現真正意義上的「三網合一」。由於MPLS具有快速轉發,支持流量工程,並提供QoS保證等優點,因此,MPLS可作為下一代網路的管理和控制面技術。通過IP與MPLS的結合,能有效支持語音、數據和圖像業務的傳送,並使網路具有良好的可擴展性,易於管理和維護。
光纖接入技術是「最後一公里」問題的最終解決方案。光纖以其大帶寬、易於維護、抗干擾、抗腐蝕等優點,已逐漸在接入網中得到應用。隨著光纖、光器件價格的進一步下降,光接入網將最終成為寬頻到家的首先方案。
寬頻無線接入技術是未來通信網發展的主要方向之一。無線接入技術以其成本低廉、不受地理環境的約束、支持用戶的移動性等優點,將成為光纖接入技術的重要補充,使人們實現真正意義上的個人通信的目的。
5 結論
本文分別從寬頻骨幹網和寬頻接入網兩個層面,介紹了寬頻網路技術的發展過程和現狀,並討論了寬頻通信網的發展趨勢。
Ⅲ 無線通信技術的發展影響
無線技術給人們帶來的影響是無可爭議的。如今每一天大約有15萬人成為新的無線用戶,全球范圍內的無線用戶數量已經超過2億。這些人包括大學教授、倉庫管理員、護士、商店負責人、辦公室經理和卡車司機。他們使用無線技術的方式和他們自身的工作一樣都在不斷地更新。
從七十年代,人們就開始了無線網的研究。在整個八十年代,伴隨著以太區域網 的迅猛發展,以具有不用架線、靈活性強等優點的無線網以己之長補有線所短,也贏得了特定市場的認可,但也正是因為當時的無線網是作為有線乙太網的一種補充,遵循了IEEE802.3標准,使直接架構於802.3上的無線網產品存在著易受其他微波雜訊干擾,性能不穩定,傳輸速率低且不易升級等弱點,不同廠商的產品相互也不兼容,這一切都限制了無線網的進一步應用。這樣,制定一個有利於WIFI自身發展的標准就提上了議事日程。到1997年6月,IEEE終於通過了802.11標准。802.11標準是IEEE制定的無線區域網標准,主要是對網路的物理層(PH)和媒質訪問控制層(MAC)進行了規定,其中對MAC層的規定是重點。各廠商的產品在同一物理層上可以互操作,邏輯鏈路控制層(LLC)是一致的,即MAC層以下對網路應用是透明的(如圖一所示)。這樣就使得無線網的兩種主要用途----(同網段內)多點接入和多網段互連,易於質優價廉地實現。對應用來說,更重要的是,某種程度上的兼容就意味著競爭開始出現;而在IT這個行業,兼容,就意味著十倍速時代降臨了。在MAC層以下,802.11規定了三種發送及接收技術:擴頻(SpreadSpectrum)技術;紅外(Infared)技術;窄帶(NarrowBand)技術。而擴頻又分為直接序列(DirectSequence,DS)擴頻技術(簡稱直擴),和跳頻(FrequencyHopping,FH)擴頻技術。直序擴頻技術,通常又會結合碼分多址CDMA技術。根據預測,今後幾年,無線網在全世界將有較大的發展,單只美國無線區域網銷售額就將從1997年的2.1億美元增加到2001年的8億美元。
Ⅳ 無線電話的移動通信發展史
從上世紀20年代至40年代,為早期發展階段。
在這期間,首先在短波幾個頻段上開發出專用移動通信系統,其代表是美國底特律市警察使用的 車載無線電系統。該系統工作頻率為2MHz,到40年代提高到30~40MHz,可以認為這個階段是現代移動通信的起步階段,特點是專用系統開發,工作頻 率較低。
1946年10月貝爾電話公司啟動車載無線電話服務 從上世紀40年代中期至60年代初期。
在此期間內,公用移動通信業務開始問世。1946年,根據美國聯邦通信委員會(FCC)的計劃,貝爾系統 在聖路易斯城建立了世界上第一個公用汽車電話網,稱為「城市系統」。當時使用三個頻道,間隔為120kHz,通信方式為單工,隨後,西德(1950年)、 法國(1956年)、英國(1959年)等國相繼研製了公用行動電話系統。美國貝爾實驗室完成了人工交換系統的接續問題。這一階段的特點是從專用移動網向 公用移動網過渡,接續方式為人工,網的容量較小。 從上世紀60年代中期至70年代中期。
在此期間,美國推出了改進型行動電話系統(IMTS),使用150MHz和450MHz頻段,採用大區 制、中小容量,實現了無線頻道自動選擇並能夠自動接續到公用電話網。德國也推出了具有相同技術水準的B網。可以說,這一階段是移動通信系統改進與完善的階 段,其特點是採用大區制、中小容量,使用450MHz頻段,實現了自動選頻與自動接續。 從上世紀70年代中期至80年代中期。這是移動通信蓬勃發展時期。
1978年底,美國貝爾試驗室研製成功先進的行動電話系統(AMPS),建成了蜂窩狀移動通信網,大大提高了系統容量。該階段稱為1G(第一代移動通訊技術),主要採用的是模擬技術和頻分多址(FDMA)技術。Nordic行動電話(NMT)就是這樣一種標准,應用於Nordic國家、東歐以及俄羅斯。其它還包括美國的高級行動電話系統(AMPS),英國的總訪問通信系統(TACS)以及日本的JTAGS,西德的 C-Netz,法國的Radiocom 2000和義大利的RTMI。
這一階段的特點是蜂窩狀移動通信網成為實用系統,並在世界各地迅速發展。移動通信大發展的原因,除了用戶要求迅猛增加這一主要推動力之外,還有幾 方面技術進展所提供的條件。首先,微電子技術在這一時期得到長足發展,這使得通信設備的小型化、微型化有了可能性,各種輕便電台被不斷地推出。其次,提出並形成了移動通信新體制。隨著用戶數量增加,大區制所能提供的容量很快飽和,這就必須探索新體制。在這方面最重要的突破是貝爾試驗室在70年代提出的蜂窩網的概念,解決了公用移動通信系統要求容量大與頻率資源有限的矛盾。第三方面進展是隨著大規模集成電路的發展而出現的微處理器技術日趨成熟以及計算機技術的迅猛發展,從而為大型通信網的管理與控制提供了技術手段。以AMPS和TACS為代表的第一代移動通信模擬蜂窩網雖然取得了很大成功,但也暴露了一些問題,比如容量有限、制式太多、互不兼容、話音質量不高、不能提供數據業務、不能提供自動漫遊、頻譜利用率低、移動設備復雜、費用較貴以及通話易被竊聽等,最主要的問題是其容量已不能滿足日益增長的移動用戶需求。
世界上第一台手機摩托羅拉DynaTAC 8000X重2磅,通話時間半小時,銷售價格為3,995美元,是名副其實的最貴重的磚頭。 從上世紀80年代中期開始。這是數碼移動通信系統發展和成熟時期。 該階段可以再分為2G、2.5G、3G、4G等。
2G:
2G是第二代手機通信技術規格的簡稱,一般定義為以數碼語音傳輸技術為核心,無法直接傳送如電子郵件、軟體等信息;只具有通話和一些如時間日期等傳送的手機通信技術規格。不過手機簡訊SMS(Short message service)在2G的某些規格中能夠被執行。主要採用的是數碼的時分多址(TDMA)技術和碼分多址(CDMA)技術,與之對應的是全球主要有GSM和CDMA兩種體制。
2.5G:
2.5G是從2G邁向3G的銜接性技術,由於3G是個相當浩大的工程,所 2.5G手機牽扯的層面多且復雜,要從2G邁向3G不可能一下就銜接得上,因此出現了介於2G和3G之間的2.5G。HSCSD、WAP、EDGE、藍牙(Bluetooth)、EPOC等技術都是2.5G技術。2.5G功能通常與GPRS技術有關,GPRS技術是在GSM的基礎上的一種過渡技術。GPRS的推出標志著人們在GSM的發展史上邁出了意義最重大的一步,GPRS在移動用戶和數據網路之間提供一種連接,給移動用戶提供高速無線IP和X.25分組數據接入服務。。較2G服務,2.5G無線技術可以提供更高的速率和更多的功能。
3G
3G是英文3Generation的縮寫,是指支持高速數據傳輸的第三代移動通信技術。與從前以模擬技術為代表的第一代和目前正在使用的第二代移動通信技術相比,3G將有更寬的帶寬,其傳輸速度最低為384K,最高為2M,帶寬可達5MHz以上。不僅能傳輸話音,還能傳輸數據,從而提供快捷、方便的無線應用,如無線接入Internet。能夠實現高速數據傳輸和寬頻多媒體服務是第三代移動通信的另一個主要特點。前3G存在四種標准:CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA,WiMAX。第三代移動通信網路能將高速移動接入和基於互聯網協議的服務結合起來,提高無線頻率利用效率。提供包括衛星在內的全球覆蓋並實現有線和無線以及不同無線網路之間業務的無縫連接。滿足多媒體業務的要求,從而為用戶提供更經濟、內容更豐富的無線通信服務。
3G智能手機
相對第一代模擬制式手機(1G)和第二代GSM、TDMA等數字手機(2G),第三代手機一般而言,是指將無線通信與國際互聯網等多媒體通信結合的新一代移動通信系統。是基於移動互聯網技術的終端設備,3G手機完全是通信業和計算器工業相融合的產物,和此前的手機相比差別實在是太大了,因此越來越多的人開始稱呼這類新的移 動通信產品為「個人通信終端」。即使是對通信業最外行的人也可從外形上輕易地判斷出一台手機是否是「第三代」:第三代手機都有一個超大的彩色顯示屏,往往還是觸摸式的。3G手機除了能完成高質量的日常通信外,還能進行多媒體通信。用戶可以在3G手機的觸摸顯示屏上直接寫字、繪圖,並將其傳送給另一台手機,而所需時間可能不到一秒。當然,也可以將這些信息傳送給一台計算機,或從計算機中下載某些信息;用戶可以用3G手機直接上網,查看電子郵件或瀏覽網頁;將有不少型號的3G手機自帶攝像頭,這將使用戶可以利用手機進行計算機會議,甚至替代數碼相機。
4G
4G是第四代移動通信及其技術的簡稱,是集3G與WLAN於一體並能夠傳輸高質量視頻圖像以及圖像傳輸質量與高清晰度電視不相上下的技術產品。4G系統能夠以100Mbps的速度下載,比撥號上網快2000倍,上傳的速度也能達到20Mbps,並能夠滿足幾乎所有用戶對於無線服務的要求。而在用戶最為關注的價格方面,4G與固定寬頻網路在價格方面不相上下,而且計費方式更加靈活機動,用戶完全可以根據自身的需求確定所需的服務。此外,4G可以在DSL和有線電視數據機沒有覆蓋的地方部署,然後再擴展到整個地區。 很明顯,4G有著不可比擬的優越性。
正當LTE(Long Term Evolution,長期演進)和WiMax在全球電信業大力推進時,前者(LTE)也是最強大的4G移動通訊主導技術IBM數據顯示,67%運營商正考慮使用LTE,因為這是他們未來市場的主要來源。上述消息也證實了IBM的這一說法。而只有8%的運營商考慮使用WiMAX。盡管WiMax 可以給其客戶提供市場上傳輸速度最快的網路,但仍然不是LTE技術的競爭對手。LTE(Long Term Evolution,長期演進)項目是3G的演進,它改進並增強了3G的空中接入技術,採用OFDM和MIMO作為其無線網路演進的唯一標准。主要特點是 在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率,相對於3G網路大大的提高了小區的容量,同時將網路延遲大大降低:內部單向傳輸時延低於5ms,控制平面從睡眠狀態到啟動狀態遷移時間低於50ms,從駐留狀態到啟動狀態的遷移時間小於100ms。
4G是集3G與WLAN於一體,並能夠傳輸高質量視頻圖像,它的圖像傳輸質量與高清晰度電視不相上下。4G系統能夠以100Mbps的速度下載,比撥號上網快2000倍,上傳的速度也能達到20Mbps,並能夠滿足幾乎所有用戶對於無線服務的要求。而在用戶最為關注的價格方面,4G與固定寬頻網路在價格方面不相上下,而且計費方式更加靈活機動,用戶完全可以根據自身的需求確定所需的服務。此外,4G可以在DSL和有線電視數據機沒有覆蓋的地方部署,然後再擴展到整個地區。很明顯,4G有著不可比擬的優越性。
4G系統網路結構及其關鍵技術
4G移動系統網路結構可分為三層:物理網路層、中間環境層、應用網路層。物理網路層提供接入和路由選擇功能,它們由無線和核心網的結合格式完成。中間環境層的功能有QoS映像、地址變換和完全性管理等。物理網路層與中間環境層及其應用環境之間的介面是開放的,它使發展和提供新的應用及服務變得更為容易,提供無縫高數據率的無線服務,並運行於多個頻帶。這一服務能自適應多個無線標准及多模終端能力,跨越多個運營者和服務,提供大范圍服務。移動通信系統的關鍵技術包括信道傳輸;抗干擾性強的高速接入技術、調制和信息傳輸技術;高性能、小型化和低成本的自適應數組智能天線;大容量、低成本的無線介面和光介面;系統管理資源;軟體無線電、網路結構協議等。移動通信系統主要是以正交頻分復用(OFDM)為技術核心。OFDM技術的特點是網路結構高度可擴展,具有良好的抗雜訊性能和抗多信道干擾能力,可以提供比前無線數據技術質量更高(速率高、時延小)的服務和更好的性能價格比,能為4G無線網提供更好的方案。例如無線區域環路(WLL)、數碼音訊廣播(DAB)等,都將採用OFDM技術。4G移動通信對加速增長的廣帶無線連接的要求提供技術上的響應,對跨越公眾的和專用的、室內和室外的多種無線系統和網路保證提供無縫的服務。通過對最適合的可用網路提供用戶所需求的最佳服務,能應付基於網際網路通信所期望的增長,增添新的頻段,使頻譜資源大擴展,提供不同類型的通信介面,運用路由技術為主的網路架構,以傅利葉變換來發展硬體架構實現網路架構。移動通信將向資料化,高速化、寬頻化、頻段更高化方向發展,移動資料、移動IP將成為未來移動網的主流業務。
相關歷史
無線電話是20世紀的重大發明。無線電通信雖是1895年發明的,但無線電話卻是在20世紀初發明了真空三極體之後才出現的。
1915年首次成功地實現了跨越大西洋的無線電話通信;1927年在美國和英國之間開通了商用無線電話。當時的越洋無線電話通信是利用短波無線電波能從電離層折射返回地面這一特性。30年代發現了超短波,40年代發現了微波。超短波和微波都不能從電離層反射,具有直線傳播的特性,能穿過電離層;它們在地面上只能以視線距離傳播。人們利用這種特性開發了多路無線接力通信。超短波接力通信可以傳送30路以下的電話;微波接力通信可以傳送幾千路電話,還可以用來傳送彩色電視。所謂接力通信,就是在直線視距范圍(在地面平原地區約50千米)內設立一個中繼站進行接收轉發。通信距離越長,設立的中繼站越多。
Ⅳ 通信的發展歷史
1、19世紀中葉以後,隨著電報、電話的發有,電磁波的發現,人類通信領域產生了根本性的巨大變革,實現了利用金屬導線來傳遞信息,甚至通過電磁波來進行無線通信,使神話中的「順風耳」、「千里眼」變成了現實。
從此,人類的信息傳遞可以脫離常規的視聽覺方式,用電信號作為新的載體,同此帶來了一系列鐵技術革新,開始了人類通信的新時代。
2、1837年,美國人塞繆樂.莫樂斯(SamuelMorse)成功地研製出世界上第一台電磁式電報機。他利用自己設計的電碼,可將信息轉換成一串或長或短的電脈沖傳向目的地,再轉換為原來的信息。
1844年5月24日,莫樂斯在國會大廈聯邦最高法院會議廳進行了「用莫爾斯電碼」發出了人類歷史上的第一份電報,從而實現了長途電報通信。
3、1864年,英國物理學家麥克斯韋(J.c.Maxwel)建立了一套電磁理論,預言了電磁波的存在,說明了電磁波與光具有相同的性質,兩者都是以光速傳播的。
4、1875年,蘇格蘭青年亞歷山大.貝爾(A.G.Bell)發明了世界上第一台電話機。並於1876年申請了發明專利。1878年在相距300公里的波士頓和紐約之間進行了首次長途電話實驗,並獲得了成功,後來就成立了著名的貝爾電話公司。
5、1888年,德國青年物理學家海因里斯.赫茲(H.R.Hertz)用電波環進行了一系列實驗,發現了電磁波的存在,他用實驗證明了麥克斯韋的電磁理論。這個實驗轟動了整個科學界,成為近代科學技術史上的一個重要里程碑,導致了無線電的誕生和電子技術的發展。
(5)無線網路通信的發展階段擴展閱讀
1、互聯移動跨時空:移動通信能力飛速發展,全國實現聯網
移動通信能力飛速發展。在1988年到1997年的十年間,我國經歷了移動通信發展的第一個高峰期間移動交換機容量從不到3萬戶猛增到2585.7萬戶,10年間增長861倍。
我國選用900MHz頻段的TACS系統主要引進了摩托羅拉(A網)和愛立信(B網)的交換機、基站、控制系統等設備,1995年底,A網覆蓋的21個省市和B網覆蓋的15個省市實現自動漫遊,形成真正的全國聯網。
1994年,由電子部聯合鐵道部、電力部及廣電部組建成立中國聯通。1998年,中國電信從當時的郵電部脫離組建。1999年,網通成立。
2、布局重組謀生態:「動感地帶」推向全國,電信業重組拉開帷幕
2001年,中國移動廣東分公司在廣州和深圳兩地召開品牌推介會,「動感地帶」作為新品牌進行試驗推行。2003年,中國移動正式將「動感地帶」品牌推向全國,它成為中國移動通信史上第一個客戶品牌。
2006年8月,紐約證券交易所收市,中國移動段價以33.42美元收盤,總市值達到1325.8億美元,成為全球市值最高的電信運營公司。2007年,中國移動成功收購Paktel。
2004年1月,村通工程面向全國推行。截至2007年,六家基礎電信企業共為3759個無電話行政村新開通電話,全國行政村通電話比重達99.5%,29個省區市實現了所有行政村通電話。2007年5月,政府繼續在全國啟動自然村的村通工程,形成了行政村和自然村兩方面工程並進的局面。
2007年3月,中國移動正式啟動超過200億元的TD—SCDMA網路建設招標,多家中外企業組成的四大陣營競爭激烈。
2008年5月,電信業重組拉開帷幕。隨後,工信部等聯合發布《關於深化電信體制改革的通告》。通告稱,鼓勵中國電信收購中國聯通CDMA網,中國聯通與中國網通合並,中國衛通的基礎電信業務並入中國電信,中國鐵通並入中國移動。這次改革重組完成後發放3G牌照。
專家稱,電信重組在於打破壟斷,隨著通信技術的發展,移動替代固話趨勢明顯。重組後,三家運營商都擁有全業務能力,形成充分的競爭格局。
3、代際宏圖標准中:通信業增長率高,5G將帶動通信產業下一輪發展
不久前召開的全國工業和信息化工作會議中,工信部明確了2018年多項重點工作。其中涉及強化信息通信市場監管方面,工信部相關文件透露,計劃開展VoLTE號碼攜帶技術試驗,研究制定號碼攜帶全國推廣方案。
工信部數據顯示,初步核算,2017年電信業務總量達到27557億元(按照2015年不變單價計算),比上年增長76.4%,增幅同比提高42.5個百分點;電信業務收入12620億元,比上年增長6.4%,增速同比提高1個百分點。
2018年1-2月,電信業務總量完成6853億元,同比增長117%;電信業務收入完成2168億元,同比增長4.9%。
近年來,我國通信產業發展迅速,主要經營指標向好,5G將成為下一個發展契機。2017年8月,國務院印發了《關於進一步擴大和升級信息消費持續釋放內需潛力的指導意見》,指出「加快第五代移動通信(5G)標准研究、技術試驗和產業推進,力爭2020年啟動商用」。
由於5G應用前景廣泛,5G戰略制高點爭奪戰已風起雲涌。
Ⅵ 無線網路怎麼產生的
無線網路發展歷史
無線網路的歷史起源可以追朔到五十年前的第二次世界大戰期間。
第一代(1G)移動通信系統
20世紀70年代誕生的模擬蜂窩移動通信系統,1G系統採用模擬信號傳輸方式實現語音業務,使用頻分多址FDMA接入技術劃分信道。
第二代(2G)移動通信網
由於1G系統存在諸如頻譜利用率低、語音質量差、接入容量小、保密性差和不能提供數據通信服務等先天不足,目前已被數字蜂房移動通信系統取代,形成了覆蓋全球的第二代(2G)移動通信網。
目前2G移動通信系統主要有:全球移動通信系統GSM(global system for mobile communicatiON)和碼分多址CDMA(code division multiple access)兩大移動通信標准。
第三代蜂窩移動通信網
國際電信聯盟ITU早在1985年就提出了第三代(3G)移動通信的雛形。因此,統一標准和頻段、提高頻譜利用率和支持多媒體移動通信正是3G移動通信與2G的主要區別。歐洲提出的寬頻WCDMA採用頻分雙工FDD(frequency division plex)信道。WCDMA的支持者主要是歐洲、日本等國家的GSM網路運營商和生產廠商,能夠在現有GSM網路基礎上,途徑GPRS逐步過渡到3G移動通信。
Ⅶ 通信業的發展背景
通信技術的日新月異,的確為我們帶來了不少享受。隨著數據通信與多媒體業務需求的發展,適應移動數據、移動計算及移動多媒體運作需要的第四代移動通信開始興起,用戶也因此有理由期待這種第四代移動通信技術將會給我們帶來更加美好的未來。說到第四代移動通信技術,不少人肯定不是很清楚,本文將從五個方面向大家詳細介紹這種技術。
大家知道,所有技術的發展都不可能在一夜之間實現,從GSM、GPRS到第4代,需要不斷演進,而且這些技術可以同時存在。我們都知道最早的移動通信電話是採用的模擬蜂窩通信技術,這種技術只能提供區域性話音業務,而且通話效果差、保密性能也不好,用戶的接聽范圍也是很有限。隨著行動電話迅猛發展,用戶增長迅速,傳統的通信模式已經不能滿足人們通信的需求,在這種情況下就出現了GSM通信技術,該技術用的是窄帶TDMA,允許在一個射頻(即『蜂窩』)同時進行8組通話。它是根據歐洲標准而確定的頻率范圍在900~1800MHz之間的數字行動電話系統,頻率為1800MHz的系統也被美國採納。GSM是1991年開始投入使用的。到1997年底,已經在100多個國家運營,成為歐洲和亞洲實際上的標准。GSM數字網也具有較強的保密性和抗干擾性,音質清晰,通話穩定,並具備容量大,頻率資源利用率高,介面開放,功能強大等優點。不過它能提供的數據傳輸率僅為9.6kbit/s,和五、六年前用固定電話撥號上網的速度相當,而當時的internet幾乎只提供純文本的信息。而時下正流行的數字移動通信手機是第二代(2G),一般採用GSM或CDMA技術。第二代手機除了可提供所謂「全球通」話音業務外,已經可以提供低速的數據業務了,也就是收發短消息之類。雖然從理論上講,2G手機用戶在全球范圍都可以進行移動通信,但是由於沒有統一的國際標准,各種移動通信系統彼此互不兼容,給手機用戶帶來諸多不便。
針對GSM通信出現的缺陷,人們在2000年又推出了一種新的通信技術GPRS,該技術是在GSM的基礎上的一種過渡技術。GPRS的推出標志著人們在GSM的發展史上邁出了意義最重大的一步,GPRS在移動用戶和數據網路之間提供一種連接,給移動用戶提供高速無線IP和X.25分組數據接入服務。
在這之後,通信運營商們又將推出EDGE技術,這種通信技術是一種介於現有的第二代移動網路與第三代移動網路之間的過渡技術,因此也有人稱它為「二代半」技術,它有效提高了GPRS信道編碼效率的高速移動數據標准,它允許高達384KbPs的數據傳輸速率,可以充分滿足未來無線多媒體應用的帶寬需求。EDGE提供了一個從GPRS到第三代移動通信的過渡性方案,從而使現有的網路運營商可以最大限度地利用現有的無線網路設備,在第三代移動網路商業化之前提前為用戶提供個人多媒體通信業務。
在新興通信技術的不斷推動之下,象徵著3G通信的標志技術WCDMA也將成為未來通信技術的主流。該技術能為用戶帶來了最高2Mbit/s的數據傳輸速率,在這樣的條件下,現在計算機中應用的任何媒體都能通過無線網路輕松的傳遞。WCDMA通過有效的利用寬頻帶,不僅能順暢的處理聲音、圖像數據、與互聯網快速連接;此外WCDMA和MPEG-4技術結合起來還可以處理真實的動態圖像。人們之間溝通的瓶頸將由現在的網路傳輸速率轉變為各種新型應用的提供:如何讓無線網路更好的為人們服務而不是給人們帶來騷擾,如何讓每個人都能從信息的海洋中快速的得到自己需要的信息,如何能夠方便的攜帶、使用各種終端設備,各種終端設備之間如何更好的自動協同工作等等。在上述通信技術的基礎之上,無線通信技術最終將邁向4G通信技術時代。
從無線通信系統的發展歷程來看,第一代移動通信系統的任務已經達成,而現階段是第二代移動通信系統的時代,今後十年將會是3G移動通信系統正興的時期,或許到了十年以後將會是第四代移動通信的天下。但我們不難發現每一個不同的移動通信系統均會有重復性的時間點,大約每十年就有一項技術更新,不過隨著通信科技的日新月異,或許轉變會更快、時間也會更短。對於移動通信服務業者、系統設備供貨商或其他相關產業來說,必須隨時注意移動通信技術的變化,以適應市場需求。
Ⅷ 移動通信發展歷程
移動通信發展史
移動通信的發展歷史可以追溯到19世紀。1864年麥克斯韋從理論上證明了電磁波的存在,1876年赫茲用實驗證實了電磁波的存在,1896年馬可尼在英國進行的14.4公里通訊試驗成功,從此世界進入了無線電通信的新時代。現代意義上的移動通信開始於20世紀20年代初期。而現代通信技術發展從上世紀20年代起到如今,大致經歷了五個階段。其中從上世紀60年代中期到70年代中期為第四階段,這一階段是移動通信的蓬勃發展期,1G也是始於這一時期。
1G的發展
1978年底,美國貝爾試驗室研製成功先進行動電話系統(AMPS),建成了蜂窩狀移動通信網,大大提高了系統容量。1976年美國摩托羅拉公司的工程師馬丁·庫珀於首先將無線電應用於行動電話。
同年,國際無線電大會批准了800/900MHz頻段用於行動電話的頻率分配方案。在此之後一直到20世紀80年代中期,許多國家都開始建設基於頻分復用技術(FDMA)和模擬調制技術的第一代移動通信系統即1G。
然而由於採用的是模擬技術,1G系統的容量十分有限。此外,安全性和干擾也存在較大的問題。再加上1G系統的先天不足,使得它無法真正大規模普及和應用,價格更是非常昂貴,成為當時的一種奢侈品和財富的象徵。
2G的發展
即將邁入21世紀,通信技術也進入到了2G時代,和1G不同2G採用的是數字傳輸技術。這極大的提高了通信傳輸的保密性。2G技術基本可被切為兩種,一種是基於TDMA所發展出來的以GSM為代表,另一種則是CDMA規格,復用﹙Multiplexing﹚形式的一種。隨著2G技術的發展,手機逐漸在人們的生活中變得流行,雖然價格仍然較貴,但並不再是奢侈品。
過渡的2.5G
2G到3G的發展並不像1G到2G那樣平滑順暢,由於3G是個相當浩大的工程,要從2G直接邁向3G不可能一下就銜接得上,因此出現了介於2G和3G之間的銜接技術——2.5G。我們所熟知的HSCSD、WAP、EDGE、藍牙(Bluetooth)、EPOC等技術都是2.5G技術。
2.5G功能通常與GPRS技術有關,GPRS技術是在GSM的基礎上的一種過渡技術。GPRS的推出標志著人們在GSM的發展史上邁出了意義最重大的一步,GPRS在移動用戶和數據網路之間提供一種連接,給移動用戶提供高速無線IP和X.25分組數據接入服務。較2G服務,2.5G無線技術可以提供更高的速率和更多的功能。
2、移動通信發展歷程(二)
3G的發展
隨著移動網路的發展,人們對於數據傳輸速度的要求日趨高漲,而2G網路10幾KB每秒的傳輸速度顯然不能滿足人們的要求。於是高速數據傳輸的蜂窩移動通訊技術——3G應運而生。目前3G存在3種標准:CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。
中國國內支持國際電聯確定三個無線介面標准,分別是中國電信的CDMA2000,中國聯通的WCDMA,中國移動的TD-SCDMA。可以說3G的發展進一步促進了智能手機的發展,由於3G的傳輸速度可以達到幾百KB每秒。
通過3G,人們可以在手機上直接瀏覽電腦網頁,收發郵件,進行視頻通話,收看直播等,還一度引出了3G手機可否取代PC的設想。
4G的發展
作為3G的延伸,4G近幾年被人們所熟知,2008年3月,在國際電信聯盟-無線電通信部門(ITU-R)指定一組用於4G標準的要求,命名為IMT-Advanced規范,設置4G服務的峰值速度要求在高速移動的通信(如在火車和汽車上使用)達到100Mbit/s,固定或低速移動的通信(如行人和定點上網的用戶)達到1Gbit/s。
該技術包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式(嚴格意義上來講,LTE只是3.9G,盡管被宣傳為4G無線標准,但它其實並未被3GPP認可為國際電信聯盟所描述的下一代無線通訊標准IMT-Advanced,因此在嚴格意義上其還未達到4G的標准。相對於前幾代,4G系統不支持傳統的電路交換的電話業務,而是全互聯網協議(IP)的通信。4G將為用戶提供更快的速度並滿足用戶更多的需求。
5G的發展
2013年2月,歐盟宣布,將撥款5000萬歐元,加快5G移動技術的發展,計劃到2020年推出成熟的標准。2014年5月8日,日本電信營運商NTTDoCoMo正式宣布將與Ericsson、Nokia、Samsung等六間廠商共同合作,開始測試5G網路。預計在2015年展開戶外測試,並期望於2020年開始運作。
2015年3月1日,英國《每日郵報》報道,英國已成功研製5G網路,並進行100米內的傳送數據測試,並稱於2018年投入公眾測試,2020年正式投入商用。因此2020年也被業界認為是5G正式推出的時候,但是幾天前,美國移動運營商Verizon無線公司宣布,將從2016年開始試用5G網路,2017年在美國部分城市全面商用。雖然之後遭到了對手AT&T的反駁,但是這些無疑不在預示著人們對於5G的憧憬。