1、移動通信開展概述移動通信開展概述讀書報告講師：聽了彭勝亮老師的“移動通信開展概述講座后,才發(fā)現(xiàn)身為一名通信系的學(xué)生,我對通信的概念及其開展的了解還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,但同時也激起了我對它的興趣,促使我加深了對它的了解.以下是我聽了彭老師的講座后,在課上與課后所了解的有關(guān)通信方面的內(nèi)容.一、什么是通信通信,指人與人或人與自然之間通過某種行為或媒介進(jìn)行的信息交流與傳遞,從廣義上指需要信息的雙方或多方在不違背各自意愿的情況下采用任意方法,任意媒質(zhì),將信息從某方準(zhǔn)確平安地傳送到另方.通信在不同的環(huán)境下有不同的解釋,在出現(xiàn)電波傳遞通信后通信(Communication)被單一解釋為信息的傳遞,是指由一地向另一地進(jìn)

2、行信息的傳輸與交換,其目的是傳輸消息.然而,通信是在人類實踐過程中隨著社會生產(chǎn)力的開展對傳遞消息的要求不斷提升使得人類文明不斷進(jìn)步.在各種各樣的通信方式中,利用“電來傳遞消息的通信方法稱為電信(Telecommunication),這種通信具有迅速、準(zhǔn)確、可靠等特點,且?guī)缀醪皇軙r間、地點、空間、距離的限制,因而得到了飛速開展和廣泛應(yīng)用；在現(xiàn)今因電波的快捷性使得從遠(yuǎn)古人類物質(zhì)交換過程中就結(jié)合文化交流與實體經(jīng)濟(jì)不斷積累進(jìn)步的實物性通信(郵政通信)被人類理解為制約經(jīng)濟(jì)開展的阻礙.在古代,人類通過驛站、飛鴿傳書、烽火報警、符號、身體語言、眼神、觸碰等方式進(jìn)行信息傳遞.在現(xiàn)代科學(xué)水平的飛速開展,相繼出現(xiàn)

3、了無線電、固定、移動、互聯(lián)網(wǎng)甚至視頻等各種通信方式.通信技術(shù)拉近了人與人之間的距離,提升了經(jīng)濟(jì)的效率,深刻地改變了人類的生活方式和社會面貌.二、無線通信的興起無線通信與早期的電報、通信不同,它不是依靠有形的金屬導(dǎo)線,而是利用無線電波來傳遞信息的.早在2000多年前,人類就已發(fā)現(xiàn)了電和磁這兩種自然現(xiàn)象,然而長期以來,人們只知道摩擦生電、靜電、瞬時放電這些簡單的電現(xiàn)象；至于磁,那么被看作是某種物質(zhì)所具有的特殊性質(zhì).人類第一次發(fā)現(xiàn)電與磁之間有聯(lián)系是在1820年,丹麥物理學(xué)家奧斯特Oersted偶然把一根導(dǎo)線同一枚磁針并排放著,當(dāng)電流通過導(dǎo)線時,他十分驚訝地發(fā)現(xiàn),磁針幾乎轉(zhuǎn)了90度,而當(dāng)電流以相反方向

4、通過時,磁針向相反方向偏轉(zhuǎn).這個發(fā)現(xiàn)當(dāng)時在科學(xué)界引起了轟動,由于這說明電能生磁.電流既然可以產(chǎn)生磁性,那么磁能否產(chǎn)生電流呢？之后,法拉第歷經(jīng)十多年的探索與實驗,終于在1831年得出了一個永久性磁鐵同一導(dǎo)線作相對運動時,會在導(dǎo)線中產(chǎn)生電流的結(jié)論.這就是物理學(xué)上著名的電磁感應(yīng)定律.而麥克斯韋的麥克斯韋方程組系統(tǒng)而完整地概括了電磁場的根本規(guī)律,并預(yù)言了電磁波的存在.麥克斯韋提出的核心思想：電場和磁場不是彼此孤立的,它們相互聯(lián)系、相互激發(fā)組成一個統(tǒng)一的電磁場.光學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)融為一體,物理學(xué)第一次完成了偉大的綜合.在那之后,赫茲用實驗證實了電磁波的存在.同時證實了在直線傳播時,電磁波的傳播速度與光速相

5、同.赫茲實驗公布后,轟動了全世界的科學(xué)界.由法拉第開創(chuàng),麥克斯韋總結(jié)的電磁理論,至此才取得決定性的勝利.1888年,成了近代科學(xué)史上的一座里程碑.赫茲的發(fā)現(xiàn)具有劃時代的意義,它不僅證實了麥克斯韋發(fā)現(xiàn)的真理,更重要的是開創(chuàng)了無線電電子技術(shù)的新紀(jì)元.馬可尼在麥克斯韋的電磁波理論和赫茲電磁波實驗的根底上,采用電磁波作為傳播媒介,創(chuàng)造了能夠快速、遠(yuǎn)距離傳送信息的無線電報,開創(chuàng)了人類現(xiàn)代通信事業(yè)的新紀(jì)元.1901年12月,在英國與紐芬蘭之間三千五百四十公里,實現(xiàn)橫過大西洋的無線電通訊,使無線電到達(dá)實用階段.馬可尼在“歷史上最有影響的100人中的名次比貝爾排得高些,只是因為無線電通訊比電報的創(chuàng)造更為重要.

6、無線電通信為人類通信開辟了一個潛力巨大的新領(lǐng)域一一無線通信領(lǐng)域,用無線電波傳播信息不僅極大地降低了有線通信面臨的架線本錢和覆蓋面問題,也使人類通信開始走向無限空間.三、移動通信開展史現(xiàn)代移動通信技術(shù)的開展歷史可以追溯到20世紀(jì)20年代,到目前為止,大致經(jīng)歷了以下五個開展階段：第一階段從20世紀(jì)20年代至40年代,為現(xiàn)代移動通信的起步階段.在此期間,主要完成了通信實驗和電波傳播試驗工作,在短波頻段330MHz上實現(xiàn)了小容量專用移動通信系統(tǒng),其代表是美國底特律市警察使用的車載無線電系統(tǒng).這種系統(tǒng)話音質(zhì)量差,自動化程度低,僅限于專用,不能與公眾網(wǎng)相連.第二階段是從20世紀(jì)40年代中期至60年代初期.

7、在此期間,各種公用移動通信系統(tǒng)相繼建立.首先是1946年,美國貝爾系統(tǒng)在圣路易斯城建立的稱為“城市系統(tǒng)的公用汽車網(wǎng),這是世界上第一個公用移動通信系統(tǒng).繼而,西德、法國、英國等國也陸續(xù)研制出了公用移動系統(tǒng).這一階段的特點是開始從專用移動網(wǎng)向公用移動網(wǎng)過渡,自動化程度有所提升.第三階段是從20世紀(jì)60年代中期至70年代中期.這一階段是移動通信系統(tǒng)改良和完善的階段.在此期間,各國陸續(xù)推出了改良的移動通信系統(tǒng),其代表是美國的改良型移動系統(tǒng)一一IMTS這一階段的特點是使用了新頻段,采用大區(qū)制,實現(xiàn)了系統(tǒng)的中小容量,自動化程度進(jìn)一步提升.第四階段是從20世紀(jì)70年代中期至80年代中期.在此期間,由于微電子

8、技術(shù)及計算機技術(shù)的長足發(fā)展和移動用戶數(shù)量的急劇增加,促使移動通信得到了蓬勃開展.這個階段小區(qū)制的蜂窩移動通信系統(tǒng)得到了大規(guī)模應(yīng)用,采用的是模擬技術(shù),其代表是美國的AMPSI統(tǒng)和歐洲的TAC繇統(tǒng).(移動通信大開展的原因：1、微電子技術(shù)；2、移動通信新體制；3、微處理器、計算機技術(shù))第五階段是從20世紀(jì)80年代中期到現(xiàn)在.這是數(shù)字移動通信開展和成熟的時期.在此期間,用戶數(shù)量急劇增加,頻率資源相對緊缺,第一代模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)的缺陷日益暴露出來.這個階段的特點是數(shù)字移動通信系統(tǒng)得到了大規(guī)模的應(yīng)用,其代表是歐洲的GS防口美國的CDMIA也就是通常所說的第二代移動通信技術(shù)(2G).數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)相對于模

9、擬蜂窩網(wǎng),其頻譜利用率和系統(tǒng)容量得到了很大的提高.這個階段的移動通信系統(tǒng)已經(jīng)提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù).業(yè)務(wù)類型大大豐富.針對這些問題,新一代的數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)被開發(fā)出來并得以廣泛應(yīng)用.四、蜂窩移動通信開展歷第一代眄年代尋二代90年弋救字第三代苑帶業(yè)羿7D-SCDMA第一代一一模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)采用了蜂窩組網(wǎng)技術(shù)模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)主要有：(1)北美的AMPS(2)北歐的NMT-450/90O;(3)英國的TACS其工作頻帶都在450MHzF口900MHz付近,載頻間隔在30kHz以下.第二代一一數(shù)字移動系統(tǒng)90年代開發(fā)出了以數(shù)字傳輸、時分多址和窄帶碼分多址為主體的移動系統(tǒng),稱之為第二代移動電話系統(tǒng).

10、代表產(chǎn)品分為兩類：TDM原統(tǒng)：TDM照列中比擬成熟和最有代表性的制式有：泛歐GSM(全球移動通信系統(tǒng))美國D-AMPS(數(shù)字AMPS日本PDC(個人數(shù)字蜂窩)N-CDM原統(tǒng)：主要是以高通公司為首研制的基于IS-95的N-CDMA窄帶CDMA,由美國電信工業(yè)協(xié)會制定,按雙模式設(shè)計.第二代移動系統(tǒng)的缺乏之處：頻帶太窄,不能提供如高速數(shù)據(jù)、慢速圖像與電視圖像等的各種寬帶信息業(yè)務(wù)；無線頻率資源緊張,抗干擾抗衰落水平不強,系統(tǒng)容量不能滿足需要；頻率利用率低,切換容易掉話；不同系統(tǒng)彼此間不能兼容,使用的頻率也不一樣,全球漫游比擬困難.(GSMB然號稱“全球通,實際未能實現(xiàn)真正的全球漫游,尤其是在移動用戶較

11、多的國家如美國、日本均未得到大規(guī)模的應(yīng)用)第三彳tIMT-2000第三代移動通信技術(shù)(3GThirdGeneration)的理論研究、技術(shù)開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)制定工作起始于80年代中期,國際電信聯(lián)盟(ITU)將該系統(tǒng)正式命名為國際移動通信2000(IMT-2000,InternationalMobileTelecommunicationsintheyear2000).歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ETSI)稱其為通用移動通信系統(tǒng)(UMTS,UniversalMobileTelecommunicationSystem).如下列圖所示:IMT-2000TerrestrialRadicInterfacesIMT-2000

12、CDMADirectSpreadIMT-200DIMT-2000CDMACDMAMult/-C9rrrTDDUTRAFDD(WCDMA)CDMA2000UTRATODHCR&UTRATODLCR(TD-SCDMA)UWC-136IMT-SCIMT-2000TOMASCUMC436/EDGEE-DECTIMT-FT1MT2000FDMAfTDMADECT其包含三種主流技術(shù)：WCDMAWCDMA標(biāo)準(zhǔn)化組織3GP的制定CDMA20Q0CDMA200體制是基于IS-95的標(biāo)準(zhǔn)根底上提出的3G標(biāo)準(zhǔn),目前其標(biāo)準(zhǔn)化工作由3GPP2來完成.TD-SCDMATD-SCDM標(biāo)準(zhǔn)由中國無線通信標(biāo)準(zhǔn)組織CWT

13、S!出,目前已經(jīng)融合到3GP聯(lián)于WCDMA-TDD相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中.三種主流技術(shù)的比擬比擬分類比擬工程WCDMACDMA2000TD-SCDMA國內(nèi)主導(dǎo)運營商中國聯(lián)通中國電信中國移動技術(shù)比擬核心網(wǎng)基于GSM-MAP基于ANSI-41基于GSM-MAP雙工方式FDDFDDTDD雙向信道帶寬MHz2X52X1.251X1.6碼片速率Mcps3.841.22881.28編碼方式卷積碼Turbo碼卷積碼Turbo碼卷積碼Turbo碼幀長ms10ms20ms10ms(分兩個5ms子幀基站同步異步同步可選同步同步功率限制Hz開環(huán)十快速閉環(huán)1500開環(huán)十快速閉環(huán)800開環(huán)十慢速閉環(huán)200性能比擬下/上行理論峰值吞

14、吐率Mbit/s14.4/5.63.1/1.81.68/0.56單載波語音容量Erl41.221.010.6效率比擬在中國的工作頻段MHz20008002000在中國的頻率資源MHz305085頻譜效率最低一般最高上下行的非對稱性本錢比擬單載波平均造價萬元321.5覆蓋水平較差800MHz頻率具備天然的廣覆蓋優(yōu)勢較差建網(wǎng)本錢WCDMA只能兼容GSM的核心網(wǎng),基站設(shè)施都需要重新建設(shè)cdmaOne可平滑過渡到cdma2000,無需新增基站同WCDMA策略比擬產(chǎn)業(yè)鏈最成熟和豐富根本成熟待進(jìn)一步完善終端豐富、穩(wěn)定較豐富、較穩(wěn)定款式有限性能待提升品牌Wo天翼G3開展策略六個統(tǒng)一：統(tǒng)一品牌；統(tǒng)一業(yè)務(wù);統(tǒng)一

15、包裝；統(tǒng)一資費；統(tǒng)一終端政策；統(tǒng)一效勞標(biāo)準(zhǔn)；三個領(lǐng)先：網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)先；業(yè)務(wù)領(lǐng)先;效勞領(lǐng)先；固網(wǎng)、移動網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的融合捆綁開展.三不：不換卡；不換號；不登記；三融合：網(wǎng)絡(luò)融合；業(yè)務(wù)融合;應(yīng)用融合；五、未來的移動通信技術(shù)雖然現(xiàn)在的移動通信技術(shù)已經(jīng)使我們的生活更上一層了,但是未來我們將進(jìn)入信息社會一一一個以人為本、更加注重精神糧食的社會,人性、環(huán)境和信息將成為這個社會的關(guān)鍵詞.因此在未來的信息通信系統(tǒng)必須圍繞以人為本來進(jìn)行研究開發(fā).潛在的研究-11-方向包括：如何滿足人性的需求和充分利用五個感官觸、嘗、聽、看、聞及人工智能；如何通過智能化來補充人的水平；如何通過機器人和可佩帶設(shè)備來實現(xiàn)新的通信方式；如

16、何克服通信質(zhì)量的限制來擴(kuò)大人的空間.在人類通信中,如何很好地實現(xiàn)感情的相互傳遞是今后十分重要的課題.雖然可視和虛擬現(xiàn)實能夠完成用戶影像和活動情況在電腦空間的有限范圍之內(nèi)的傳遞,但是對傳遞感情而言它們是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的.如果我們能把聲音、圖像或數(shù)據(jù)加在一起,再參加真實的感覺包括通信時的感情、用戶周圍的氛圍以及用戶實際活動情況,那么就有可能建立更加充滿感情的通信方式,有人把這種通信方式稱作遙現(xiàn)"Telepresence例如,日本現(xiàn)正在開發(fā)一種叫替身"Avatar的接口.這種接口能把你自己的實際感覺傳送給有形的機器人,利用手勢和機器人的攝像頭來遙控機器人,完成與另一方的通信.人的腦電波、肌電水平和其它生物信息通過無線網(wǎng)傳給替身機器人,此機器人不僅用作虛擬替身,而且還用作有重量和大小的實際替身.這種全新的無線通信方式的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)O其廣泛,包括