第1讲 移动通信概述(一) 06级

HenanPolytechnicUniversitypage:1HPU第1章概论HenanPolytechnicUniversitypage:2HPU什么是移动通信？移动通信是指通信双方或至少一方是处于移动中进行信息交流的通信。移动体之间的通信只能依靠无线电传输。那什么是无线通信呢？无线通信指利用电磁波的辐射和传播，经过空间传送信息的通信方式。电磁波是它的载体。HenanPolytechnicUniversitypage:3HPU移动通信史上的十件大事一、上帝创造了何等奇迹！——电报的发明二、“沃森特先生，快来帮我啊”——电话的发明三、无形的信使——电磁波的发现四、“要是我能指挥电磁波，就可飞越整个世界”——无线电报的发明1843年，莫尔斯修建成了从华盛顿到巴尔的摩的电报线路，全长64.4公里。1875年6月2日，贝尔和沃森特助手发明了电话。1820年，丹麦物理学家奥斯特发现电磁感应现象1864年，麦克斯韦发表了电磁场理论1887年，赫兹证实电磁波的存在1897年5月18日，另一位研究无线电的年轻人——马可尼，改进了无线电传送和接收设备，在布里斯托尔海峡进行无线电通信取得成功，把信息传播了12公里。HenanPolytechnicUniversitypage:4HPU图1-1摩尔斯的电报机图1-2电话之父-贝尔1876年2月14日，贝尔申请了那个著名的他和沃尔森一直研究着的装置——电话的专利。同一天另一个发明家格雷（1835-1901）也向美国专利局递交了相似设备的专利申请书，只因比贝尔晚了几个小时而痛失电话发明权。电报、电话的发明HenanPolytechnicUniversitypage:5HPU移动通信史上的十件大事五、载着声音飞翔的电波——无线电通信的发明六、个人通信的发源地——传呼的诞生七、实现个人电话的梦想——蜂窝式移动电话的诞生1906年12月24日圣诞节前夕美国物理学家费森登主持和组织的人类历史上第一次无线电广播。1956年，第一个无线电寻呼机也在motorola公司问世了。1979年，AMPS制模拟蜂窝式移动电话系统在美国芝加哥试验后，终于在1983年12月在美国投入商用。1973年4月的一天，一名男子站在纽约的街头，掏出一个约有两块砖头大的无线电话，并开始通话。这个人就是手机的发明者马丁库泊。这是当时世界上第一部移动电话。1985年，第一台现代意义上的可以商用的移动电话诞生。重量达3公斤。1987年，与现代形状接近的手机诞生了。其重量仍有大约750克。HenanPolytechnicUniversitypage:6HPU手机的发明者马丁.库泊马丁·库帕今年（2009年）已经76岁了,他在摩托罗拉工作了29年后,在硅谷创办了自己的通讯技术研究公司。HenanPolytechnicUniversitypage:7HPU移动通信史上的十件大事八、让手机走近每一个人——GSM手机的出现九、辉煌的失败——全球“铱”星系统十、山雨欲来风满楼——新一代手机的诞生1992年11月10日,全球首款量产的GSM手机诺基亚1011上市,机身尺寸195×60×45毫米,可以存储99个电话号码,支持90分钟通话1990年，摩托罗拉（Motorola）公司推出全球个人通信新概念——“铱”星系统。HenanPolytechnicUniversitypage:8HPU全球首款量产的GSM手机HenanPolytechnicUniversitypage:9HPU移动通信的发展历史第一代蜂窝移动通信系统（1G，1stGeneration）出现时间1980s系统类型FDMA（频分多址），模拟话音通信系统代表性系统美国AMPS(AdvancedMobilePhoneSystem，也称为IS-54)：由美国电报电话公司（AT&T）开发的最早的蜂窝电话系统标准。–诞生於1960年代。–Motorola公司在1973年开发出第一支行动电话原型机,经过十年的改进,1983年才正式商业化推出,。–在台湾,这就是早期090的行动电话(俗称黑金刚).其主要设计是为了传递语音。英国TACS(TotalAccessCommunicationSystem)–我国邮电部于1987年确定以TACS制式作为我国模拟制式蜂窝移动电话的标准。(InterimStandard，临时标准)HenanPolytechnicUniversitypage:10HPU移动通信的发展历史第二代蜂窝移动通信系统（2G，2stGeneration）出现时间1980s末系统类型TDMA(时分多址)或窄带CDMA（码分多址），传递话音和低速数据的窄带数字通信系统代表性系统欧洲的GSM(GlobalSystemforMobilecommunication)：–1988年完成技术标准制定的，1990年开始投入商用。采用TDMA。北美的D-AMPS(DigitalAMPS，也称为IS-136)：–1993年投入使用。采用TDMA。北美的CDMA（IS-95，InterimStandard95）：–1993年7月公布了IS-95空中接口标准，目前也是我国重要的2G标准之一（原联通CDMA即使用该标准）。日本的PDC（PersonalDigitalCommunicationsystem）:–是日本电波产业协会于1990年确定的技术标准，1993年3月正式投入使用。采用TDMA。HenanPolytechnicUniversitypage:11HPU移动通信的发展历史第2.5代蜂窝移动通信系统（2.5G，2.5stGeneration）出现时间1996系统类型TDMA、CDMA（码分多址），中速数据传递的数字通信系统代表性系统GPRS(GeneralPacketRadioService,通用分组无线业务,速率144kbit/s)–GSM向WCDMA的演进策略»GSMHSCSD（高速电路交换数据速率,14.4~64kbit/s)GPRSWCDMAIS-95B（速率115.2kbit/s）–IS-95向cdma2000的演进策略»从IS-95A（速率9.6/14.4kbit/s）IS-95B(速率115.2kbit/s)cdma2000»IS-95B与IS-95A的区别主要在于可以捆绑多个信道HenanPolytechnicUniversitypage:12HPUHenanPolytechnicUniversitypage:13HPUHenanPolytechnicUniversitypage:14HPU移动通信的发展历史第三代蜂窝移动通信系统（3G，3rdGeneration）出现时间2000s系统类型FDMA、TDMA和宽带CDMA，传递多媒体业务的宽带数字通信系统代表性系统欧洲的WCDMA(（WidebandCDMA，宽带码分多址）)北美的cdma2000中国的TD-SCDMA（（TimeDivision-SynchronousCDMA，时分-同步码分多址）HenanPolytechnicUniversitypage:15HPUWCDMA的技术特点核心网基于GSM/GPRS网络的演进，保持与GSM/GPRS网络的兼容性；核心网络可以基于TDMATM和IP技术，并向全IP的网络结构演进；核心网络逻辑上分为电路域和分组域两部分，分别完成电路型业务和分组型业务；UTRAN基于ATM技术，统一处理语音和分组业务，并向IP方向发展；MAP技术和GPRS隧道技术是WCDMA体制移动性管理机制的核心；空中接口采用WCDMA。HenanPolytechnicUniversitypage:16HPUcdma2000技术体制cdma2000体制是基于IS-95的标准基础上提出的3G标准，目前其标准化工作由3GPP2来完成；电路域继承2G的IS95CDMA网络，引入以WIN为基本架构的业务平台；分组域基于MobileIP技术的分组网络；无线接入网以ATM交换机为平台，提供丰富的适配层接口；空中接口采用cdma2000，兼容IS95。HenanPolytechnicUniversitypage:17HPU2G向3G的演进（InternationalTelecommunicationUnion，国际电信联盟）是电信界最权威的标准制订机构,成立于1865年5月17日韩国电信技术协会(TelecommunicationsIndustryAssociation,TIA电信工业协会)是全球通讯与信息技术工业中重要的同业协会。欧洲电信标准化协会日本无线工业及商贸联合会中国无线通信标准研究组HenanPolytechnicUniversitypage:18HPU2G向3G的演进标准化组织3G的标准化工作实际上是由3GPP（3thGenerationPartnerProject，第三代伙伴关系计划）和3GPP2两个标准化组织来推动和实施的。3GPP成立于1998年12月。–由欧洲的ETSI、日本ARIB、韩国TTA和美国的T1等组成；–采用欧洲和日本的WCDMA技术，构筑新的无线接入网络。–在核心交换侧，则在现有的GSM移动交换网络基础上平滑演进，提供更加多样化的业务，以UTRA（UniversalTetrestrialRadioAccess）作为无线接口的标准。1999年的1月，3GPP2也正式成立。–由美国的TIA、日本ARIB、韩国TTA等组成。–核心网采用ANSI/IS-41，cdma2000技术在很大程度上采用了高通公司的专利。–无线接入技术采用cdma2000和UWC-136作为标准。我国的无线通信标准研究组（CWTS）是这两个标准化组织的正式组织成员。HenanPolytechnicUniversitypage:19HPUTD-SCDMA技术体制TD-SCDMA标准由CWTS(中国无线通信标准组织),提出目前已经融合到了3GPP关于WCDMA-TDD的相关规范中。核心网基于GSM/GPRS网络的演进，保持与GSM/GPRS网络的兼容性；核心网络可以基于TDMATM和IP技术并向全IP的网络结构演进；核心网络逻辑上分为电路域和分组域两部分，分别完成电路型业务和分组型业务；UTRAN基于ATM技术，统一处理语音和分组业务，并向IP方向发展；空中接口采用TD-SCDMAHenanPolytechnicUniversitypage:20HPU移动通信发展历程小结GPRSHenanPolytechnicUniversitypage:21HPU1k1M2MBit/sMessagingSMSVoiceGraphicstextMediumqualityHighqualityMobileOfficeVideoUMTSUMTSGPRSGPRS20022000GSMGSM10k199956kEDGEEDGE2001115k384kAlways-on移动通信发展——速率HenanPolytechnicUniversitypage:22HPU1987年11月18日第一个TACS模拟蜂窝移动电话系统在广东省建成并投入商用。TACS系统A、B网互联，A网：Motorola设备，共21个省市；B网：Ericsson设备，共11个省市1994年7月19日中国第二家经营电信基本业务和增值业务的全国性国有大型电信企业---中国联合通信有限公司（简称中国联通）成立1994年12月底广东首先开通了GSM数字移动电话网。1995年4月中国移动在全国１５个省市也相继建网，GSM数字移动电话网正式开通。1995年7月中国联通GSM130数字移动电话网在北京、天津、上海、广州建成开放。1996年移动电话实现全国漫游，并开始提供国际漫游服务。1997年7月17日中国移动第1000万个移动电话客户在江苏诞生。1997年底北京、上海、西安、广州4个CDMA商用实验网先后建成开通，并实现了网间的漫游。中国移动通信发展历史HenanPolytec