世界电信发展史
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移动通信历史|全球和中国移动通信发展史发展过程移动通信可以说从无线电通信发明之日就产生了。
1897年,M.G.马可尼所完成的无线通信试验就是在固定站与一艘拖船之间进行的,距离为18海里。
现代移动通信技术的发展始于本世纪20年代,大致经历了五个发展阶段。
第一阶段从本世纪20年代至40年代,为早期发展阶段。
在这期间,首先在短波几个频段上开发出专用移动通信系统,其代表是美国底特律市警察使用的车载无线电系统。
该系统工作频率为2MHz,到40年代提高到30~40MHz可以认为这个阶段是现代移动通信的起步阶段,特点是专用系统开发,工作频率较低。
第二阶段从40年代中期至60年代初期。
在此期间内,公用移动通信业务开始问世。
1946年,根据美国联邦通信委员会(FCC)的计划,贝尔系统在圣路易斯城建立了世界上第一个公用汽车电话网,称为“城市系统”。
当时使用三个频道,间隔为120kHz,通信方式为单工,随后,西德(1950年)、法国(1956年)、英国(1959年)等国相继研制了公用移动电话系统。
美国贝尔实验室完成了人工交换系统的接续问题。
这一阶段的特点是从专用移动网向公用移动网过渡,接续方式为人工,网的容量较小。
第三阶段从60年代中期至70年代中期。
在此期间,美国推出了改进型移动电话系统(1MTS),使用150MHz和450MHz频段,采用大区制、中小容量,实现了无线频道自动选择并能够自动接续到公用电话网。
德国也推出了具有相同技术水平的B网。
可以说,这一阶段是移动通信系统改进与完善的阶段,其特点是采用大区制、中小容量,使用450MHz频段,实现了自动选频与自动接续。
第四阶段从70年代中期至80年代中期。
这是移动通信蓬勃发展时期。
1978年底,美国贝尔试验室研制成功先进移动电话系统(AMPS),建成了蜂窝状移动通信网,大大提高了系统容量。
1983年,首次在芝加哥投入商用。
同年12月,在华盛顿也开始启用。
之后,服务区域在美国逐渐扩大。
第1章:移动通信系统的发展史▫世界移动通信的发展•第一阶段(从二十世纪20年代至40年代初)•第二阶段(从40年代中至60年代末)•第三阶段(70年代至80年代)•第四阶段(920年代至今)▫中国移动通信的发展•第一代•第二代•第2.5代•第三代世界移动通信的发展第一阶段:从二十世纪20年代至40年代▫运用在专用系统和军事通信▫使用频段主要是短波段▫人工交换和人工切换频率▫移动通信设备采用电子管,又大又笨重,效果很差第二阶段:40年代中至60年代末▫开始运用于民用系统▫主要使用VHF(甚高频)频段的150MHZ,到了后期发展到400MHZ频段▫从人工交换到专用自动交换系统▫移动通信设备小型化第三阶段:70年代至80年代▫开始运用于个人领域▫使用频段为800/900MHZ▫集成交换系统▫移动设备小型化,系统大容量化,信息传输实时化▫第一代移动通信系统(1G)时代▫美国Bell实验室推出的蜂窝系统概念▫典型系统•美国的AMPS•英国的TACS系统•北欧的NMT系统•日本的NAMTS系统蜂窝系统蜂窝系统也叫“小区制”系统。
是将所有要覆盖的地区划分为若干个小区,每个小区的半径可视用户的分布密度在1-10KM。
在每个小区设立一个基站为本小区范围内的用户服务。
并可通过小区分裂进一步提高系统容量。
第四阶段:90年代至今▫第二代移动通信系统(2G)的广泛应用和第三代移动通信系统(3G)具体的设计、规划和实施阶段▫2G是以数字传输、时分多址或码分多址为主体技术的通信系统▫典型的2G系统•欧洲的GSM系统•美国的DAMPS系统和美国的IS-95A CDMA系统•日本的JDC系统▫90年代中期,第三代移动通信系统(3G)进入到具体的设计、规划和实施阶段▫第三代移动通信系统(3G)形成了北美、欧洲和中国三大国际性集团•北美的CDMA2000•欧洲的WCDMA•中国的TD-SCDMAITU提出IMT-2000概念▫ITU:International Mobile Telecommunication Union,国际电信联盟▫IMT-2000:International Mobile Telecom System-2000,国际移动电话系统-2000 ▫ITM-2000规范:•标准全球性、频带全球性、终端全球性、漫游全球性•移动业务质量更高、频率使用效率更高、数据传输速率更高•高速的分组数据传输率:∙固定位置:能达到2Mbps∙步行用户:能达到384Kbps∙车载用户:能达到144Kbps中国移动通信的发展第一代(1G)移动通信网络:▫80年代末、90年代初,中国第一代移动网络开通▫只支持话音业务▫采用英国的TACS体制第一代移动通信的特点:▫易受干扰▫保密性差▫系统容量少▫提供有限的业务▫手机体积大,价格昂贵(大哥大)第二代移动通信网络(2G):▫1992年在嘉兴地区,第二代移动蜂窝网开始试运转▫90年代初、中期,中国移动和中国联通全国开通GSM(Global System of Mobil)网络▫90年代中期,部分省市的IS-95A CDMA实验系统▫2001年,中国联通在全国开通IS-95A CDMA网络第二代移动通信网络(2G)的特点:▫系统容量提高▫语音质量更好▫便于实现安全通信保密▫能提供多种业务服务,提高通用系统的通用性▫能实现更有效灵活的网络管理和控制▫可降低设备成本和减小用户手机的体积和重量第2.5G时代移动通信网络:▫2000年,中国移动在全国开通商用网—GPRS系统∙在GSM网络基础上演化的一个过渡网络∙数字制式∙采用包交换技术∙更为广泛的数据业务▫2003年,中国移动在全国开通商用—EDGE系统第三代(3G)移动通信网络:▫2002年,中国联通开通全国商用网CDMA 2000-1X系统▫数字制式▫语音质量更好▫通信安全保密性好▫系统容量大▫采用包交换技术▫支持高速的数据业务第二章:移动通信系统概述▫移动通信的特点•区分移动通信与无线通信•移动通信的复杂性问题▫移动通信的分类•寻呼系统/无绳电话/集群调度/卫星系统/蜂窝移动▫蜂窝移动通信的基本概念•蜂窝概念/宏蜂窝/微蜂窝/微微蜂窝/智能蜂窝•切换/漫游▫标准化组织▫OSI参考模型▫S7信令▫网络的概念移动通信的主要特点:▫必须利用“无线电波”进行信息传输▫工作于复杂的干扰环境▫可利用的频谱资源有限▫移动性使得网络管理复杂▫用户数量庞大移动通信的复杂一:发射信号传播方式的多样式▫直射▫反射▫绕射▫漫反射▫移动产生的特殊效应多径效应:由于不同途径传输过来的信号产生衰减(解决:RAKE接受技术) 移动通信的复杂二:外来信号的多样式▫干扰▫噪声移动通信的复杂三:对移动台的特殊要求▫外界环境的影响▫性能的稳定可靠▫携带方便、小型、低功耗、耐高温、耐低温▫操作方便通信系统的分类:▫核心网▫接入网:•有线接入:∙光纤接入∙光纤同轴混合网∙Cable Modem∙XDSL•无线接入:∙卫星接入∙蜂窝接入∙微波接入∙WLAN典型的移动通信系统:▫寻呼系统(BB机)▫无绳电话(寻呼机)▫卫星通信系统:•铱(Iridium)星系统•全球星(Global Star)系统▫蜂窝移动▫集群调度蜂窝移动通信系统主要功能部件:▫移动台(MS)▫基站系统(BSS)▫网络交换系统(NSS)▫操作维护系统(OMS)蜂窝概念的引入:▫大区制移动通信系统•信号传输损耗、通信距离有限•大区制系统覆盖范围30-50KM、发射功率50-200W、天线很高(>30CM)•具有网路结构简单、频道数目少、没有无线交换机、直接与PSTN(公共电话网)相连▫大区系统的局限性•覆盖范围有限•服务的用户容量有限•服务性能较差•频谱利用率低▫1974年美国Bell实验室提出蜂窝(CELL)的概念•无线覆盖区域的一种理论化的模型•六边形•宏蜂窝(Macrocell):∙每小区的覆盖半径大多为1-25KM∙用于大面积覆盖∙基站天线置于相对较高的地方∙基站的发射功率较强∙存在盲点问题•微蜂窝(Microcell):∙覆盖半径大约为30-300M∙发射功率相对较小,一般在1-2W∙基站天线置于相对较低的地方∙用于解决盲点问题•微微蜂窝(Picoell):∙微蜂窝的一种∙覆盖半径更小,一般只有几十米∙基站发射功率更小∙用于解决盲点问题•智能蜂窝:∙扩大系统覆盖区域∙提高频谱利用率、增加系统容量∙降低基站发射功率,减少信号间干扰∙存在于TD-SCDMA系统中•切换:∙在通话(业务处理)过程中发生∙MS业务处理过程中,从一个小区的覆盖移动到另外一个小区的覆盖区域,MS可能发生小区间的切换∙切换过程对于MS用户来说是不易察觉的,也就是说用户不知道已经发生切换,即:切换过程对用户是透明的。
无线电发展史无线电国际频率划分是由国际电联无线电行政大会考虑会员国的建议的基础上确定的,是国际无线电规则的重要组成部分。
第一次国际频率划分是在1906年柏林无线电大会,指定500和1000kHz频率为船到岸电报的一般公众业务频率。
因为只有一种业务,不能叫做频率划分表。
船—岸无线电通信集中在500kHz 开始不久,很大程度上,因为船载天线的共振特性,该频率很快成为全球呼叫和遇险频率,并保持到今天。
船—岸电台工作频率围绕500kHz 分组工作在375—550kHz 频段。
长距离点到点通信开发200kHz 以下的频率,因为这个数量级的频率的传播特性适合长距离无线电通信。
无线电广播在550—600kHz 范围开始工作,并在一段时间内与海上移动业务争夺恰好高于500kHz 的频谱空间;但最后确定在535—1605 kHz 频段。
这样,在1912年制定了第一的国际频率划分表,正式开始了为各种无线电业务划分频率。
两次世界大战的需要,生活各方面需要的扩大,科研和开发的增加,满足这些需求和新技术的出现,例如空间无线电通信已为加强频谱的使用施加无情的压力,使用频率越来越向高端扩展。
第一次世界大战证明高频世界范围的无线电通信是非常重要的,对率划分提出强烈的需求—1927年华盛顿无线电大会增加了频率划分。
五年后,1932年马德里无线电大会将划分表扩展到30MHz。
六年后,1938年开罗无线电大会将划分表扩展到200MHz(欧洲地区),在美洲大陆频谱扩展到300MHz ,供进一步研究和试验用。
第二次世界大战为频谱带来新的应用,例如雷达,民航需要瞬时和可靠的全球通信有巨大的扩展,广泛使用双向无线电,FM/TV 广播和微波中继通信。
仅美国军队具有一个频率高达30 MHz 的频率划分计划。
这些新的需求和1938年开罗无线电大会以来九年的发展导致1947年大西洋城无线电大会将频率划分表扩展到10.5GHz 并且无线电业务扩展到15种。