移动通信发展史(1G-5G)及5G移通通信展望课件.pptx

1、移动通信发展史（1G-5G）主讲：0102030405目 录O N T E N T S060701移动通信概述一、移动通信概述1.移动通信具有移动性和个性化服务特征，适应了信息时代的需要，截止2010年底，全球移动通信普及率为76.8%，中国移动通信普及率为64.2%，并且这一数字还在迅猛发展，可以看出移动通信在人们的生产生活中扮演越来越重要的角色，移动通信逐渐成为各国的基础设施。2.移动通信具有非常明显的换代特性，几乎是每十年研发一代，在十年部署运营一代，同时研发下一代。自1968年贝尔实验室提出蜂窝移动通信系统概念以来移动通信已经经历了四代系统的演变，目前正处于二三四代混合运营阶段，以第四

2、代移动通信系统为引领。移动通信技术的发展技术阶段1G2G3G4G业务类型模拟通信数字通信多媒体业务宽带移动互联网关键技术模拟调制技术；小区制；硬切换；网络规划；数字调制技术；数据压缩；软切换；差错控制；短信息；多媒体业务；100kbps数据速率分组数据业务；动态无线资源管理网络融合与重用；多媒体终端；10M数据业务；基于全IP的核心网；制式AMPS;TACS;NMTGSM;CDMA IS95;TD-SCDMACDMA2000WCDMAIMT-Advanced3GPP LTE3GPP2 AIE速率kbps9.614.4kbps1.142M10Mbps100Mbps02第一代移动通信系统二、第一代

3、移动通信系统第一代移动通信技术（1G）是指最初的模拟、仅限语音的蜂窝电话标准。主要技术：主要采用的是模拟技术和频分多址(FDMA)技术。代表系统：移动电话系统（AMPS），全球接入通信系统（TACS）主要缺陷：(1)模拟移动通信系统制式复杂,不易实现国际漫游。(2)模拟移动通信系统不能提供综合业务数字网(ISDN)业务,而通信网的发展趋势最终将向ISDN过渡。因此随着非话业务的发展,综合业务数字网逐步投入使用,对移动通信领域数字化要求越来越迫切。(3)模拟移动通信系统设备价钱高,手机体积大,电池充电后有效工作时间短,目前只能持续工作8小时,给用户带来不便。（4）模拟移动通信系统用户容量受限制,

4、在人口密度很大的城市,系统扩容困难二、第一代移动通信系统模拟移动电话时代手机的功能往往仅仅只是局限于通话功能，而且受到技术、材料各方面的限制，款式上相当单一，缺乏变化，大可称为手机的史前时代。第一代移动通信（第一代移动通信（模拟蜂窝）系统模拟蜂窝）系统特点：特点：模拟话音传输模拟话音传输 频带范围：频带范围：450MHz，900MHz附近附近 各系统没有公共接口各系统没有公共接口 频率利用率低频率利用率低 无法与固定网迅速向数字化推进相适应，数无法与固定网迅速向数字化推进相适应，数据承载业务很难展开据承载业务很难展开 03第二代移动通信系统三、第二代移动通信系统 由于模拟移动通信系统本身的缺陷

5、，如频谱效率低、网络容量有限、业务种类单一、保密性差等，已使得其无法满足人们的需求。20世纪90年代初期开发了基于数字技术的移动通信系统数字蜂窝移动通信系统，即第二代移动通信系统（2G）。第二代移动通信系统主要采用时分多址（TDMA）技术或者是码分多址（CDMA）技术。三、第二代移动通信系统第二代移动通信主要业务是语音，其主特性是提供数字化的话音业务及低速数据业务。数字蜂窝移动通信系统（2G）主要采用的是数字的GSM和码分多址（窄带CDMA）技术。另外还有控制功率发射、跳频、不连续发射、移动辅助切换等技术;主要特点：第二代移动通信系统采用了数字化，具有保密性强，频谱利用率高，能提供丰富的业务，

6、标准化程度高并为用户提供无缝的国际漫游。使得移动通信得到了空前的发展，从过去的补充地位跃居通信的主导地位。GSM是数字蜂窝技术的一种标准，也称全球数字移动通信系统。GSM标准包括GSM900MHz、DCS1800及PCS1900三个频段的使用规范;三、第二代移动通信系统第二代移动通信（数字蜂窝）系统GSM系统：系统：特点：特点：频带利用率高、容量大频带利用率高、容量大 话音质量高话音质量高 开放接口开放接口安全性高安全性高 漫游漫游04第三代移动通信系统四、第三代移动通信系统尽管基于话音业务的移动通信网已经足以满足人们对于话音移动通信的需求，但是随着社会经济的发展，人们对数据通信业务的需求日益

7、增高，已不再满足以话音业务为主的移动通信网所提供的服务。第三代移动通信系统（3G)是在第二代移动通信技术基础上进一步演进的，以宽带CDMA技术为主，并能同时提供话音和数据业务。3G与2G的主要区别是在传输语音和数据的速率上的提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、音乐、视频流等多媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。四、第三代移动通信系统主要技术标准有三种：欧洲的WCDMA宽带码分多址系统、美国的CDMA2000系统和中国的TD-SCDMA系统主要特点：（1）具有全球范围设计的，与固定网络业务及用户互连，无线接口

8、的类型尽可能少和高度兼容性；（2）具有与固定通信网络相比拟的高话音质量和高安全性；（3）具有在本地采用2Mb/s高速率接入和在广域网采用384kb/s接入速率的数据率分段使用功能；（4）具有在2GHz左右的高效频谱利用率，且能最大程度地利用有限带宽；（5）移动终端可连接地面网和卫星网，可移动使用和固定使用，可与卫星业务共存和互连；（6）语音只占移动通信业务的一部分，大部分业务是非话数据和视频信息；（7）具有根据数据量、服务质量和使用时间为收费参数，而不是以距离为收费参数的新收费机制（8）手机体积小、重量轻，具有真正的全球漫游能力；四、第三代移动通信系统第三代移动通信系统（第三代移动通信系统（3

9、G）WCDMA（联通）（联通）CDMA2000（电信）（电信）TD-SCDMA（移动）（移动）05第四代移动通信系统五、第四代移动通信系统发展背景：第三代移动通信尚不能达到的在覆盖、质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要。广带无线局域网(WLAN)应能与B-ISDN和ATM兼容，实现广带多媒体通信，并形成综合广带通信网(IBCN)。虽然3G较之2G可以提供更大容量、更加的通信质量并且支持多媒体应用，但是随着人们对3G技术及其应用研究的不断深入，3G技术在支持IP多媒体业务、提高频谱利用率以及资源综合优化等方面的局限性也渐露端倪，推动了第四代移动通信系统的产生。五、第四代移动通信系

10、统核心技术1、接入方式和多址方案，（正交频分复用）是一种无线环境下的高速传输技术2、智能天线技术,智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，被认为是未来移动通信的关键技术3、MIMO技术（多输入多输出）技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术，它采用的是分立式多天线，能够有效的将通信链路分解成为许多并行的子信道，从而大大提高容量4、基于IP的核心网，移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络，同已有的移动网络相比具有根本性的优点，即：可以实现不同网络间的无缝互联。五、第四代移动通信系统4G通信技术是以传统通信技术为基础，通过采用一些新通信技术增强无线通信能力，满足了

11、用户对移动网络浏览、下载越来越高的要求。第四代移动通信系统（4G）宽带接入宽带接入IP系统系统 数据率要超过数据率要超过UMTS，即从，即从2Mb/s提高提高到到100Mb/s采用时分多址、控制功率采用时分多址、控制功率发射、跳频、不连续发射、移动辅助发射、跳频、不连续发射、移动辅助切换等技术切换等技术;能提供能提供150Mb/s的高质量的影像服务的高质量的影像服务 065G是什么为什么发展5G5G会给我们带来什么5G我们如何建设第五代移动通信系统LOGO 5G顾名思义是指第五代移动通信技术，它具有更高的传输速率、更快的反应速度、更大的连接数量。网络架构切片能力连接数100万连接数/平方公里移

12、动性500公里/时下一代高铁吞吐率10Gb/秒单用户时延1 毫秒端到端时延 5G100Mb/秒10K350公里/时100毫秒不灵活4G差距100倍100倍100倍1.5倍NFV/SDN 科技是第一生产力，是国家实力的关键，科技是历史的杠杆。不论英国、法国、德国、日本、美国，无一不是依靠抓住某次关键的产业革命机遇而成功崛起，最终成为世界的科技与经济中心。可以豪不谦虚的说，5G是一场由海量数据引发的从量变到质变的数据革命,是一场由技术创新去推动社会进步的革命。国家战略的需要 根据2017年6月中国信通院（工业和信息化部直属科研事业单位）发布的5G经济社会影响白皮书中，明确指出2030年5G将带动的

13、总产出、经济增加值、就业机会分别为6.3万亿元、2.9万亿元和800万个；在间接贡献方面，5G将带动的总产出、经济增加值、就业机会分别为10.6万亿元、3.6万亿元和1150万个。对比国家GDP总额，可见5G对国家经济发展有着很大的拉动作用。经济发展的需要130.3387.8028.9423.9621.5417.3817.2412.8811.7211.210.0050.00100.00150.00美国中国日本德国英国印度法国意大利巴西加拿大2017年GDP排名（万亿人民币）全联接世界(5G)连接能力语音时代(2G)移动互联网(2/3/4G)新商业模式新应用行业发展的需要 从1G到4G时代，我国

14、通信行业更多的是在扮演“参与者”的角色，即处于“技术输入”的被动地位，而想要改变这一点，就必须抓住5G标准这个机遇，掌控5G技术未来的走向、未来的价值重心，最终手握开启5G时代的“金钥匙”，掌控移动通信未来。5G的应用前景可比4G要广阔太多了，那可不是几部手机交点儿专利费的事儿万物联网，想都不敢想。去年11月，高通高调公布了5G的专利收费计划，全球范围内使用高通移动网络核心专利的5G手机都必须依照以下条款缴纳专利费（不是买成品，只是获取生产许可）：人民生活便利的需要核心专利非核心专利支持5G支持3G/4G专利费用2.28%3.25%4%5%按照这个标准，国内手机厂商每卖出一部售价3000元的手

15、机，就要向高通付97.5至150元。大家可能觉得不贵，可是详细分析手机成本构成，液晶屏幕、主板、外壳含键盘、电池、系统、通信模块、wifi模块、GPS模块、扩展接口等，不难看出专利费用占比还是很高的。3GPP是什么？3GPP这个组织可能大家不理解3GPP是什么意思，简短给大家介绍一下，3GPP就是国际电信组织结构里面一个区域性标准制定者。这个组织召集各成员国的电信组织过来开会，研讨商量制定一个新的电信标准，不然你按照你的标准，我按照我的标准来做，那到最后肯定是，你三星生产出来的5G手机只能在韩国卖，苹果5G手机只能在你美国卖，所以大家通过制定一个新的标准可以在全世界通用。云-管-端，5G是管道

16、，端是应用。以目前常见的多终端云同步的发展来看，其虽然解决了资源在多终端之间同步的问题，但其下载上传速度仍然太慢！，特别是无线侧的端到端，端到云，速率慢的问题更加明显。5G带来的网速的极大提升，使得一切皆可从云而来，随取随用。就未来而言，云端高度智能化可以通过大数据分析，时刻为我们提供各种情况下的最优解决方案，真正实现万事皆智慧。关键应用1：云技术产业的发展关键应用2：智慧生活 5G带来的极大连接数量，推动传感改革，低成本发射器、“物体组成的因特网”(物联网)等技术长足发展，真正实现万事皆可联。可以使人工智能渗透到生活的方方面面，开启智慧生活，为人类生活提供极大便利。2017年我国65周岁及以

17、上人口15831万人，占总人口的11.4%。预计到2050年前后，老年人口将达到峰值4.87亿。就目前发展态势来看，5G将先于人工智能应对老龄化难题。5G网络支撑起一套强大的“智慧生活”系统，可以帮助老年人“安度晚年”生活：监控他们的药物用量、帮助他们和远程医疗服务建立关系，从睡眠到胰岛素水平，5G将追踪他们生活上的方方面面。关键应用3：业界普遍认为VR将是5G的杀手锏应用欺骗大脑主要指标：视网膜体验欺骗大脑主要指标：视网膜体验16K分辨率分辨率+120fps前提下前提下网络时延网络时延带宽要求带宽要求欺骗大脑主要指标：欺骗大脑主要指标：无眩晕体验无眩晕体验120fps+云端渲染云端渲染Hol

18、olensViveHuawei VRSurround 360Odyssey VR/AR（虚拟/增强现实技术）可以为人们提供穿越历史、北极探险、跨国旅游等如梦如幻，上九天揽月、下五洋捉鳖等超真实应用体验。5G网络提供给您的真实体验，是现有网络无法实现的。1990s2000s20152020s2030s基于无线/有线的RSU通信2G/3G/4G2G/3G/4G蜂窝网络LTE-V2X(4.5G)5G路边通信车联网信息化、在线导航、远程诊断等安全驾驶V2V,V2I,V2P(V2X)驾驶员辅助及部分自动化智能驾驶高度自动化及全自动化驾驶5G Automotive Association(5GAA)5G

19、Automotive Association(5GAA)Was Founded in Munich,September,Was Founded in Munich,September,2016关键应用4：5G是实现全自动驾驶的关键智能驾驶KPI需求*由美国汽车工程师学会和德国汽车工业学会联合定义自动化程度传输时延(ms)传输速率/车（Mbps）典型系统驾驶辅助100-10000.2导航、车道偏离部分自动化20-1000.5自动制动、紧急避险条件自动化10-2016驾驶员监控高级自动化/全自动化1-10100无人驾驶谷歌定义自动驾驶三要素前导-云端-全联感汽车低时延、高可靠的5G网络将使智能驾驶

20、更安全、更高效发现情况-避让？制动？直行？-云端判断，发出指令应用场景5：智慧园区 资源走向集约化的智慧城市建设，是一个新型智慧城市建设的必然趋势，新型智慧城市将更加注重各类数据孤岛的打通，以数据的共享、融合、利用，驱动业务融合发展，实现“善政、惠民、兴业“。5G网络是新型智慧城市建设海量互联的基础。智能电网无人机智能医疗智能制造以及更多 监控和控制 故障自恢复 公共安全 农林 物流运输 巡检 远程诊断 远程手术 远程医疗监控 状态监控 资产跟踪 机器人通信与控制案例Source:5GPPP White Papers5G业务未来将涵盖新兴垂直行业应用4G有了移动支付，共享单车。5G会有什么新的

21、应用，我们拭目以待。5G网络规划三层结构核心层核心层汇聚层汇聚层汇聚层汇聚层接入层接入层接入层接入层宏站、微站、室分三层网络架构设计的网络有三个层次：核心层（网络的高速交换主干）、汇聚层（提供基于策略的连接）、接入层（将工作站接入网络）。本次规划分别包含核心机房、汇聚节点机房、接入C-RAN机房层、骨干宏站层、接入微站层，每层根据网络的需求规划达到最佳覆盖效果。5G混合组网，宏微结合 5G组网采用宏站微站结合的方式，宏站作为广域覆盖的中坚力量，微站和室分是深度覆盖和容量吸收的重要手段，5G网络采用3.5G频段作为广覆盖频段，与现有2.6G的4G网络基站覆盖能力相差不多，原有4G宏站作为5G宏站

22、覆盖的基础，在此基础上适当增加。微站及室分数量将几何式增加。小微站/杆站数量急剧增长，为了满足业务的需要，站点会离人越来越近。站点离人越来越近720P、1080P50m100m300m1km站间距4K视频AR、1/2VRVR站高/覆盖人口15m/85%25m/90%35m/95%5m/70%语音、360P10km基础覆盖层95%人口覆盖宏站：绿地/屋顶深度覆盖层85%数据连接微站：杆站/挂墙/地面热点覆盖层70%流量承载室内4G5G075G移动通信系统展望七、展望5G移动通信系统 5G是面向2020年以后移动通信需求而发展的新一代移动通信系统。根据移动通信发展规律，5G将具有超高的频谱利用率和

23、能效，在传输速率和资源利用率等方面较4G移动通信提高一个量级或更高，其无线覆盖性能、传输时延、系统安全和用户体验也将得到显著的提高。5G移动通信将与其他无线移动通信技术紧密结合，构成新一代无所不在的移动信息网络，满足未来十年移动互联网流量增加1000倍的发展需求。七、展望5G移动通信系统总结随着5G的逐步商用，以及国家提出互联网+、中国制造2025等重大国家战略，通信都是其中的重要内容，社会对移动通信的需求将会越来越大。作为新时代的大学生，同学们应该树立远大理想，对自己充满信心，以更高的热情和信心投入到学习生活中去，为以后找一个自己满意的工作，也为建设一个美丽富饶的新中国做一份自己应有的贡献。演示完毕,感谢收看!