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物联网发展史与移动通信技术

时间:2023-11-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:在过去的10多年中,世界电信发生了巨大的变化,移动通信技术特别是蜂窝小区技术的迅速发展,使用户彻底摆脱终端设备的束缚,实现了完整的个人移动性、可靠的传输手段和接续方式。进入21世纪,移动通信逐渐演变成社会发展和进步的必不可少的工具。第一代移动通信系统是基于模拟技术传输的,其特点是业务量小、质量差、安全性差、没有加密和速度低。第三代移动通信系统,也称IMT2000,是已开发的系统,其最基本的特征是智能信号处理技术。

物联网发展史与移动通信技术

在过去的10多年中,世界电信发生了巨大的变化,移动通信技术特别是蜂窝小区技术的迅速发展,使用户彻底摆脱终端设备的束缚,实现了完整的个人移动性、可靠的传输手段和接续方式。进入21世纪,移动通信逐渐演变成社会发展和进步的必不可少的工具。

第一代移动通信(简称1G)系统是在20世纪80年代初提出的,它完成于20世纪90年代初,如NMT和AMPS。NMT于1981年投入运营。第一代移动通信系统是基于模拟技术传输的,其特点是业务量小、质量差、安全性差、没有加密和速度低。第一代移动通信系统主要是基于蜂窝结构组网的,直接使用模拟语音调制技术,传输速率约为2.4kbit/s。不同国家采用不同的工作系统。

第二代移动通信(简称2G)系统起源于20世纪90年代初期。欧洲电信标准协会在1996年提出了GSM Phase 2+,目的在于扩展和改进GSM Phase 1及Phase 2中原定的业务和性能。它主要包括客户化应用移动网络增强逻辑(Customized Application for Mobile network Enhanced Logic,CAMEL)、S0(支持最佳路由)、立即计费、GSM 900/1800双频段工作等内容,也包含了与全速率完全兼容的增强型语音编解码技术,使得语音质量得到了质的改进;半速率编解码器可使GSM系统的容量提高近1倍。在GSM Phase2+中,采用更密集的频率复用、多复用、多重复用结构技术,引入智能天线技术、双频段等技术,有效地克服了随着业务量剧增所引发的GSM系统容量不足的缺陷;自适应语音编码技术的应用,极大提高了系统通话质量;GPRS、EDGE技术的引入,使GSM与计算机通信和互联网有机相结合,数据传送速率可达115kbit/s或384kbit/s,从而使GSM功能得到不断增强,初步具备了支持多媒体业务的能力。

尽管第二代移动通信技术在发展中不断得到完善,但随着用户规模和网络规模的不断扩大,频率资源已接近枯竭,语音质量不能达到用户满意的标准,数据通信速率太低,无法在真正意义上满足移动多媒体业务的需求。第三代移动通信(简称3G)系统,也称IMT2000,是已开发的系统,其最基本的特征是智能信号处理技术。智能信号处理单元将成为基本功能模块,支持语音和多媒体数据通信,它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务,如高速数据、慢速图像与电视图像等。例如,WCDMA的传输速率在用户静止时最大为2Mbit/s,在用户高速移动时最大支持144Kbit/s,所占频带宽度为5MHz左右。(www.xing528.com)

但是,第三代移动通信系统的通信标准共有WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大分支,共同组成一个IMT2000家庭,成员间存在相互兼容的问题,因此已有的移动通信系统不是真正意义上的个人通信和全球通信;再者,3G的频谱利用率还比较低,不能充分利用宝贵的频谱资源;第三,第三代移动通信系统支持的速率不够高,如单载波只支持最大2Mbit/s的业务,等等。这些不足远远不能适应未来移动通信发展的需要,因此要寻求一种既能解决现有问题,又能适应未来移动通信的需求的新技术——新一代移动通信(即4G)系统。

第四代移动通信系统也称为广带接入和分布网络,具有超过2Mbit/s的非对称数据传输能力,对高速移动用户能提供150Mbit/s的高质量的影像服务,并首次实现三维图像的高质量传输。它包括广带无线固定接入、广带无线局域网、移动广带系统和互操作的广播网络(基于地面和卫星系统),是集多种无线技术和无线局域网系统为一体的综合系统,也是宽带IP接入系统。在这个系统上,移动用户可以实现全球无缝漫游。它可进一步提高利用率,满足高速率、大容量的业务需求,克服高速数据在无线信道下的多径衰落,降低噪声和多径干扰,达到改善系统性能的目的。

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