移動通信發(fā)展史(1G-5G)及5G移通通信展望課件

移動通信發(fā)展史（1G-5G）主講：010203移動通信概述第一代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)04第三代移動通信系統(tǒng)05第四代移動通信系統(tǒng)目錄ONTENTSC06第五代移動通信系統(tǒng)075G移動通信系統(tǒng)展望01移動通信概述一、移動通信概述移動通信具有移動性和個性化服務(wù)特征，適應(yīng)了信息時代的需要，截止2010年底，全球移動通信普及率為76.8%，中國移動通信普及率為64.2%，并且這一數(shù)字還在迅猛發(fā)展，可以看出移動通信在人們的生產(chǎn)生活中扮演越來越重要的角色，移動通信逐漸成為各國的基礎(chǔ)設(shè)施。移動通信具有非常明顯的換代特性，幾乎是每十年研發(fā)一代，在十年部署運營一代，同時研發(fā)下一代。自1968年貝爾實驗室提出蜂窩移動通信系統(tǒng)概念以來移動通信已經(jīng)經(jīng)歷了四代系統(tǒng)的演變，目前正處于二三四代混合運營階段，以第四代移動通信系統(tǒng)為引領(lǐng)。移動通信技術(shù)的發(fā)展技術(shù)階段1G2G3G4G業(yè)務(wù)類型模擬通信數(shù)字通信多媒體業(yè)務(wù)寬帶移動互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)模擬調(diào)制技術(shù)；小區(qū)制；硬切換；網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃；數(shù)字調(diào)制技術(shù)；數(shù)據(jù)壓縮；軟切換；差錯控制；短信息；多媒體業(yè)務(wù)；100kbps數(shù)據(jù)速率分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；動態(tài)無線資源管理網(wǎng)絡(luò)融合與重用；多媒體終端；10M數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；基于全IP的核心網(wǎng)；制式AMPS;TACS;NMTGSM;CDMAIS95;TD-SCDMACDMA2000WCDMAIMT-Advanced3GPPLTE3GPP2AIE速率~kbps9.6~14.4kbps1.14~2M~10Mbps~100Mbps02第一代移動通信系統(tǒng)二、第一代移動通信系統(tǒng)第一代移動通信技術(shù)（1G）是指最初的模擬、僅限語音的蜂窩電話標(biāo)準(zhǔn)。

主要技術(shù)：

主要采用的是模擬技術(shù)和頻分多址(FDMA)技術(shù)。代表系統(tǒng)：

移動電話系統(tǒng)（AMPS），全球接入通信系統(tǒng)（TACS）

主要缺陷：(1)

模擬移動通信系統(tǒng)制式復(fù)雜,不易實現(xiàn)國際漫游。

(2)

模擬移動通信系統(tǒng)不能提供綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)業(yè)務(wù),而通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢最終將向ISDN過渡。因此隨著非話業(yè)務(wù)的發(fā)展,綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)逐步投入使用,對移動通信領(lǐng)域數(shù)字化要求越來越迫切。

(3)

模擬移動通信系統(tǒng)設(shè)備價錢高,手機體積大,電池充電后有效工作時間短,目前只能持續(xù)工作8小時,給用戶帶來不便。

（4）模擬移動通信系統(tǒng)用戶容量受限制,在人口密度很大的城市,系統(tǒng)擴容困難二、第一代移動通信系統(tǒng)

模擬移動電話時代手機的功能往往僅僅只是局限于通話功能，而且受到技術(shù)、材料各方面的限制，款式上相當(dāng)單一，缺乏變化，大可稱為手機的史前時代。第一代移動通信（模擬蜂窩）系統(tǒng)特點：模擬話音傳輸頻帶范圍：450MHz，900MHz附近各系統(tǒng)沒有公共接口頻率利用率低無法與固定網(wǎng)迅速向數(shù)字化推進相適應(yīng)，數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)很難展開

03第二代移動通信系統(tǒng)三、第二代移動通信系統(tǒng)

由于模擬移動通信系統(tǒng)本身的缺陷，如頻譜效率低、網(wǎng)絡(luò)容量有限、業(yè)務(wù)種類單一、保密性差等，已使得其無法滿足人們的需求。20世紀(jì)90年代初期開發(fā)了基于數(shù)字技術(shù)的移動通信系統(tǒng)——數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)，即第二代移動通信系統(tǒng)（2G）。第二代移動通信系統(tǒng)主要采用時分多址（TDMA）技術(shù)或者是碼分多址（CDMA）技術(shù)。三、第二代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信主要業(yè)務(wù)是語音，其主特性是提供數(shù)字化的話音業(yè)務(wù)及低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)（2G）主要采用的是數(shù)字的GSM和碼分多址（窄帶CDMA）技術(shù)。另外還有控制功率發(fā)射、跳頻、不連續(xù)發(fā)射、移動輔助切換等技術(shù);主要特點：

第二代移動通信系統(tǒng)采用了數(shù)字化，具有保密性強，頻譜利用率高，能提供豐富的業(yè)務(wù)，標(biāo)準(zhǔn)化程度高并為用戶提供無縫的國際漫游。使得移動通信得到了空前的發(fā)展，從過去的補充地位躍居通信的主導(dǎo)地位。GSM是數(shù)字蜂窩技術(shù)的一種標(biāo)準(zhǔn)，也稱全球數(shù)字移動通信系統(tǒng)。GSM標(biāo)準(zhǔn)包括GSM900MHz、DCS1800及PCS1900三個頻段的使用規(guī)范;三、第二代移動通信系統(tǒng)

第二代移動通信（數(shù)字蜂窩）系統(tǒng)GSM系統(tǒng)：特點：頻帶利用率高、容量大話音質(zhì)量高開放接口安全性高漫游04第三代移動通信系統(tǒng)四、第三代移動通信系統(tǒng)盡管基于話音業(yè)務(wù)的移動通信網(wǎng)已經(jīng)足以滿足人們對于話音移動通信的需求，但是隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的需求日益增高，已不再滿足以話音業(yè)務(wù)為主的移動通信網(wǎng)所提供的服務(wù)。第三代移動通信系統(tǒng)（3G)是在第二代移動通信技術(shù)基礎(chǔ)上進一步演進的，以寬帶CDMA技術(shù)為主，并能同時提供話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。3G與2G的主要區(qū)別是在傳輸語音和數(shù)據(jù)的速率上的提升，它能夠在全球范圍內(nèi)更好地實現(xiàn)無線漫游，并處理圖像、音樂、視頻流等多媒體形式，提供包括網(wǎng)頁瀏覽、電話會議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)，同時也要考慮與已有第二代系統(tǒng)的良好兼容性。四、第三代移動通信系統(tǒng)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有三種：

歐洲的WCDMA寬帶碼分多址系統(tǒng)、美國的CDMA2000系統(tǒng)和中國的TD-SCDMA系統(tǒng)主要特點：（1）具有全球范圍設(shè)計的，與固定網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)及用戶互連，無線接口的類型盡可能少和高度兼容性；

（2）具有與固定通信網(wǎng)絡(luò)相比擬的高話音質(zhì)量和高安全性；

（3）具有在本地采用2Mb/s高速率接入和在廣域網(wǎng)采用384kb/s接入速率的數(shù)據(jù)率分段使用功能；

（4）具有在2GHz左右的高效頻譜利用率，且能最大程度地利用有限帶寬；

（5）移動終端可連接地面網(wǎng)和衛(wèi)星網(wǎng)，可移動使用和固定使用，可與衛(wèi)星業(yè)務(wù)共存和互連；（6）語音只占移動通信業(yè)務(wù)的一部分，大部分業(yè)務(wù)是非話數(shù)據(jù)和視頻信息；（7）

具有根據(jù)數(shù)據(jù)量、服務(wù)質(zhì)量和使用時間為收費參數(shù)，而不是以距離為收費參數(shù)的新收費機制（8））手機體積小、重量輕，具有真正的全球漫游能力；

四、第三代移動通信系統(tǒng)

第三代移動通信系統(tǒng)（3G）

WCDMA（聯(lián)通）

CDMA2000（電信）

TD-SCDMA（移動）05第四代移動通信系統(tǒng)五、第四代移動通信系統(tǒng)發(fā)展背景：

第三代移動通信尚不能達到的在覆蓋、質(zhì)量、造價上支持的高速數(shù)據(jù)和高分辨率多媒體服務(wù)的需要。廣帶無線局域網(wǎng)(WLAN)應(yīng)能與B-ISDN和ATM兼容，實現(xiàn)廣帶多媒體通信，并形成綜合廣帶通信網(wǎng)(IBCN)。雖然3G較之2G可以提供更大容量、更加的通信質(zhì)量并且支持多媒體應(yīng)用，但是隨著人們對3G技術(shù)及其應(yīng)用研究的不斷深入，3G技術(shù)在支持IP多媒體業(yè)務(wù)、提高頻譜利用率以及資源綜合優(yōu)化等方面的局限性也漸露端倪，推動了第四代移動通信系統(tǒng)的產(chǎn)生。五、第四代移動通信系統(tǒng)

核心技術(shù)1、接入方式和多址方案，（正交頻分復(fù)用）是一種無線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù)2、智能天線技術(shù),智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能，被認為是未來移動通信的關(guān)鍵技術(shù)3、MIMO技術(shù)（多輸入多輸出）技術(shù)是指利用多發(fā)射、多接收天線進行空間分集的技術(shù)，它采用的是分立式多天線，能夠有效的將通信鏈路分解成為許多并行的子信道，從而大大提高容量4、基于IP的核心網(wǎng)，移動通信系統(tǒng)的核心網(wǎng)是一個基于全IP的網(wǎng)絡(luò)，同已有的移動網(wǎng)絡(luò)相比具有根本性的優(yōu)點，即：可以實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的無縫互聯(lián)。五、第四代移動通信系統(tǒng)

4G通信技術(shù)是以傳統(tǒng)通信技術(shù)為基礎(chǔ)，通過采用一些新通信技術(shù)增強無線通信能力，滿足了用戶對移動網(wǎng)絡(luò)瀏覽、下載越來越高的要求。第四代移動通信系統(tǒng)（4G）寬帶接入IP系統(tǒng)數(shù)據(jù)率要超過UMTS，即從2Mb/s提高到100Mb/s采用時分多址、控制功率發(fā)射、跳頻、不連續(xù)發(fā)射、移動輔助切換等技術(shù);能提供150Mb/s的高質(zhì)量的影像服務(wù)

065G是什么為什么發(fā)展5G5G會給我們帶來什么5G我們?nèi)绾谓ㄔO(shè)第五代移動通信系統(tǒng)LOGOCONTENTS5G我們?nèi)绾谓ㄔO(shè)第四部分5G會給我們帶來什么第三部分為什么發(fā)展5G第二部分5G概念第一部分5G概念第一部分

5G顧名思義是指第五代移動通信技術(shù)，它具有更高的傳輸速率、更快的反應(yīng)速度、更大的連接數(shù)量。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)切片能力連接數(shù)100萬連接數(shù)/平方公里移動性500公里/時下一代高鐵吞吐率10Gb/秒單用戶時延1毫秒端到端時延5G100Mb/秒10K350公里/時100毫秒不靈活4G差距100倍100倍100倍1.5倍NFV/SDN為什么發(fā)展5G第二部分

科技是第一生產(chǎn)力，是國家實力的關(guān)鍵，科技是歷史的杠桿。不論英國、法國、德國、日本、美國，無一不是依靠抓住某次關(guān)鍵的產(chǎn)業(yè)革命機遇而成功崛起，最終成為世界的科技與經(jīng)濟中心?？梢院啦恢t虛的說，5G是一場由海量數(shù)據(jù)引發(fā)的從量變到質(zhì)變的數(shù)據(jù)革命,是一場由技術(shù)創(chuàng)新去推動社會進步的革命。國家戰(zhàn)略的需要

根據(jù)2017年6月中國信通院（工業(yè)和信息化部直屬科研事業(yè)單位）發(fā)布的《5G經(jīng)濟社會影響白皮書》中，明確指出2030年5G將帶動的總產(chǎn)出、經(jīng)濟增加值、就業(yè)機會分別為6.3萬億元、2.9萬億元和800萬個；在間接貢獻方面，5G將帶動的總產(chǎn)出、經(jīng)濟增加值、就業(yè)機會分別為10.6萬億元、3.6萬億元和1150萬個。對比國家GDP總額，可見5G對國家經(jīng)濟發(fā)展有著很大的拉動作用。經(jīng)濟發(fā)展的需要全聯(lián)接世界(5G)連接能力語音時代(2G)移動互聯(lián)網(wǎng)(2/3/4G)新商業(yè)模式新應(yīng)用行業(yè)發(fā)展的需要

從1G到4G時代，我國通信行業(yè)更多的是在扮演“參與者”的角色，即處于“技術(shù)輸入”的被動地位，而想要改變這一點，就必須抓住5G標(biāo)準(zhǔn)這個機遇，掌控5G技術(shù)未來的走向、未來的價值重心，最終手握開啟5G時代的“金鑰匙”，掌控移動通信未來。5G的應(yīng)用前景可比4G要廣闊太多了，那可不是幾部手機交點兒專利費的事兒——萬物聯(lián)網(wǎng)，想都不敢想。

去年11月，高通高調(diào)公布了5G的專利收費計劃，全球范圍內(nèi)使用高通移動網(wǎng)絡(luò)核心專利的5G手機都必須依照以下條款繳納專利費（不是買成品，只是獲取生產(chǎn)許可）：人民生活便利的需要核心專利非核心專利支持5G支持3G/4G專利費用√√2.28%√√√3.25%√√√4%√√√√5%按照這個標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)手機廠商每賣出一部售價3000元的手機，就要向高通付97.5至150元。大家可能覺得不貴，可是詳細分析手機成本構(gòu)成，液晶屏幕、主板、外殼含鍵盤、電池、系統(tǒng)、通信模塊、wifi模塊、GPS模塊、擴展接口等，不難看出專利費用占比還是很高的。3GPP是什么？

3GPP這個組織可能大家不理解3GPP是什么意思，簡短給大家介紹一下，3GPP就是國際電信組織結(jié)構(gòu)里面一個區(qū)域性標(biāo)準(zhǔn)制定者。這個組織召集各成員國的電信組織過來開會，研討商量制定一個新的電信標(biāo)準(zhǔn)，不然你按照你的標(biāo)準(zhǔn)，我按照我的標(biāo)準(zhǔn)來做，那到最后肯定是，你三星生產(chǎn)出來的5G手機只能在韓國賣，蘋果5G手機只能在你美國賣，所以大家通過制定一個新的標(biāo)準(zhǔn)可以在全世界通用。5G會給我們帶來什么？第三部分云--管--端，5G是管道，端是應(yīng)用。以目前常見的多終端云同步的發(fā)展來看，其雖然解決了資源在多終端之間同步的問題，但其下載上傳速度仍然太慢！，特別是無線側(cè)的端到端，端到云，速率慢的問題更加明顯。5G帶來的網(wǎng)速的極大提升，使得一切皆可從云而來，隨取隨用。就未來而言，云端高度智能化可以通過大數(shù)據(jù)分析，時刻為我們提供各種情況下的最優(yōu)解決方案，真正實現(xiàn)萬事皆智慧。關(guān)鍵應(yīng)用1：云技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展關(guān)鍵應(yīng)用2：智慧生活

5G帶來的極大連接數(shù)量，推動傳感改革，低成本發(fā)射器、“物體組成的因特網(wǎng)”(物聯(lián)網(wǎng))等技術(shù)長足發(fā)展，真正實現(xiàn)萬事皆可聯(lián)?？梢允谷斯ぶ悄軡B透到生活的方方面面，開啟智慧生活，為人類生活提供極大便利。

2017年我國65周歲及以上人口15831萬人，占總?cè)丝诘?1.4%。預(yù)計到2050年前后，老年人口將達到峰值4.87億。就目前發(fā)展態(tài)勢來看，5G將先于人工智能應(yīng)對老齡化難題。5G網(wǎng)絡(luò)支撐起一套強大的“智慧生活”系統(tǒng)，可以幫助老年人“安度晚年”生活：監(jiān)控他們的藥物用量、幫助他們和遠程醫(yī)療服務(wù)建立關(guān)系，從睡眠到胰島素水平，5G將追蹤他們生活上的方方面面。關(guān)鍵應(yīng)用3：業(yè)界普遍認為VR將是5G的殺手锏應(yīng)用AR/VR終端>4.2Gbps欺騙大腦主要指標(biāo)：視網(wǎng)膜體驗16K分辨率+120fps前提下網(wǎng)絡(luò)時延<7ms帶寬要求欺騙大腦主要指標(biāo)：無眩暈體驗120fps+云端渲染內(nèi)容制作芯片內(nèi)容平臺HololensViveHuaweiVRSurround360Odyssey…………

VR/AR（虛擬/增強現(xiàn)實技術(shù)）可以為人們提供穿越歷史、北極探險、跨國旅游等如夢如幻，上九天攬月、下五洋捉鱉等超真實應(yīng)用體驗。5G網(wǎng)絡(luò)提供給您的真實體驗，是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)無法實現(xiàn)的。1990s’2000s’20152020s’2030s’基于無線/有線的

RSU通信2G/3G/4G蜂窩網(wǎng)絡(luò)LTE-V2X(4.5G)5G路邊通信車聯(lián)網(wǎng)

信息化、在線導(dǎo)航、遠程診斷等安全駕駛

V2V,V2I,V2P(V2X)駕駛員輔助及部分自動化智能駕駛

高度自動化及全自動化駕駛5GAutomotiveAssociation(5GAA)WasFoundedinMunich,September,2016關(guān)鍵應(yīng)用4：5G是實現(xiàn)全自動駕駛的關(guān)鍵智能駕駛KPI需求*由美國汽車工程師學(xué)會和德國汽車工業(yè)學(xué)會聯(lián)合定義>99.999%可靠性<5~10ms端到端時延保證自動化程度傳輸時延(ms)傳輸速率/車（Mbps）典型系統(tǒng)駕駛輔助100-10000.2導(dǎo)航、車道偏離部分自動化20-1000.5自動制動、緊急避險條件自動化10-2016駕駛員監(jiān)控高級自動化/全自動化1-10100無人駕駛谷歌定義自動駕駛?cè)厍皩?dǎo)--云端--全聯(lián)感汽車低時延、高可靠的5G網(wǎng)絡(luò)將使智能駕駛更安全、更高效發(fā)現(xiàn)情況---避讓？制動？直行？---云端判斷，發(fā)出指令應(yīng)用場景5：智慧園區(qū)

資源走向集約化的智慧城市建設(shè)，是一個新型智慧城市建設(shè)的必然趨勢，新型智慧城市將更加注重各類數(shù)據(jù)孤島的打通，以數(shù)據(jù)的共享、融合、利用，驅(qū)動業(yè)務(wù)融合發(fā)展，實現(xiàn)“善政、惠民、興業(yè)“。5G網(wǎng)絡(luò)是新型智慧城市建設(shè)海量互聯(lián)的基礎(chǔ)。智能電網(wǎng)無人機智能醫(yī)療智能制造以及更多……

監(jiān)控和控制

故障自恢復(fù)

公共安全

農(nóng)林

物流運輸巡檢

遠程診斷

遠程手術(shù)遠程醫(yī)療監(jiān)控

狀態(tài)監(jiān)控

資產(chǎn)跟蹤

機器人通信與控制案例Source:5GPPPWhitePapers5G業(yè)務(wù)未來將涵蓋新興垂直行業(yè)應(yīng)用4G有了移動支付，共享單車。5G會有什么新的應(yīng)用，我們拭目以待。5G時代來，你準(zhǔn)備好了嗎？通過以上的了解，可以把5G網(wǎng)絡(luò)歸納為五個特征：“無與倫比的速度”、“人多也沒問題”、“啥都能通信”、“既實時又可靠”、“體驗俱佳”。5G我們?nèi)绾谓ㄔO(shè)？第四部分5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃三層結(jié)構(gòu)核心層核心層匯聚層匯聚層匯聚層匯聚層接入層接入層接入層接入層宏站、微站、室分三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)有三個層次：核心層（網(wǎng)絡(luò)的高速交換主干）、匯聚層（提供基于策略的連接）、接入層（將工作站接入網(wǎng)絡(luò)）。本次規(guī)劃分別包含核心機房、匯聚節(jié)點機房、接入C-RAN機房層、骨干宏站層、接入微站層，每層根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的需求規(guī)劃達到最佳覆蓋效果。5G混合組網(wǎng)，宏微結(jié)合5G組網(wǎng)采用宏站微站結(jié)合的方式，宏站作為廣域覆蓋的中堅力量，微站和室分是深度覆