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手机制式与4G

 My镜像站 2011-11-16

目前,手机制式主要包括GSMCDMA3G三种,手机自问世至今,经历了第一代模拟制式手机(1G)、第二代GSMTDMA等数字手机(2G)、第2.5移动通信技术CDMA第三代移动通信技术3G

目录

GSMCDMA3G比较

手机制式

发展历史

手机制式的应用

GSMCDMA3G比较

手机制式

发展历史

手机制式的应用

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GSMCDMA3G比较

  GSM数字移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计出来的,它是在蜂窝系统的基础上发展而成。包括GSM900MHzGSM1800MHzGSM1900MHz等几个频段GSM系统有几项重要特点:防盗拷能力佳、网络容量大、号码资源丰富、通话清晰、稳定性强不易受干扰、信息灵敏、通话死角少、手机耗电量低等。

  CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access),它是在数字技术的分支--扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。它能够满足市场对移动通信容量和品质的高要求,具有频 谱利用率高、话音质量好、保密性强、掉话率低、电磁辐射小、容量大、覆盖广等特点,可以大量减少投资和降低运营成本。

  3G第三代移动通信技术,是下一代移动通信系统的通称3G系统致力于为用户提供更好的语音、文本和数据服务。与现有的技术相比较而言,3G技术的主要优点是能极大地增加系统容量、提高通信质量和数据传输速率。此外利用在不同网络间的无缝漫游技术,可将无线通信系统和Internet连接起来,从而可对移动终端用户提供更多更高级的服务。

CDMA手机 GSM手机相比,CDMA手机具有以下优点:CDMA手机采用了先进的切换技术:软切换技术(即切换是先接续好后再中断),使得CDMA手机的通话可以与 固定电话媲美;使用CDMA网络,运营商的投资相对减少,这就为CDMA手机资费的下调预留了空间;因采用以拓频通信为基础的一种调制和多址通信方式,其容量比模拟技术高10倍,超过GSM网络约4倍;基于宽带技术的CDMA使得移动通信中视频应用成为可能,从而使手机从只能打电话和发送短信息等狭窄的服务中走向宽带多媒体应用。

手机制式

  所有目前的手机都通过无线电波进行通信,双频手机和多频手机是可以用于同一制式的两个或三个不同频段的手机

  双模手机和多模手机是可用于两个或多个不同的移动网络的手机,如GSMPHSGSMCDMA2G3G等。尽管这些手机在价格上稍逊于单模手机,但是给用户多了一种选择,提供更好的灵活性。他们作为现在标准过渡阶段的产品,在提高网络效率方面,对客户和运营商都是比较划算的选择。

  GSM全名为:Global System for Mobile Communications,中文为全球移动通讯系统,俗称全球通,由欧洲开发的数字移动电话网络标准,它的开发目的是让全球各地共同使用一个移动电话网络标准,让用户使用一部手机就能行遍全球。GSM系统包括 GSM 900900MHzGSM18001800MHz GSM-19001900MHz等几个频段。

  GSM系统有几项重要特点:防盗拷能力佳、网络容量大、手机号码资源丰 富、通话清 晰、稳定性强不易受干扰、信息灵敏、通话死角少、手机耗电量低。目前世界上主要的两大GSM系统为GSM 900GSM1800,由于采用了不同频率,因此适用的手机也不尽相同。前者发展的时间较早,使用的国家较多,后者发展的时间较晚,使用的国家也较少。 物理特性方面,前者频谱较低,波长较长,穿透力较差,但传送的距离较远,而手机发射功率较强,耗电量较大,因此待机时间较短;而后者的频谱较高,波长较 短,穿透力佳,但传送的距离短,其手机的发射功率较小,待机时间则相应地较长。

  CDMA是码分多址(Code-Division Multiple Access)技术的缩写,是近年来在数字移动通信进程中出现的一种先进的无线扩频通信技术,它能够满足市场对移动通信容 量和品质的高要求,具有频谱利用率高、话音质量好、保密性强、掉话率低、电磁辐射小、容量大、覆覆盖广等特点,可以大量减少投资和降低运营成本。

  CDMA最早由美国高通公司推出,与GSM相同,CDMA也有2代、2.5代和3代技术。中国联通将于今年下半年推出的CDMA属于2.5代技术。CDMA被认为是第3移动通信技术的首选,目前的标准有WCDMACDMA2000TD-SCDMA

  什么是 CDMA2000

  CDMA2000 TIA 标准组织用于指代第三代 CDMA 的名称。适用于 3G CDMA TIA 规范称为 IS-2000,该技术本身被称为 CDMA2000

  CDMA2000 的第一阶段也称为 1x,其使拥有现有 IS-95 系统的通信公司能将其整体系统容量增加一倍,并可将数据速率增加到高达 614kbps

  比 1x 更高的 CDMA2000 技术进展包括 1xEV (高速数据速率)

  由 QCT 推出的 MSM5000? 芯片组 CDMA2000 解决方案向下兼容 cdmaOne (IS-95 CDMA)

  CDMA2000标准由3GPP2组织制订,版本包括Release 0Release AEV-DOEV-DVRelease 0的主要特点是沿用基于ANSI-41D的核心网,在无线接入网和核心网增加支持分组业务的网络实体,此版本已经稳定。联通即将开通的CDMA二期工程采 用的就是这个版本,单载波最高上下行速率可以达到153.6kbit/sRelease ARelease 0的加强,单载波最高速率可以达到307.2kbit/s,并且支持话音业务和分组业务的并发。EV-DO采用单独的载波支持数据业务,可以在 1.25MHz的标准载波中,同时提供话音和高速分组数据业务,最高速率可达3.1Mbit/s

  3G是英文3rd Generation的缩写,指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSMTDMA等数字手机(2G)第三代手机一般地讲, 是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务 等多种信息服务。为了提供这种服务,无线网络必须能够支持不同的数据传输速度,也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆字节/每秒)384kbps(千字节/每秒)以及144kbps的传输速度。

  3G的技术标准

  国际电信联盟(ITU)20005月确定W-CDMACDMA2000TDS-CDMA三大主流无线接口标准,写入3G技术指导性文件《2000年国际移动通讯计划》(简称IMT-2000)

  W-CDMA

WidebandCDMA,也称为CDMADirectSpread,意为宽频

发展历史

1G

  第一代手机(1G)是指模拟的移动电话,也就是在20世纪八九十年代中国香港、美国等影视作品中出现的大哥大。最先研制出大哥大的是美国摩托罗拉公司 Cooper博士。由于当时的电池容量限制和模拟调制技术需要硕大的天线和集成电路的发展状况等等制约,这种手机外表四四方方,只能成为可移动算不上便携。很多人称呼这种手机为砖头或是黑金刚等。

  这种手机有多种制式,如NMTAMPSTACS,但是基本上使用频分复用方式只能进行语音通信,收讯效果不稳定,且保密性不足,无线带宽利用不充分。此中手机类似于简单的无线电双工电台,通话是锁定在一定频率,所以使用可调频电台就可以窃听通话。

2G

   第二代手机(2G)也是最常见的手机。通常这些手机使用PHSGSM或者CDMA这些十分成熟的标准,具有稳定的通话质量和合适的待机时间。在第二代 中为了适应数据通讯的需求,一些中间标准也在手机上得到支持,例如支持彩信业务的GPRS和上网业务的WAP服务,以及各式各样的Java程序等。

3G

   3G,是英文3rdGeneration的缩写,指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSMTDMA等数字手机(2G), 第三代手机一般地讲,是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏 览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务,无线网络必须能够支持不同的数据传输速度,也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至 少2Mbps(兆字节/每秒)、384kbps(千字节/每秒)以及144kbps的传输速度。

目前在全球范围内使用最广的手机是GSM手机和CDMA手机。在中国大陆及GSM最为普遍,CDMA和小灵通(PHS)手机也很流行,这些都是所谓的第二代手机(2G),它们都是数字制式的,除了可以进行语音通信以外,还可以收发短信(短消息、SMS)、MMS (技术)|MMS(彩信、多媒体简讯)、无线应用协议WAP)等

 

联通3G采用全球通用WCDMA技术,中国电信使用的是CDMA2000标准,中国移动则使用的是TD-SCDMA标准。

手机制式的应用

无线模块供应商Wavecom公司宣布推出四频GSM/GPRS模 块WISMO。同三频模块相比,这一模块主要增加了对850MHz的支持。该公司首席执行官Aram Hekimian宣称:我们很高兴能够实现GSM的全球漫游。这一四频模块的推出主要是针对此前美国开放850Mhz频段这一事件,该频段开放的初衷是为了增强美国移动通信的密度,从而缓解频段资源的日益紧缺。而 Wavecom公司的这一迅速反应则是瞄准了一个利基(Niche)市场,即需要经常到世界各国出差的商务人士。“WISMO概念深受应用开发商的欢迎。”Hekimian说,我们相信这一新增的全球漫游功能与850MHz的兼容性所带来的诸多益处将会进一步确保这一概念的成功。” “WISMO中的软件模块可以实现频率的自动跳转。”Wavecom的子公司微控科技公司中国区 经理朱海波说,比如漫游到中国时,手机可以自动跳转到900/1800Mhz。而到美国时,又可跳转至850Mhz他紧接着强调,频率的自动跳转对 功耗并没有明显的增加。另外,我们还提供高比特率的GPRS 10级功能,从而为运营商提供2.5G3G系统服务奠定基础。朱海波说。 实际上,这再次反映出通信无处不在这一思想。由于各个国家和地区间没有采用统一的移动通信标准,给国家和地区间的跨制式移动通信带来很大的障碍,许多需要经常在两种制式下进行移动通信的用户不得不购买两种制式的手机。因此,在目前无法实现大一统的 具体时期,Wavecom的这一权益之计无疑将满足众多消费者的需求。尽管四频段模块在目前看来属于利基产品,但我们希望能把这个市场做大。朱海 波说。“2002年,中国将生产出9500万部手机,其中将有4500万部是发往海外市场的。即使仅有1,000万部手机采用四频段模块,那也是一个很大 的市场。” “亚洲是Wavecom公司的重要市场。2002年上半财年,来自亚洲的营业收入占Wavecom全球总收入的79%,而亚洲市场主要集中在中国和韩国微控科技董事总经理Jean-Charles Andreani说,中国不仅是全球最大的移动电话市场,也即将成为重要的手机生产基地。我们预计,中国的手机生产将从2001年的8,000万上升到 2005年的2.328亿部,约占全球总产量的34.2%” “因此,我们不久前选择了北京的 一家封装厂作为合作伙伴,目的就是为了贴近中国客户服务,缩短产品的交货期。朱海波紧接着说,而我们的商业模式也使我们在竞争中处于有利地位。他解 释到,同其它的手机模块供应商不同,Wavecom本身不在终端产品的生产上进行投资,而专注于为终端产品制造商提供模块化产品,因此在利益上不会同客户 发生冲突。目前,该公司在中国的客户主要是TCL、南方高科、科健和一些PDA制造商。

 

 

4G

 

4G是第四代移动通信及其技术的简称,是集3GWLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。 4G系统能够以100Mbps的速度下载,比拨号上网快2000倍,上传的速度也能达到20Mbps,并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而在用户最为关注的价格方面,4G与固定宽带网络在价格方面不相上下,而且计费方式更加灵活机动,用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。此外,4G可以在DSL有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署,然后再扩展到整个地区。 很明显,4G有着不可比拟的优越性。

TD-LTETD-SCDMA Long Term Evolution,宣传是是指TD-SCDMA的长期演进 。 实际上没有关系。TD-LTETDD版本的LTE的技术,FDD-LTE的技术是FDD版本的LTE技术。TDDFDD的差别就是TD采用的是不对称 频率是用时间进行双工的,而FDD是采用一对频率来进行双工。 TD-SCDMACDMA技术,TD-LTEOFDM技术,不能对接。TD-LTELTE FDD在标准化进程方面基本同步

 

正当长期演进技术Long-Term Evolution (LTE)WiMax在全球电信业大力推进时,前者(LTE)也是最强大的4G 移动通讯主导技术,正异军突起,迅速占领中国市场。虽然Qualcomm Yota两家公司的TD-LTE尚未成熟,但很多国内外的无线运营公司都相继转向TD-LTE

  IBM数据显示,67%运营商正考虑使用LTE,因为这是他们未来市场的主要来源。上述消息也证实了IBM的这一说法。而只有8%的运营商考虑使用WiMAX。尽管WiMax 可以给其客户提供市场上传输速度最快的网络,但仍然不是LTE技术的竞争对手。

 

  TD-LTE是第一个4G无线移动宽带网络数据标准,由中国最大的电信运营商--中国移动修订 与发布。在进行一系列的现场试验后,预计在未来2年内步入商用期。爱立信副总裁Ulf Ewaldsson说:中国工信部和中国移动将在今年第四季度进行大规模现场试验,届时,爱立信将助之一臂之力。

 

国际电信联盟(ITU)已经将WiMaxHSPA+LTE正式纳入到4G标准里,加上之前就已经确定的LTE-Advanced WirelessMAN-Advanced这两种标准,目前4G标准已经达到了5种。

1LTE

1.    LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进,它改进并增强了3G的空中接入技术,采用OFDMMIMO作为其无线网络演进的唯一标准。主要特点是 在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率,相对于3G网络大大的提高了小区的容量,同时将网络延迟大大降 低:内部单向传输时延低于5ms,控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms,从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms。并且这一标准也是 3GPP长期演进(LTE)项目,是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目,其演进的历史如下:

  GSM-->GPRS-->EDGE-->WCDMA-->HSDPA/HSUPA-->HSDPA+/HSUPA+-->LTE长期演进

  GSM9K -->GPRS:42K--> EDGE:172K -->WCDMA364k -->HSDPA/HSUPA:14.4M -->HSDPA+/HSUPA+:42M -->LTE:300M

  由于目前的WCDMA网络的升级版HSPAHSPA+均能够演化到LTE这一状态,包括中国 自主的TD-SCDMA网络也将绕过HSPA直接向LTE演进,所以这一4G标准获得了最大的支持,也将是未来4G标准的主流。该网络提供媲美固定宽带的 网速和移动网络的切换速度,网络浏览速度大大提升。

2. LTE-Advanced

   LTE-Advanced:从字面上看,LTE-Advanced就是LTE技术的升级版,那么为何两种标准都能够成为4G标准呢?LTE- Advanced的正式名称为 Further Advancements for E-UTRA,它满足 ITU-RIMT-Advanced技术征集的需求,是3GPP形成欧洲IMT-Advanced技术提案的一个重要来源。LTE-Advanced是 一个后向兼容的技术,完全兼容LTE,是演进而不是革命,相当于HSPAWCDMA这样的关系。LTE-Advanced的相关特性如下:

  带宽:100MHz

  峰值速率:下行1Gbps,上行500Mbps

  峰值频谱效率:下行30bps/Hz,上行15bps/Hz

  针对室内环境进行优化

  有效支持新频段和大带宽应用

  峰值速率大幅提高,频谱效率有限的改进

  如果严格的讲,LTE作为3.9G移动互联网技术, 那么LTE-Advanced作为4G标准更加确切一些。LTE-Advanced的入围,包含 TDDFDD两种制式,其中TD-SCDMA将能够进化到TDD制式,而WCDMA网络能够进化到FDD制式。移动主导的TD-SCDMA网络期望能够 直接绕过HSPA+网络而直接进入到LTE

3. WiMax

  WiMaxWiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access),即全球微波互联接入,WiMAX的另一个名字是IEEE 802.16 WiMAX的技术起点较高,WiMax所能提供的最高接入速度是70M,这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍。对无线网络来说,这的确是一个惊人的 进步。WiMAX逐步实现宽带业务的移动化,而3G则实现移动业务的宽带化,两种网络的融合程度会越来越高,这也是未来移动世界和固定网络的融合趋势。

  802.16工作的频段采用的是无需授权频段,范围在2GHz66GHz之间,而802.16a则是一种采用2G11GHz无需授权频段的宽带无线接入系统,其频道带宽可根据需求在1.5M20MHz范围进行调整,目前具有更好高速移动下无缝切换的IEEE 802.16m的技术正在研发。因此,802.16所使用的频谱可能比其它任何无线技术更丰富,WiMax具有以下优点:

  (1)对于已知的干扰,窄的信道带宽有利于避开干扰,而且有利于节省频谱资源。 

  (2)灵活的带宽调整能力,有利于运营商或用户协调频谱资源。

  (3)WiMax所能实现的50公里的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的,网络覆盖面积是3G发射塔的10倍,只要少数基站建设就能实现全城覆盖,能够使无线网络的覆盖面积大大提升。

  不过WiMax网络在网络覆盖面积和网络的带宽上优势巨大,但是其移动性却有着先天的缺陷,无 法满足高速(≧50km/h)下的网络的无缝链接,从这个意义上讲,WiMax还无法达到3G网络的水平,严格的说并不能算作移动通信技术,而仅仅是无线 局域网的技术。但是WiMax的希望在于IEEE 802.11m技术上,将能够有效的解决这些问题,也正是因为有中国移动、因特尔、Sprint各大厂商的积极参与,WiMax成为呼声仅次于LTE 4G网络手机。关于IEEE 802.16m这一技术,我们将留在最后作详细的阐述。

4. HSPA+:高 速下行链路分组接入技术

  HSPA+:高速下行链路分组接入技术(High Speed Downlink Packet Access),而HSUPA即为高速上行链路分组接入技术,两者合称为HSPA技术,HSPA+HSPA的衍生版,能够在HSPA网络上进行改造而升级到该网络,是一种经济而高效的4G网络。

  从上文我们也可以了解到,HSPA+符合LTE的长期演化规范,将作为4G网络标准与其它的 4G网络同时存在,它将很有利于目前全世界范围的WCDMA 网络和HSPA网络的升级与过度,成本上的优势很明显。对比HSPA网络,HSPA+在室内吞吐量约提高12.58% ,室外小区吞吐量约提高32.4%,能够适应高速网络下的数据处理,将是短期内4G标准的理想选择。目前联通已经在着手相关的规划,T-Mobile也开 通了这个4G网络,但是由于4G标准并没有被ITU完全确定下来,所以动作并不大。

5. WirelessMAN-Advanced

   WirelessMAN-AdvancedWirelessMAN- Advanced事实上就是WiMax的升级版,即IEEE 802.11m标准,802.16系列标准在IEEE正式称为WirelessMAN ,而WirelessMAN-Advanced极为IEEE 802.16m。其中,802.16m最高可以提供1Gbps无线传输速率,还将兼容未来的4G无线网络。802.16m可在漫游模式或高效率/强信 号模式下提供1Gbps的下行速率。该标准还支持高移动模式,能够提供1Gbps速率。其优势如下:

  1.提高网络覆盖,改建链路预算;

  2.提高频谱效率;

  3.提高数据和VOIP容量;

  4.低时延&QoS增强;

  5.功耗节省;

  目前的WirelessMAN-Advanced5网络数据规 格,其中极低速率为16kbps,低数率数据及低速多媒体为144kbps,中速多媒 体为2Mbps,高速多媒体为30Mbps超高速多媒体则达到了30Mbps--1Gbps。但是该标准可能会被率先被军方所采用,IEEE方面表示军方 的介入将能够促使WirelessMAN-Advanced更快的成熟和完善,而且军方的今天就是民用的明天。不论怎样,WirelessMAN- Advanced得到ITU的认可并成为4G标准的可能性极大。

 

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