移动通信技术基础

主讲人：王淑君2007 年 9月

移动通信技术基础

感受通信给我们生活带来的巨大变化

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正确认识公选课的作用课堂纪律考查方式：两级记分制平时成绩 30 分大作业成绩 30 分期末考查试卷成绩 40 分学习目的：希望大家能对通信知识产生兴趣，活学活用，关心自己的通信生活。对未来新的通信技术的到来有所准备，正确取舍！


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主要内容

第一部分历史回顾第二部分移动通信概述第三部分数字移动通信的相关技术第四部分典型的移动通信系统简介第五部分下一代网络（ NGN ）和无线移动互联网（ WMI ）的发展将改变人类生活和工作方式

第一部分历史回顾–一、现代移动通信的发展历史–二、还记得我吗-----寻呼机–三、从嫌弃我到喜欢我------小灵通–四、五光，“十色”--- 十年手机发展之路


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第一部分历史回顾

一、现代移动通信的发展历史


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引言地球上自从有了人类，就有了传递信息的方式。

鸡毛信、烽火台写信电磁波（法拉第开创麦克斯韦建立赫兹验证 1888 年电磁场理论宣布建立信息论（香农）诞生：是通信技术的理论基础。手机（ 1973 年 4 月，马丁 · 库珀摩托罗拉

原型）现代通信技术的发展转


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法拉第 (1791-1867): 英国物理学家一个穷铁匠的儿子，兄妹 10人。小学没毕业就失学，当了装订工。但失学不失志《电学的实验研究》

一生最大的发现，是发现了法拉第。——戴维

我们把法拉第首先看作是科学家中最有成效最高尚的典型。　　　　　　　　　　——麦克斯韦

在伽利略之后，人类再没有看到像法拉第那样能做出如此惊人和多样发现的人，也未必能很快看到另一个法拉第。。　　　——斯托列托夫


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(1831-1879) 英国物理学家、数学家。 11月 13 日出生时，是法拉第发现电磁感应后 2个多月。

1873年，麦克斯韦出版了《电磁学通论》。论述了电场和磁场内在的完美对称。临终预言：电磁波一定能插上翅膀，飞向全球！


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(1857-1894) :德国物理学家

麦克斯韦的电磁场理论发表后，由于难懂，无实验验证，并未受到重视。

1886 年，赫兹作成电磁波检验器并宣布“电磁感应是以波动形式在空气中传播的。”

赫兹在 1888 年证明了电磁波的存在。这样由法拉第开创，麦克斯韦建立，赫兹验证的电磁场理论向全世界宣告了它的胜利。


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1973年 4月 3 日，后人认定为手机的生日。


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现代移动通信的发展历史

现代移动通信技术的发展始于二十世纪 20 年代，大致经历了四个发展阶段。


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第一阶段

第一阶段从二十世纪 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。


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第二阶段

第二阶段从 40 年代中期至 60 年代初期；公用移动通信业务开始问世；人工接续（话务员）；大区制；电子管设备（笨重）；保密性差；网的容量较小。


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第三阶段

第三阶段从 60 年代中期至 70 年代末。自动交换机出现（自动选频与自动接续）；采用大、中区制；频谱利用率提高，用户增多（中小容量）；

具有一定的保密性；这一阶段是移动通信系统改进与完善的阶段。


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第四阶段第四阶段从 80 年代以后一日千里的发展速度；分为三代。

第一代（ 1G ）移动通信大约由 1980 年 ~1994 年频分多址（ FDMA ）制式普通模拟电话 (TACS AMPS) 实际数据速率为 2 . 4 KBit/S 。大哥大


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第二代（ 2G ）移动通信大约由 1995 年 ~本世纪初，时分多址（ TDMA ）制；数字制式（ GSM 、 IS-95 （ CDMA ））数据电路交换 ( 数字电话和简短文本的传输 ) 数据速率为 14． 4 KBit/S （实际仅达 9． 6

KBit/S ）。贵族化到平民化！


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过渡阶段 ------ 二代半（ 2.5G ）大约由 2001 年开始，分组交换业务ＧＰＲＳ是主要技术时分多址（ TDMA ）和码分多址（ CDMA ）数字制式（ GSM IS-95 ）数据电路交换 ( 数字电话和简短文本的传输 ) 数据速率目标为 115 KBit/S （实际仅为 40 KBit/S ）


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2G 和 2． 5G 移动通信技术

用户数量的增加用户对多媒体业务的需求

需求

缺

陷频段不够

频谱利用率不高接入速度低

网络管理能力有限

多种制式全球漫游？限制了数据业务

移动的多媒体？


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第三代（ 3G ）移动通信有更宽的带宽 ,带宽可达 5MHz以上高速：最低为 384Kb/s ，最高为 2Mb/s无线接入 Internet 宽带多媒体服务


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3G 的目标概括起来如下：　　 A ）全球统一标准，使用统一频段，提高频谱效率；　　

B ）提供高质量的多媒体服务；　　 C ）加强安全保密功能；　　 D ）要求数据传输速率在室内环境下达到

2 MBIT/S （步行 384 KBit/S ）


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3G 的主要问题： A ）没有一个统一的世界标准（三种），难以做到全球无缝隙漫游；　　

B ）语音是在由 2G继承下来的基础结构上传输，而不是在 IP 网络结构上；　　

C ）视频传输不会达到高清晰度的要求；　　

D ）数据速率虽然有所提高，但难以快速传递大文本和大的 E－Mail附件。


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总结

与其它现代技术的发展一样，移动通信技术的发展也呈现加快趋势，目前，当数字蜂窝网刚刚进入实用阶段，正方兴末艾之时，关于未来移动通信的讨论已如火如荼地展开。各种方案纷纷出台，其中最热门的是所谓个人移动通信网。关于这种系统的概念和结构，各家解释并末一致。但有一点是肯定的，即未来移动通信系统将提供全球性优质服务，真正实现在任何时间、任何地点、向任何人提供通信服务这一移动通信的最高目标。


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十五年的回忆

手机

时间价格重量体积性能电池

1989 年约 1.5万元～ 2.5万元

约 750 克左右

约5×6×16c

m3

模拟大哥大（第一代）只通话

待机一天多，通话 1 个

小时多

2004 年约 1500元～ 2500元

约 150 克左右

约1.5×3×8

cm3

照相、摄像、数据、 PDA 部分、字典、多媒体、通话、数字 2.5G

待机 7—12天

通话 6—10小时

　　　　　　　

大学生

费用

　月伙食费一本教科书平信邮费　市内公共汽车　国内长途

1989 年约 25元约 4.5元　 8 分　 10 分　 2.50元

2004 年约 250元约 45元　 80 分　 100 分　 2角


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移动通信的发展——需求和用户数急增

050100150200250300350400450500

98 99 00 01 02 03 04

新开户更换新机户

00.51

1.52

2.53

3.54

4.55

99 00 01 02 03 04 05 07

中国手机用户数

世界手机需求数中国手机用户数

（亿）台（亿）


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中国手机用户 20 年的三次跨越

1988 年— 1995 年

1995 年— 2001 年

2002 年— 2004 年

2007 年 3 月

几百部— 1000万部

1000万部— 1.5亿部

1.5亿部— 3亿部

4.8亿部

因素： 1 中国经济的稳定增长

2 低价的移动通信费用

3 价格逐渐降低的手机


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事物的两个方面事物的两个方面

需求拉动技术发展，需求拉动技术发展，决定技术命运决定技术命运

I　need　it

I　like　that!

技术发展技术发展人类需求人类需求需求拉动技需求拉动技术发展，决术发展，决定技术命运定技术命运

技术发展技术发展引导需求引导需求


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人们认识到了一个基本事实，新业务新应用的成功来自于：• 用户需求• 技术的发展和创新• 政府指导和运营商的组织

新业务新应用新业务新应用用户需求用户需求技术发展和创新技术发展和创新

运营商的组织运营商的组织


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二、还记得我吗 -----寻呼机


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最新消息

2007 年 3 月初，信息产业部发表公示称，中国联通公司已经申请停止经营北京等三十省（自治区、直辖市）的 198/199 、 126/127、 128/129 无线寻呼服务；《寻呼业将消失联通关闭 30省寻呼业务》和《寻呼机退出心不甘重庆 7000余人在用》。这意味着，我国的寻呼网络已经完成了历史使命，寻呼机也服役完毕，成为了历史名词。


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从“有事儿你呼我”开始

寻呼机又名 BP 机、传呼机、呼机，是接收寻呼台无线呼叫信号的个人信息中端；

由于不具备发射功能，所以寻呼机是单向的接收器；

寻呼机和无线寻呼网络于上世纪八十年代初在我国出现，经过十多年的发展，于九十年代末期达到了顶峰。

1998 年，全国寻呼机用户突破 6546万，名列世界第一。


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数字

汉显


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寻呼机开启了个人即时通信的时代。虽然在寻呼机出现之前，固定电话已经开始走进寻常百姓家，但固定电话无法自由移动这一局限性依旧无法完全满足人们对即时通信的要求。

寻呼机的出现大大改变了这一现象：再也不必分身乏术，你完全可以在另一件事情中等待电话的到来。

当然，如果想实现双方的对话，你的身上除了要有寻呼机，身边还是要有一部固定电话。


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寻呼机问世之初身价不菲，高达四五千元的价格使得它成为了当时身份地位的象征。

在寻呼机兴起不久，出现了另一种更能代表财富的通信工具“大哥大”。于是，“腰别BP 机，手捧大哥大”是那个时代最令人崇拜的形象写照。


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二十世纪九十年代末期，手机开始出现在人们的视野中；

手机注定是寻呼机时代的终结者。早期昂贵的手机通话费用，给了寻呼机最后的生存机会。在手机与寻呼机和平共处的几年，双方优势互补：寻呼机依旧是首选的个人联系方式，使用手机只是省去了满街寻找固定电话进行回复的麻烦。

如今，手机“扼杀”了寻呼机，也正在逐步的代替“商务通”。


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呼机从“少不了”到了“用不着”

回想寻呼机，仅仅几年的时间却犹如隔世。有怀旧情结的人会时常想起自己的寻呼机和它曾经带来的喜怒哀乐，有些人甚至至今依旧珍藏着它们。

对于八十年代以后出生的同学们来说，寻呼机只是一个遥远的名词。


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寻呼机的发展

在寻呼机的发展轨迹上，主要经历了模拟寻呼机、数字寻呼机和汉字寻呼机三种类型的进阶演化。

最早出现的模拟寻呼机，目前已经难觅踪影；

给人们留下深刻记忆的是数字寻呼机和汉字（汉显）寻呼机，品牌包括摩托罗拉和松下、波导等。


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数字寻呼机 ----- 摩托罗拉第一

摩托罗拉是寻呼机最早的品牌拥有者之一，摩托罗拉 BRAVO 数字寻呼机曾经是无数人梦寐以求的奢侈品。


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能够显示呼叫人的电话号码外，数字寻呼机还能显示简单的数字和字母信息，无法显示中文文字。


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呼机像一颗划过夜空的流星，美丽过，风光过，辉煌过。它似乎已从我们的生活中消失了，但他带给我们的快乐和便捷让我们永远不会忘记。


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三、从嫌弃我到喜欢我 ------ 小灵通


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小灵通简介

“小灵通”的学名是无线市话，英文简称 PHS(Personal Handphone System) ，是固定电话业务的延伸。

从定位上来说，是普通百姓享用的通信工具；从技术上说，是一种个人无线接入系统。与移动电话的最大差别：前者无需经过移动交换网，只靠原有的固定电话交换机交换即可；由于兼具手机的无线特性，用户可以拿着便携机在网络覆盖范围之内随意使用，而费用却仅相当于市话费。


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小灵通的起步与发展

“小灵通” 1997 年第一个在浙江余杭开通；实行单向收费，月租费 20元、每分钟资费 0.2元。

信息产业部对它的态度一直偏冷，认为“小灵通”采用的 PHS 技术已经过时，曾先后下文限制它的发展；

2000 年 5 月，信息产业部发文要求各地“小灵通”项目一律暂停，等待评估；


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2000 年 6 月 29日，信息产业部突然下发通知，将“小灵通”定位为“固定电话的补充和延伸”，“小灵通”的生存再亮绿灯；限制“在中小城市发展”，目的则是为了平衡目前我国电信业的格局；

2000 年 12 月起，信息产业部四次下文，要求“小灵通”提价。但各地均未执行；


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2003 年 2 月份以来，小灵通业务在国内大多城市，包括北京、广州等地不断发展开通。历经 5 年的迂回，小灵通的“农村包围城市”策略终于“进城”，使整个移动通信市场格局发生动荡；中国移动、中国联通股价下挫，并领跌港股。

2003 年 3 月 9日，信息产业部部长吴基传向媒体表示，对“小灵通”的政策是“不鼓励不干涉”。


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截止 2003 年 5 月底其用户量已迅速突破 1600万。

2003 年 7 月，小灵通全面放号北京城八区，现有用户破 5万。

2003 年 12 月，我国北方 10省市区“小灵通”实现短信互通；


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见证小灵通的发展历程

2004 年 2 月，小灵通攻克最后一座大城市堂堂正正进上海市区；

2004 年 9 月 27日，中国电信与中国网通实现手机与小灵通短信互通，资费每条 8分和 1.5角。


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小灵通双模手机即将面世双模手机的分类GSM/GSM双卡 GSM/CDMA双模 GSM/PHS双模：一方面能够满足用户降低平均话费的渴望，另一方面也能弥补目前国内小灵通网络覆盖有限的不足，是一种更加符合中国国情现状的产品。目前政策取向是双模小灵通面对的最大危机。

UT 斯达康、中兴、金鹏、朗讯、侨兴、华为等厂家已经推出自己的双模手机，等待政策投放市场。


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GSM/PHS 双模手机

GSM 900/1800MHz ；

PHS 1900MHz


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三、五光“十色” --- 十年手机发展之路


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课堂调查你有没有手机？有没有你购手机，注重手机的什么特性？价格娱乐性实用性品牌外观时尚个性健康你从什么时候开始使用手机？大学高中初中手机的主要用途是什么？通话短信娱乐与朋友联系与父母联系建议：（每天给父母发短信 1条）感恩父母每月话费大约范围？ 25~30元 30~40元 40元以上


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手机发展迅速，使我们难于选择2005年底， 2006 年初，中国成千上万的手机用户，在浩如烟的手机市场中寻觅着自己心仪的机型：

期待 2006 年的 3G，举棋不定者有之；手机是音乐重要，还是拍照功能重要？在 26万色与 1600万色之间徘徊在滑盖与超薄造型之间犹豫 ……你心中是否还能忆起十年前手机市场的情形？

回顾一下中国第一款！


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模拟时代：摩托罗拉 3200电话号码以 9 开头（中国模拟移动）

从 1987 年开始运营 900MHz 2001 年 12 月 31日后关闭模拟移动电话网

334×67×43mm

520 克


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220 克130×49×24毫米适用于 900MHz的 GSM数字网络


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第一款支持中文的手机 CD928+

210 克122×54×22毫米香槟色、银河灰、雅典黑三种

在手机中文化的过程当中， CD928+是当之无愧的“功臣”。


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第一款蓝色背光手机

诺基亚 8250


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第一款彩色屏幕手机 T68

“精彩画面，手中重现”256色


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第一款 1600万色屏幕手机松下 VS2 。


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第一款国内上市拍照手机诺基亚 7650

滑盖彩屏摄像头


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第一款播放MP3并支持存储卡的手机

西门子 6688

自从手机带有 MP3 功能以后，手机内存越来越重要


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内置蓝牙第一款：爱立信 T39mc

蓝牙是一种无线传输技术


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双频手机诺基亚 N6150

在 900MHz和 1800MHz两种网络间自动选择最佳最通畅的服务信道并自动切换避免了掉话现象信号较弱，也能有较好的通话质量。


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三频第一款：摩托罗拉 L2000 在 GSM 900/1800MHz的基础上增加了北美 PCS 1800MHz的工作频率对于大众消费来说，有点“哗众取宠” ，但它能让频繁往返于中美的商务人士充分领悟什么叫全球漫游。


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双模 /双待手机

LGKW820


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WAP 第一款：诺基亚 7110

无线应用协议Wireless Application Protocol沟通无线通信网和 Internet的桥梁

141 克

125 ×53 ×24 mm


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支持WWW 第一款：诺基亚 9000

集手机、电脑为一体的个人通讯器，可拔号上网，接发传真、电子邮件，访问互联网

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