洞悉物联网发展1000问之为什么移动通信技术发展

采集侠 2019-05-15 16:04:50 200

洞悉物联网发展1000问之为什么移动通信技术发展

十年三代技术,为什么移动通信发展这么快?

2009年1月7日,我国决定发放三张3G牌照。2014年,我国又发放了4G牌照。2019年将发放5G牌照。为什么十年间就从3G迅速跨越到5G通信技术?这其中的内在动力是什么呢?

先看看移动通信的百年发展历程是怎样的?

自从19世纪末马可尼发现无线电波远距传输信息的作用后,人类才能摆脱有线固定通信电线的束缚,1899年11月美国“圣保罗”号邮船在向东行驶时,收到了从150公里外的怀特岛发来的无线电报,莫尔斯电码的嘀嘀嗒嗒声象婴儿呱呱落地的第一声啼声,向世人宣告一个新生事物——“移动通信”诞生了。

1900年1月23日在波罗的?;舾窭嫉焊浇囊蝗河瞿延婷?,通过无线电呼叫而得救,移动通信第一次在海上证明了它对人类的价值。

紧接着1901年英国蒸汽机车装载了第一部陆地移动电台。

1903年底莱特驾驶自己的飞行器,开创了航空新领域,飞机更需要通信来保证飞行,于是移动通信这个二十世纪的同龄人便相继在海、陆、空起步了。

在1947年,贝尔实验室的科学家利用超短波只能视距传播的制约,逆向思维提出了蜂窝通信的概念,解决了频率复用、覆盖扩展两个问题,为广大百姓应用奠定了技术基础。

又过了30年贝尔实验室才于1978年研制出先进移动电话系统(Advanced Mobile Phone Service,AMPS),1G得以面市。

到1985年美、日、英、法、北欧相继生产了基于蜂窝通信概念的8种大同小异的FDMA模拟移动电话1G系统,各个国家的实践表明将无线电从为小数人服务扩展到为广大公众服务是可行的。

移动通信近30年间从1G到4G所历经的4代构成:

1G:第一代的AMPS、TACS、NMT等8种标准都是基于频分多址(FDMA)技术,主要解决了公众模拟话音通信。

2G:第二代的DAMPS、GSM、JDC等3种标准基于时分多址(TDMA)技术,主要解决了公众数字话音通信与低速数据通信。随后又出现CDMA第4种标准。

3G:第三代的WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA等3种主流标准也就基于码分多址(CDMA)技术,主要解决公众高速数据通信。临末了又挤进了WiMAX第4种标准。

4G:第四代的LTE-FDD和TD-LTE及WiMAX等3种标准;都是基于正交频分多址(OFDMA)技术,由于WiMAX无人采用实际只有2种。

洞悉物联网发展1000问之为什么移动通信技术发展

当初没有谁料到1996年后互联网会发展如此迅猛,因此,欧美标准根本就没有考虑适应互联网的要求,这样3G便处于一种高不成低不就的尴尬状态。而且WCDMA和cdma2000都存在不适应互联网非对称业务的致命弱点,以致到2005年日本、欧洲运营商都发展缓慢、经营困难、甚至巨额亏损,欧美的3G商用一再延期。

这就迫使WCDMA标准不得不修改升级,于是产生了3.5G的高速下行分组数据接入HSPA标准,这才获得发展。

中国TD-SCDMA严格说是为移动互联网需求而诞生。TD-SCDMA标准是采用时分双工TDD,以S开头的智能天线(smart antenna)、软件无线电(softradio) 和上行链路同步(synchronisation)3项关键专利技术综合开发成的CDMA移动通信系统。

通过实践证实TD-S具有适于移动互联网需求的下列技术优势:

第一,采用TDD技术,它利用了语音通信的特点,当一方讲话时对方都是在听,因此只用一个下行的路,上行的路是空闲的;还有互联网非对称业务的特点,从网上下载的远远多于发给网上的,因此也是下行路忙,上行路闲;只要一个频段,按需分配上行或下行的时间。所以TD有它节约频谱的天然优势,符合移动互联网发展方向。

第二,采用智能天线,可降低发射功率,减少多址干扰,提高系统容量;采用接力切换,可克服软切换大量占用资源的缺点;采用TDD,不要双工器,可简化射频电路,系统设备和手机成本较低。

第三采用软件无线电,更易实现多制式基站和多模终端,系统易于升级换代,通过TD/GSM双模终端可适应二网一体化的要求。

TD-S不但能够大范围覆盖、高速移动和高速数据,适于独立组网,而且具有频谱效率高、适合非对称业务、性价比高、适于2G网络过渡和技术升级等突出优势。从而在公众移动通信领域迈入移动互联网探寻了一条新路。从而TDD体制为后续4G/5G的TD-LTE奠定了技术基础与产业基础。

智能天线使用光纤拉远技术解决了9根天线阵与27条馈送电缆的工程困扰,为后续4G/5G采用MIMO(Multi-In Multi-Out 多输入-多输出)天线技术创造了条件。

软件无线电为后续5G的SDN(Software Defined Network软件定义网络)、NFV(Network Function Virtual网络功能虚拟化)技术开了先河。

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