移动通信发展历史与展望

信 息 安 全 技 术 移 动 通 信 的 发 展 历 程 与趋 势2017/11/14 信 息 安 全 技 术移 动 通 信 的 技术 发 展 移 动 通 信 的 发展 历 程未 来 移 动 通 信 的 展 望 信 息 安 全 技 术 我 国 移 动 通 信 的 发 展 史n 1987年 11月 18日 第 一 个 TACS模 拟 蜂 窝 移 动 电 话 系 统 在 广 东 省 建 成并 投 入 商 用 。 n 1994年 3月 26日 邮 电 部 移 动 通 信 局 成 立 。n 1994年 12月 底 广 东 首 先 开 通 了 GSM数 字 移 动 电 话 网 。n 1995年 4月 中 国 移 动 在 全 国 15个 省 市 也 相 继 建 网 ， GSM数 字 移 动 电话 网 正 式 开 通 。n 2001年 7月 9日 中 国 移 动 通 信 GPRS(2.5G)系 统 投 入 试 商 用 。n 2002年 5月 17日 中 国 移 动 通 信 GPRS业 务 正 式 投 入 商 用 。n 2002年 10月 1日 中 国 移 动 通 信 彩 信 (MMS)业 务 正 式 商 用 。 n 2003年 7月 我 国 移 动 通 信 网 络 的 规 模 和 用 户 总 量 均 居 世 界 第 一 ， 手机 产 量 约 占 全 球 的 1/3， 已 成 为 名 副 其 实 的 手 机 生 产 大 国 。n 2009年 4月 1日 ， 中 国 移 动 TD-SCDMA业 务 正 式 商 用 ； 正 式 进 入 3G时 代 。n 2013年 12月 ， 中 国 移 动 4G业 务 覆 盖 广 泛 ， 正 式 宣 布 进 入 4时 代 。 信 息 安 全 技 术 我 国 移 动 通 信 的 发 展 历 程l第 一 代 ： 蜂 窝 移 动 通 信 系 统 的 发 展 20世 纪70年 代 后 期 至 80年 代 初 期l第 二 代 ： 移 动 通 信 （ 2G） 系 统 20世 纪 90年代 末 至 21世 纪 初l第 三 代 ： 移 动 通 信 （ 3G） 系 统 20世 纪 90年代 末 开 始 是 第 三 代 移 动 通 信 技 术 （ 3G） 发 展和 应 用 阶 段 它 被 称 为 IMT-2000国 际 移 动 通信 系 统l第 四 代 ： 移 动 通 信 （ 4G） 系 统 20世 纪 90年 代 末 至 21世 纪 初20世 纪 是 现 代 移 动 通 信 技 术 发 展 的 蓬 勃 时 期 。随 着 各 种 新 技 术 的 发 展 和 应 用 将 推 动 下 一 代的 移 动 通 信 的 不 断 向 前 迈 进 。 v4 信 息 安 全 技 术 移 动 通 信 的 技 术 发 展第 一 代 移 动 通 信 （ 模 拟蜂 窝 ） 系 统特 点 ： 模 拟 话 音 传 输 频 带 范 围 ： 450MHz， 900MHz附 近 各 系 统 没 有 公 共 接 口 频 率 利 用 率 低 无 法 与 固 定 网 迅 速 向 数 字 化 推进 相 适 应 ， 数 据 承 载 业 务 很 难 展开 第 二 代 移 动 通 信 （ 数 字蜂 窝 ） 系 统GSM系 统 特 点 ： 频 带 利 用 率 高 、 容 量大 话 音 质 量 高 开 放 接 口 安 全 性 高 漫 游 15年 ， 全 球 诸 多 GSM网 络 运营 商 ， 已 经 将 2017年 确 定 为关 闭 GSM网 络 的 年 份 信 息 安 全 技 术 第 三 代 移 动 通 信 系 统 （3G） W-CDMA（ 联 通 ） CDMA2000（ 电 信） TD-SCDMA（ 移 动） 第 四 代 移 动 通 信 系 统 （4G）宽 带 接 入 IP系 统 数 据 率 要 超 过 UMTS， 即 从 2Mb/s提 高 到100Mb/s采 用 时 分 多址 、 控 制 功 率 发 射 、跳 频 、 不 连 续 发 射 、移 动 辅 助 切 换 等 技 术 ;能 提 供 150Mb/s的 高质 量 的 影 像 服 务 信 息 安 全 技 术 1G蜂 窝 移 动 通 信第 一 代 移 动 通 信 技 术 （ 1G） 是 指 最 初 的 模 拟 、 仅限 语 音 的 蜂 窝 电 话 标 准 。 主 要 技 术 ： 主 要 采 用 的 是 模 拟 技 术 和 频 分 多 址(FDMA)技 术 。代 表 系 统 ： 移 动 电 话 系 统 （ AMPS） ， 全 球 接 入通 信 系 统 （ TACS） 主 要 缺 陷 ： (1) 模 拟 移 动 通 信 系 统 制 式 复 杂 ,不 易实 现 国 际 漫 游 。 (2) 模 拟 移 动 通 信 系 统 不 能 提 供综 合 业 务 数 字 网 (ISDN)业 务 ,而 通 信 网 的 发 展 趋 势最 终 将 向 ISDN过 渡 。 因 此 随 着 非 话 业 务 的 发 展 ,综 合 业 务 数 字 网 逐 步 投 入 使 用 ,对 移 动 通 信 领 域 数字 化 要 求 越 来 越 迫 切 。 (3) 模 拟 移 动 通 信 系 统 设 备价 钱 高 ,手 机 体 积 大 ,电 池 充 电 后 有 效 工 作 时 间 短 , 目 前 只 能 持 续 工 作 8小 时 ,给 用 户 带 来 不 便 。 （ 4） 模 拟 移 动 通 信 系 统 用 户 容 量 受 限 制 ,在 人 口 密 度很 大 的 城 市 ,系 统 扩 容 困 难 信 息 安 全 技 术 1G产 品 的 出 现 及 应 用摩 托 罗 拉 3200 、 8900 “大 哥 大 ” 与 “ 大 砖 头” 的 诞 生模 拟 移 动 电 话 时 代 手机 的 功 能 往 往 仅 仅 只是 局 限 于 通 话 功 能 ，而 且 受 到 技 术 、 材 料各 方 面 的 限 制 ， 款 式上 相 当 单 一 ， 缺 乏 变化 ， 大 可 称 为 手 机 的史 前 时 代 。 信 息 安 全 技 术 2G（ GSM） 数 字 蜂 窝 移 动 通 信X第 二 代 移 动 通 信 主 要 业 务 是 语 音 ， 其 主 特 性 是 提供 数 字 化 的 话 音 业 务 及 低 速 数 据 业 务 。X数 字 蜂 窝 移 动 通 信 系 统 （ 2G） 主 要 采 用 的 是 数 字的 GSM和 码 分 多 址 （ 窄 带 CDMA） 技 术 。 另 外 还 有控 制 功 率 发 射 、 跳 频 、 不 连 续 发 射 、 移 动 辅 助 切 换等 技 术 ;X主 要 特 点 ： 第 二 代 移 动 通 信 系 统 采 用 了 数 字 化 ，具 有 保 密 性 强 ， 频 谱 利 用 率 高 ， 能 提 供 丰 富 的 业 务， 标 准 化 程 度 高 并 为 用 户 提 供 无 缝 的 国 际 漫 游 。 使得 移 动 通 信 得 到 了 空 前 的 发 展 ， 从 过 去 的 补 充 地 位跃 居 通 信 的 主 导 地 位 。GSM是 数 字 蜂 窝 技 术 的 一 种 标 准 ， 也 称 全 球 数 字移 动 通 信 系 统 。 GSM标 准 包 括 GSM 900MHz、 DCS1800及 PCS1900三 个 频 段 的 使 用 规 范 ; 信 息 安 全 技 术 2G产 品 的 产生 与 广 泛 应用尽 管 2G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 己接 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 信 息 安 全 技 术 3G移 动 通 信 系 统主 要 技 术 标 准 有 三 种 ： 欧 洲 的 WCDMA宽 带 码 分多 址 系 统 、 美 国 的 CDMA2000系 统 和 中 国 的 TD-SCDMA系 统主 要 特 点 ： （ 1） 具 有 全 球 范 围 设 计 的 ， 与 固 定 网络 业 务 及 用 户 互 连 ， 无 线 接 口 的 类 型 尽 可 能 少 和高 度 兼 容 性 ； （ 2） 具 有 与 固 定 通 信 网 络 相 比 拟的 高 话 音 质 量 和 高 安 全 性 ； （ 3） 具 有 在 本 地 采用 2Mb/s高 速 率 接 入 和 在 广 域 网 采 用 384kb/s接 入速 率 的 数 据 率 分 段 使 用 功 能 ； （ 4） 具 有 在 2GHz左 右 的 高 效 频 谱 利 用 率 ， 且 能 最 大 程 度 地 利 用 有限 带 宽 ； （ 5） 移 动 终 端 可 连 接 地 面 网 和 卫 星 网， 可 移 动 使 用 和 固 定 使 用 ， 可 与 卫 星 业 务 共 存 和 互 连 ； （ 6） 语 音 只 占 移 动 通 信 业 务 的 一 部 分 ， 大部 分 业 务 是 非 话 数 据 和 视 频 信 息 ； （ 7） 具 有 根据 数 据 量 、 服 务 质 量 和 使 用 时 间 为 收 费 参 数 ， 而不 是 以 距 离 为 收 费 参 数 的 新 收 费 机 制 （ 8） ） 手 机体 积 小 、 重 量 轻 ， 具 有 真 正 的 全 球 漫 游 能 力 ； 信 息 安 全 技 术 3G产 品 的 广 泛应 用3G手 机 支 持 高 质 量 的 话 音， 分 组 数 据 ， 多 媒 体 业 务和 多 用 户 速 率 通 讯 ， 将 大大 扩 展 手 机 通 讯 的 内 涵 。而 且 第 三 代 与 前 两 代 的 主要 区 别 是 在 传 输 声 音 和 数据 的 速 度 上 的 提 升 ， 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 信 息 安 全 技 术 4G移 动 通 信 系 统发 展 背 景 ： 满 足 第 三 代 移 动 通 信 尚 不 能 达 到 的 在 覆 盖 、 质 量 、造 价 上 支 持 的 高 速 数 据 和 高 分 辨 率 多 媒 体 服 务 的 需要 。 广 带 无 线 局 域 网 (WLAN)应 能 与 B-ISDN和 ATM兼 容 ， 实 现 广 带 多 媒 体 通 信 ， 并 形 成 综 合 广 带 通 信网 (IBCN)。虽 然 3G较 之 2G可 以 提 供 更 大 容 量 、 更 加 的 通 信 质量 并 且 支 持 多 媒 体 应 用 ， 但 是 随 着 人 们 对 3G技 术 及其 应 用 研 究 的 不 断 深 入 ， 3G技 术 在 支 持 IP多 媒 体 业务 、 提 高 频 谱 利 用 率 以 及 资 源 综 合 优 化 等 方 面 的 局限 性 也 渐 露 端 倪 ， 推 动 了 第 四 代 移 动 通 信 系 统 的 产生 。 信 息 安 全 技 术 4G移 动 通 信 系 统核 心 技 术1、 接 入 方 式 和 多 址 方 案 ， （ 正 交 频 分 复 用 ） 是 一 种无 线 环 境 下 的 高 速 传 输 技 术2、 智 能 天 线 技 术 ,智 能 天 线 具 有 抑 制 信 号 干 扰 、 自动 跟 踪 以 及 数 字 波 束 调 节 等 智 能 功 能 ， 被 认 为 是 未来 移 动 通 信 的 关 键 技 术3、 MIMO（ Multiple-Input Multiple-Output） 多 输 入多 输 出 技 术 是 指 利 用 多 发 射 、 多 接 收 天 线 进 行 空 间分 集 的 技 术 ， 它 采 用 的 是 分 立 式 多 天 线 ， 能 够 有 效的 将 通 信 链 路 分 解 成 为 许 多 并 行 的 子 信 道 ， 从 而 大大 提 高 容 量4、 基 于 IP的 核 心 网 ， 移 动 通 信 系 统 的 核 心 网 是 一 个基 于 全 IP的 网 络 ， 同 已 有 的 移 动 网 络 相 比 具 有 根 本 性 的 优 点 ， 即 ： 可 以 实 现 不 同 网 络 间 的 无 缝 互 联 。 信 息 安 全 技 术 4G移 动 通 信 系 统 第 四 代 移 动 通 信 系 统 是 多 功 能 集 成 的 宽 带 移 动 通 信系 统 ， 在 业 务 上 、 功 能 上 、 频 带 上 都 与 第 三 代 系 统不 同 ， 会 在 不 同 的 固 定 和 无 线 平 台 及 跨 越 不 同 频 带的 网 络 运 行 中 提 供 无 线 服 务 ， 比 第 三 代 移 动 通 信 更接 近 于 个 人 通 信 。 第 四 代 移 动 通 信 技 术 可 把 上 网 速度 提 高 到 超 过 第 三 代 移 动 技 术 50倍 ， 可 实 现 三 维 图像 高 质 量 传 输 。支 持 交 互 式 多 媒 体 业 务 ， 如 视 频 会 议 、 无 线 因 特 网等 ， 提 供 更 广 泛 的 服 务 和 应 用 。 4G系 统 可 以 自 动 管理 、 动 态 改 变 自 己 的 结 构 以 满 足 系 统 变 化 和 发 展 的要 求 。 用 户 可 能 使 用 各 种 各 样 的 移 动 设 备 接 入 到 4G系 统 中 ， 各 种 不 同 的 接 入 系 统 结 合 成 一 个 公 共 的 平 台 ， 它 们 互 相 补 充 、 互 相 协 作 以 满 足 不 同 的 业 务 的要 求 ， 移 动 网 络 服 务 趋 于 多 样 化 ， 最 终 会 演 变 为 社会 上 多 行 业 、 多 部 门 、 多 系 统 与 人 们 沟 通 的 桥 梁 信 息 安 全 技 术 4G产 品 的 广 泛 应 用 及 其 影 响v4G通 信 技 术 是 以 传 统 通 信 技 术 为 基 础， 通 过 采 用 一 些 新 通 信 技 术 增 强 无 线 通 信能 力 ， 满 足 了 用 户 对 移 动 网 络 浏 览 、 下 载越 来 越 高 的 要 求 。v相 比 现 在 已 经 商 用 的 3G技 术 ， 4G通 信 技 术 有着 如 下 的 优 点 ： 传 输 速 度 更 高 。v4G技 术 最 受 欢 迎 的 原 因 是 它 具 有 更 快 的 数 据 传 输 速 率 ， 4G移 动 通 信 系 统 的 上 传 、 下 载 速 度远 超 过 目 前 的 3G系 统 。 信 息 安 全 技 术 展 望 5G移 动 通 信 系 统v1.频 谱 利 用 率 高v在 5G移 动 通 信 技 术 中 ， 高 频 段 的 频 谱 资 源 将 被 应 用 的 更 为 广 泛 ， 但 是在 目 前 科 技 水 平 条 件 下 ， 由 于 会 受 到 高 频 段 无 线 电 波 的 穿 透 能 力 影 响 ， 高频 段 频 谱 资 源 的 利 用 效 率 还 是 会 受 到 某 种 程 度 的 限 制 ， 但 这 不 会 影 响 光 载无 线 组 网 、 有 线 与 无 线 宽 带 技 术 的 融 合 等 技 术 的 普 遍 应 用 。v1.频 谱 利 用 率 高v在 5G移 动 通 信 技 术 中 ， 高 频 段 的 频 谱 资 源 将 被 应 用 的 更 为 广 泛 ， 但 是 在 目 前 科 技 水 平 条 件 下， 由 于 会 受 到 高 频 段 无 线 电 波 的 穿 透 能 力 影 响 ， 高 频 段 频 谱 资 源 的 利 用 效 率 还 是 会 受 到 某 种 程 度的 限 制 ， 但 这 不 会 影 响 光 载 无 线 组 网 、 有 线 与 无 线 宽 带 技 术 的 融 合 等 技 术 的 普 遍 应 用 。v2.通 信 系 统 性 能 有 很 大 提 高v传 统 的 通 信 系 统 理 念 ， 是 将 信 息 编 译 码 、 点 点 之 间 的 物 理 层 面 传 输 等 技 术 作 为 核 心 目 标 ， 而5G移 动 通 信 技 术 的 不 同 之 处 在 于 ， 它 将 更 加 广 泛 的 多 点 、 多 天 线 、 多 用 户 、 多 小 区 的 相 互 协 作 、相 互 组 网 作 为 重 点 的 研 究 突 破 点 ， 以 大 幅 度 提 高 通 信 系 统 的 性 能 。v3.能 耗 和 运 营 成 本 降 低v5G无 线 网 络 的 “ 软 ” 配 置 设 计 ， 将 是 未 来 该 技 术 的 重 要 研 究 、 探 索 方 向 ， 网 络 资 源 可 以 由 运 营 商 根 据 动 态 的 业 务 流 量 变 化 而 实 时 调 整 ， 这 样 ， 可 以 有 效 降 低 能 耗 和 网 络 资 源 运 营 成 本 。 是 人们 上 网 的 费 用 更 低 。 信 息 安 全 技 术