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从2G到4G/从GSM到WiMAX 通信名词知多少

 摘自:中关村在线   发表日期: 2008-4-23 9:26:32
 
   有不少网友们反映,在中关村在线手机频道最近的文章中,出现了很多通信专业名词,虽然对这些名词有一个大概的了解,但是对于很多东西的概念还是比较模糊。今天,中关村在线手机频道应广大读者朋友们的要求和需要,为大家带来一篇专门解释常见通信专业用语的文章,希望能够给读者朋友们带来一定的帮助,文中如果出现了不准确的地方还请广大的读者朋友们批评、指正。

2G/2.5G/3G/4G

·2G

    2G是second-generation wireless telephone technology的缩写,即第二代无线通信技术,不同于第一代的模拟信号,2G技术已经开始使用数字信号传送音频或其他数据了。2G基于multiplexing多路技术而包含两个分支,一种是TDMA时分多址技术,另一个是CDMA码分多址技术。

    在世界范围内,2G主要包含5个标准:

  ·GSM:基于TDMA技术建立,起源于欧洲,是全球使用范围最广的网络;
  ·iDEN:基于TDMA技术建立,目前主要有两个iDEN网络,分别由美国的Nextel运营以及加拿大的Telus Mobility运营。
  ·IS-136:基于TDMA技术建立,也就是通常所说的D-AMPS网络,在美国有运营商建网。
  ·IS-95:基于CDMA技术建立,也就是通常所说的CDMA ONE网络,主要在美国以及亚洲部分国家或地区使用。
  ·PDC:基于TDMA技术建立,仅在日本地区使用。

·2.5G

    2.5G是一种处于2G到3G的过渡阶段的通信技术,“2.5G”并不像“2G”、“3G”那样属于官方定义,只是一种为了细分2G通信技术的一种非官方的说法。通常我们所说的2.5G就是指GSM网络下的GPRS、EDGE技术以及CDMA网络下的CDMA2000 1x-RTT标准。(CDMA2000实际上有两个发展阶段,前一阶段为2G的1x-RTT标准,后一阶段为3G的EV-DO标准)。

    也有人将数据传输速率比GPRS快的EDGE或者CDMA2000 1x-RTT列入2.75G的行列。当然了,这也是一个非官方的定义。

·3G


    3G便是现在如日中天的第三代移动(无线)通信技术,为了实现通信技术在全球范围内的交流、合作、通用化、统一化,国际电信联盟建立了规范3G技术的全球通用标准——IMT-2000。

    目前,世界上主要有以下几种3G标准:

  ·WCDMA:即Wideband Code Division Multiple Access,宽频码分多址技术,目前日本的FOMA系统和欧洲的UMTS系统均使用了这种技术。
  ·CDMA2000:这里指的是CDMA2000的第二个阶段——EV-DO,详见本文后面的内容。
  ·TD-SCDMA:中国自主知识产权的3G标准。 
  ·WiMAX:详见本文后面的内容。

·4G

    4G是未来的第四代移动通信技术的统称,目前还没有任何正式的标准或技术诞生。

GSM

·GSM简介:

    GSM全称Global System for Mobile Communications,中文通常译为全球移动通信系统,是一种最早在欧洲开始使用的移动通信网络技术标准,也就是我们熟知的2G(2nd generation,第二代)网络。GSM最大的特点就是它是全世界最为流行的通信标准,经过专门机构的调查估算,世界上有82%的手机在使用GSM网络,使用者来自全球212个国家,总人数超过了2亿人。(以上均为2007年1月份数据)

·GSM历史:

    1982年,CEPT组织(European Conference of Postal and Telecommunications Administrations,欧洲邮政电信管理会议)建立了Groupe Spécial Mobile(Global System for Mobile Communications的前身)以研发出一种可以在全欧洲使用的移动通信系统。

    1987年,欧洲13个国家签订了一份谅解备忘录,决定合作在欧洲开发统一标准的移动通信网络。

    1989年,GSM的开发重任被交到了ETSI(European Telecommunications Standards Institute,欧洲电信标准协会)肩上,一年后,第一阶段的GSM标准被公布于世。

    1991年3月27日,世界上第一个GSM网络在芬兰由Radiolinja(芬兰通信运营商,成立于1988年)建立。经过两年的发展,1993年,全球就已经有48个国家的70个通信运营商建立了自己的GSM标准的移动通信网络。

·GSM技术简介:


    GSM网络是通过手机用户的SIM卡对使用者进行自动搜索、识别的。SIM卡全称Subscriber Identity Module(用户识别模块),是一块可以录入用户信息(如电话薄联系人)的芯片。在GSM网络完成对SIM卡的搜索识别后,就会将使用者的手机连通到网络,和其他用户进行语音通话或者SMS文本短信的收发。

    GSM采用了多种语音编码,可以将采样率为3.1 KHz的音频压缩到比特率为5.6 Kbps—13Kbps的范围之内,从而实现同步语音传输。1997年,GSM标准有了新的发展——GPRS(General Packet Radio Service)技术被融入到GSM网络中,实现了信息包的传输,使用手机上网和收发彩信渐渐成为了一种大的发展趋势。1999年,更高速的信息传输技术又在GSM、GPRS的基础上诞生了,这就是我们所说的EDGE——Enhanced Data Rates for GSM Evolution。

CDMA

·CDMA简介

    CDMA是Code Division Multiple Access缩写,也就是我们所说的码分多址接入。为了简单理解CDMA技术,我们可以做一个这样的比喻:在一个房间中有数个人,彼此需要互相交流但是又不能够混淆身份,因此可以让人们排起队来,按照顺序向想要交谈的人发言,这就是CDMA的time division时分技术。或者每个人都面向各自的交谈对象,以区分谁和谁正在交谈,这就是CDMA的frequency division频分技术。CDMA主要就是通过时分和频分来实现多用户在同一频段的身份识别和相互抗干扰的。

·CDMA历史

    提起CDMA,最早我们可能要追溯到第二次世界大战期间了,当时研究码分多址技术的初衷是为了在战争中防止敌方对己方的通讯干扰,后来经过长期的发展,最终由美国的高通公司引入商用/民用网络。1995年,第一个商用/民用CDMA网络成功运行,之后迅速在美洲和亚洲地区得到推广。中国的CDMA网络目前由中国联通运营。

·CDMA技术特点


    CDMA技术的原理是基于扩频技术,即将需传送的具有一定信号带宽信息数据,用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信。

    作为一种扩频技术,CDMA具有较强的抗干扰能力,这也是当初CDMA技术诞生的本来原因,是CDMA网络的一个基本特点。在数据传输方面,CDMA可以实现宽带传输,信号抗衰落能力很强。对于通信运营商来说,CDMA技术自身的特点决定了CDMA频率的利用率很高,因此在频段规划方面十分省时省力,这就是为什么我们会经常看到CDMA一频手机,而不想普通GSM手机那样,至少支持两个频段。

    CDMA技术还具有很多优点,因此由国际电信联盟(ITU)制定的IMT-2000中载入的全球3G标准大多是基于CDMA码分多址技术建立的,比如Wide-CDMA(WCDMA)、CDMA2000以及中国自主知识产权的TD-SCDMA。

    相信,CDMA技术在未来的通信网络更新换代中还会发挥着更为巨大的作用。

HSPA

·综述

    HSPA是High-Speed Packet Access的缩写,意思可以译为高速数据信息包接入/存取技术,HSPA是一种建立在UMTS基础之上,对现存UMTS进行扩展和改进的通讯协议,因此我们还是先来简单介绍一下UMTS网络吧。

·UMTS

    UMTS全称Universal Mobile Telecommunications System,即环球移动通信系统,属于第三代通信技术(3G)的一种,而且未来很可能会在UMTS的基础上发展出第四代通信网络。

    UMTS是由3GPP组织(3rd Generation Partnership Project,第三代通信技术合作计划,成立于1998年)提出的,实际上就是国际电信联盟(ITU——International Telecommunication UnionITU)的IMT-2000(第三代通信技术全球通用标准)标准在欧洲范围内的体现,UMTS协议使用的是Wideband-CDMA网络(即WCDMA),因此我们可以将UMTS简单等同于WCDMA。

·HSPA简介


    回到HSPA上面来,HSPA目前包括两种技术规范,一种是常见的HSDPA技术,即High-Speed Downlink Packet Access,用于实现高速下行数据传输,另一种是近两年将会迅速发展的HSUPA——High Speed Uplink Packet Access,用于实现高速上行数据传输。

·HSDPA简介

    HSDPA理论上可以提供14.4Mbps的下行峰值速率,在上行速率方面,最多只能达到384Kbps。

    由于HSPA是建立在UMTS 3G标准之上的,因此也有人称其中的HSDPA为第3.5代通信系统。目前,全球90个国家一共建立了211个HSDPA网络,为使用者提供了理论下行速率峰值为3.6Mbps或者更高的7.2Mbps的高速网络。

·HSUPA简介

    HSUPA的出现满足了那些对上传速度有着很高要求的用户们,与HSDPA共同构成了完整的HSPA技术。HSUPA可以提供高达5.76Mbps的理论上传峰值速率,目前,全球各地已经建立了HSUPA网络的通信运营商基本上都可以为支持HSUPA技术的手机终端提供1.5—2.0Mbps的上传峰值速率。

EV-DO/LTE/HSOPA/WiMAX

·EV-DO

    EV-DO是Evolution-Data only的缩写,是一种3G宽带数据传输标准,属于CDMA2000规范的大家族。CDMA2000最初在2.5G通信时代使用的是1xRTT技术,进入3G通信时代以后,CDMA2000家族中诞生了一位新成员——EV-DO。

    EV-DO最早由美国的高通公司提出,并于1999年正式发布,当时是为了满足国际电信联盟制定的IMT-2000全球通用3G标准。目前EV-DO网络主要在美国使用,能够为使用者提供3.1Mbps的理论下行峰值速率以及1.8Mbps的理论上行峰值速率。

·LTE


    LTE的全称为Long Term Evolution,是3GGP组织对于3G网络的一项长期发展、演进计划,LTE在未来可以提供远远超过现有任何3G网络的数据传输速率,被看作是在3G向4G过渡的过程中的最重要的技术标准。目前,全球各大通信运营商都在积极准备LTE网络的建设,例如我们曾经在前两天的文章中报道过,著名的通信运营商Vodafone公司预计将在2011年以后全面启动LTE网络,而诺基亚、索尼爱立信等世界七大知名通信企业也已经达成了关于构建LTE知识产权许可框架的协议。

·HSOPA

    HSOPA全称High Speed OFDM Packet Access,OFDM就是Orthogonal Frequency-Division Multiplexing的缩写,即正交频分复用技术,也有人降其译为直交频分多路技术,其主要思想是:将信道分成若干正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制到在每个子信道上进行传输。由于OFDM是一种设计思路完全不同于CDMA的数据传输协议,因此HSOPA不像HSDPA和HSUPA那样基于WCDMA技术而建立,因此也就不属于HSPA家族的成员了。

    HSOPA是3GPP提出的LTE计划的一部分,又被称为Super 3G,理论上讲可以提供最高100Mbps的下行峰值速率以及50Mbps的上行峰值速率,远远高于HSPA技术。目前,HSOPA正在研发之中。

·WiMAX

    WiMAX的全称是Worldwide Interoperability for Microwave Access全球互动式微波接入,是一种全新的多方式长距离无线数据传输标准,可以实现点对点数据传输以及移动电话接入式数据传输。WiMAX基于IEEE 802.16标准,也就是我们常说的WirelessMAN。WiMAX标准是由WiMAX论坛建立的。WiMAX论坛成立于2001年六月,致力于WiMAX标准的全球通用化以及WiMAX研发合作。WiMAX是国际电信联盟IMT-2000全球3G标准的新成员,与WCDMA、CDMA2000(第二阶段)、TD-SCDMA一样,同属于官方认证的第三代通信技术。 




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