2G,3G与4G技术相关技术介绍

一.    通讯技术的分类
第一代移动电话技术:模拟技术,常见于”大哥大”。
第二代移动电话技术(2G):GSM,CDMA
第三代移动电话技术(3G):CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA
第四代移动电话技术(4G):LTE

二.    2G技术
GSM:当前应用最为广泛的移动电话标准。2015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。之所以关闭GSM等2G网络,是将无线电频率资源腾出,用于建设4G以及未来的5G网络。
CDMA:美国高通推出,有2代、2.5代和3代技术。主要应用在美国及加拿大。CDMA是移动通信技术的发展方向。在2G阶段,CDMA增强型IS95A与GSM在技术体制上处于同一代产品,提供大致相同的业务。
3GPP:一个电信标准组织,其目标是:
1.制定详细的下一代移动通讯网(3G)规范。
          2.维护和开发GSM规范。

三.3G技术

在CDMA的基础上,诞生了三种3G标准:CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA。
CDMA2000:cdma2000是在CDMA框架下的一个技术标准。美国高通主导,这套系统是从窄频CDMA One数字标准衍生出来的,可以从原有的CDMA One结构直接升级到3G,建设成本低廉。但目前使用CDMA的地区只有日、韩、北美和中国,所以相对于WCDMA来说,CDMA2000的适用范围要小些,使用者和支持者也要少些。不过CDMA2000的研发技术却是目前3G各标准中进度最快的,许多3G手机已经率先面世。
WCDMA:欧洲和日本主导,基于码分多址技术,都使用了美国高通(Qualcomm)的部分专利技术,但是已经尽可能地避开了高通专利。WCDMA向下兼容的GSM网络,所以在3G的覆盖率上,WCDMA是最高的。
TD-SCDMA:时分同步码分多址技术,中国制定的3G标准。西门子,大唐电信。主要在中国实用,由中国移动主导。

四.4G技术
只有升级版的LTE Advanced才满足国际电信联盟对4G的要求。
LTE是基于OFDMA技术、由3GPP组织制定的全球通用标准,包括FDD和TDD两种模式用于成对频谱和非成对频谱。LTE-FDD,LTE-TDD,在中国,LTE-TDD简称TD-LTE。全球主流的通讯技术是LTE-FDD。
中国工信部于2013年12月4日向中国移动、中国电信和中国联通颁发“LTE/第四代数字蜂窝移动通信业务(TD-LTE)”经营许可。中国移动获得130MHz频谱资源,分别为1880 -1900 MHz、2320-2370 MHz、2575-2635 MHz;中国联通获得40MHz频谱资源,分别为2300-2320 MHz、2555-2575 MHz;中国电信获得40MHz频谱资源,分别为2370-2390 MHz、2635-2655 MHz。
五.移动核心网
电路域:承载语音类业务
分组域:主要是数据业务。
分为2G,3G,4G的组网系统。
2G的组网:GSM、GPRS、CDMA(IS95)。中国移动和中国联通2G网络采用了GSM和GPRS核心网技术。CDMA是美国及加拿大的组网技术。
3G的组网:包括WCDMA和cdma2000技术,WCDMA基于GSM/GPRS网络的演进。中国移动3G网络采用TD-SCDMA标准,而TD-SCDMA则采用WCDMA核心网技术标准。
EDGE:是一种基于GSM/GPRS网络的数据增强型移动通信技术,通常又被人们称为2.75代技术。
UMTS: UMTS是3GPP制定的全球3G标准之一。除WCDMA作为首选空中接口技术获得不断完善外,UMTS还相继引入了TD-SCDMA和HSDPA技术。也是由GPRS系统演化而来。

4G的组网:LTE基于旧有的GSM/EDGE和UMTS/HSPA网络技术,是GSM/UMTS标准的升级,全IP基础网络结构,也被称作核心分组网演进,将替代原先的GPRS核心分组网,可向原先较旧的网络如GSM、UMTS和CDMA2000提供语音数据的无缝切换。

各国从2G演进到4G的路线主要为以下几种:
1. GSM(CDMA)-----CDMA2000------LTE
 2.GSM(CDMA) ------WCDMA------LTE
3.GSM(CDMA)------TD-SCDMA------LTE
出于对自主产权的支持,中国的3G网络建设主要是TD-SCDMA,当然,中国也支持其他的3G技术,以下主要是中国三大运营商使用的通讯技术:
中国联通:GSM,CDMA网络,WCDMA
中国电信:GSM,2008年收购了联通的CDMA网络,CDMA2000
中国移动:GSM,TD-SCDMA
WCDMA是GSM的升级(GSM是2G技术,其演进是GSM、GPRS、EDGE、WCDMA),同时也是全球3G技术中用户最广(GSM系技术拥有全球85%移动用户)、技术和商业应用最成熟的。WCDMA运营商遵循WCDMA、HSPA、LTE演进路线。
相对于中国移动和中国电信而言,中国联通推出4G服务相对容易,因为中国联通的3G制式是WCDMA,从技术角度而言很容易直接升级到4G。
GPRS----G
EDGE-----E
HSPA------H
以上是联通在接入不同网络后在systemUI上的图标显示。



LTE目前存在的问题:
LTE的通话:
在2G/3G时代,语音和数据业务分别承载在两张不同的核心网上。3G网络允许业务并发,也即同时使用两张网络,在打电话的同时可以数据下载。(2G,严格的说是2.5G的GPRS,由于技术限制,通常发生呼叫的时候数据业务会挂起)
随着数据业务的爆发以及网络的全IP化,LTE网络不再提供电路域,只保留唯一的一个分组域核心网(EPC:Evolved Packet Core)。LTE的最终目标是所有业务,包括语音、数据,都承载在这张用来处理数据业务的核心网上。也就说,只有在语音完全实现数据化(IP化)后,LTE网络才能够承载语音业务,而这个条件目前在中国并不具备。

可能有人会问,手机QQ既然能语音通话,为什么LTE网络不能直接也这么干?因为这种类似于软件中的语音通话功能只是应用级别的,运营商无法做到对通话过程完全可控(使用手机号MSISDN作为身份标识、区域计费、增值业务等),更重要的是,这种级别的语音业务无法保障其通话质量(想象一边QQ语音一边下迅雷吧)。此外,实现移动电话与固网(座机)之间的通信也是个很重要的问题。

为此,通信人们又构想出了IP多媒体系统(IMS: IP Multimedia Subsystem),叠加在LTE核心网上,通过IP网络提供高质量、可控、可与固网融合的语音业务(当然不只是语音业务,还包括视频等媒体业务)。而VoLTE技术(Voice over LTE)就是基于IMS的,也是在LTE网络中承载语音通话的唯一方式。

不幸的是,多年来IMS的研究进展缓慢,其大规模的商用也刚刚开始(日本软银部署了全国范围的VoLTE),而要在中国这么大的范围内实现VoLTE,目前来看还不太成熟,需要后续持续的大规模网络基础建设(都是钱哪……),因此可以说,从目前来讲,「4G LTE 网只能提供数据服务,不能承载语音通话。」。

语音业务回落(CSFB: CS Fallback)是指驻留在LTE网络中的用户,需要发起语音业务时(包括主叫和被叫,不包括短信),通过切换,完全回落至2G/3G网络,然后通过2G/3G网络中的电路域进行语音业务,通过2G/3G网络中的分组域接续之前在LTE网络中未完成的数据业务,但是数据业务的速率会显著降低。语音业务完成后再返回LTE网络(至于是否挂机就马上回去就不一定了)。这是世界上绝大多数运营商采取的过渡期方案。这种方案的问题在于,如果优化不好,回落的过程耗时会很长,导致语音建立的时间较长。(当然小伙伴们不用担心,已经有一群人集中脑力把它优化的很好了。)

多模双待的概念就很好理解了,跟现在常说的双模双待机原理是类似的,唯一不同就是只需要一张SIM卡。用户同时驻留在2G/3G和LTE网络,语音业务通过2G/3G提供,数据通过LTE网络来承载,致命弱点:耗电量大


中国联通所谓拿到最好的3G牌照绝对名不虚传,其3G网络从WCDMA升级到到HSPA+其理论峰值就可以达到42Mbps,跟LTE已经不分伯仲,也导致其LTE的发展态度最保守。不过,其从WCDMA到LTE的演进从技术上讲也是三家运营商里最平滑的。

你可能感兴趣的:(2G,3G与4G技术相关技术介绍)