蜂窩移動通信系統(tǒng)提供廣域無線接入服務(wù)通過Wi-Fi人們可以方便地接入互聯(lián)網(wǎng)，但無線局域網(wǎng)的覆蓋范圍通常只有10～100m。當(dāng)我們攜帶筆記本電腦在外面四處移動時，并不是在所有地方都能找到可接入互聯(lián)網(wǎng)的Wi-Fi熱點，這時候可以通過蜂窩移動通信系統(tǒng)為我們提供廣域無線接入服務(wù)。實際上，本節(jié)內(nèi)容還涉及到網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層的一些知識，但從互聯(lián)網(wǎng)的角度看，蜂窩移動通信系統(tǒng)是作為一個物理網(wǎng)絡(luò)接入到互聯(lián)網(wǎng)中，因此將此內(nèi)容放在第3章，但建議讀者學(xué)完本書其他部分內(nèi)容再來學(xué)習(xí)本節(jié)。蜂窩移動通信系統(tǒng)地理覆蓋區(qū)域劃分成許多稱為小區(qū)（cell）的小塊區(qū)域，典型的如六邊形，形狀類似“蜂窩”。每個小區(qū)由一個小功率收發(fā)基站（BaseStation）負責(zé)向小區(qū)內(nèi)的移動終端，發(fā)送或接收信號，并將移動終端連接到核心網(wǎng)絡(luò)。為避免同頻率信號間的干擾，相鄰小區(qū)使用不同頻率。移動終端與基站通過空間無線電進行通信，它們之間的無線電接口也被稱為空中接口。有線網(wǎng)絡(luò)基站小區(qū)蜂窩移動通信系統(tǒng)地理覆蓋區(qū)域劃分成許多稱為小區(qū)（cell）的小塊區(qū)域，典型的如六邊形，形狀類似“蜂窩”。每個小區(qū)由一個小功率收發(fā)基站（BaseStation）負責(zé)向小區(qū)內(nèi)的移動終端，發(fā)送或接收信號，并將移動終端連接到核心網(wǎng)絡(luò)。為避免同頻率信號間的干擾，相鄰小區(qū)使用不同頻率。移動終端與基站通過空間無線電進行通信，它們之間的無線電接口也被稱為空中接口。有線網(wǎng)絡(luò)基站小區(qū)實際的小區(qū)因受地形等條件限制，并非嚴格的六邊形，基站也不一定是放置在小區(qū)中央蜂窩移動通信的發(fā)展課件制作人：謝鈞謝希仁蜂窩移動通信經(jīng)歷了多次的更新?lián)Q代，其技術(shù)發(fā)展主要體現(xiàn)在空中接口無線通信技術(shù)和系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)兩個方面。最初的第一代（1G

）蜂窩移動通信采用頻分多址（FDMA）的模擬調(diào)制方式，這種系統(tǒng)的主要缺點是頻譜利用率低，信令干擾話音業(yè)務(wù)，只能夠提供模擬話音通信，現(xiàn)已被淘汰。摩托羅拉的大哥大蜂窩移動通信的發(fā)展課件制作人：謝鈞謝希仁第二代（2G）蜂窩移動通信采用數(shù)字化技術(shù)，主要提供數(shù)字話音和短信服務(wù)，標(biāo)準主要有兩種，一種是全球移動通信系統(tǒng)（GlobalSystemforMobileCommunication，GSM），另一種是IS-95CDMA。GSM是2G蜂窩通信的代表技術(shù)，在FDMA的基礎(chǔ)上引入了時分多址（TDMA）的數(shù)字調(diào)制方式，提高了系統(tǒng)容量，并采用獨立信道傳送信令。初始僅為話音通信而設(shè)計的，但后來還擴展了對分組數(shù)據(jù)的支持（2.5G），可進行收發(fā)郵件和瀏覽網(wǎng)頁等低速率數(shù)據(jù)通信。蜂窩移動通信的發(fā)展課件制作人：謝鈞謝希仁第三代（3G）蜂窩移動通信能夠提供話音和數(shù)據(jù)通信，具有相比2G高得多的數(shù)據(jù)傳輸速率。3G系統(tǒng)的空中接口采用CDMA技術(shù)，主要有3個標(biāo)準：歐洲的WCDMA、美國的CDMA2000和我國的時分同步碼分多址TD-SCDMA。CDMA系統(tǒng)具有頻率規(guī)劃簡單、系統(tǒng)容量大、頻率復(fù)用系數(shù)高、抗多徑能力強、通信質(zhì)量高、軟容量、軟切換等優(yōu)點。在系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)方面，3G通過在核心網(wǎng)增加與原有蜂窩語音網(wǎng)電路交換域平行的分組交換域來專門支持互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。蜂窩移動通信的發(fā)展課件制作人：謝鈞謝希仁第四代（4G）移動通信主要采用了正交頻分復(fù)用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM）、多輸入多輸出（multipleinputmultipleoutput，MIMO）等無線電新技術(shù)，可為用戶提供高速數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)方面，4G采用全IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即語音和數(shù)據(jù)都使用IP進行傳輸。4G主要有兩個標(biāo)準，即LTE（LongTermEvolution）和LTE-A（LTE-Advanced）。LTE的意思就是從3G到4G的“長期演進”。實際上LTE是針對無線電接口方面的項目，在核心網(wǎng)方面配套的項目是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)演進（SystemArchitectureEvolution，SAE）。蜂窩移動通信的發(fā)展課件制作人：謝鈞謝希仁第五代（5G）移動通信是最新一代蜂窩移動通信技術(shù)，其主要性能目標(biāo)是超高速、大容量、低時延和大規(guī)模設(shè)備連接。已不再僅僅是滿足普通用戶的上網(wǎng)需求，而是滿足：增強型移動寬帶——移動環(huán)境下高清視頻、虛擬現(xiàn)實等數(shù)據(jù)傳輸超高可靠超低時延通信——自動駕駛、遠程手術(shù)等實時應(yīng)用大規(guī)模機器類型通信——提供千億設(shè)備的連接能力，物聯(lián)網(wǎng)萬物互聯(lián)蜂窩移動通信的發(fā)展5G在空中接口方面采用大規(guī)模MIMO、天線波束賦形、先進的多址技術(shù)和信道編碼技術(shù)提高頻譜效率，并開發(fā)使用了新的頻譜資源——毫米波。在系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)方面，引入云計算、軟件定義網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化等先進網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采用云無線電接入網(wǎng)和