在移动通信的演进中,2G系统是一个里程碑的技术发展过程。从2G开始移动通信从第一代的模拟通信系统转变为数字通信系统,可以说是跨时代的实现。在1G系统中许多无法实现的功能在2G系统中逐渐得以实现,如文本(text),数据(data),语音(voice),图片(image),图像( video),短消息( short message)都可以实现。2G系统发展到后期,支持GPRS,此时一般称为2.5G或2.75G系统。在世界范围内2G系统实际上有两个版本并行发展分别为GSM和CDMA。下面将2G发展阶段以及所支持语音与数据的速率,版本格式以及支持的国家以表格的方式呈现给大家。
1. 2G系统发展对比
缩写词(acronym):
GSM: Global system for mobile communication 全球移动通信系统
CDMA: Code division for multiple access 码分多址
GPRS: General packet Radio service 通用分阻无线服务
EDGE: Enhanced data for GSM Evolution 加强的GSM数据演进
TDMA:time-division multiple-access 时分多址
表·1
2G | 类别 | 语音速率 | 数据速率 | 支持的国家或地区 |
GSM | 10Kbps | China,Hong Kong, Australia, Mexico, France | ||
CDMA | 10Kbps | China, Canada, USA, South Korea | ||
2.5G/2.75G | GPRS(2.5G) | ~50Kbps | ||
EDGE(2.75G) | ~200Kbps | |||
关于GSM, CDMA,GPRS, EDGE的技术细节请参考有关章节。
GSM在2G系统中占有重要的为止,从1991年芬兰开始使用到2010年为止,在全球有193个和地区使用GSM占据全球份额的90%以上。自2010开始,3G已经占据注意市场,因此2G通信逐渐关闭,慢慢推出主流通信市场。
2. 2G系统特点
2G与1G系统相比比较明显的有如下特点:
(1)实现了数字通信,无论是从语音还是后续严谨的数据,都是采用数字通信的方式,因此用户体验变得丰富多彩。同时伴随的先进编码技术也逐渐被用于移动通信系统中,如信源数据的压缩与解压缩技术的使用,有效降低平均使用带宽。
(2) 采用时分多址技术,
2G系统一个明显的特点是采用了TDMA with spectrum-sharing(时分多址+频率共享)技术, 是的频谱的利用率比1G系统成几何指数增长。我们知道在1G系统中,用户主要靠分配的特定频段进行通信,该频段也是用户之间相互区分的重要标志。 但对于特定的用户,用于通话的时间相比非通话时间所占的比例非常小,因此一般用户大多处在非通话状态,此时如果仍然占用该频段,将会造成频谱的极大浪费。采用TDMA后,时间和频率资源针对用户都可以动态分配。如图3所示,一般GSM采用8个时隙调度的方式,用户会被分配在某个时钟中。每个时隙占用200Khz的带宽,或采用16个半时隙的调度方式。GSM是典型的窄带系统。
图2 时隙
(3)码分多址
2G系统的另一个版本采用CDMA技术,采用码分多址的方式调度多用户系统。由于2G的CDMA(CDNAone)采用1.2288Mhz的带宽,即在1.2288Mhz的频带内根据不同的码字区分不同的用户,因此也实现了频率共享技术。由于CDMAONE采用1.2288Mhz带宽,因此CDMA是宽带系统。关于窄带及宽带的区分在后续章节中介绍。
(4)2G系统发展逐渐支持数据传输,但语音电话时钟2G系统的主要业务,因此2G系统又分为CS和PS (GPRS,EDGE)两套系统。CS(circuit switch) 是电路交换系统,与传统的电话拨号系统非常类似,即在语音通话前先进行拨号,对方接通后再进行语音数据的传输,是一对一的通话系统。而PS则不同,PS一般遵循分阻传输协议,与公共网络系统对接实现TCP/IP协议。