移动通信技术发展.pdf

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1、移动通信技术发展史当今的社会已经进入了一个信息化的社会，没有信息的传递和交流，人们就无法适应现代化的快节奏的生活和工作。人们期望随时随地，及时可靠，不受时空限制地进行信息交流，提高工作的效率和经济效益。移动通信可以说从无线电发明之日就产生了。1897 年，马可尼所完成的无线通信实验就是在固定站与一艘拖船之间进行的。而蜂窝移动通信的发展是在二十世纪七十年代中期以后的事。移动通信综合利用了有线、无线的传输方式，为人们提供了一种快速便捷的通讯手段。由于电子技术，尤其是半导体，集成电路及计算机技术的发展，以及市场的推动，使物美价廉、轻便可靠、性能优越的移动通信设备成为可能。现代的移动通信发展至今，主要

2、走过了两代，而第三代现在正处于紧张的研制阶段，部分厂家已经推出实验产品。第一阶段是模拟蜂窝移动通信网，时间是本世纪七十年代中期至八十年代中期。1978年，美国贝尔实验室研制成功先进移动电话系统(AMPS)，建成了蜂窝状移动通信系统。而其它工业化国家也相继开发出蜂窝式移动通信网。这一阶段相对于以前的移动通信系统，最重要的突破是贝尔实验室在七十年代提出的蜂窝网的概念。蜂窝网，即小区制，由于实现了频率复用，大大提高了系统容量。第一代移动通信系统的典型代表是美国的AMPS 系统和后来的改进型系统TACS，以及 NMT 和 NTT 等。AMPS(先进的移动电话系统)使用模拟蜂窝传输的 800MHz 频带

3、，在北美，南美和部分环太平洋国家广泛使用；TACS(总接入通信系统)使用 900MHz 频带，分ETACS(欧洲)和 NTACS(日本)两种版本，英国，日本和部分亚洲国家广泛使用此标准。第一代移动通信系统的主要特点是采用频分复用，语音信号为模拟调制，每隔 30KHz/25KHz 一个模拟用户信道。第一代系统在商业上取得了巨大的成功，但是其弊端也日渐显露出来：(1)频谱利用率低(2)业务种类有限(3)无高速数据业务(4)保密性差，易被窃听和盗号(5)设备成本高(6)体积大，重量大。为了解决模拟系统中存在的这些根本性技术缺陷，数字移动通信技术应运而生，并且发展起来，这就是以GSM 和 IS-95

4、为代表的第二代移动通信系统，时间是从八十年代中期开始。欧洲首先推出了泛欧数字移动通信网(GSM)的体系。随后，美国和日本也制订了各自的数字移动通信体制。数字移动通网相对于模拟移动通信，提高了频谱利用率，支持多种业务服务，并与ISDN 等兼容。第二代移动通信系统以传输话音和低速数据业务为目的，因此又称为窄带数字通信系统。第二代数字蜂窝移动通信系统的典型代表是美国的DAMPS 系统，IS-95和欧洲的 GSM 系统。(1)GSM(全球移动通信系统)发源于欧洲，它是作为全球数字蜂窝通信的DMA 标准而设计的，支持64Kbps 的数据速率，可与ISDN 互连。GSM 使用900MHz 频带，使用 18

5、00MHz 频带的称为 DCS1800。GSM 采用 FDD 双工方式和 TDMA 多址方式，每载频支持8 个信道，信号带宽200KHz。GSM 标准体制较为完善，技术相对成熟，不足之处是相对于模拟系统容量增加不多，仅仅为模拟系统的两倍左右，无法和模拟系统兼容。(2)DAMPS(先进的数字移动电话系统)也称IS-54(北美数字蜂窝)，使用800MHz 频带，是两种北美数字蜂窝标准中推出较早的一种，指定使用TDMA多址方式。(3)IS-95是北美的另一种数字蜂窝标准，使用800MHz 或 1900MHz 频带，指定使用 CDMA 多址方式，已成为美国PCS(个人通信系统)网的首先技术。由于第二代

6、移动通信以传输话音和低速数据业务为目的，从1996年开始，为了解决中速数据传输问题，又出现了2.5 代的移动通信系统，如GPRS和 IS-95B。移动通信现在主要提供的服务仍然是语音服务以及低速率数据服务。由于网络的发展，数据和多媒体通信的发展势头很快，所以，第三代移动通信的目标就是移动宽带多媒体通信。从发展前景看，由于自有的技术优势，CDMA技术已经成为第三代移动通信的核心技术。为实现上述目标，对3G 无线传输技术(RTT：Radio Transmission Technology)提出了以下要求：(1)高速传输以支持多媒体业务。室内环境至少2Mbps；室内外步行环境至少 384kbps；室

7、外车辆运动中至少144kbps；卫星移动环境至少 9。6kbps。(2)传输速率能够按需分配。(3)上下行链路能适应不对称需求。第三代移动通信系统最早由国际电信联盟(ITU)于 1985 年提出，当时称为未 来 公 众 陆 地 移 动 通 信 系 统(FPLMTS，Future Public Land Mobile Telecommunication System)，1996 年 更 名 为IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000)，意即该系统工作在2000MHz 频段，最高业务速率可达 2000kbps，预期在 2000 年左右

8、得到商用。主要体制有WCDMA，cdma2000和 TD-SCDMA。1999年 11月 5 日，国际电联 ITU-R TG8/1 第 18 次会议通过了IMT-2000 无线接口技术规范 建议，其中我国提出的TD-SCDMA 技术写在了第三代无线接口规范建议的IMT-2000 CDMA TDD部分中。总的来说，第一代模拟系统对应的接入技术是频分多址技术FDMA，它仅能提供 9.6kbits 通信带宽。其典型系统，如美国的模拟电话系统AMPS、北欧的移动电话系统NMT、英国的全接入通信系统TACS 等。第二代窄带数字系统的接入技术主要有时分多址技术TDMA 和码分多址技术CDMA 两种，它可以

9、提供 9.628.8kbits 的传输速率。其典型系统，如欧洲的全球移动通信系统GSM、北美的数字增强型系统IS-136、CDMAOneIS-95A、IS-95B、日本的个人数字蜂窝系统PDC 等。与第一代模拟蜂窝移动通信相比，第二代移动通信系统具有保密性强、频谱利用率高、能提供丰富的业务、标准化程度高等特点。无论是第一代还是第二代，主要针对话音通信设计的，话音仍是当前和未来一段时间内移动通信市场的基石和主阵地。数字话音移动通信仍是移动通信的主流市场。特别对发展中国家而言，人们对通信的需求还主要集中在话音领域，所以，在未来几年中，第二代数字话音通信仍然是这些国家移动通信市场的重点和支柱。但是我

10、们充分相信：在移动通信中，数据通信量也将在某一天超过话音通信。但要完成专门针对未来多媒体通信的第三代系统建设还需时日，所以如何利用现有的第二代数字系统实现数据通信，是填补市场需求空间的必然选择。分析家们认为，实际3G 技术所具备的功能绝大部分其实完全就可以在目前第二代无线技术的基础上实现，特别是随着移动通信和因特网服务快速发展而随之产生的移动数据通信要求。其方法有两种：一是在以电话为主的蜂窝移动通信系统中增加传送数据的能力；二是移动通信与因特网的结合。由此产生了几种相关技术，如通用分组无线服务GPRS 技术；增强数据速率改进EDGE 技术；IS-95B 利用码聚集技术；CDMA20001x 技术、无线应用协议WAP 技术；蓝牙 Bluetooth 技术等。