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移动通信概述
撰写时间:2012-8-6 文章作者: 文章来源:

        通信始终与人类社会的各种活动密切相关,它是人类信息交流的重要方式和途径。无论是古代的“烽火台”,还是今天的移动电话,都属于通信的范畴。随着人类社会对信息的需求,通信技术正在逐步走向智能化和网络化。人们对通信的理想要求是:任何人(Whoever)在任何时候(Whenever),无论在任何地方(Wherever)能够同任何人(Whoever)进行任何方式(Whatever)的交流。很明显,如果没有移动通信,上述愿望将永远无法实现,移动通信在现代通信领域中占有十分重要的地位。
        所谓移动通信,就是指通信双方至少有一方处于运动状态中进行信息交换。例如,运动着的车辆、船舶、飞机或行走着的人与固定点之间进行信息交换,或者移动物体之间的通信都属于移动通信。这里所说的信息交换,不仅指双方的通话,还包括数据、传真、图像等多媒体业务。 采用的频段遍及低频、中频、高频、甚高频和特高频。移动通信系统由移动台、基台、移动交换局组成。若要同某移动台通信,移动交换局通过各基台向全网发出呼叫,被叫台收到后发出应答信号,移动交换局收到应答后分配一个信道给该移动台并从此话路信道中传送一信令使其振铃。 
        移动通信(Mobile communication)是移动体之间的通信,或移动体与固定体之间的通信。移动体可以是人,也可以是汽车、火车、轮船、收音机等在移动状态中的物体。

移动通信塔
       

        移动通信系统由两部分组成:   
        (1) 空间系统;   
        (2) 地面系统:①卫星移动无线电台和天线;②关口站、基站。   
        移动通信系统从20世纪80年代诞生以来,到2020年将大体经过5代的发展历程,而且到2010年,将从第3代过渡到第4代(4G)。到4G,除蜂窝电话系统外,宽带无线接入系统、毫米波LAN、智能传输系统(ITS)和同温层平台(HAPS)系统将投入使用。未来几代移动通信系统最明显的趋势是要求高数据速率、高机动性和无缝隙漫游。实现这些要求在技术上将面临更大的挑战。此外,系统性能(如蜂窝规模和传输速率)在很大程度上将取决于频率的高低。考虑到这些技术问题,有的系统将侧重提供高数据速率,有的系统将侧重增强机动性或扩大覆盖范围。   
        从用户角度看,可以使用的接入技术包括:蜂窝移动无线系统,如3G;无绳系统,如DECT;近距离通信系统,如蓝牙和DECT数据系统;无线局域网(WLAN)系统;固定无线接入或无线本地环系统;卫星系统;广播系统,如DAB和DVB-T;ADSL和Cable Modem。

        特点
      (1)移动性。就是要保持物体在移动状态中的通信,因而它必须是无线通信,或无线通信与有线通信的结合。   

        (2)电波传播条件复杂。因移动体可能在各种环境中运动,电磁波在传播时会产生反射、折射、绕射、多普勒效应等现象,产生多径干扰、信号传播延迟和展宽等效应。   

        (3)噪声和干扰严重。在城市环境中的汽车火花噪声、各种工业噪声,移动用户之间的互调干扰、邻道干扰、同频干扰等。   

        (4)系统和网络结构复杂。它是一个多用户通信系统和网络,必须使用户之间互不干扰,能协调一致地工作。此外,移动通信系统还应与市话网、卫星通信网、数据网等互连,整个网络结构是很复杂的。   

        (5)要求频带利用率高、设备性能好。

        分类
      移动通信的种类繁多。按使用要求和工作场合不同可以分为以下几种。
        集群移动通信
      集群移动通信,也称大区制移动通信。它的特点是只有一个基站,天线高度为几十米至百余米,覆盖半径为30公里,发射机功率可高达200瓦。用户数约为几十至几百,可以是车载台,也可是以手持台。它们可以与基站通信,也可通过基站与其它移动台及市话用户通信,基站与市站有线网连接。
        蜂窝移动通信
      蜂窝移动通信,也称小区制移动通信。它的特点是把整个大范围的服务区划分成许多小区,每个小区设置一个基站,负责本小区各个移动台的联络与控制,各个基站通过移动交换中心相互联系,并与市话局连接。利用超短波电波传播距离有限的特点,离开一定距离的小区可以重复使用频率,使频率资源可以充分利用。每个小区的用户在1000以上,全部覆盖区最终的容量可达100万用户。
        卫星移动通信
      卫星移动通信。利用卫星转发信号也可实现移动通信,对于车载移动通信可采用赤道固定卫星,而对手持终端,采用中低轨道的多颗星座卫星较为有利。
        无绳电话
      无绳电话。对于室内外慢速移动的手持终端的通信,则采用小功率、通信距离近的、轻便的无绳电话机。它们可以经过通信点与市话用户进行单向或双方向的通信。   

       模拟移动通信

       使用模拟识别信号的移动通信,称为模拟移动通信。为了解决容量增加,提高通信质量和增加服务功能,目前大都使用数字识别信号,即数字移动通信。在制式上则有时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)两种。前者在全世界有欧洲的GSM系统(全球移动通信系统)、北美的双模制式标准IS一54和日本的JDC标准。对于码分多址,则有美国Qualcomnn公司研制的IS-95标准的系统。总的趋势是数字移动通信将取代模拟移动通信。而移动通信将向个人通信发展。进入21世纪则成为全球信息高速公路的重要组成部分。移动通信将有更为辉煌的未来。


        技术发展
        1G
      模拟制式的移动通信系统,得益于70年代的两项关键突破:微处理器的发明和交换及控制链路的数字化。AMPS是美国推出的世界上第一个1G移动通信系统,充分利用了FDMA技术实现国内范围的语音通信。   2G:风靡全球十几年的数字蜂窝通信系统,80年代末开发。2G是包括语音在内的全数字化系统,新技术体现在通话质量和系统容量的提升。GSM(Global System for Mobile Communication)是第一个商业运营的2G系统,GSM采用TDMA技术。
        2.5G
      2.5G在2G基础上提供增强业务,如WAP。
        3G
      3G是移动多媒体通信系统,提供的业务包括语音,传真,数据,多媒体娱乐和全球无缝漫游等。NTT和爱立信1996年开始开发3G(ETSI于1998年),1998年国际电联推出WCDMA和CDMA2000两商用标准(中国2000年推出TD-SCDMA标准,2001年3月被3GPP接纳,起源于李世鹤带头搞的SCDMA)第一个3G网络运营于2001年的日本。3G技术提供2MBPS标准用户速率(高速移动下提供144KBPS速率)。
        4G
      4G是真正意义的高速移动通信系统,用户速率20Mbps。4G支持交互多媒体业务,高质量影像,3D动画和宽带互联网接入,是宽带大容量的高速蜂窝系统。2005年初,NTTDoCoMo演示的4G移动通信系统在20KM/小时下实现1Gbps的实时传输速率,该系统采用4X4天线MIMO技术和VSF-OFDM接入技术。