文档介绍：第6章移动通信网
移动通信的基本概念及发展历史
基本技术和网络结构
GSM系统
CDMA系统
卫星移动通信系统
第三代移动通信系统
思考题
移动通信的基本概念及发展历史
移动通信的基本概念
移动通信是指通信的一方或双方可以在移动中进行的通信过程,也就是说,至少有一方具有可移动性。可以是移动台与移动台之间的通信,也可以是移动台与固定用户之间的通信。移动通信满足了人们无论在何时何地都能进行通信的愿望,上个世纪80年代以来,特别是90年代以后,移动通信得到了飞速的发展。
相比固定通信而言,移动通信不仅要给用户提供与固定通信一样的通信业务,而且由于用户的移动性,其管理技术要比固定通信复杂得多。同时,由于移动通信网中依靠的是无线电波的传播,其传播环境要比固定网中有线媒质的传播特性复杂,因此,移动通信有着与固定通信不同的特点。
(1) 用户的移动性。要保持用户在移动状态中的通信,必须是无线通信,或无线通信与有线通信的结合。因此,系统中要有完善的管理技术来对用户的位置进行登记、跟踪,使用户在移动时也能进行通信,不因为位置的改变而中断。
(2) 电波传播条件复杂。移动台可能在各种环境中运动,如建筑群或障碍物等,因此电磁波在传播时不仅有直射信号,而且还会产生反射、折射、绕射、多普勒效应等现象,从而产生多径干扰、信号传播延迟和展宽等。因此,必须充分研究电波的传播特性,使系统具有足够的抗衰落能力,才能保证通信系统正常运行。
(3) 噪声和干扰严重。移动台在移动时不仅受到城市环境中的各种工业噪声和天然电噪声的干扰,同时,由于系统内有多个用户,因此,移动用户之间还会有互调干扰、邻道干扰、同频干扰等。这就要求在移动通信系统中对信道进行合理的划分和频率的再用。
(4) 系统和网络结构复杂。移动通信系统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固定网、数据网等互连,整个网络结构是很复杂的。
(5) 有限的频率资源。在有线网中,可以依靠多铺设电缆或光缆来提高系统的带宽资源。而在无线网中,频率资源是有限的,ITU对无线频率的划分有严格的规定。如何提高系统的频率利用率是移动通信系统的一个重要课题。
移动通信的种类繁多,其中陆地移动通信系统有:蜂窝移动通信、无线寻呼系统、无绳电话、集群系统等。同时,移动通信和卫星通信相结合产生了卫星移动通信,它可以实现国内、国际大范围的移动通信。
(1) 集群移动通信。集群移动通信是一种高级移动调度系统。所谓集群通信系统,是指系统所具有的可用信道为系统的全体用户共用,具有自动选择信道的功能,是共享资源、分担费用、共用信道设备及服务的多用途和高效能的无线调度通信系统。
(2) 公用移动通信系统。公用移动通信系统是指给公众提供移动通信业务的网络。这是移动通信最常见的方式。这种系统又可以分为大区制移动通信和小区制移动通信,小区制移动通信又称蜂窝移动通信。
(3) 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同步卫星,而对手持终端,采用中低轨道的卫星通信系统较为有利。
(4) 无绳电话。对于室内外慢速移动的手持终端的通信,一般采用小功率、通信距离近、轻便的无绳电话机。它们可以经过通信点与其他用户进行通信。
(5) 寻呼系统。无线电寻呼系统是一种单向传递信息的移动通信系统。它是由寻呼台发信息,寻呼机收信息来完成的。
移动通信的发展历史
移动通信可以说从无线电通信发明之日就产生了。早在1897年,马可尼所完成的无线通信试验就是在固定站与一艘拖船之间进行的,距离为18海里(1海里=1852米)。
现代移动通信的发展始于20世纪20年代,而公用移动通信是从20世纪60年代开始的。公用移动通信系统的发展已经经历了第一代(1G)和第二代(2G),并将继续朝着第三代(3G)和第四代(4G)的方向发展。
(1G)
第一代移动通信系统为模拟移动通信系统,以美国的AMPS(IS-54)和英国的TACS为代表,采用频分双工、频分多址制式,并利用蜂窝组网技术以提高频率资源利用率,克服了大区制容量密度低、活动范围受限的问题。虽然采用频分多址,但并未提高信道利用率,因此通信容量有限;通话质量一般,保密性差;制式太多,标准不统一,互不兼容;不能提供非话数据业务;不能提供自动漫游。因此,已逐步被各国淘汰。本章将简单介绍AMPS系统和TASC系统。