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探討研究現(xiàn)代移動通信技術(shù)
摘要:縱觀全球迅猛發(fā)展的高科技, 電信業(yè)必將成為21 世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)的火車頭,通信技術(shù)正發(fā)生著百年未遇的巨大變化。本文介紹了第三代移動通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,最后展望了未來移動通信技術(shù)發(fā)展的趨勢。
伴隨著移動通信市場的快速發(fā)展,用戶對更高性能的移動通信系統(tǒng)提出了更高要求,希望享受更為豐富和高速的通信業(yè)務(wù)。第二代移動通信運(yùn)營商發(fā)展速度趨于緩和而競爭越加激烈,為尋找新的增長點(diǎn),通過發(fā)展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來提高自身的服務(wù)質(zhì)量和業(yè)務(wù)類型,需要3G的支持。同時由于第二代移動通信無線頻率資源日趨緊張,已不能滿足長期的通信需求發(fā)展需要。
1、 移動通信的發(fā)展歷程
第一代移動通信系統(tǒng)是在20世紀(jì)80年代初提出的,它完成于20世紀(jì)90年代初。第一代移動通信系統(tǒng)是基于模擬傳輸?shù)?其特點(diǎn)是業(yè)務(wù)量小、質(zhì)量差、交全性差、沒有加密和速度低。
第二代移動通信系統(tǒng)(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會在1996年提出了GSMPhase2 ,目的在于擴(kuò)展和改進(jìn)GSMPhase 1及Phase 2中原定的業(yè)務(wù)和性能。它主要包括CMAEL(客戶化應(yīng)用移動網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)邏輯),SO(支持最佳路由)、立即計(jì)費(fèi),GSM900/1800雙頻段工作等內(nèi)容,也包含了與全速率完全兼容的增強(qiáng)型話音編解碼技術(shù),使得話音質(zhì)量得到了質(zhì)的改進(jìn);半速率編解碼器可使GSM系統(tǒng)的容量提高近一倍。在GSM Phase2 階段中,采用更密集的頻率復(fù)用、多復(fù)用、多重復(fù)用結(jié)構(gòu)技術(shù),引入智能天線技術(shù)、雙頻段等技術(shù),有效地克服了隨著業(yè)務(wù)量劇增所引發(fā)的GSM系統(tǒng)容量不足的缺陷;自適應(yīng)語音編碼(AMR)技術(shù)的應(yīng)用,極大提高了系統(tǒng)通話質(zhì)量;GPRS/EDGE技術(shù)的引入,使GSM與計(jì)算機(jī)通信/Intercom有機(jī)相結(jié)合,數(shù)據(jù)傳送速率可達(dá)115/384kbit/s,從而使GSM功能得到不斷增強(qiáng),初步具備了支持多媒體業(yè)務(wù)的能力。盡管2G技術(shù)在發(fā)展中不斷得到完善,但隨著用戶規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,頻率資源己接近枯竭,語音質(zhì)量不能達(dá)到用戶滿意的標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)通信速率太低,無法在真正意義上滿足移動多媒體業(yè)務(wù)的需求。
2、第三代移動通信系統(tǒng)概述
第三代移動通信業(yè)務(wù)主要是話音和中低速數(shù)據(jù),碼率為384 kb/ s (局域網(wǎng)可達(dá)2 Mb/ s) , 因而可傳送比目前GSM (第二代移動通信)更高碼率的信息。隨著多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展, 2 Mb/ s 的碼率將越來越不能滿足用戶各種新的寬帶業(yè)務(wù)的需要,因此國際上已開始研究第四代移動通信系統(tǒng),第一步目標(biāo)是10 Mb/ s 以上。我們國內(nèi)則尚未啟動。因此需盡早開始研究其關(guān)鍵技術(shù)。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)有:寬帶多媒體移動通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu), 包括頻段、多址方法、無線接入技術(shù)、軟件無線電的硬件和軟件、多載波調(diào)制和OFDM 技術(shù)、自適應(yīng)天線陣、高效信道編碼技術(shù)(如Turbo 碼) 等。
第三代移動通信系統(tǒng)(3G),也稱IMT2000,是正在全力開發(fā)的系統(tǒng),其最基本的特征是智能信號處理技術(shù),智能信號處理單元將成為基本功能模塊,支持話音和多媒體數(shù)據(jù)通信,它可以提供前兩代產(chǎn)品不能提供的各種寬帶信息業(yè)務(wù),例如高速數(shù)據(jù)、慢速圖像與電視圖像等。如WCDMA的傳輸速率在用戶靜止時最大為2Mbps,在用戶高速移動時最大支持144Kbps,所占頻帶寬度5MHz 左右。但是,第三代移動通信系統(tǒng)的通信標(biāo)準(zhǔn)共有WCDMA,CDMA2000和TD-SCDMA三大分支,共同組成一個IMT?2000家庭,成員間存在相互兼容的問題,因此已有的移動通信系統(tǒng)不是真正意義上的個人通信和全球通信;再者,3G的頻譜利用率還比較低,不能充分地利用寶貴的頻譜資源;第三,3G支持的速率還不夠高,如單載波只支持最大2Mbps的業(yè)務(wù),等等。這些不足點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)未來移動通信發(fā)展的需要,因此尋求一種既能解決現(xiàn)有問題,又能適應(yīng)未來移動通信的需求的新技術(shù)(即新一代移動信:next generation mobile communication)是必要的。
3、第四代移動通信系統(tǒng)
4G系統(tǒng)中有兩個基本目標(biāo):一是實(shí)現(xiàn)無線通信全球覆蓋;二是提供無縫的高質(zhì)量無線業(yè)務(wù)。目前正在構(gòu)思中的4G通信具有以下特征:(1)網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬。要想使4G通信達(dá)到100Mbps的傳輸速率,通信運(yùn)營商必須在3G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行大幅度的改造,以便使4G網(wǎng)絡(luò)在通信帶寬上比3G網(wǎng)絡(luò)的帶寬高出許多。據(jù)研究,每個4G信道將占有100MHz的頻譜,相當(dāng)于W-CDMA3G網(wǎng)絡(luò)的20倍;(2)通信速度更快。人們研究4G通信的最初目的是為了提高蜂窩電話和其他移動終端訪問Intercom的速率,因此,4G通信最顯著的特征就是它有更快的無線傳輸速率。據(jù)專家估計(jì),第四代移動通信系統(tǒng)的傳輸速率速率可以達(dá)到10M~20Mbps,最高可以達(dá)到100Mbps;(3)通信更加靈活。從嚴(yán)格意義上說,4G手機(jī)的功能已不能簡單劃歸
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