移动通信是通信领域最具活力和前景的通信方式。 它是当今信息社会最个性化的沟通方式。 它的发展和普及改变了社会和人类的生活方式。 让人们感受到现代化、信息化的氛围。 顾名思义,移动通信最本质的特征就是一个“移动”二字,也就是说这种通信不是传统的静态固定通信,而是动态移动通信。 传统的固定通信也称为有线通信。 其最大的特点是它是静态的,通道是封闭的,而且是人造的,所以质量高。 它最大的缺点是缺乏动力,无法适应现代人快节奏的生活需求,尤其是快速运动的需求。 针对上述静态缺点,无线通信采用开放传播来传输信息。 其代价是牺牲一条全封闭的高质量人工信道,换取不使用固介质专线的开放传输的灵活性,但信道的开放特性不可避免地导致信道的时间可变性和随机性,从而大大降低了信道的时效性和随机性。降低通信容量和质量。 移动通信在无线通信的基础上进一步引入了用户移动性。 在无线通信第一层信道动态的基础上,增加了第二层用户动态。 这本质上是两层动态。 这第二个层次的动态性和第三个层次的动态性——业务类型的动态选择特征——在第三代(3G)移动通信技术中得到了进一步的介绍,贯穿于本书的每一章。 在移动通信中,终端是移动的,传输线路是随着终端移动而分配的动态无线链路,网络是适应动态用户终端和动态线路的动态交换网络。

•移动通信,特别是蜂窝移动通信,正式商业运营只有20多年的历史。 从其发展历史来看,大约每十年更新一代。 目前正处于第二代(2G)和第三代(3G)的过渡时期。 •我国自20世纪80年代引入模拟(TACS)移动通信网络以来,经过短短20多年的发展,截至2002年底,我国移动通信用户已超过2亿,成为全球最大的移动用户国家 。 我国第一代移动通信TACS系统已完成历史使命,已被淘汰; 第二代移动通信GSM系统是世界上第一个、规模最大、用户最多的系统。 CDMA系统是目前最好的系统之一,很快就会成为世界第一; 第三代移动通信在我国仍处于投入运营阶段。 第一代主要以模拟蜂窝网络为特点,于20世纪70年代末和80年代初实现商业化。 最具代表性的是北美的AMPS(高级移动电话系统)和欧洲的TACS(全接入通信系统),以及北欧的NMT和日本的HCMTS。 从第一代(1G)的技术特点来看,它以解决两个动态中最基本的用户动态为中心,并适当考虑了第二个信道动态。 主要措施是采用频分多址FDMA方法实现用户的动态寻址功能,利用蜂窝网络结构和频率规划实现载频复用方法,扩大覆盖范围、服务范围,满足用户的需求。用户数量的增加。

适当采用性能优良的模拟调频方法来匹配信道动态特性,采用基站双空间分集方法来抵抗空间选择性衰落。 第二代(2G)主要特点是数字化,构成数字蜂窝移动通信系统。 它于20世纪90年代初正式商业化。 其中最具代表性的是欧洲时分多址(TDMA)GSM(GSM原意为Group Special Mobile,1989年后改为全球系统移动通信)和北美码分多址(CDMA)IS-95系统。 另外,还有从日本第二代(2G)PDC系统的技术特点来看,它以数字化为基础,综合考虑了信道和用户的双重动态特性以及相应的匹配措施。 主要实施措施包括:采用TDMA(GSM)和CDMA(IS-95)方式实现用户的动态寻址功能,采用数字蜂窝网络结构和频率(相位)规划实现载频(相位)复用方式。 从而扩大覆盖范围、服务范围,满足日益增长的用户需求。 (1)采用抗干扰性能优良的数字调制:GMSK(GSM)、QPSK(IS-95),采用抗干扰性能优良的纠错编码:卷积码(GSM、IS-95)、级联码(GSM) ; (2)利用功率控制技术抵抗慢衰落和远近效应,这对于CDMA IS-95尤为重要; (3)采用自适应均衡(GSM)和Rake接收(IS-95)来抵抗频率选择性衰落和多径干扰; (4)使用信道交织编码,例如帧间交织(GSM)和块交织(IS-95)来抵抗时间选择性衰落。

第三代(3G)主要特点是多媒体业务。 本世纪初才投入商业运营。 最具代表性的有北美的CDMA2000、欧洲和日本的WCDMA以及我国提出的TD-SCDMA三大制式,以及欧洲的DECT和北美的UMC-136。 从技术角度来看,第三代(3G)在2G系统自适应信道和用户的双重动态特性的基础上引入了业务的动态特性。 即在3G系统中,用户业务可以是单一的语音业务,也可以是数据、图像、多媒体业务,用户可以随意选择业务。 第三级动力学的引入使系统变得非常复杂。 因此,第三代是在第二代数字化的基础上,以业务多媒体为主要目标,综合考虑和完善渠道和用户双重动态特性的匹配特性,适当考虑业务的动态性能,并尽力采取相应措施来实现这一目标。 。 10 (2) CDMA扩频方法应分为两种。 一方面,扩频提高了抗干扰性能,增加了通信容量; 另一方面,由于扩频码的互相关性能不理想,多址干扰、近、远效应增大,对功率控制提出了更高的要求; (3)为了克服CDMA中的多址干扰,在3G系统中,建议在上行链路中使用多用户检测和智能天线技术; 下行采用原创分集空时编码技术; (4)为了匹配业务的动态特性,3G采用OVSF(可变扩频比),对于不同速率的业务(不同扩频比)仍能具有正交性能。 交叉口代码)多路访问代码; (5)针对数据业务要求低误码率、实时性要求不高的特点,3G采用性能较好的Turbo码进行数据业务。

11 前三代移动通信中,除了上述物理层关键技术不断发展外,其网络层功能也逐步完善。 其主要表现是: 1)网络协议逐渐标准化。 到了第三代(3G),初步形成三个水平层:物理层、链路层、高层网络; 两个垂直平面:用户业务平面和控制平面。 初步规范结构。 2)逐步增强和完善网络层的辅助物理层,实现三重动态匹配功能,加强和完善无线资源管理、移动性管理、接入分配和调度算法的实现。 3)第二代(2G)开始逐步引入智能网络,实现交换与控制分离,通过业务生成系统快速生成新业务。 12 此外,从第一代到第三代业务的业务类型和完成的功能也在不断发展。 在业务方面: 1)第一代在单一模拟电路交换平台上完成单一模拟语音业务。 2)第二代是在单一数字电路交换平台上以相同速率完成数字语音或电路交换数据业务。 3)第二代半建立在两个并行电路(CS)和分组(PS)交换平台上,完成64kbps以下电路交换和171.2kbps以下分组交换的数字语音和各种数据业务服务。 4)第三代首先对第二代半进行增强和改进,逐步转变为单一的分组交换IP平台,提供2Mbps以下的各种多媒体业务服务。 133)第三代已发展为会话式、数据流式、交互式、后端式等综合业务多媒体业务功能。

从Sds来看,肯定是假的。 15 就未来通信而言,发展方向是个人通信。 即在全球范围内逐步实现全球网络(统一网络结构),每个人拥有一个号码(身份号码),与任何物体(人或机器)进行通信,实现任何业务(语音)无缝、不间断的通信。 、数据、图像等)。 其实现主要包括两部分。 一是全球骨干核心网平台,二是无处不在的灵活接入方式。 对于移动通信的发展来说,重点是后者。 16 就接入网而言,客观上可分为有线接入和无线接入。 这里我们只讨论无线接入。 更详细地说,无线接入可以分为室内无线接入如红外、蓝牙等; 小范围无线局域网接入,如IEEE802.11系列等; 中距离和大范围蜂窝移动接入和全球覆盖卫星接入。 本书的讨论仅限于陆地系统的蜂窝移动网络,这是实现个人通信宏伟蓝图的第一步。 仅这一步就已经经历了第一代(1G)和第二代(2G)系统,正在向第三代(3G)系统过渡。 17 展望未来,移动通信的发展离不开其客观遵循的规律。 这个规律主要是由两个因素决定的:一是用户的需求,二是实施时环境和条件的制约。 1)从用户需求来看,移动通信应从第一代(1G)、第二代(2G)以语音为主逐步转向以数据为主,特别是基于分组交换IP数据的综合业务和多媒体。 商业。

在这个转移过程中,基于IPv6的移动互联网业务将成为未来的主流业务。 18 2)基于移动互联网业务上下游严重不对称,下行业务下载量普遍远大于上行业务量。 因此,就基础通信系统而言,可能需要打破传统上下行遵循同一通信系统的束缚。 目前在第三代(3G)中,3GPP2已经运行的HDR在下行链路中采用时隙码分多址,以适应高速数据传输。 它与上行码分多址并不完全对称。 3GPP使用的HSDPA(高速下行数据传输)与HDR基本类似。 19 下一代移动通信的主要关键物理层技术是满足三重动态环境和条件约束下日益增长的用户数量和质量要求,同时保证用户通信的安全性和保密性。 一是进一步改进、完善和实用现有的物理层关键技术。 重点研究适应高速数据业务的正交多载波调制OFDM技术,作为下一代物理层的关键技术。 下一代移动通信物理层关键技术的另一个研究重点是物理层自适应传输技术的研究。 20 加强渠道、用户、业务动态监测和预估,为三重动态匹配提供依据。 加强空域与传统时频域结合研究,开发空域在移动通信中的巨大潜力。 在下一代移动通信系统的优化中,一个值得关注的方向是在传统的信道编码、调制技术、多用户检测技术等单一组件优化的基础上,逐步扩大和实现联合(组合)优化范围。 。

在下一代移动通信物理层的具体实现技术上,将逐步过渡到软件无线电,实现传统移动通信中用户和信道的双重动态,并增加第三种用户业务类型。 三重动力。 这第三层动态的引入不仅引起了上述物理层的巨大变化,而且对网络层和网络规划层提出了许多新的要求,带来了新的问题。 首先选择全IP方向,因为它更合适。 未来主流业务为移动互联网以及数据和多媒体业务。 下一代移动通信网络的主要方向应该是网络智能化。 22 5) 下一代移动通信也对网络规划层提出了一系列新的问题和要求,其中最主要的是: 由于数据和多媒体业务的引入并逐渐成为主流,传统的网络规划采用单一语音业务规划已不能满足用户需求。 随着用户所需的服务密度越来越大,未来蜂窝小区的规模将越来越小。 这将使移动用户,尤其是高速移动的用户,使用信令协议进行频繁的切换,导致通信协议的比例越来越大。 效率不断恶化,势必迫使原有蜂窝传输网络结构进行转型。 下一代蜂窝网络结构转型的解决方案之一是采用多层次、重叠的三维网络规划。 23 基于分布式天线和分布式光纤接入网络的自组织拓扑网络。 从网络规划层的网络拓扑来看,从长远发展来看,有以下发展趋势: 趋势一:电信网、计算机网、有线电视网将逐步实现三网融合,最终走向三网融合; 趋势二:就电信网络而言,将从目前有线(固定网)和无线(移动网)两种基本并行发展的网络逐步走向以接入网为主的无线、以分工为主的有线核心骨干网络的劳动和协作。 统一网络的发展方向。 24 本书写作的基本原则是: 1)以移动通信基本原理为核心,同时适当介绍移动通信系统的一些主流系统; 2)综合各种移动通信系统常用的“共性”技术为核心,并适当引入一些特殊的“个性”技术;

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