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探討研究現代移動(dòng)通信技術(shù)
摘要:縱觀(guān)全球迅猛發(fā)展的高科技, 電信業(yè)必將成為21 世紀世界經(jīng)濟的火車(chē)頭,通信技術(shù)正發(fā)生著(zhù)百年未遇的巨大變化。本文介紹了第三代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展現狀,最后展望了未來(lái)移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的趨勢。
伴隨著(zhù)移動(dòng)通信市場(chǎng)的快速發(fā)展,用戶(hù)對更高性能的移動(dòng)通信系統提出了更高要求,希望享受更為豐富和高速的通信業(yè)務(wù)。第二代移動(dòng)通信運營(yíng)商發(fā)展速度趨于緩和而競爭越加激烈,為尋找新的增長(cháng)點(diǎn),通過(guò)發(fā)展數據業(yè)務(wù)來(lái)提高自身的服務(wù)質(zhì)量和業(yè)務(wù)類(lèi)型,需要3G的支持。同時(shí)由于第二代移動(dòng)通信無(wú)線(xiàn)頻率資源日趨緊張,已不能滿(mǎn)足長(cháng)期的通信需求發(fā)展需要。
1、 移動(dòng)通信的發(fā)展歷程
第一代移動(dòng)通信系統是在20世紀80年代初提出的,它完成于20世紀90年代初。第一代移動(dòng)通信系統是基于模擬傳輸的,其特點(diǎn)是業(yè)務(wù)量小、質(zhì)量差、交全性差、沒(méi)有加密和速度低。
第二代移動(dòng)通信系統(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標準協(xié)會(huì )在1996年提出了GSMPhase2 ,目的在于擴展和改進(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(hù)化應用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )增強邏輯),SO(支持最佳路由)、立即計費,GSM900/1800雙頻段工作等內容,也包含了與全速率完全兼容的增強型話(huà)音編解碼技術(shù),使得話(huà)音質(zhì)量得到了質(zhì)的改進(jìn);半速率編解碼器可使GSM系統的容量提高近一倍。在GSM Phase2 階段中,采用更密集的頻率復用、多復用、多重復用結構技術(shù),引入智能天線(xiàn)技術(shù)、雙頻段等技術(shù),有效地克服了隨著(zhù)業(yè)務(wù)量劇增所引發(fā)的GSM系統容量不足的缺陷;自適應語(yǔ)音編碼(AMR)技術(shù)的應用,極大提高了系統通話(huà)質(zhì)量;GPRS/EDGE技術(shù)的引入,使GSM與計算機通信/Intercom有機相結合,數據傳送速率可達115/384kbit/s,從而使GSM功能得到不斷增強,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(zhù)用戶(hù)規模和網(wǎng)絡(luò )規模的不斷擴大,頻率資源己接近枯竭,語(yǔ)音質(zhì)量不能達到用戶(hù)滿(mǎn)意的標準,數據通信速率太低,無(wú)法在真正意義上滿(mǎn)足移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的需求。
2、第三代移動(dòng)通信系統概述
第三代移動(dòng)通信業(yè)務(wù)主要是話(huà)音和中低速數據,碼率為384 kb/ s (局域網(wǎng)可達2 Mb/ s) , 因而可傳送比目前GSM (第二代移動(dòng)通信)更高碼率的信息。隨著(zhù)多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展, 2 Mb/ s 的碼率將越來(lái)越不能滿(mǎn)足用戶(hù)各種新的寬帶業(yè)務(wù)的需要,因此國際上已開(kāi)始研究第四代移動(dòng)通信系統,第一步目標是10 Mb/ s 以上。我們國內則尚未啟動(dòng)。因此需盡早開(kāi)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(dòng)通信系統的體系結構, 包括頻段、多址方法、無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)、軟件無(wú)線(xiàn)電的硬件和軟件、多載波調制和OFDM 技術(shù)、自適應天線(xiàn)陣、高效信道編碼技術(shù)(如Turbo 碼) 等。
第三代移動(dòng)通信系統(3G),也稱(chēng)IMT2000,是正在全力開(kāi)發(fā)的系統,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(huà)音和多媒體數據通信,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),例如高速數據、慢速圖像與電視圖像等。如WCDMA的傳輸速率在用戶(hù)靜止時(shí)最大為2Mbps,在用戶(hù)高速移動(dòng)時(shí)最大支持144Kbps,所占頻帶寬度5MHz 左右。但是,第三代移動(dòng)通信系統的通信標準共有WCDMA,CDMA2000和TD-SCDMA三大分支,共同組成一個(gè)IMT?2000家庭,成員間存在相互兼容的問(wèn)題,因此已有的移動(dòng)通信系統不是真正意義上的個(gè)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)遠遠不能適應未來(lái)移動(dòng)通信發(fā)展的需要,因此尋求一種既能解決現有問(wèn)題,又能適應未來(lái)移動(dòng)通信的需求的新技術(shù)(即新一代移動(dòng)信:next generation mobile communication)是必要的。
3、第四代移動(dòng)通信系統
4G系統中有兩個(gè)基本目標:一是實(shí)現無(wú)線(xiàn)通信全球覆蓋;二是提供無(wú)縫的高質(zhì)量無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)。目前正在構思中的4G通信具有以下特征:(1)網(wǎng)絡(luò )頻譜更寬。要想使4G通信達到100Mbps的傳輸速率,通信運營(yíng)商必須在3G網(wǎng)絡(luò )的基礎上進(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。據研究,每個(gè)4G信道將占有100MHz的頻譜,相當于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(huà)和其他移動(dòng)終端訪(fǎng)問(wèn)Intercom的速率,因此,4G通信最顯著(zhù)的特征就是它有更快的無(wú)線(xiàn)傳輸速率。據專(zhuān)家估計,第四代移動(dòng)通信系統的傳輸速率速率可以達到10M~20Mbps,最高可以達到100Mbps;(3)通信更加靈活。從嚴格意義上說(shuō),4G手機的功能已不能簡(jiǎn)單劃歸
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