移動(dòng)通信的展望.ppt

第10章 移動(dòng)通信的展望,10.1 個(gè)人通信概述 10.2 關(guān)于個(gè)人通信的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和研究進(jìn)展 10.3 未來(lái)移動(dòng)通信中的關(guān)鍵技術(shù) 思考題與習(xí)題,10.1 個(gè)人通信概述,移動(dòng)通信從產(chǎn)生到現(xiàn)在的歷史并不長(zhǎng)， 然而其發(fā)展速度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人們的預(yù)料。 尤其是最近十幾年來(lái)， 隨著微電子技術(shù)、 計(jì)算機(jī)和軟件工程的發(fā)展， 移動(dòng)通信設(shè)備在質(zhì)量、 使用方便和可靠性等方面的發(fā)展日新月異。,縱觀移動(dòng)通信的發(fā)展歷程， 當(dāng)代移動(dòng)通信可分為四個(gè)階段： （1） 第一代移動(dòng)通信以模擬調(diào)頻、 頻分多址為主體技術(shù)， 包括以蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)為代表的公用移動(dòng)通信系統(tǒng)、 以集群系統(tǒng)為代表的專用移動(dòng)通信系統(tǒng)以及無(wú)繩電話, 主要向用戶提供模擬話音業(yè)務(wù)。,(2) 第二代移動(dòng)通信以數(shù)字傳輸、 時(shí)分多址或碼分多址為主體技術(shù)， 簡(jiǎn)稱數(shù)字移動(dòng)通信， 包括數(shù)字蜂窩系統(tǒng)、 數(shù)字無(wú)繩電話系統(tǒng)和數(shù)字集群系統(tǒng)等， 主要向用戶提供數(shù)字話音業(yè)務(wù)和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。,(3) 第三代(3G)移動(dòng)通信以CDMA為主要技術(shù)， 向用戶提供2 Mb/s到10 Mb/s的多媒體業(yè)務(wù)。 (4) 超（后）三代（B3G）或第四代(4G)移動(dòng)通信的研究和開發(fā)， 采用OFDM和多天線等新技術(shù)， 將向用戶提供100 Mb/s甚至1 Gb/s的數(shù)據(jù)速率。,10.1.1 個(gè)人通信的概念 長(zhǎng)期以來(lái)， 人們就有一種美好的愿望： 未來(lái)總有一天會(huì)做到無(wú)論任何人(Whoever)在任何時(shí)候(Whenever)和任何地點(diǎn)(Wherever)都能和另一個(gè)人(Whomever)進(jìn)行任何方式(Whatever)的通信。 以往， 人們?cè)堰@種愿望稱之為幻想， 然而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 這種愿望已經(jīng)不是幻想， 而是可以實(shí)現(xiàn)的了。 人們把這種向往中的通信稱為“個(gè)人通信”， 而把實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信的網(wǎng)絡(luò)稱之為個(gè)人通信網(wǎng)(PCN)。,個(gè)人通信的愿望雖然早已存在， 但個(gè)人通信網(wǎng)的設(shè)想?yún)s是在1988年才正式提出來(lái)的。 其后， PCN在世界范圍內(nèi)立即引起了巨大的反響和共鳴， 一些通信發(fā)達(dá)的國(guó)家紛紛開展了PCN的體系結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)技術(shù)的研究， 提出了形形色色的設(shè)想和方案， 有關(guān)PCN的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定也受到許多國(guó)際組織的重視。,10.1.2 實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信的途徑 個(gè)人通信的設(shè)想激發(fā)了人們的濃厚興趣。 從1988年以來(lái)， 人們對(duì)如何實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信曾提出過(guò)各種各樣的方案， 也發(fā)生過(guò)一些爭(zhēng)論， 甚至相互非議。 一般來(lái)說(shuō)， 實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信的途徑有以下幾種。 (1) 規(guī)劃、 設(shè)計(jì)和開發(fā)一種覆蓋世界范圍的全新個(gè)人通信網(wǎng)。 這種方法可以按照個(gè)人通信的理想目標(biāo)， 自由地精選先進(jìn)技術(shù)和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 而不受現(xiàn)有通信設(shè)施和現(xiàn)用技術(shù)體制的影響和約束。,(2) 選擇現(xiàn)有的某一種移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)充和改造， 實(shí)現(xiàn)一個(gè)遍及全球、 功能齊全和適應(yīng)各種運(yùn)行環(huán)境的個(gè)人通信網(wǎng)。 這種辦法對(duì)現(xiàn)有各種通信設(shè)備的開發(fā)者、 制造商和運(yùn)營(yíng)公司特別有吸引力。,利用和改造某一種通信網(wǎng)絡(luò)向個(gè)人通信網(wǎng)發(fā)展的方案都帶有一定的局限性， 主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 把蜂窩通信系統(tǒng)的小區(qū)分為宏小區(qū)、 微小區(qū)和微微小區(qū)， 混合配置， 以適應(yīng)城市和鄉(xiāng)村、 戶內(nèi)和戶外的不同需要和擴(kuò)大個(gè)人通信的服務(wù)范圍。 把無(wú)繩電話系統(tǒng)由室內(nèi)應(yīng)用擴(kuò)展到室外應(yīng)用， 通過(guò)Telepoint覆蓋整個(gè)服務(wù)地區(qū)， 并賦予雙向呼叫、 越區(qū)切換和漫游功能， 以提供個(gè)人通信業(yè)務(wù)。, 利用中、 低軌道移動(dòng)通信衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信網(wǎng)絡(luò)。 因?yàn)橐苿?dòng)衛(wèi)星通信在海上、 空中和地形復(fù)雜而人口稀疏的環(huán)境中應(yīng)用具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)， 不僅覆蓋范圍大， 而且不受地形的限制， 對(duì)于解決邊遠(yuǎn)地區(qū)的通信和形成陸?？章?lián)合的立體通信系統(tǒng)而言是最有效的辦法。,(3) 綜合利用現(xiàn)有各種通信網(wǎng)絡(luò)， 發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)， 取長(zhǎng)補(bǔ)短， 在統(tǒng)一要求和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的條件下， 突破關(guān)鍵技術(shù)， 解決各種網(wǎng)絡(luò)之間的互連互通， 加強(qiáng)通信網(wǎng)絡(luò)的智能化管理功能， 以實(shí)現(xiàn)全球性的個(gè)人通信網(wǎng)。,10.2 關(guān)于個(gè)人通信的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和研究進(jìn)展,10.2.1 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)制定的過(guò)程 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的理論研究、 技術(shù)開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)制定工作早在20世紀(jì)80年代中期就已經(jīng)開始了。 第三代移動(dòng)通信的主要發(fā)展目標(biāo)是： 能提供高質(zhì)量業(yè)務(wù)， 包括話音、 低速和高速數(shù)據(jù)(從幾kbs到2 Mbs)， 并具有多媒體接口； 能支持面向電路和面向分組業(yè)務(wù)；,能工作在各種通信環(huán)境， 包括城市和鄉(xiāng)村、 丘陵和山地、 空中和海上以及室內(nèi)場(chǎng)所； 具有更高的頻譜效率， 能提供更大的通信容量； 能與固定網(wǎng)絡(luò)兼容， 和現(xiàn)有移動(dòng)通信網(wǎng)互連互通并實(shí)現(xiàn)全球漫游；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可配置成不同形式， 以適應(yīng)各種服務(wù)需要， 如公用、 專用、 商用和家用； 具有高級(jí)的移動(dòng)性管理， 能保證大量用戶數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、 更新、 交換和實(shí)時(shí)處理等。 ,關(guān)于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)， 開始主要是由國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)主導(dǎo)的， 最初提出時(shí)使用的系統(tǒng)名稱為“未來(lái)公共陸上移動(dòng)通信系統(tǒng)”(FPLMTS)， 后改名為“國(guó)際移動(dòng)通信2000”(IMT-2000)。 1998年12月， 世界各國(guó)已向ITU提交的無(wú)線傳輸技術(shù)(RTT)建議有：,(1) 以TDMA為基礎(chǔ)的兩種： DECT， 來(lái)自ETSI計(jì)劃(EP)DECT。 UWC-136(Universal Wireless Communications)， 來(lái)自美國(guó)TIA TR45.3。,(2) 以CDMA為基礎(chǔ)的八種： WINS W-CDMA(Wireless Multimedia and Messaging Service Wideband CDMA)， 來(lái)自美國(guó)TR46.1。 TD-SCDMA(TimeDivision Synchronous CDMA)， 來(lái)自中國(guó)電信技術(shù)研究院(CATT)。 W-CDMA(Wideband CDMA)， 來(lái)自日本ARIB。 CDMA(Asynchronous DS-CDMA)， 來(lái)自韓國(guó)TTA。,UTRA(UMTS Terrestrial Radio Access)， 來(lái)自ESTI SMG2。 NA：W-CDMA(North American Wideband CDMA)， 來(lái)自美國(guó)TIPI-ATIS。 cdma2000(Wideband CDMA(IS-95)， 來(lái)自美國(guó)TIA TR45.5。 CDMA (Multiband Synchronous DS-CDMA)， 來(lái)自韓國(guó)TTA。,(3) 用于衛(wèi)星系統(tǒng)的五種： SAT-CDMA， 軌道高度2000 km， 軌道平面7個(gè)， 總共49顆低軌道衛(wèi)星， 來(lái)自韓國(guó)TTA。 SW-CDMA(Satellite Wideband CDMA)， 來(lái)自ESA。 SW-CTDMA(Satellite Wideband H