移動(dòng)通信課件第1章第四版

移動(dòng)通信目的與考核掌握移動(dòng)通信的基本概念、基本原理、主要技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)組成及典型系統(tǒng)，了解移動(dòng)通信的發(fā)展歷史和移動(dòng)通信未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。課堂聽課為主，并積極主動(dòng)自學(xué)。考核方式：平時(shí)（作業(yè)、出勤、聽課情況等）成績(jī)占30％，考試成績(jī)占70％。課程安排第1章概述第2章移動(dòng)通信網(wǎng)第3章移動(dòng)信道的電波傳播第4章數(shù)字調(diào)制技術(shù)第5章GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)與GPRS第6章CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)第7章第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)及LTE第1章概述1.1移動(dòng)通信及其特點(diǎn)1.2移動(dòng)通信的工作方式1.3移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成1.4移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻段使用

1.5多址方式1.6其他常用技術(shù)

1.7移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展

1.8第四代移動(dòng)通信(4G)標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)狀

移動(dòng)通信是通信領(lǐng)域中最具有活力，最具有發(fā)展前途的一種通信方式。移動(dòng)通信，顧名思義，其最本質(zhì)的特色是“移動(dòng)”二字，就是說(shuō)這類通信不是傳統(tǒng)靜態(tài)的固定式通信，而是動(dòng)態(tài)的移動(dòng)式通信。傳統(tǒng)的固定式通信，又稱為有線通信。最大特點(diǎn)是靜態(tài)的，信道是封閉的，且是人造的，從而是優(yōu)質(zhì)的。最大缺點(diǎn)是缺乏動(dòng)態(tài)性，不適應(yīng)現(xiàn)代人快節(jié)奏的生活需求，特別是快速移動(dòng)的需求。無(wú)線通信針對(duì)上述靜態(tài)的缺點(diǎn)，以開放式傳播來(lái)傳遞信息，代價(jià)是犧牲了全封閉式的優(yōu)質(zhì)人造信道，換取了無(wú)需采用固體介質(zhì)專用線路的開放式傳輸?shù)撵`活性，但是信道的開放性必然引起了信道的時(shí)變性和隨機(jī)性，從而大大降低了通信容量和質(zhì)量。移動(dòng)通信則是在無(wú)線通信的基礎(chǔ)上又進(jìn)一步引入了用戶的移動(dòng)性,在無(wú)線通信的第一重信道動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上又加入了第二重用戶的動(dòng)態(tài)性，這實(shí)質(zhì)是兩重動(dòng)態(tài)性。在第三代(3G)移動(dòng)通信技術(shù)中進(jìn)一步引入第三重動(dòng)態(tài)性——業(yè)務(wù)類型動(dòng)態(tài)選擇特性。在移動(dòng)通信中，終端是移動(dòng)的，傳輸線路是隨終端移動(dòng)而分配的動(dòng)態(tài)無(wú)線鏈路，網(wǎng)絡(luò)則是適應(yīng)動(dòng)態(tài)用戶終端、動(dòng)態(tài)線路的動(dòng)態(tài)型交換網(wǎng)絡(luò)1.1移動(dòng)通信及其特點(diǎn)移動(dòng)通信的基本概念：至少有一方處于移動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行信息交換的通信。包括：移動(dòng)用戶（車輛、船舶、飛機(jī)、行人等）和移動(dòng)用戶，或移動(dòng)用戶和固定用戶（固定電臺(tái)或有線用戶）之間的通信。就正式商業(yè)運(yùn)營(yíng)而言，至今也不過(guò)只有30余年的歷史，就其發(fā)展歷程看，大約每十年更新一代。目前正處于第四代(4G)初期。移動(dòng)通信具有以下基本特點(diǎn)：(1)電波傳播條件惡劣。多徑傳播---多徑衰落？

(2)具有多普勒效應(yīng)。多普勒頻移？(3)干擾嚴(yán)重。(4)接收設(shè)備應(yīng)具有很大的動(dòng)態(tài)范圍。(5)需要采用位置登記、過(guò)境切換等移動(dòng)性管理技術(shù)。(6)綜合了各種技術(shù)。交換、計(jì)算機(jī)、傳輸(7)對(duì)設(shè)備要求苛刻。多徑傳播：

1.電波在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的傳播基本機(jī)制有：直射、反射、繞射、散射、以及它們的合成。反射---發(fā)生于地球表面、建筑物、墻壁表面。反射式產(chǎn)生多徑衰落的主要因素。繞射----當(dāng)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間的無(wú)線路徑被尖利的邊緣阻擋時(shí)會(huì)發(fā)生反射。房屋尖頂散射----產(chǎn)生于粗糙表面，小物體或者不規(guī)則物體。樹葉、燈柱等多徑衰落（瑞利衰落）：電波發(fā)生反射、繞射、散射后，產(chǎn)生許多路徑的信號(hào)，因?yàn)殡姴ㄍㄟ^(guò)各個(gè)路徑的距離不同，所以各個(gè)路徑電波到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間不同，則相位不同。不同相位的多個(gè)信號(hào)在接收機(jī)進(jìn)行疊加，有時(shí)同相疊加而加強(qiáng)，有時(shí)反相疊加而減弱。使得接收信號(hào)的幅度急劇變化，發(fā)生多徑衰落。

由于移動(dòng)臺(tái)在運(yùn)動(dòng)中，所以產(chǎn)生多普勒頻移效應(yīng)，頻移值fd與移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度v、工作頻率f（或波長(zhǎng)λ）及電波到達(dá)角θ有關(guān)，即多普勒頻移移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類：按使用對(duì)象可分為：民用設(shè)備和軍用設(shè)備；按用途區(qū)域可分為：陸地通信、海上通信和空中通信；按多址方式可分為：頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)、空分多址（SDMA)等；按覆蓋范圍可分為：寬域網(wǎng)和局域網(wǎng)；按業(yè)務(wù)類型可分為：電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)；按工作方式可分為：同頻單工、異頻單工、異頻雙工和半雙工；按經(jīng)營(yíng)方式或用戶性質(zhì)可分為：專用網(wǎng)和公用網(wǎng)；按信號(hào)形式可分為：模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)。1.2移動(dòng)通信的工作方式一.單工通信三.半雙工通信二.雙工通信頻分雙工（FDD）時(shí)分雙工（TDD）同頻單工異頻單工132023/2/2一.單工通信用PTT單工通信是指通信雙方電臺(tái)交替地進(jìn)行收信和發(fā)信。

1.定義2.原理圖圖1-2單工通信1.2.4移動(dòng)通信的工作方式142023/2/23.分類根據(jù)收、發(fā)頻率的異同，又可分為：同頻單工異頻單工需要用到轉(zhuǎn)發(fā)器同頻是指通信的雙方，使用相同工作頻率（f1）；操作采用“按—講”（pushtotalk，PTT）方式。平時(shí),雙方的接收機(jī)均處于守聽狀態(tài)。是指通信的雙方使用兩個(gè)不同頻率為f1和f2

，而操作仍采用“按—講”方式。由于收發(fā)使用不同的頻率，同一部電臺(tái)的收發(fā)信機(jī)可以交替工作，也可以收常開，只控制發(fā)，即按下PTT發(fā)射。單工通信152023/2/24.特點(diǎn)同頻單工的優(yōu)點(diǎn)是：缺點(diǎn)是:①設(shè)備簡(jiǎn)單；②移動(dòng)臺(tái)之間可直接通話，不需基站轉(zhuǎn)接；③不按鍵時(shí)發(fā)射機(jī)不工作，因此功耗小。③當(dāng)附近有鄰近頻率的電臺(tái)發(fā)射時(shí)，容易造成強(qiáng)干擾。①只適用于組建簡(jiǎn)單和甚小容量的通信網(wǎng)；②當(dāng)有兩個(gè)以上移動(dòng)臺(tái)同時(shí)發(fā)射時(shí)就會(huì)出現(xiàn)同頻干擾；單工通信162023/2/2f1終端2f2終端2終端1終端1是指通信的雙方，收發(fā)信機(jī)均同時(shí)工作，即任一方在發(fā)話的同時(shí)，也能收聽到對(duì)方的話音。二.雙工通信頻分雙工（FDD）1.定義2.分類t終端1終端3終端1終端2終端2終端4時(shí)分雙工（TDD）1.2.4移動(dòng)通信的工作方式172023/2/23.頻分雙工原理圖圖1-3頻分雙工通信

雙工通信182023/2/2雙工制：通信的雙方，收發(fā)信機(jī)均同時(shí)工作，即任一方在發(fā)話的同時(shí)，也能收聽到對(duì)方的話音，無(wú)需按PTT開關(guān)，類同于平時(shí)打市話，使用自然，操作方便。分為同頻雙工和異頻雙工。異頻雙工制的優(yōu)點(diǎn)：①收發(fā)頻率分開可大大減小干擾；②用戶使用方便。異頻雙工制的缺點(diǎn)：①移動(dòng)臺(tái)在通話過(guò)程中總是處于發(fā)射狀態(tài)，因此功耗大；②移動(dòng)臺(tái)之間通話需占用兩個(gè)頻道；③設(shè)備較復(fù)雜，價(jià)格較貴。在無(wú)中心臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)的情況下，異頻雙工電臺(tái)需配對(duì)使用，否則通信雙方無(wú)法通話。同頻雙工采用時(shí)分雙工(TDD)技術(shù)，是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。TDD對(duì)同步要求嚴(yán)格。PHS,TD-SCDMA均采用了TDD技術(shù)。TDD具有以下三個(gè)顯著特點(diǎn)：省去雙工器；可使用不對(duì)稱頻率，頻率利用率提高；上、下行時(shí)隙靈活分配；移動(dòng)臺(tái)采用類似單工的“按講”方式，即按下按講開關(guān)，發(fā)射機(jī)才工作，而接收機(jī)總是工作的?；竟ぷ髑闆r與雙工方式完全相同。三.半雙工通信全雙工+PTT1.定義2.原理圖圖1-4半雙工通信

212023/2/23.特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是：①移動(dòng)臺(tái)設(shè)備簡(jiǎn)單，價(jià)格低，耗電少；②收發(fā)采用不同頻率，提高了頻譜利用率；③移動(dòng)臺(tái)受鄰近電臺(tái)干擾小。缺點(diǎn)是：移動(dòng)臺(tái)仍需按鍵發(fā)話，松鍵受話，使用不方便。由于收發(fā)使用不同的頻率，同一部電臺(tái)的收發(fā)信機(jī)可以交替工作，也可以收常開，只控制發(fā)，即按下PTT發(fā)射。在中心臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)的系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)必須使用該方式。

半雙工通信222023/2/2圖1-3雙工通信方式1.3移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成移動(dòng)通信系統(tǒng)按其經(jīng)營(yíng)方式或用戶性質(zhì)可分為專用移動(dòng)通信系統(tǒng)（專網(wǎng)）和公共移動(dòng)通信系統(tǒng)（公網(wǎng)）。專網(wǎng)的最大功能要求是調(diào)度。集群（Trunking）移動(dòng)通信是傳統(tǒng)的專用無(wú)線調(diào)度系統(tǒng)的高級(jí)發(fā)展階段，是專用移動(dòng)通信的發(fā)展方向。專用移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與公共移動(dòng)通信系統(tǒng)越來(lái)越相像。數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)，其本身就是在數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)上加上了調(diào)度功能。

．集群通信系統(tǒng)概念集群通信系統(tǒng)可以定義為系統(tǒng)所具有的可用信道可為系統(tǒng)的全體用戶共用，具有自動(dòng)選擇信道功能，是一種共享資源、分擔(dān)費(fèi)用、共用信道設(shè)備及服務(wù)的多用途、高效能的無(wú)線調(diào)度通信系統(tǒng)。主要面向各專業(yè)部門如公安、鐵道、水利、軍隊(duì)等，以各專業(yè)部門用戶為服務(wù)對(duì)象。在搶險(xiǎn)救災(zāi)、處理各種突發(fā)事件等場(chǎng)景可以及時(shí)準(zhǔn)確的調(diào)度指揮通信。可以提供單呼、組呼、廣播呼叫、短信息等業(yè)務(wù)。用戶之間存在一定的關(guān)系和不同的呼叫級(jí)別。252023/2/2．集群系統(tǒng)的組成

集群系統(tǒng)一般由終端設(shè)備、基站、調(diào)度臺(tái)和控制中心等組成。

圖1-7集群移動(dòng)通信系統(tǒng)示意圖262023/2/2蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。一個(gè)交換區(qū)由一個(gè)移動(dòng)交換中心MSC（MobileServiceSwitchingCentre）、一個(gè)或若干個(gè)歸屬位置寄存器HLR（HomeLocationRegister）和訪問者位置寄存器VLR（VisitorLocationRegister)（有時(shí)幾個(gè)MSC合用一個(gè)VLR）、設(shè)備識(shí)別寄存器EIR（EquipmentIdentityRegister）、鑒權(quán)中心AuC（AuthenticationCentre）、操作維護(hù)中心OMC（OperationandMaintenanceCentre）、基站BS（BaseStation）和移動(dòng)臺(tái)MS（MobileStation）等功能實(shí)體組成。圖1-4蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)MSC對(duì)位于其服務(wù)區(qū)內(nèi)的MS進(jìn)行交換和控制，同時(shí)提供移動(dòng)網(wǎng)與固定公眾電信網(wǎng)的接口。MSC是移動(dòng)網(wǎng)的核心。作為交換設(shè)備，MSC具有完成呼叫接續(xù)與控制的功能，這點(diǎn)與固定網(wǎng)交換中心相同。作為移動(dòng)交換中心，MSC又具有無(wú)線資源管理和移動(dòng)性管理等功能，例如移動(dòng)臺(tái)位置登記與更新、越區(qū)切換等。為了建立從固定網(wǎng)至某個(gè)移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由，固定網(wǎng)就近進(jìn)入關(guān)口MSC（GMSC），由該GMSC查詢有關(guān)的HLR，并建立至移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前所屬的MSC的呼叫路由。

HLR是用于移動(dòng)用戶管理的數(shù)據(jù)庫(kù)。每個(gè)移動(dòng)用戶必須在某個(gè)HLR中登記注冊(cè)。HLR所存儲(chǔ)的用戶信息分為兩類：一類是有關(guān)用戶參數(shù)的信息，例如用戶類別，向用戶所提供的服務(wù)，用戶的各種號(hào)碼、識(shí)別碼以及用戶的保密參數(shù)等；另一類是有關(guān)用戶當(dāng)前位置的信息，例如移動(dòng)臺(tái)漫游號(hào)碼、VLR地址等，用于建立至移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由。

VLR是存儲(chǔ)用戶位置信息的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)漫游用戶進(jìn)入某個(gè)MSC區(qū)域時(shí)，必須向該MSC相關(guān)的VLR登記，并被分配一個(gè)移動(dòng)用戶漫游號(hào)（MSRN），在VLR中建立該用戶的有關(guān)信息，其中包括移動(dòng)用戶識(shí)別碼（MSI）、移動(dòng)用戶漫游號(hào)（MSRN），所在位置區(qū)的標(biāo)志以及向用戶提供的服務(wù)等參數(shù)，這些信息是從相應(yīng)的HLR中傳遞過(guò)來(lái)的。MSC在處理入網(wǎng)、出網(wǎng)呼叫時(shí)需要查詢VLR中的有關(guān)信息。一個(gè)VLR可以負(fù)責(zé)一個(gè)或若干個(gè)MSC區(qū)域。EIR是存儲(chǔ)有關(guān)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。EIR實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)設(shè)備的識(shí)別、監(jiān)視、閉鎖等功能。

1.4移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻段使用早期的移動(dòng)通信主要使用VHF和UHF頻段，其主要原因有以下三點(diǎn)：(1)VHF/UHF頻段較適合移動(dòng)通信。

(2)天線較短，便于攜帶和移動(dòng)。

(3)抗干擾能力強(qiáng)。目前，大容量移動(dòng)通信系統(tǒng)均使用800MHz頻段(CDMA)，900MHz頻段(AMPS、TACS、GSM)，并開始使用1800MHz頻段(GSM1800/DCS1800)，該頻段用于微蜂窩(Microcell)系統(tǒng)。我國(guó)移動(dòng)通信工作頻段原郵電部規(guī)定IS-95CDMA第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要工作在2000MHz頻段上，世界各國(guó)和地區(qū)頻率分配的方式各不相同。1.5多址方式1.5.1移動(dòng)通信系統(tǒng)中的多址方式（1）FDMA。北美的AMPS和英國(guó)的TACS。在我國(guó)AMPS和TACS這兩種制式都有應(yīng)用，但TACS占絕大多數(shù)。所謂FDMA，就是在頻域中一個(gè)相對(duì)窄帶信道里，信號(hào)功率被集中起來(lái)傳輸，不同信號(hào)被分配到不同頻率的信道里，發(fā)往和來(lái)自鄰近信道的干擾用帶通濾波器限制，這樣在規(guī)定的窄帶里只能通過(guò)有用信號(hào)的能量，而任何其他頻率的信號(hào)被排斥在外。模擬的FM蜂窩系統(tǒng)都采用了FDMA。（2）TDMA。北美的DAMPS和歐洲的GSM，在我國(guó)這兩種制式也都有應(yīng)用，但GSM占絕大多數(shù)。所謂TDMA，就是一個(gè)信道由一連串周期性的時(shí)隙構(gòu)成。不同信號(hào)的能量被分配到不同的時(shí)隙里，利用定時(shí)選通來(lái)限制鄰近信道的干擾，從而只讓在規(guī)定時(shí)隙中有用的信號(hào)能量通過(guò)。實(shí)際上，現(xiàn)在使用的TDMA蜂窩系統(tǒng)都是FDMA和TDMA的組合，如美國(guó)TIA建議的DAMPS數(shù)字蜂窩系統(tǒng)就是先使用了30kHz的頻分信道，再把它分成6個(gè)時(shí)隙進(jìn)行TDMA傳輸。（3）CDMA。北美的IS-95CDMA系統(tǒng)。所謂CDMA，就是每一個(gè)信號(hào)被分配一個(gè)偽隨機(jī)二進(jìn)制序列進(jìn)行擴(kuò)頻，不同信號(hào)的能量被分配到不同的偽隨機(jī)序列里。在接收機(jī)里，信號(hào)用相關(guān)器加以分離，這種相關(guān)器只接收選定的二進(jìn)制序列并壓縮其頻譜，凡不符合該用戶二進(jìn)制序列的信號(hào)，其帶寬就不被壓縮。結(jié)果只有有用信號(hào)的信息才被識(shí)別和提取出來(lái)。（4）SDMA。一種較新的多址技術(shù)，在由中國(guó)提出的第三代移動(dòng)通信（3G）標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA中就應(yīng)用了SDMA技術(shù)。SDMA實(shí)現(xiàn)的核心技術(shù)是智能天線，理想情況下它要求天線給每個(gè)用戶分配一個(gè)點(diǎn)波束，這樣根據(jù)用戶的空間位置就可以區(qū)分每個(gè)用戶的無(wú)線信號(hào)。換句話說(shuō)，處于不同位置的用戶可以在同一時(shí)間使用同一頻率和同一碼型，而不會(huì)相互干擾。實(shí)際上，SDMA通常都不是獨(dú)立使用的，而是與其他多址方式(如FDMA、TDMA和CDMA等)結(jié)合使用。對(duì)于處于同一波束內(nèi)的不同用戶再用這些多址方式加以區(qū)分。

SDMA的優(yōu)勢(shì)是明顯的：可以提高天線增益，使得功率控制更加合理有效，顯著地提升了系統(tǒng)容量；此外，一方面可以削弱來(lái)自外界的干擾，另一方面還可以降低對(duì)其他電子系統(tǒng)的干擾。SDMA實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是智能天線技術(shù)，這也正是當(dāng)前應(yīng)用SDMA的難點(diǎn)。特別是對(duì)于移動(dòng)用戶，由于移動(dòng)無(wú)線信道的復(fù)雜性，使得智能天線中關(guān)于多用戶信號(hào)的動(dòng)態(tài)捕獲、識(shí)別與跟蹤以及信道的辨識(shí)等算法極為復(fù)雜，從而對(duì)DSP（數(shù)字信號(hào)處理）提出了極高的要求，對(duì)于當(dāng)前的技術(shù)水平是個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。圖1-5多址方式示意圖（a）FDMA的頻段劃分方法；(b)TDMA示意圖；(c)FH－CDMA和DS－CDMA示意圖；(d)空分多址示意圖

1.5.2移動(dòng)通信系統(tǒng)中不同多址方式的頻譜效率FDMA蜂窩系統(tǒng)，頻譜效率取決于每赫茲帶寬信息比特率和頻率復(fù)用系數(shù)。頻率復(fù)用系數(shù)是表示相同頻率是如何被復(fù)用的數(shù)目。例如，美國(guó)模擬蜂窩系統(tǒng)AMPS將分配的頻譜分成30kHz帶寬的許多信道，并使用窄帶FM調(diào)制，調(diào)制效率為每30kHz一條話路。而AMPS載干比（C/I）需要18dB或更高。根據(jù)推算和經(jīng)驗(yàn)表明，需要頻率復(fù)用系數(shù)為1/7。因此，每個(gè)小區(qū)中必須占用210kHz的頻譜才有一條話路。TDMA頻譜效率的計(jì)算基本上和FDMA相同。例如，對(duì)于DAMPS，每個(gè)小區(qū)必須占用70kHz的頻譜才有一條話路。換句話說(shuō)，它的容量是模擬AMPS的三倍。同樣可以算出，GSM的系統(tǒng)容量約是模擬TACS的兩倍。決定CDMA系統(tǒng)容量的主要參數(shù)有處理增益、所需的Eb/N0值、話音激活系數(shù)、頻率復(fù)用效率和扇區(qū)數(shù)目等。還要受具體的地理環(huán)境、背景噪聲和外部干擾等條件的影響。所以，在CDMA中，每條話路所需占用的頻譜寬度是不確定的。通過(guò)試驗(yàn)和理論計(jì)算，IS-95CDMA的容量可達(dá)到AMPS的8至10倍，即每個(gè)小區(qū)中只占用20kHz的頻譜就可有一條話路。目前的CDMA蜂窩系統(tǒng)實(shí)際上也都是FDMA和CDMA的組合。頻率復(fù)用系數(shù)約為2/3，CDMA系統(tǒng)的高容量很大一部分因素是由于它的頻率復(fù)用系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他制式的蜂窩系統(tǒng)，另外一個(gè)主要因素是它使用了話音激活技術(shù)。1.6其他常用技術(shù)移動(dòng)通信系統(tǒng)需要利用信號(hào)處理技術(shù)來(lái)改進(jìn)惡劣無(wú)線電傳播環(huán)境中的鏈路性能。均衡、分集和信道編碼這三種技術(shù)，可以用來(lái)改進(jìn)小尺度時(shí)間、空間中接收信號(hào)的質(zhì)量和鏈路性能。它們既可以單獨(dú)使用，又可以組合使用。均衡技術(shù)可以補(bǔ)償時(shí)分信道中由于多徑效應(yīng)產(chǎn)生的符號(hào)間干擾（ISI）。如果調(diào)制帶寬超過(guò)了無(wú)線信道的相干帶寬，將會(huì)產(chǎn)生符號(hào)間干擾，并且調(diào)制脈沖將會(huì)產(chǎn)生時(shí)域擴(kuò)展，從而進(jìn)入相鄰符號(hào)。而接收機(jī)的均衡器可對(duì)信道中的幅度和延遲進(jìn)行補(bǔ)償。由于無(wú)線信道的未知性和時(shí)變性，因此均衡器需要是自適應(yīng)的。

分集技術(shù)是另外一種用來(lái)補(bǔ)償信道衰落的技術(shù)，它通常使用兩個(gè)或多個(gè)接收天線來(lái)實(shí)現(xiàn)。演進(jìn)中的3G通用空中接口也利用了發(fā)射分集技術(shù)，基站通過(guò)空間分開的天線或頻率發(fā)送多份信號(hào)的副本。同均衡器一樣，分集技術(shù)改善了無(wú)線通信鏈路的質(zhì)量，而且不用改變通用空中接口或者增加發(fā)射功率或者帶寬。信道編碼技術(shù)通過(guò)在發(fā)送的消息中加入冗余數(shù)據(jù)位的方式來(lái)在一定程度上提高鏈路性能。

1.6.1均衡技術(shù)非線性信道---線性信道在帶寬受限（頻率選擇性的）且時(shí)間擴(kuò)散的信道中，由于多徑影響而導(dǎo)致的符號(hào)間干擾會(huì)使被傳輸?shù)男盘?hào)產(chǎn)生失真，因而在接收機(jī)中產(chǎn)生誤碼。符號(hào)間干擾被認(rèn)為是在無(wú)線信道中傳輸高速率數(shù)據(jù)時(shí)的主要障礙，而均衡正是克服符號(hào)間干擾的一種技術(shù)。由于移動(dòng)衰落信道具有隨機(jī)性和時(shí)變性，要求均衡器必須能夠?qū)崟r(shí)地跟蹤移動(dòng)通信信道的時(shí)變特性，因此這種均衡器又稱為自適應(yīng)均衡器。

自適應(yīng)均衡器一般包括兩種工作模式，即訓(xùn)練模式和跟蹤模式。工作過(guò)程如下：發(fā)射機(jī)發(fā)射一個(gè)已知的、定長(zhǎng)的訓(xùn)練序列，以便接收機(jī)中的均衡器可以調(diào)整到恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，使BER最小。典型的訓(xùn)練序列是一個(gè)二進(jìn)制的偽隨機(jī)信號(hào)或是一串預(yù)先指定的數(shù)據(jù)比特，而緊跟在訓(xùn)練序列之后被傳送的是用戶數(shù)據(jù)。接收機(jī)中的自適應(yīng)均衡器將通過(guò)遞歸算法來(lái)評(píng)估信道特性，并且修正濾波器系數(shù)，以對(duì)多徑造成的失真做出補(bǔ)償。自適應(yīng)濾波器將不斷改變其濾波特性。當(dāng)均衡器得到很好的訓(xùn)練后，就說(shuō)它已經(jīng)收斂。均衡器需要周期性地做重復(fù)訓(xùn)練。均衡器通常用于數(shù)字通信系統(tǒng)中。時(shí)分多址（TDMA）無(wú)線通信系統(tǒng)特別適合于使用均衡器。TDMA系統(tǒng)在長(zhǎng)度固定的時(shí)間段中傳送數(shù)據(jù)，并且訓(xùn)練序列通常在一個(gè)分組的開始被傳送。1.6.2分集技術(shù)分集的概念：如果一條無(wú)線傳播路徑中的信號(hào)經(jīng)歷了深度衰落，那么另一條相對(duì)獨(dú)立的路徑中可能包含著較強(qiáng)的信號(hào)。因此，接收機(jī)可以在多徑信號(hào)中選擇兩個(gè)或兩個(gè)以上的信號(hào)進(jìn)行合并，使得接收機(jī)中的瞬時(shí)信噪比和平均信噪比都有所提高，并且通?？梢蕴岣?0～30dB。分集技術(shù)是通過(guò)尋找無(wú)線傳播環(huán)境中的獨(dú)立（或至少是高度不相關(guān)的）多徑信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

分集方案分為兩種：一種稱為“宏觀分集方案”；另一種稱為“微觀分集方案”。宏觀分集方案用于合并兩個(gè)或多個(gè)長(zhǎng)時(shí)限對(duì)數(shù)正態(tài)信號(hào)，這些信號(hào)是經(jīng)獨(dú)立的衰落路徑接收來(lái)自不同基站站址上的兩個(gè)或多個(gè)不同天線發(fā)射的信號(hào)，顯然，只要在各方向上的信號(hào)傳播不是同時(shí)受到陰影效應(yīng)或地形地貌的影響，這種方法能有效保持通信不會(huì)中斷。微觀分集方案用于合并兩個(gè)或多個(gè)短時(shí)限瑞利信號(hào)，這些信號(hào)都是在同一個(gè)接收基站上，經(jīng)獨(dú)立的衰落路徑接收來(lái)自兩個(gè)或多個(gè)不同天線發(fā)射的信號(hào)。

常用的分集包括：空間分集、頻率分集、時(shí)間分集、極化分集。空間分集，也稱為天線分集，要想從不同的天線上獲得非相關(guān)的接收信號(hào)，就要求天線間的間隔距離等于或大于半個(gè)波長(zhǎng)。在基站的設(shè)計(jì)中，在每個(gè)小區(qū)的中心，都裝備了多個(gè)基站接收天線。但是由于移動(dòng)臺(tái)接近地面，容易產(chǎn)生嚴(yán)重的信號(hào)散射現(xiàn)象，因此基站處的分集天線之間必須相隔很遠(yuǎn)（通常是波長(zhǎng)的幾十倍），才能實(shí)現(xiàn)信號(hào)的非相關(guān)?？臻g分集既可用于基站，也可用于移動(dòng)臺(tái)，還可同時(shí)用于兩者。目前，已有雙天線手機(jī)面世。頻率分集在多于一個(gè)的載頻上傳送信號(hào)。其工作原理是，在信道相干帶寬之外的頻率是不相關(guān)的，并且不會(huì)出現(xiàn)同樣的衰落。在理論上，不相關(guān)信道產(chǎn)生同樣衰落的概率是各自產(chǎn)生衰落概率的乘積。時(shí)間分集是指以超過(guò)信道相干時(shí)間的時(shí)間間隔重復(fù)發(fā)送信號(hào)，以便讓再次收到的信號(hào)具有獨(dú)立的衰落環(huán)境，從而產(chǎn)生分集效果。目前，時(shí)間分集技術(shù)已經(jīng)大量地用于擴(kuò)頻CDMA的RAKE接收機(jī)中，由多徑信道提供傳輸冗余信息。極化分集利用了空中的水平極化和垂直極化路徑不相關(guān)的這一特性。由于在傳輸中進(jìn)行了多次反射，使得信號(hào)在不同的極化方向上是不相關(guān)的。將極化天線用于多徑環(huán)境中，當(dāng)傳輸路徑中有障礙物時(shí)，極化分集可以驚人地減少多徑時(shí)延擴(kuò)展，而不會(huì)明顯地降低功率。在宏觀分集中，選用選擇分集合并是有效的。這樣，可以減少長(zhǎng)時(shí)限衰落。選擇性分集合并是在兩個(gè)或者多個(gè)信號(hào)中進(jìn)行選擇，而不是對(duì)信號(hào)進(jìn)行合并。對(duì)于短時(shí)限衰落的微觀分集，原則是通過(guò)分集方案獲得相等平均功率的大量信號(hào)，其相應(yīng)的分集合并方法包括選擇性合并，最大比值合并和等增益合并。這些線性分集合并方法包含了多個(gè)接收信號(hào)簡(jiǎn)單的加權(quán)線性和。

1.6.3信道編碼技術(shù)信道編碼通過(guò)在傳輸數(shù)據(jù)中引入冗余來(lái)避免數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)差錯(cuò)。用于檢測(cè)差錯(cuò)的信道編碼稱為檢錯(cuò)編碼，而既可檢錯(cuò)又可糾錯(cuò)的信道編碼稱為糾錯(cuò)編碼。糾錯(cuò)和檢錯(cuò)技術(shù)的基本目的是通過(guò)在無(wú)線鏈路的數(shù)據(jù)傳輸中引入冗余來(lái)改進(jìn)信道的質(zhì)量。信道編碼器把源信息變成編碼序列，使其可用于信道傳輸，這就是它處理數(shù)字信息源的方法。檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼有三種基本類型：分組碼、卷積碼和Turbo碼。分組碼是一種前向糾錯(cuò)（FEC）編碼。它是一種不需要重復(fù)發(fā)送就可以檢出并糾正有限個(gè)錯(cuò)誤的編碼。在分組碼中，校驗(yàn)位被加到信息位之后，以形成新的碼字（或碼組）。卷積碼與分組碼有根本的區(qū)別，它不是把信息序列分組后再進(jìn)行單獨(dú)編碼，而是由連續(xù)輸入的信息序列得到連續(xù)輸出的已編碼序列。已經(jīng)證明，在同樣的復(fù)雜度下，卷積碼可以比分組碼獲得更大的編碼增益。卷積碼是在信息序列通過(guò)有限狀態(tài)移位寄存器的過(guò)程中產(chǎn)生的。1.7

移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展史移動(dòng)通信的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)發(fā)展階段：20世紀(jì)20～30年代：警車無(wú)線電調(diào)度電話（AM調(diào)幅），使用頻率為2MHz。20世紀(jì)40～50年代：人工接續(xù)的移動(dòng)電話（FM調(diào)頻），單工工作方式，頻段為150MHz及450MHz。1947年Bell實(shí)驗(yàn)室提出了蜂窩的概念。20世紀(jì)60年代：自動(dòng)撥號(hào)移動(dòng)電話，全雙工工作方式，使用頻段為150MHz及450MHz。1964年美國(guó)開始研究更先進(jìn)的移動(dòng)電話系統(tǒng)（IMTS）。20世紀(jì)70～80年代：AMPS、TACS分別在美國(guó)、英國(guó)投入使用。使用頻段為800/900MHz（早期曾使用450MHz），全自動(dòng)撥號(hào)，全雙工工作，具有越區(qū)頻道轉(zhuǎn)換，自動(dòng)漫游通信功能。頻譜利用率、系統(tǒng)容量和話音質(zhì)量都有明顯的提高。20世紀(jì)90年代：GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)和窄帶CDMA（IS-95A）數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)及衛(wèi)星移動(dòng)通信投入使用。

21世紀(jì)初：基于窄帶IS-95CDMA技術(shù)的寬帶CDMA技術(shù)的cdma2000、基于日本無(wú)線工業(yè)廣播協(xié)會(huì)（ARIB）支持的純W-CDMA和歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ETSI）制定的UTRA兩個(gè)獨(dú)立建議的W-CDMA、由我國(guó)提出的時(shí)分同步CDMA（TD-SCDMA）等第三代（3G）系統(tǒng)（IMT-2000）陸續(xù)開始投入使用或建立試驗(yàn)網(wǎng)。其中，第三代（3G）系統(tǒng)使用頻段為1885~2025MHz，2110~2200MHz，全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。在使用的150MHz、450MHz、900MHz三個(gè)頻段的具體收發(fā)頻率間隔分別為:150MHz的收發(fā)頻率間隔為5.7MHz；450MHz的收發(fā)頻率間隔為10MHz；900MHz的收發(fā)頻率間隔為45MHz。20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的模擬蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)，人們把它稱為第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)。其主要技術(shù)是模擬調(diào)頻、頻分多址，主要業(yè)務(wù)是電話。代表這一系統(tǒng)的有美國(guó)的AMPS，英國(guó)的TACS，北歐的NMT-900及日本HCNTS等。模擬系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是：頻譜利用率低，不能與ISDN兼容，保密性差，以及移動(dòng)終端要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)小型化、低功耗、低價(jià)格的難度都較大。

表1-1AMPS制式與TACS制式的主要差別碼分多址（CDMA）數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。與其他蜂窩系統(tǒng)比較，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）系統(tǒng)容量大：為GSM的5.6倍，TACS的11.2倍；（2）抗衰落能力及抗干擾性能強(qiáng)；（3）話音質(zhì)量高；（4）保密性及安全性優(yōu)于GSM系統(tǒng)；（5）移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率低（約10mW）；（6）具有軟切換和軟容量特性；（7）頻率復(fù)用模式可達(dá)到1。本區(qū)和鄰區(qū)可共用同一頻道，因而不需要頻率動(dòng)態(tài)分配；（8）可實(shí)現(xiàn)寬帶數(shù)據(jù)傳輸。表1-2低功率系統(tǒng)的主要參數(shù)表1–3數(shù)字蜂窩系統(tǒng)的主要參數(shù)1.7.2從2G向3G發(fā)展1.移動(dòng)用戶數(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)移動(dòng)通信所賴以生存的無(wú)線電頻率是一種寶貴的資源，頻譜資源是有限的，但隨著移動(dòng)通信的飛速發(fā)展，用戶數(shù)量的急劇增加，有限的資源被“無(wú)限”地利用，矛盾越來(lái)越尖銳。而３Ｇ由于采用了CDMA技術(shù)，相對(duì)于２Ｇ來(lái)說(shuō)可以提供更大的系統(tǒng)容量，有效緩解急劇增長(zhǎng)的用戶數(shù)量和有限的頻率資源之間的矛盾。從這個(gè)角度分析，２Ｇ的無(wú)線技術(shù)必將被３Ｇ所取代。

2.移動(dòng)業(yè)務(wù)發(fā)展的必然趨勢(shì)分組交換、ATM、IP等各種技術(shù)的融合已經(jīng)成為移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)，而且移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合也越來(lái)越緊密。同時(shí)，信息技術(shù)的發(fā)展和用戶的多樣化、個(gè)性化需求要求移動(dòng)通信系統(tǒng)提供更豐富、更個(gè)性化的業(yè)務(wù)，如圖像、話音與數(shù)據(jù)相結(jié)合的多媒體業(yè)務(wù)和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。2G系統(tǒng)主要為用戶提供話音業(yè)務(wù)和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，QoS能力有限，無(wú)法滿足用戶多媒體、電子商務(wù)、移動(dòng)上網(wǎng)等多種新興通信的要求。而3G能夠達(dá)到高速車載環(huán)境下384kb/s、低速或靜止?fàn)顟B(tài)下2Mb/s及以上的速率，因此可提供多樣化、個(gè)性化業(yè)務(wù)，并向多媒體化、智能化、分組化方向發(fā)展。

3.運(yùn)營(yíng)商發(fā)展的必然趨勢(shì)由于話音業(yè)務(wù)的利潤(rùn)空間日益縮小，要提高ＡＲＰＵ，還需要開展豐富的差異化競(jìng)爭(zhēng)業(yè)務(wù)。因?yàn)椋玻侵苯訉I(yè)務(wù)本身標(biāo)準(zhǔn)化，所以同一種業(yè)務(wù)就只有一種標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)方式，不利于第三方的快速引入和業(yè)務(wù)生成，生成新業(yè)務(wù)比較困難，無(wú)法充分滿足用戶多樣化、個(gè)性化的業(yè)務(wù)需求。在３Ｇ中，某個(gè)特定業(yè)務(wù)可以抽象為多個(gè)業(yè)務(wù)能力特征的集合，每個(gè)業(yè)務(wù)能力特征可以根據(jù)承載網(wǎng)絡(luò)的不同而由不同的業(yè)務(wù)能力具體實(shí)現(xiàn)，這表現(xiàn)了３Ｇ業(yè)務(wù)生成的多樣化和靈活性。運(yùn)營(yíng)商只有充分利用３Ｇ平臺(tái)來(lái)開展差異化競(jìng)爭(zhēng)，才能在未來(lái)的激烈競(jìng)爭(zhēng)中生存發(fā)展。

IMT-2000的系統(tǒng)特性如下：(1)采用1.8～2.2GHz頻帶的數(shù)字系統(tǒng)。(2)在多種無(wú)線環(huán)境（蜂窩系統(tǒng)、無(wú)繩系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)和固定的無(wú)線系統(tǒng)環(huán)境）下工作。(3)使用多模式終端，提供漫游能力。(4)提供廣泛的電信業(yè)務(wù)。(5)具有與固定網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)可比的高質(zhì)量和完整性。(6)具有國(guó)際漫游和系統(tǒng)內(nèi)部越區(qū)切換的能力。(7)使用智能網(wǎng)（IN）技術(shù)進(jìn)行移動(dòng)性管理和業(yè)務(wù)控制。(8)具有高水平的安全和保密能力。(9)具有靈活開放的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

無(wú)線傳輸技術(shù)（RTT）是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要組成部分。無(wú)線傳輸技術(shù)主要包括多址技術(shù)、調(diào)制技術(shù)、信道編碼與交織、雙工技術(shù)、物理信道結(jié)構(gòu)和復(fù)用、幀結(jié)構(gòu)、RF信道參數(shù)等。10個(gè)組織向ITU提交了候選RTT方案，如表1-4所示。特別值得一提的是，信息產(chǎn)業(yè)部電信科學(xué)技術(shù)研究院（CATT）代表中國(guó)也提交了自己的候選方案(TD-SCDMA)。

表1-4正式向ITU提交的候選RTT方案

1.7.3我國(guó)的移動(dòng)通信發(fā)展歷程我國(guó)移動(dòng)通信是從軍事移動(dòng)通信(即戰(zhàn)術(shù)通信)起步的。民用移動(dòng)通信發(fā)展較晚，最初階段大致可分為早期、74系列、80系列三個(gè)階段，20世紀(jì)50年代末到70年代中主要用于公安、郵電、交通、漁業(yè)等少數(shù)部門作專網(wǎng)用，1974年才開放了四個(gè)民用波段，制定了通用技術(shù)條件，開始研制頻道間隔為50kHz和100kHz的74系列產(chǎn)品。1980年制定了頻道間隔為25kHz的性能指標(biāo)、測(cè)試方法和環(huán)境要求等部頒標(biāo)準(zhǔn)，開展了80系列設(shè)備的研制。

我國(guó)公眾移動(dòng)通信起步于20世紀(jì)80年代，1987年在廣州、上海率先采用900MHzTACS標(biāo)準(zhǔn)的模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng),開通了蜂窩移動(dòng)通信業(yè)務(wù)。至1996年已基本建成一個(gè)覆蓋全國(guó)(除臺(tái)灣省以外)31個(gè)省、直轄市、自治區(qū)大部分地市縣和部分重要縣鎮(zhèn)的全國(guó)移動(dòng)通信網(wǎng)。該網(wǎng)采用的設(shè)備主要由摩托羅拉系統(tǒng)(稱A網(wǎng))和愛立信系統(tǒng)(稱B網(wǎng))組成。隨著數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展與普及，模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)于2000年起開始封網(wǎng)，并逐步退出中國(guó)電信發(fā)展的歷史舞臺(tái)，將頻段讓給數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。1994年4月，中國(guó)聯(lián)合通信有限公司（簡(jiǎn)稱“中國(guó)聯(lián)通”）的成立打破了郵電“一統(tǒng)天下”的局面。中國(guó)聯(lián)通決定采用技術(shù)先進(jìn)、設(shè)備成熟、具有國(guó)際自動(dòng)漫游功能的GSM數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù),組建全國(guó)第二個(gè)公眾移動(dòng)通信網(wǎng)。1994年9月，中國(guó)電信也采用GSM數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù),組建了中國(guó)電信全國(guó)公眾數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)。CDMA數(shù)字蜂窩試驗(yàn)網(wǎng)率先由長(zhǎng)城電信在北京、上海、廣州、西安四大城市建成并開通，使用效果不錯(cuò)。1999年4月，信息產(chǎn)業(yè)部確定由中國(guó)聯(lián)通在全國(guó)范圍經(jīng)營(yíng)CDMA數(shù)字蜂窩系統(tǒng)。1999年11月，芬蘭赫爾辛基ITU第18次會(huì)議上，TD-SCDMA進(jìn)入ITUTG8/1文件IMT-RSPC的最終稿，成為ITU/3G候選方案。2000年5月5日，土耳其伊斯坦布爾無(wú)線電大會(huì)上，TD-SCDMA正式被ITU接納成為IMT2000標(biāo)準(zhǔn)之一，這是百年來(lái)中國(guó)電信發(fā)展史上的重大突破。1.8第四代移動(dòng)通信（4G）標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)狀

1.8.1第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)1）新的調(diào)制技術(shù)

第四代移動(dòng)通信的要求數(shù)據(jù)速率從2Mb/s提高到100Mb/s，能夠提供150Mb/s的高質(zhì)量的影像服務(wù)。在無(wú)線信道下，要如此大幅度地提高傳輸速率,如何突破頻率選擇性衰落的影響是關(guān)鍵。被4G看好的高速調(diào)制技術(shù)為多載波正交頻分復(fù)用（OFDM）調(diào)制技術(shù)。OFDM技術(shù)是一種無(wú)線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù)。

主要思想就是在頻域內(nèi)將給定的信道分成許多正交子信道，在每個(gè)子信道上使用一個(gè)載波進(jìn)行調(diào)制，各子載波并行傳輸，以獲得高速。雖然總的信道是非平坦的，即具有頻率選擇性，但是每個(gè)子信道是相對(duì)平坦的，并且在每個(gè)子信道上進(jìn)行的是窄帶傳輸，即信號(hào)帶寬小于信道的相應(yīng)帶寬，因此就可以大大消除信號(hào)波形間的干擾。OFDM技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是能對(duì)抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾，并由于子信道的頻譜是可以相互交疊的，因而頻率利用率高。

2）軟件無(wú)線電技術(shù)3G中也采用了該技術(shù)。通過(guò)3G的開發(fā)，軟件無(wú)線電技術(shù)將進(jìn)一步向前發(fā)展，也將更為成熟。它可使移動(dòng)終端和基站從3G到4G的發(fā)展速度大大加快，系統(tǒng)升級(jí)變得十分便捷。

3）智能天線技術(shù)3G也采用了該技術(shù)。智能天線具有抑制干擾、信號(hào)自動(dòng)跟蹤以及數(shù)字波束形成等智能功能，用于移動(dòng)通信，既可改善信號(hào)質(zhì)量，又能增加傳輸容量。

4）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)4G系統(tǒng)要滿足3G不能達(dá)到的高速數(shù)據(jù)和高分辨率多媒體服務(wù)的需要，應(yīng)能與寬帶IP網(wǎng)絡(luò)、寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)（B-ISDN）和異步傳送模式（ATM）兼容，實(shí)現(xiàn)寬帶多媒體通信，形成綜合寬帶通信網(wǎng)。在處理多媒體業(yè)務(wù)時(shí)，智能無(wú)線資源管理和路由選擇是關(guān)鍵技術(shù)，無(wú)線資源管理需根據(jù)用戶的應(yīng)用類別以及QoS要求，安排與分配可用資源、前/后向鏈路的傳輸速率，并完成選路、全程質(zhì)量管理、無(wú)縫切換等。

1.8.2第四代移動(dòng)通信的研發(fā)狀況3G在全球布局后，4G的路如何走一直是行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)問題，從2005年開始，國(guó)際上3GPP和3GPP2兩個(gè)3G標(biāo)準(zhǔn)化組織就開始制訂新一輪的3G演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的WCDMA陣營(yíng)的運(yùn)營(yíng)商和制造商都把HSDPA、HSUPA當(dāng)作自己的發(fā)展方向，在這些技術(shù)進(jìn)一步演進(jìn)之后，LTE技術(shù)著重考慮的方面主要包括降低時(shí)延、提高用戶的數(shù)據(jù)速率、增大系統(tǒng)的容量和覆蓋范圍以及降低運(yùn)營(yíng)成本等。為了滿足這些要求，需要對(duì)無(wú)線接口以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的體系架構(gòu)進(jìn)行一些改進(jìn)。補(bǔ)充內(nèi)容

現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展始于20世紀(jì)20年代,大致經(jīng)歷了五個(gè)發(fā)展階段。一.第一階段從20世紀(jì)20年代至40年代初，為移動(dòng)通信早期發(fā)展階段。特點(diǎn)：1.主要應(yīng)用在專用系統(tǒng)和軍事通信領(lǐng)域。2.使用的波段為短波波段。3.移動(dòng)通信的設(shè)備采用電子管，又大又笨重，通信效果差。4.采用人工交換和人工切換頻率的控制和接續(xù)方式。其代表系統(tǒng)是1921年美國(guó)底特律和密執(zhí)安警察廳開始使用的車載無(wú)線電系統(tǒng)，該系統(tǒng)工作頻率為2MHz。

世界移動(dòng)通信的發(fā)展802023/2/2特點(diǎn)：開始運(yùn)用于民用系統(tǒng)。在頻段使用上，開始使用VHF的150MHz，到了后來(lái)又發(fā)展到400MHz頻段。由于晶體管的出現(xiàn)，使移動(dòng)臺(tái)向小型化方面大大前進(jìn)了一步，通信效果也比以前有了明顯的好轉(zhuǎn)。從人工交換到專用自動(dòng)交換系統(tǒng)二.第二階段從20世紀(jì)40年代至60年代末，移動(dòng)通信取得了進(jìn)一步的發(fā)展。美國(guó)、英國(guó)、日本、西德等國(guó)開始應(yīng)用汽車公用無(wú)線電話（MTS或IMTS），如1946年美國(guó)的圣路易斯城建立了世界上第一個(gè)公共汽車電話系統(tǒng)。812023/2/2三.第三階段從20世紀(jì)70年代至80年代末，移動(dòng)通信開始了空前的快速發(fā)展。特點(diǎn)：開始運(yùn)用于個(gè)人領(lǐng)域。在頻段使用上，使用頻段為800/900MHz。移動(dòng)設(shè)備小型化，系統(tǒng)大容量化。集成交換系統(tǒng)這個(gè)時(shí)期的系統(tǒng)的主要技術(shù)是模擬調(diào)頻、頻分多址，以模擬方式工作，加之以蜂窩小區(qū)進(jìn)行組網(wǎng)，故稱為模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。其典型系統(tǒng)包括AMPS系統(tǒng)、TACS系統(tǒng)和NMT系統(tǒng)等。822023/2/2四.第四階段從20世紀(jì)90年代至20世紀(jì)末，這是數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展和成熟時(shí)期。

隨著超大規(guī)模集成電路和低速率語(yǔ)音編碼技術(shù)的出現(xiàn)，數(shù)字通信技術(shù)表現(xiàn)出了比模擬技術(shù)更突出的優(yōu)越性，在移動(dòng)通信領(lǐng)域也出現(xiàn)了數(shù)字技術(shù)取代模擬技術(shù)的趨勢(shì)，

數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)是以數(shù)字傳輸、時(shí)分多址或碼分多址為主體技術(shù)，采用蜂窩結(jié)構(gòu)組網(wǎng)的系統(tǒng)。

習(xí)慣上將模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)稱為1G（第一代移動(dòng)通信），將數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)稱為2G（第二代移動(dòng)通信），2G的典型系統(tǒng)包括：GSM系統(tǒng)、IS-95CDMA系統(tǒng)、DAMPS系統(tǒng)和JDC系統(tǒng)832023/2/2

我國(guó)移動(dòng)通信發(fā)展起步較晚，移動(dòng)通信在我國(guó)的快速發(fā)展也僅僅20多年，但發(fā)展速度和規(guī)模令世人矚目，目前，中國(guó)移動(dòng)已經(jīng)成為世界上第一大運(yùn)營(yíng)商，中國(guó)擁有全世界最多的手機(jī)用戶群，圖1-1我國(guó)歷年移動(dòng)用戶數(shù)統(tǒng)計(jì)

中國(guó)移動(dòng)通信的發(fā)展842023/2/2

我國(guó)移動(dòng)通信按照其演進(jìn)的順序可大致劃分為四個(gè)階段