移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)介紹
移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)介紹
進(jìn)入21世紀(jì)，移動(dòng)通信將逐漸演變成社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步的必不可少的工具。移動(dòng)通信技術(shù)有很多我們需要學(xué)習(xí)的知識(shí)。以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的內(nèi)容，希望大家喜歡!
移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)一
第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)(1G)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，如NMT和AMPS，NMT于1981年投入運(yùn)營。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)是基于模擬傳輸?shù)模涮攸c(diǎn)是業(yè)務(wù)量小、質(zhì)量差、安全性差、沒有加密和速度低。1G主要基于蜂窩結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，直接使用模擬語音調(diào)制技術(shù)，傳輸速率約2.4kbit/s。不同國家采用不同的工作系統(tǒng)。
移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)二
第二代移動(dòng)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(huì)在1996年提出了GSM Phase 2+，目的在于擴(kuò)展和改進(jìn)GSM Phase 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(dòng)網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)邏輯)，S0(支持最佳路由)、立即計(jì)費(fèi)，GSM 900/1800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/Internet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(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的需求。
移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)三
3G技術(shù)
第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G)，也稱IMT 2000，是正在全力開發(fā)的系統(tǒng)，其最基本的特征是智能信號(hào)處理技術(shù)，智能信號(hào)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(shí)最大為2Mbps，在用戶高速移動(dòng)是最大支持144Kbps，說占頻帶寬度5MHz左右。
但是，第三代移動(dòng)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(gè)IMT 2000家庭，成員間存在相互兼容的問題，因此已有的移動(dòng)通信系統(tǒng)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2~fDps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(dòng)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(dòng)通信的需求的新技術(shù)(即新一代移動(dòng)通信：next generation mobile communication)是必要的。
高速鐵路移動(dòng)通信和3G技術(shù)
一般來說，在高速移動(dòng)的物體上，當(dāng)速度超過時(shí)速150千米時(shí)，2G/3G的快速功率控制效果不佳，此時(shí)就要看哪種通信制式的抗衰落手段多，且衰落儲(chǔ)備量大。TD-SCDMA對(duì)高速移動(dòng)情況不太適應(yīng)，主要是因?yàn)榧夹g(shù)性能先進(jìn)的智能天線沒有在高鐵上全面普及和覆蓋，且系統(tǒng)的增益又不高，再加上使用終端的功率不大，使得在高鐵上，對(duì)于覆蓋邊緣由于衰落儲(chǔ)備不足而掉話;到目前為止，GSM制式在高鐵系統(tǒng)中還沒有啟用功控裝置，不過GSM制式只提供語音通話，信道編碼糾錯(cuò)技術(shù)在這種情況下的作用顯著，在通信基站功率達(dá)到40W，終端功率達(dá)到2W，且基站距離較短的情況下，衰落儲(chǔ)備量發(fā)揮作用，高鐵的應(yīng)用效果還可以。GSM系統(tǒng)中的EDGE制式在高鐵中的效果不好，主要是由于EDGE在高速數(shù)據(jù)時(shí)的編碼效率為1，沒有編碼冗余度，對(duì)應(yīng)的信道編碼增益相對(duì)較低，此外，高階的數(shù)據(jù)8PSK調(diào)制，會(huì)使得解調(diào)EDGE數(shù)據(jù)的信噪比較高，導(dǎo)致EDGE邊緣的覆蓋電壓需要更高，其衰落儲(chǔ)備要更大;但在實(shí)際的高鐵系統(tǒng)中，兩個(gè)基站覆蓋區(qū)之間的衰落儲(chǔ)備一般都不足，使得傳輸?shù)臄?shù)據(jù)率會(huì)迅速下降。所以，就要尋求新的技術(shù)體系來解決高鐵中的移動(dòng)通信問題。 3G通信技術(shù)在我國的發(fā)展是日新月異。2009年1月7日，我國同時(shí)發(fā)放了三張3G牌照，即：TD-SCDMA、WCDMA、CDMA200，標(biāo)志著我國正式進(jìn)入了3G時(shí)代。3G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的兩年多時(shí)間里，在拉動(dòng)我國GDP增長(zhǎng)的同時(shí)，還為國內(nèi)創(chuàng)造了大量的就業(yè)機(jī)會(huì)。從技術(shù)角度來分析，3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)相對(duì)于2G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)在于更大的系統(tǒng)容量和更好的通信質(zhì)量，且能夠?qū)崿F(xiàn)全球范圍的無縫漫游，為通信用戶提供包括語音、數(shù)據(jù)和多媒體等多種形式的通信服務(wù)。 在國際移動(dòng)通信領(lǐng)域，國際電聯(lián)對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)有其最低的要求和標(biāo)準(zhǔn)，即：在高速移動(dòng)的地面物體上，3G網(wǎng)絡(luò)所能提供的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為64~144kb/s，要能夠適應(yīng)500km/h的移動(dòng)環(huán)境。針對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)，我國現(xiàn)行的3種3G網(wǎng)絡(luò)中，WCDMA和CDMA2000主要采用“軟切換”技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)終端在時(shí)速500km時(shí)的正常通信，即能夠?qū)崿F(xiàn)在與另一個(gè)新基站通信時(shí)，首先不中斷跟原基站的聯(lián)系，而是在跟新的基站連接好后，再中斷跟原基站的連接，這也是3G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)于2G網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)突出特點(diǎn);WCDMA技術(shù)已經(jīng)解決了高速運(yùn)動(dòng)物體的無縫覆蓋問題;此外，TD-SCDMA也對(duì)高鐵通信的覆蓋方案進(jìn)行了研究。 因此，3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)層面上已經(jīng)具有為高鐵提供通信保障的基本條件，為我國高鐵發(fā)展過程中移動(dòng)通信問題的完滿解決奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)四
4G是第四代移動(dòng)通信及其技術(shù)的簡(jiǎn)稱，是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像以及圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下的技術(shù)產(chǎn)品。 4G系統(tǒng)能夠以100Mbps的速度下載，比撥號(hào)上網(wǎng)快2000倍，上傳的速度也能達(dá)到20Mbps，并能夠滿足幾乎所有用戶對(duì)于無線服務(wù)的要求。而在用戶最為關(guān)注的價(jià)格方面，4G與固定寬帶網(wǎng)絡(luò)在價(jià)格方面不相上下，而且計(jì)費(fèi)方式更加靈活機(jī)動(dòng)，用戶完全可以根據(jù)自身的需求確定所需的服務(wù)。此外，4G可以在DSL和有線電視調(diào)制解調(diào)器沒有覆蓋的地方部署，然后再擴(kuò)展到整個(gè)地區(qū)。 很明顯，4G有著不可比擬的優(yōu)越性。
4G移動(dòng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為三層：物理網(wǎng)絡(luò)層、中間環(huán)境層、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層。物理網(wǎng)絡(luò)層提供接入和路由選擇功能，它們由無線和核心網(wǎng)的結(jié)合格式完成。中間環(huán)境層的功能有QoS映射、地址變換和完全性管理等。物理網(wǎng)絡(luò)層與中間環(huán)境層及其應(yīng)用環(huán)境之間的接口是開放的，它使發(fā)展和提供新的應(yīng)用及服務(wù)變得更為容易，提供無縫高數(shù)據(jù)率的無線服務(wù)，并運(yùn)行于多個(gè)頻帶。這一服務(wù)能自適應(yīng)多個(gè)無線標(biāo)準(zhǔn)及多模終端能力，跨越多個(gè)運(yùn)營者和服務(wù)，提供大范圍服務(wù)。第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括信道傳輸;抗干擾性強(qiáng)的高速接入技術(shù)、調(diào)制和信息傳輸技術(shù);高性能、小型化和低成本的自適應(yīng)陣列智能天線;大容量、低成本的無線接口和光接口;系統(tǒng)管理資源;軟件無線電、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)協(xié)議等。第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要是以正交頻分復(fù)用(OFDM)為技術(shù)核心。OFDM技術(shù)的特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高度可擴(kuò)展，具有良好的抗噪聲性能和抗多信道干擾能力，可以提供無線數(shù)據(jù)技術(shù)質(zhì)量更高(速率高、時(shí)延小)的服務(wù)和更好的性能價(jià)格比，能為4G無線網(wǎng)提供更好的方案。例如無線區(qū)域環(huán)路(WLL)、數(shù)字音訊廣播(DAB)等，預(yù)計(jì)都采用OFDM技術(shù)。4G移動(dòng)通信對(duì)加速增長(zhǎng)的廣帶無線連接的要求提供技術(shù)上的回應(yīng)，對(duì)跨越公眾的和專用的、室內(nèi)和室外的多種無線系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)保證提供無縫的服務(wù)。通過對(duì)最適合的可用網(wǎng)絡(luò)提供用戶所需求的最佳服務(wù)，能應(yīng)付基于因特網(wǎng)通信所期望的增長(zhǎng)，增添新的頻段，使頻譜資源大擴(kuò)展，提供不同類型的通信接口，運(yùn)用路由技術(shù)為主的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以傅利葉變換來發(fā)展硬件架構(gòu)實(shí)現(xiàn)第四代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。移動(dòng)通信會(huì)向數(shù)據(jù)化，高速化、寬帶化、頻段更高化方向發(fā)展，移動(dòng)數(shù)據(jù)、移動(dòng)IP預(yù)計(jì)會(huì)成為未來移動(dòng)網(wǎng)的主流業(yè)務(wù)。
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