移动通信技术的发展趋势_中国移动论文

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无线通信是在有线通信的基础上发展起来的,尽管无线通信起步比有线通信晚,但发展迅速,尤其是近几年的发展速度已大大超过了过去几十年的总和。移动通信的发展经历了几个不同的发展阶段,但其发展的目标是实现个人通信。

第二代移动通信系统

第二代移动通信系统是以传递语音及数据为主的移动通信系统。在欧洲,第二代数字移动系统GSM、DCS1800等已经上市,除提供语音通信服务之外,也可提供低速数据服务和短消息服务。数字无绳系统,如DECT和PHS,也是这类窄带低速数据和语音应用系统。

第三代移动通信系统

在即将到来的21世纪,多媒体信息业务会得到普遍应用和发展,必然要求无线通信能提供相应业务,包括语音、数据、可视图文、活动图像、压缩图像等,过窄带宽就不行了。而带宽过宽,速率过高,技术上存在较大困难。目前,较适中的处理带宽是5MHz和10MHz,最大不超过20MHz,基本能满足上述业务服务要求。未来的第三代移动通信系统,即通用移动通信系统(UMTS)(UMTS一词中的“S”不仅指System(系统),也可以认为是Service(业务)或是Set(设备))的目标是综合现有的第二代无线系统以及现有网络的无线部分,寻求公用移动网与B-ISDN的综合,支持无线多媒体通信。

UMTS是欧洲提出的第三代系统,提出的具体系统方案已不下5种,基于TDMA的典型系统是泛欧先进DMA移动通信(ATDMA),支持微微小区(pico)、微小区(micro)及宏小区(macro)移动工作环境,采用FDD工作方式,基本数据速率为64bit/s采用多载波并行工作方式,最高数据速率可高达2Mbit/s。

基于CDMA的典型系统是码分实验床(CODIT)和未来无线宽带多点接入系统(FRAMES)。CODIT系统使用三种不同带宽1MHz、5MHz和20MHz,采用直接序列扩频方式,语音速率为0.4~6kbit/s;FRAMES是欧洲几家大公司的研究机构和德国大学合作提出来的以W-CDMA为基础的混合多扯技术,数据速率为144~640kbit/s(全覆盖)或2Mkibt/s(有限覆盖),带宽为5.1MHz,最大可达15MHz,相对128kbit/s速率,频谱效率可达到1~1.3用户1MHz/小区。

与欧洲的UMTS相对应,美国和日本等国提出了未来公众陆上移动通信系统——FPLMTS(IMT2000),它的重点是满足所有无线接入用户的业务需求以及这些用户对电话网和ISDN的要求。UMTS和FPLMTS都是多功能、多应用和多业务的数字移动系统。

日本提出的实现FPLMTS的具体建议是采用W-CDMA,典型的有日、美一些公司联合提出的W-CDMA个人无线通信系统,它是以IS-95为基础向宽带(Wideband)发展的第三代移动通信系统的建议,使用1.9G频段,分5MHz、10MHz和15MHz三种频道间隔,采用4.096Mchip/s、8.192Mchip/s和12.288Mchip/s的码片速率,业务信道的数据帧有5ms、10ms和20ms三种,按业务需要分配,CDMA信道的基本速率为64kbit/s、32kbit/s、16kbit/s。另一建议是日本NTT公司为首提出的W-CDMA系统,信道结构不同于IS-95,使用频率、带宽也与上述类似,但采用32kbit/s和128kbit/s为基本数据速率,最低可达4kbit/s。32kbit/s以上采用多码CDMA方式和双重编码结构,可实现最高2Mbit/s的数据速率。美国的情况比较特别,因1.8GHz和2.2GHz附近有些频段可用申请许可证,各公司不论大小纷纷上阵,再加上W-CDMA概念提出早,建议很多。比较有前景的可能还是IS-95基础上的W-CDMA系统。

广带系统

由于高清晰电视的发展,亲临现场工作指挥、远端控制管理等电信业务的需要,仅仅提供2Mbit/s数据速率的无线接入和移动通信是不够的,特别是ATM交换和ATM网络的出现和发展,给移动通信和个人通信提出了更高的要求。广带(Broadband)移动通信就应运而生了。最早提出的美国Schilling的广带CDMA,但真正研究有成效和形成系统的是欧洲的移动广带系统(MBS)。欧洲的大多数学者都把MBS作为第三代移动通信的另一种系统形式,但从它使用的频段、带宽、接入网络、移动性及它的技术和应用成熟程度看,都与FPLMTS的研究不同。目前该技术仍处于研究阶段,还没有达到可作为个人通信新系统的技术水平。因此,是作为新的第三代移动通信还是第四代系统,还待进一步研讨和跟踪。现在的研究主要反映在毫米波应用上,而MBS的方案和设计还不具体。上述系统特性比较见下表。

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