移動通信的展望.ppt

第10章 移動通信的展望,10.1 個人通信概述 10.2 關于個人通信的國際標準和研究進展 10.3 未來移動通信中的關鍵技術 思考題與習題,10.1 個人通信概述,移動通信從產(chǎn)生到現(xiàn)在的歷史并不長， 然而其發(fā)展速度卻遠遠超出了人們的預料。 尤其是最近十幾年來， 隨著微電子技術、 計算機和軟件工程的發(fā)展， 移動通信設備在質(zhì)量、 使用方便和可靠性等方面的發(fā)展日新月異。,縱觀移動通信的發(fā)展歷程， 當代移動通信可分為四個階段： （1） 第一代移動通信以模擬調(diào)頻、 頻分多址為主體技術， 包括以蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)為代表的公用移動通信系統(tǒng)、 以集群系統(tǒng)為代表的專用移動通信系統(tǒng)以及無繩電話, 主要向用戶提供模擬話音業(yè)務。,(2) 第二代移動通信以數(shù)字傳輸、 時分多址或碼分多址為主體技術， 簡稱數(shù)字移動通信， 包括數(shù)字蜂窩系統(tǒng)、 數(shù)字無繩電話系統(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)務和低速數(shù)據(jù)業(yè)務。,(3) 第三代(3G)移動通信以CDMA為主要技術， 向用戶提供2 Mb/s到10 Mb/s的多媒體業(yè)務。 (4) 超（后）三代（B3G）或第四代(4G)移動通信的研究和開發(fā)， 采用OFDM和多天線等新技術， 將向用戶提供100 Mb/s甚至1 Gb/s的數(shù)據(jù)速率。,10.1.1 個人通信的概念 長期以來， 人們就有一種美好的愿望： 未來總有一天會做到無論任何人(Whoever)在任何時候(Whenever)和任何地點(Wherever)都能和另一個人(Whomever)進行任何方式(Whatever)的通信。 以往， 人們曾把這種愿望稱之為幻想， 然而隨著科學技術的發(fā)展， 這種愿望已經(jīng)不是幻想， 而是可以實現(xiàn)的了。 人們把這種向往中的通信稱為“個人通信”， 而把實現(xiàn)個人通信的網(wǎng)絡稱之為個人通信網(wǎng)(PCN)。,個人通信的愿望雖然早已存在， 但個人通信網(wǎng)的設想?yún)s是在1988年才正式提出來的。 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)達的國家紛紛開展了PCN的體系結構和實現(xiàn)技術的研究， 提出了形形色色的設想和方案， 有關PCN的國際標準的制定也受到許多國際組織的重視。,10.1.2 實現(xiàn)個人通信的途徑 個人通信的設想激發(fā)了人們的濃厚興趣。 從1988年以來， 人們對如何實現(xiàn)個人通信曾提出過各種各樣的方案， 也發(fā)生過一些爭論， 甚至相互非議。 一般來說， 實現(xiàn)個人通信的途徑有以下幾種。 (1) 規(guī)劃、 設計和開發(fā)一種覆蓋世界范圍的全新個人通信網(wǎng)。 這種方法可以按照個人通信的理想目標， 自由地精選先進技術和優(yōu)化網(wǎng)絡結構， 而不受現(xiàn)有通信設施和現(xiàn)用技術體制的影響和約束。,(2) 選擇現(xiàn)有的某一種移動通信網(wǎng)絡進行擴充和改造， 實現(xiàn)一個遍及全球、 功能齊全和適應各種運行環(huán)境的個人通信網(wǎng)。 這種辦法對現(xiàn)有各種通信設備的開發(fā)者、 制造商和運營公司特別有吸引力。,利用和改造某一種通信網(wǎng)絡向個人通信網(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， 以適應城市和鄉(xiāng)村、 戶內(nèi)和戶外的不同需要和擴大個人通信的服務范圍。 把無繩電話系統(tǒng)由室內(nèi)應用擴展到室外應用， 通過Telepoint覆蓋整個服務地區(qū)， 并賦予雙向呼叫、 越區(qū)切換和漫游功能， 以提供個人通信業(yè)務。, 利用中、 低軌道移動通信衛(wèi)星實現(xiàn)個人通信網(wǎng)絡。 因為移動衛(wèi)星通信在海上、 空中和地形復雜而人口稀疏的環(huán)境中應用具有獨特的優(yōu)點， 不僅覆蓋范圍大， 而且不受地形的限制， 對于解決邊遠地區(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， 發(fā)揮各自的優(yōu)點， 取長補短， 在統(tǒng)一要求和統(tǒng)一標準的條件下， 突破關鍵技術， 解決各種網(wǎng)絡之間的互連互通， 加強通信網(wǎng)絡的智能化管理功能， 以實現(xiàn)全球性的個人通信網(wǎng)。,10.2 關于個人通信的國際標準和研究進展,10.2.1 第三代移動通信系統(tǒng)標準制定的過程 第三代移動通信系統(tǒng)的理論研究、 技術開發(fā)和標準制定工作早在20世紀80年代中期就已經(jīng)開始了。 第三代移動通信的主要發(fā)展目標是： 能提供高質(zhì)量業(yè)務， 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；,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)絡兼容， 和現(xiàn)有移動通信網(wǎng)互連互通并實現(xiàn)全球漫游；網(wǎng)絡結構可配置成不同形式， 以適應各種服務需要， 如公用、 專用、 商用和家用； 具有高級的移動性管理， 能保證大量用戶數(shù)據(jù)的存儲、 更新、 交換和實時處理等。 ,關于第三代移動通信系統(tǒng)的標準， 開始主要是由國際電信聯(lián)盟(ITU)主導的， 最初提出時使用的系統(tǒng)名稱為“未來公共陸上移動通信系統(tǒng)”(FPLMTS)， 后改名為“國際移動通信2000”(IMT-2000)。 1998年12月， 世界各國已向ITU提交的無線傳輸技術(RTT)建議有：,(1) 以TDMA為基礎的兩種： DECT， 來自ETSI計劃(EP)DECT。 UWC-136(Universal Wireless Communications)， 來自美國TIA TR45.3。,(2) 以CDMA為基礎的八種： WINS W-CDMA(Wireless Multimedia and Messaging Service Wideband CDMA)， 來自美國TR46.1。 TD-SCDMA(TimeDivision Synchronous CDMA)， 來自中國電信技術研究院(CATT)。 W-CDMA(Wideband CDMA)， 來自日本ARIB。 CDMA(Asynchronous DS-CDMA)， 來自韓國TTA。,UTRA(UMTS Terrestrial Radio Access)， 來自ESTI SMG2。 NA：W-CDMA(North American Wideband CDMA)， 來自美國TIPI-ATIS。 cdma2000(Wideband CDMA(IS-95)， 來自美國TIA TR45.5。 CDMA (Multiband Synchronous DS-CDMA)， 來自韓國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， 總共49顆低軌道衛(wèi)星， 來自韓國TTA。 SW-CDMA(Satellite Wideband CDMA)， 來自ESA。 SW-CTDMA(Satellite Wideband H