第1章蜂窝移动通信基础

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1、第一章蜂窝移动通信的发展历程现代移动通信技术始于20世纪20年代，发展到现在，人约经历了六个发展阶段。笫一•阶段的标志是早期移动通信系统的应用，从20世纪20年代到40年代，是移动通信的早期发展阶段。从2（）世纪4（）年代屮期到6（）年代初期，早期的公用移动通信系统开始应用，这是现代移动通信技术的第二阶段。这个阶段移动通信技术逐渐应用到人众通信，系统采用人工接续方式，网络容量较小。笫三阶段从20世纪60年代中期到70年代中期。在此期间，美国推出了改进型移动电话系统（1MTS）,徳国推出了B网。这个阶段的系统采用大区制，容量有较大的捉高。第四阶段从20世纪70年代中期到8（）

2、年代屮期，这个阶段小区制的蜂贞移动通信系统得到了大规模应用，采用的是模拟技术，代表是美国的AMPS系统和欧洲的TACS系统。第五阶段从20世纪80年代屮期到21I比纪初，这个阶段的特点是数字移动通信系统得到了大规模应用，代表技术是欧洲的GSM和美国的CDMA,也就是通常所说的笫二代移动通信技术（2G）0数字蜂窝网络相对模拟蜂窝网，频谱利用率和系统容量得到了很人的捉高。这个阶段的移动通信系统已经可以提供数据业务，业务类型大大丰富。第六个阶段从20世纪90年代末开始，标志是第三代移动通信技术的发展和应用。1999年11月5日在芬兰赫尔新基召开的ITUTG8/1第18次会议上，最

3、终确定了3类（TDMA、CDMA-FDD、CDMA-TDD）共5种技术作为第三代移动通信的基础，其中WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA是3G的3个主流标准。目前，WCDMA和CDMA2000在部分地区已经正式商用。这个阶段的特征是系统容量和载频利用率得到了较人的提高。第三代移动通信系统可以提供高速数据业务，承载的业务类型得到了极大的丰富。表1-1给出了三种3G的主流标准的主要区別。表1-1三种3G主流标准的主要区别项目WCDMACDMA2000TD-SCDMA复用方式FDDFDD/TDDTDD基本带宽5MHz1.25MHz或3.75MHz1.6MHz码片速率3.

4、84Mchip/s1.2288/3.6864Mchip/s1.28Mchip/s无线帧长10ms10/5ms10ms（每个10ms的无线帧长分为两个5ms的子帧）信道编码卷积编码、Turbo码等卷积编码、Turbo码等卷积编码、Turbo码等数据调制QPSKC下）、HPSKC上）QPSK（下）、BPSKC上）QPSK和8PSK扩频方式QPSKQPSKQPSK功率控制开环+闭环，控制步长为ldb、2db、3db开环+闭环，控制步长为ldb,可选0.5/0.25db开环+闭环，控制步长为ldb、2db、3db基诂间同步关系同步或非同步GPS同步同步核心网GSM-MAPASNI-

5、41GSM-MAP注：lMchip/s表示每秒传输1M码片。屮国在移动通信技术的研究和应用上起步都比较晚，但发展很快。从20世纪80年代开始，我国开始蜂窝移动通信的建设，最早于1987年在广东建成了TACS制式的模拟移动通信系统。到1990年，我国冇10个城市开通了模拟移动通信网络，用户达到2万人。1994年，邮电部决定引入GSM技术麻，移动通信在我国获得了更加快速的应用。2001年，屮国联通开始了CDMA网络的建设，这样两个主流的2G技术在我国都得到了商用。2002年开始，我国的GSM力里过和CDMA网络逐渐升级为2.5G的GPRS和CDMA2000lx。从1987年到1

6、997年10年间，移动用户总数发展到了1000万户；2001年3刀，移动用户数达到1亿户；截至2004年5月，我国的移动用户超过3亿户，普及率超过20%，其中屮国移动约1.9亿户以上，都是GSM用户，中国联通超过1亿八，GSM约8000万户，CDMA约2000万用户以上。随着3G商用化的II益临近，中国信息产业部对各种技术标准使用的频段进行了划分，具体信息如图1-1所示。技术模式频率范围/MHz频分双工1920〜1980、2110〜2170时分双工1880〜1920、2010〜2025(a)笫三代移动通信主要工作频段分配技术模式频率范围/MHz频分双工1755〜1785、1

7、850〜1880时分双工2300〜2400(b)第三代移动通信补充工作频段分配图1-1屮国对3G频段的划分第二章蜂窝概念最初的移动通信系统是基于人区制的。由于大区制系统无法实现频率复用，随着移动通信技术的普及应用，早期的移动通信系统无法满足不断增长的容量需求。为了缓解大区制带来的频率资源紧张问题，20世纪40年代末，贝尔实验室的丄作人员将蜂贞概念应用到移动通信领域，提岀了蜂窝移动通信的概念，并基于该理念建立了实验蜂窝系统，最早的系统只有一个基站和多个移动终端。蜂窝移动通信系统通过重新构造无线通信系统的覆盖区域,将每