移动通信的展望.ppt

第10章 移动通信的展望,10.1 个人通信概述 10.2 关于个人通信的国际标准和研究进展 10.3 未来移动通信中的关键技术 思考题与习题,10.1 个人通信概述,移动通信从产生到现在的历史并不长， 然而其发展速度却远远超出了人们的预料。 尤其是最近十几年来， 随着微电子技术、 计算机和软件工程的发展， 移动通信设备在质量、 使用方便和可靠性等方面的发展日新月异。,纵观移动通信的发展历程， 当代移动通信可分为四个阶段： （1） 第一代移动通信以模拟调频、 频分多址为主体技术， 包括以蜂窝网系统为代表的公用移动通信系统、 以集群系统为代表的专用移动通信系统以及无绳电话, 主要向用户提供模拟话音业务。,(2) 第二代移动通信以数字传输、 时分多址或码分多址为主体技术， 简称数字移动通信， 包括数字蜂窝系统、 数字无绳电话系统和数字集群系统等， 主要向用户提供数字话音业务和低速数据业务。,(3) 第三代(3G)移动通信以CDMA为主要技术， 向用户提供2 Mb/s到10 Mb/s的多媒体业务。 (4) 超（后）三代（B3G）或第四代(4G)移动通信的研究和开发， 采用OFDM和多天线等新技术， 将向用户提供100 Mb/s甚至1 Gb/s的数据速率。,10.1.1 个人通信的概念 长期以来， 人们就有一种美好的愿望： 未来总有一天会做到无论任何人(Whoever)在任何时候(Whenever)和任何地点(Wherever)都能和另一个人(Whomever)进行任何方式(Whatever)的通信。 以往， 人们曾把这种愿望称之为幻想， 然而随着科学技术的发展， 这种愿望已经不是幻想， 而是可以实现的了。 人们把这种向往中的通信称为“个人通信”， 而把实现个人通信的网络称之为个人通信网(PCN)。,个人通信的愿望虽然早已存在， 但个人通信网的设想却是在1988年才正式提出来的。 其后， PCN在世界范围内立即引起了巨大的反响和共鸣， 一些通信发达的国家纷纷开展了PCN的体系结构和实现技术的研究， 提出了形形色色的设想和方案， 有关PCN的国际标准的制定也受到许多国际组织的重视。,10.1.2 实现个人通信的途径 个人通信的设想激发了人们的浓厚兴趣。 从1988年以来， 人们对如何实现个人通信曾提出过各种各样的方案， 也发生过一些争论， 甚至相互非议。 一般来说， 实现个人通信的途径有以下几种。 (1) 规划、 设计和开发一种覆盖世界范围的全新个人通信网。 这种方法可以按照个人通信的理想目标， 自由地精选先进技术和优化网络结构， 而不受现有通信设施和现用技术体制的影响和约束。,(2) 选择现有的某一种移动通信网络进行扩充和改造， 实现一个遍及全球、 功能齐全和适应各种运行环境的个人通信网。 这种办法对现有各种通信设备的开发者、 制造商和运营公司特别有吸引力。,利用和改造某一种通信网络向个人通信网发展的方案都带有一定的局限性， 主要表现在以下几个方面： 把蜂窝通信系统的小区分为宏小区、 微小区和微微小区， 混合配置， 以适应城市和乡村、 户内和户外的不同需要和扩大个人通信的服务范围。 把无绳电话系统由室内应用扩展到室外应用， 通过Telepoint覆盖整个服务地区， 并赋予双向呼叫、 越区切换和漫游功能， 以提供个人通信业务。, 利用中、 低轨道移动通信卫星实现个人通信网络。 因为移动卫星通信在海上、 空中和地形复杂而人口稀疏的环境中应用具有独特的优点， 不仅覆盖范围大， 而且不受地形的限制， 对于解决边远地区的通信和形成陆海空联合的立体通信系统而言是最有效的办法。,(3) 综合利用现有各种通信网络， 发挥各自的优点， 取长补短， 在统一要求和统一标准的条件下， 突破关键技术， 解决各种网络之间的互连互通， 加强通信网络的智能化管理功能， 以实现全球性的个人通信网。,10.2 关于个人通信的国际标准和研究进展,10.2.1 第三代移动通信系统标准制定的过程 第三代移动通信系统的理论研究、 技术开发和标准制定工作早在20世纪80年代中期就已经开始了。 第三代移动通信的主要发展目标是： 能提供高质量业务， 包括话音、 低速和高速数据(从几kbs到2 Mbs)， 并具有多媒体接口； 能支持面向电路和面向分组业务；,能工作在各种通信环境， 包括城市和乡村、 丘陵和山地、 空中和海上以及室内场所； 具有更高的频谱效率， 能提供更大的通信容量； 能与固定网络兼容， 和现有移动通信网互连互通并实现全球漫游；网络结构可配置成不同形式， 以适应各种服务需要， 如公用、 专用、 商用和家用； 具有高级的移动性管理， 能保证大量用户数据的存储、 更新、 交换和实时处理等。 ,关于第三代移动通信系统的标准， 开始主要是由国际电信联盟(ITU)主导的， 最初提出时使用的系统名称为“未来公共陆上移动通信系统”(FPLMTS)， 后改名为“国际移动通信2000”(IMT-2000)。 1998年12月， 世界各国已向ITU提交的无线传输技术(RTT)建议有：,(1) 以TDMA为基础的两种： DECT， 来自ETSI计划(EP)DECT。 UWC-136(Universal Wireless Communications)， 来自美国TIA TR45.3。,(2) 以CDMA为基础的八种： WINS W-CDMA(Wireless Multimedia and Messaging Service Wideband CDMA)， 来自美国TR46.1。 TD-SCDMA(TimeDivision Synchronous CDMA)， 来自中国电信技术研究院(CATT)。 W-CDMA(Wideband CDMA)， 来自日本ARIB。 CDMA(Asynchronous DS-CDMA)， 来自韩国TTA。,UTRA(UMTS Terrestrial Radio Access)， 来自ESTI SMG2。 NA：W-CDMA(North American Wideband CDMA)， 来自美国TIPI-ATIS。 cdma2000(Wideband CDMA(IS-95)， 来自美国TIA TR45.5。 CDMA (Multiband Synchronous DS-CDMA)， 来自韩国TTA。,(3) 用于卫星系统的五种： SAT-CDMA， 轨道高度2000 km， 轨道平面7个， 总共49颗低轨道卫星， 来自韩国TTA。 SW-CDMA(Satellite Wideband CDMA)， 来自ESA。 SW-CTDMA(Satellite Wideband H