（通信与信息系统专业论文）cdma系统中的联合功率与速率控制研究.pdf

ad i s s e r t a t i o t e c h n o l o g yf o t h er e s e a r m a y2 0 10 f a c u l t yo fin f o r m a t i o n g u a n g d o n gu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y g u a n g z h o u ，g u a n g d o n g ，p r c h i n a 。5 10 0 9 0 摘要 摘要 移动通信技术面临用户数量急剧增加，移动业务逐步走向多元化，用户对服务质 量的要求不断提高等问题，如何更有效地管理和使用无线资源已成为运营商最为关心 的问题之一。在第三代移动通信系统中，无线资源管理的目标是在有限带宽的条件下， 为网络内无线用户终端提供服务质量保证，其基本出发点是在网络话务量分布不均匀、 信道特性因信道衰落和干扰而起伏变化等情况下，灵活分配和动态调整无线传输部分 和网络的可用资源，尽量提高无线频谱利用率。 在码分多址接入( c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ，c d m a ) 系统中，由于用户之间 是靠地址码的不同，即靠扩频码之间互相关特性加以区分的，因此若用户间的互相关 性不为零，则用户之间就存在着多址干扰。除了受到多址干扰的影响外，在上行链路， 用户会受到“远近效应”的影响；在下行链路，还会产生“角效应”。为了最大的克服这些 影响因素，最有效的办法就是采用功率控制技术。 另外，在c d m a 系统中，需要支持各种传输速率的数据业务，传输数据业务时除 了要满足功率尽量小，还需要尽量提高系统的吞吐量，保证不同业务的服务质量。对 于数据业务，要求对用户的传输速率进行有效的控制，以充分利用频谱资源。 本文主要研究了c d m a 移动通信系统中的功率与速率控制的有关问题，主要进行 了以下两个方面的研究： ( 1 ) 在阅读了大量的国内外文献的基础上，系统地归纳总结了功率控制算法的基 本理论，通过对传统固定步长功率控制算法的分析，针对这种算法的不足，提出了一 种基于信干比的自适应步长功率控制算法，通过仿真实验将自适应步长算法和固定步 长算法的性能作了比较，可以发现，所提出的算法极大的提高了算法的收敛速度，接 收信干比波动幅度小，有效的解决了固定步长功率控制算法在深度快衰落时产生的补 偿滞后问题。 ( 2 ) 由于传输数据业务时除了要满足功率尽量小，还需要尽量提高系统的吞吐量， 保证不同业务的服务质量，因此本文研究了联合功率与速率控制问题。在本文中将博 弈论引入联合功率与速率控制问题中，基于一定的数学分析提出了一种新的效用函数， 推导出了基于非合作博弈的新的联合功率与速率控制算法，各个用户根据其无线传输 环境质量确定数据传输速率和所需的发射功率，最后并证明了在这样一个非合作博弈 广东工业大学硕士学位论文 中纳什均衡的存在性。仿真结果表明，该算法可以使用户在满足服务质量要求的情况 下，保持尽量小的发射功率和较高的数据传输数率，有效的利用了系统的无线资源。 关键词：功率控制；速率控制；博弈论；纳什均衡 a b s t r a c t a b s t r a c t m o b i l ec o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g yf a c e sm a n yp r o b l e m s ，s u c ha st h e i n c r e a s i n go fu s e r s n u m b e r ，t h em o b i l es e r v i c ed i v e r s i t ya n dt h ei m p r o v i n go f q u a l i t ys e r v i c e h o wt om a n a g ea n du s et h er a d i or e s o u r c ee f f e c t i v e l yb e c o m e t h eo n eo ft h eq u e s t i o n st h a tt h eo p e r a t o r sm o s tc a r e i nt h i r dg e n e r a t i o n m o b i l ec o m m u n i c a t i o ns y s t e m ，t h eg o a lo fr a d i or e s o u r c em a n a g e m e n ti st o a s s u r et h eq u a l i t ys e r v i c eo fw i r e l e s su s e rt e r m i n a l su n d e rt h ec o n d i t i o n o f l i m i t e db a n d w i d t h i t sb a s i cs t a r t i n gp o i n ti st oa l l o c a t ef l e x i b l ya n da d j u s t d y n a m i c a l l yt h er e s o u r c eo fr a d i ot r a n s p o r ta n dt h en e t w o r ki no r d e rt o i m p r o v et h eu t i l i z a t i o no f w i r e l e s ss p e c t r u m i nc o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ( c d m a ) s y s t e m ，t h ed i f f e r e n c eb e t w e e nu s e r s d e p e n d so nt h ea d d r e s sc o d e ，i no t h e rw o r d s ，t h ed i f f e r e n c eb e t w e e nu s e r s d e p e n d s o nt h ec o r r e l a t i o no fs p r e a ds p e c t r u mc o d e s t h e r e f o r e ，t h eu s e r s s u f f e rt h em u l t i p l ea d d r e s si n t e r f e r e n c ei ft h ec o r r e l a t i o na m o n gu s e r sd o n t e q u a lt oz e r o i nu p l i n k ，u s e r ss u f f e rt h en e a r - f a re f f e c t ；i nd o w n l i n k ，u s e r s s u f f e rt h ec o r n e re f f e c t t h em o s te f f e c t i v ew a y st oo v e r c o m et h ei n f l u e n c ei s t ou s et h ep o w e rc o n t r o lt e c h n o l o g y m o r e o v e r ，c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s ss y s t e m sn e e dt os u p p o r tm a n yk i n d s o fd a t as e r v i c e st h a th a v em u l t i p l er a t e s t r a n s p o r t i n gd a t as e r v i c en o to n l y n e e dt om e e tt h em i n i m u mp o w e r ，b u ta l s on e e dt oi m p r o v et h et h r o u g h p u to f t h es y s t e m u s e r s d a t at r a n s p o r tr a t em u s tb ec o n t r o li no r d e rt ou s et h e s p e c t r u mr e s o u r c ee f f e c t i v e l y i nt h i s p a p e r ，w em a i n l yr e s e a r c ht h ep r o b l e mo ft h ep o w e ra n dr a t e c o n t r o li nt h ec d m am o b i l ec o m m u n i c a t i o ns y s t e m s t h er e s e a r c hi n c l u d e s t w oa s p e c t s ： ( 1 ) s u m m a r i z et h eb a s i ct h e o r yo fp o w e rc o n t r o ls y s t e m a t i c a l l ya f t e r r e a d i n gal o to fl i t e r a t u r e sa th o m ea n da b r o a d a f t e ra n a l y z i n gt h et r a d i t i o n a l f i x - s t e pp o w e rc o n t r o la l g o r i t h m ，w ep r o p o s ea na d a p t i v es t e p - s i z ep o w e r c o n t r o la l g o r i t h m s i m u l a t i o nr e s u l ts h o w st h a tt h ep r o p o s e da l g o r i t h mc a n i m p r o v et h er a t eo ft h ea l g o r i t h mc o n v e r g e n c ea n de f f e c t i v e l yc o p ew i t ht h e d e e pc h a n n e lv a r i a t i o nc o m p a r e dw i t ht h ef i x e ds t e p - s i z ea l g o r i t h m ( 2 ) t r a n s p o r t i n gd a t as e r v i c en o to n l yn e e d st om e e tt h em i n i m u mp o w e r ， i i i 广东工业大学硕士学位论文 b u ta l s on e e d st o i m p r o v et h et h r o u g h p u to ft h es y s t e m t h e r e f o r e ，w e r e s e a r c ht h ej o i n t p o w e ra n d r a t ec o n t r o l a l g o r i t h m i n t h i s p a p e r ，w e i n t r o d u c et h eg a m et h e o r yt ot h ej oi n tp o w e ra n dr a t ec o n t r o la l g o r i t h ma n d p r o p o s ean e wu t i l i t yf u n c t i o n f i n a l l y ，w ed e d u c et h en e wp o w e ra n dr a t e c o n t r o la l g o r i t h mt h a tb a s en o n - c o o p e r a t i v eg a m e t h eu s e r sc o n f i r mi t s p o w e ra n dr a t ea c c o r d i n gt ot h er a d i ot r a n s p o r te n v i r o n m e n tq u a l i t y w ea l s o p r o v et h ee x i s t e n c eo fn a s he q u i l i b r i u m s i m u l a t i o nr e s u l ts h o w st h a tt h e a l g o r i t h mc a nk e e pt h em i n i m u mp o w e ra n dt h eh i g h e s td a t ar a t ea f t e rm e e t t h en e e dofq u a l i t yofs e r v i c e k e yw o r d s ：p o w e rc o n t r o l ；r a t ec o n t r o l ；g a m et h e o r y ；n a s he q u i l i b r i u m i v 目录 目录 摘要 a b s t r a e t 目录 c o n t e n t s 第一章绪论 1 1 论文研究的背景和意义 1 2 国内外研究现状 1 3 论文的内容与结构安排 第二章第三代移动通信系统简介 2 1 移动通信的发展现状和趋势 2 2 第三代移动通信无线接口标准 2 2 1w c d m a 标准 2 2 2t d s c d m a 标准 2 2 3e d m a 2 0 0 0 标准 2 3 第三代移动通信系统的关键技术 2 3 1 智能天线技术 2 3 2 多用户检测技术 2 3 3 功率控制技术 2 3 4r a k e 接收技术10 2 3 5 软切换技术“ 2 4 本章小结1l 第三章基于信干比的自适应步长功率控制l2 3 1 功率控制的必要性1 2 3 2 功率控制准则12 3 3 功率控制的分类1 3 3 3 1 反向功率控制和前向功率控制13 3 3 2 开环、闭环和外环功率控制14 v 广东工业大学硕士学位论文 3 4 基于信干比的自适应步长功率控制系统15 3 4 1 影响功率控制性能的因素15 3 4 2 固定步长功率控制系统分析16 3 4 3 自适应步长功率控制系统模型17 3 5 仿真及结果分析2 1 3 5 1 仿真条件及参数设置2 1 3 5 2 仿真流程2 2 3 5 3 仿真结果与分析2 2 3 6 本章小结2 5 第四章基于博弈论的联合功率与速率控制算法2 6 4 1 博弈论基础2 6 4 1 1 基本概念及战略式表述2 6 4 1 2 博弈的类型2 7 4 2 博弈论与功率、速率控制2 8 4 2 1 功率与速率控制的博弈表述2 8 4 2 2 包含代价函数的功率与速率控制2 9 4 3 基于非合作博弈的联合功率与速率控制算法3 0 4 3 1 净效用函数的建立3 0 4 3 2 算法表述3 3 4 3 3 纳什均衡的存在性3 4 4 4 算法仿真及结果分析3 6 4 4 1 仿真步骤3 6 4 4 2 仿真结果及分析3 7 4 5 本章小结3 9 总结与展望4 0 参考文献4 2 攻读硕士学位期间发表的论文4 5 独创性声明4 6 致谢4 7 v i c o n t e n t s c o n t e n t s c h i n e s ea b s t r a c t i a b s t r a c t i 】! i c h i n e s ec o n t e n t s 1 0 r l c o n t e n t s c h a p t e r1i n t r o d u c t i o n 1 1 1t h er e s e a r c hb a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c eo ft h ep a p e r 1 1 2t h er e s e a r c hs t a t u sa th o m ea n da b r o a d 2 1 3c o n t e n t sa n ds t r u c t u r e so ft h ep a p e r 4 c h a p t e r2i n t r o d u c t i o no ft h i r dm o b i l ec o m m u n i c a t i o ns y s t e m s 5 2 1s t a t u sa n dt e n d e n c yo fm o b i l ec o m m u n i c a t i o n 5 2 2t h es t a n d a r do fr a d i oi n t e r f a c eo ft h i r dm o b i l e c o m m u n i c a t i o n s y s t e m s 6 2 2 1s t a n d a r do fw c d m a 6 2 2 2s t a n d a r do ft d s c d m a 7 2 2 3s t a n d a r do fc d m a 2 0 0 0 8 2 3k e yt e c h n o l o g yo ft h i r dm o b i l ec o m m u n i c a t i o ns y s t e m s 9 ：! 3 1s m a r ta n t e n n at e c h n o l o g y 9 ：! 3 2m u l t i - u s e rd e t e c t i o nt e c h n o l o g y 9 ：! 3 3p o w e rc o n t r o lt e c h n o l o g y 1 0 ：! 3 4r a k er e c e i v e rt e c h n o l o g y 1 0 2 3 5s o f th a n d o v e rt e c h n o l o g y 11 ：! 4c h a p t e rs u m m a r y 11 c h a p t e r3s i r - b a s e da d a p t i v es t e p - s i z ep o w e rc o n t r o l 1 2 3 in e c e s s i t yo fp o w e rc o n t r 0 1 1 2 3 2p r i n c i p l eo fp o w e rc o n t r 0 1 1 2 3 3c l a s s i f yo fp o w e rc o n t r 0 1 13 3 3 1r e v e r s ea n df o r w a r dp o w e rc o n t r o l 13 3 3 2o p e n l o o p ，c l o s e l o o pa n do u t e r - l o o pp o w e rc o n t r o l 1 4 3 4a d a p t i v es t e p s i z ep o w e rc o n t r o ls y s t e m s 15 3 4 1f a c t o r sa f f e c t i n gt h ep e r f o r m a n c eo fp o w e rc o n t r 0 1 1 5 3 4 2f i xs t e p s i z ep o w e rc o n t r o ls y s t e mi n t r o d u c t i o n 16 v 广东工业大学硕士学位论丈 3 4 3a d a p t i v es t e p s i z ep o w e rc o n t r o ls y s t e mi n t r o d u c t i o n 17 ：；5s i m u l a t i o na n dr e s u l ta n a l y s i s 2 1 3 5 1c o n d i t i o na n dp a r a m e t e rs e to fs i m u l a t i o n 2 1 3 5 2s t e po fs i m u l a t i o n 2 2 3 5 3r e s u l ta n da n a l y s i so fs i m u l a t i o n 2 2 3 6c h a p t e rs u m m a r y ：! ! ； c h a p t e r4j o i n tp o w e ra n dr a t ec o n t r o la l g o r i t h mb a s e do ng a m e t h e o r y 2 6 4 1i n t r o d u c t i o no fg a m e t h e o r y ：1 6 4 1 1t h eb a s i c c o n c e p t s o fg a m et h e o r ya n ds t r a t e g i c t y p e s t a t e m e n t s ：1 6 4 1 2t h ek i n d so fg a m e t h e o r y 2 7 4 2g a m et h e o r ya n dp o w e r r a t ec o n t r 0 1 2 8 4 2 1g a m et h e o r yd e s c r i p t i o no f p o w e r r a t ec o n t r o l 2 8 4 2 2p o w e r r a t ec o n t r o li n c l u d e dc o s tf u n c t i o n 2 9 4 3j o i n tp o w e ra n dr a t ec o n t r o la l g o r i t h mb a s e do nn o n c o o p e r a t i v e g a m e ：；( ) 4 3 1t h en e tu t i l i t yf u n c t i o n 3 0 4 3 2a l g o r i t h mi n t r o d u c t i o n 3 3 4 3 3t h ee x i s t e n c eo fn a s he q u i l i b r i u m 3 4 4 4a l g o r i t h ms i m u l a t i o na n dr e s u l ta n a l y s i s 3 6 4 4 1s t e po fs i m u l a t i o n 3 6 4 4 2r e s u l ta n da n a l y s i so fs i m u l a t i o n 3 7 4 5c h a p t e rs u m m a r y 3 9 s u m m a r ya n do u t l o o k 4 0 r e f e r e n c e s z i ：! p u b l i c a t i o nd u r i n gm a s t e r ss t u d y 4 5 a n n o u n c e m e n to fo r i g i n a lc r e a t i o n 4 6 a c k n o w l e d g e m e n t z 1 7 第一章绪论 第一章绪论 1 1 论文研究的背景和意义 在c d m a 移动通信系统中，由于所有的用户均使用相同频段的无线信 道和相同的时隙，用户间仅靠地址扩频码的不同，即靠它们之间互相关特 性加以区分。若用户问的互相关特性不为零，则用户之间就存在干扰一多 址干扰。由于c d m a 为一干扰受限系统，即干扰的大小直接影响系统容量， 降低干扰可以直接增加c d m a 系统的通信容量。因此有效地克服和抑制多 址干扰就成为c d m a 系统中最主要、最关键的问题之一”。 除了多址干扰本身直接的影响以外，在上行链路( u p l i n k ) 中，如果保持 小区内所有移动台的发射功率相同，由于小区内移动台用户的随机移动， 使得移动台( m o b i l es t a t i o n ，m s ) 与基站( b a s es t a t i o n ，b s ) 间距离是不同的， 离基站近的移动台的信号强，离基站远的移动台信号弱，将会产生“以强压 弱”的现象，使弱功率信号用户的性能下降，甚至不能工作，这就是所谓的 远近效应( n e a r f a re f f e c t ) 。在下行链路( d o w n l i n k ) 中，当移动台位于相邻 小区的交界处时，收到所属基站的有用信号功率很低，同时还会受到相邻 小区基站较强的干扰，这就是所谓的角效应( c o r n e re f f e c t ) 。同时，电波传 播中由于大型建筑物的阻挡，形成“阴影”效应产生了慢衰落。这些现象将 会导致系统容量下降和实际通信服务范围缩小等。解决这些问题的一个最 有效的方法是采用功率控制方法( p o w e rc o n t r 0 1 ) 。此外，c d m a 移动通信系 统中通信链路的建立和用户所需的服务质量( q u a l i t yo fs e r v i c e ，q o s ) 的维 护也在很大程度上依赖于功率控制技术。因此，功率控制对c d m a 移动通 信系统性能的影响很大川。 先前大量功率控制的研究工作都集中在针对话音业务的研究【5 。7 1 。相对 来讲，针对数据业务的研究就少了很多。如何在数据通信的情况下提高蜂 窝移动系统的性能就变得十分急迫和紧要了。无论是第二代c d m a 系统 i s 9 5 还是第三代c d m a 系统w c d m a ，c d m a 2 0 0 0 ，由于小区内的用户是用 相同的频谱资源，功率控制的作用就尤其重要了。另外，在c d m a 系统中， 广东工业大学硕士学位论文 需要支持各种传输速率的数据业务，传输数据业务时除了要满足功率尽量 小，还需要尽量提高系统的吞吐量，保证不同业务的服务质量。对于数据 业务，要求对用户的传输速率进行有效的控制，以充分利用频谱资源。 博弈论( g a m et h e o r y ) 在经济学中的是指博弈中的各个参与人理性的 选取自己的策略行为，从而在这个相互制约、相互影响、相互依从的关系 中，尽可能地提高自己的利益所得，。一个参与者将自己置身于其他参与 者的位置并为他着想从而预测其他参与者将会选择的行为，在这个基础上， 该参与者决定自己最理想的行为，这就是博弈论方法的本质与精髓。 从经济学观点来看功率与速率控制的过程就是一个博弈过程，从微观 经济学的理论中找到了支持，即可以在由数据业务的效用函数所构成的考 察对象中，寻找到这个过程的纳什均衡点。相对于微观经济学，数据通信 中的q o s 指的就是效用函数( u t i l i t yf u n c t i o n ) 。在常规的功率控制过程中( 这 里考虑移动台一基站的闭环功率控制) ，都采用分布式的功率控制，每个 移动台都根据由无线环境的干扰状况得到的功率控制信号来决定自己的发 射功率。这里引入了效用函数，通过实现效用函数的最大化，以实现对发 射功率和数据传输速率的优化。 效用函数( u t i l i t yf u n c t i o n ) 是指一个人使用某种商品和服务所感受到 的满意程度。在无线通信中，q o s 和效用函数很相似。在第三代移动通信 系统中，每个移动台都对其他的用户产生共道干扰。每个移动台用户就是 博弈过程中的一个参与人，整个用户群对无线资源的使用和竞争就组成了 一个博弈过程。 由以上分析，我们就可以考虑将经济学领域中已经相对比较成熟的博 弈理论引入到目前移动通信中的功率与速率控制问题中来，对目前己有的 功率与速率控制方法是个很好的补充。 1 2 国内外研究现状 目前，关于综合功率与速率控制的问题是近年来研究的热点问题，许 多专家学者都对这个课题进行了深入的研究。 对于话音业务的传输，由于其话音传输速率相对固定，所以只需要进 2 第一章绪论 行功率控制。文献【9 12 】研究了固定步长功率控制算法，并对它的性能进行 了分析。这也是目前移动通信系统中所采用的功率控制方法，在信道衰落 程度不大的时候，这种算法的性能得到了很好的体现。可是当遇到深度快 衰落时，由于发射功率调整的滞后性，这种算法的性能受到了限制。为了 克服固定步长功率控制算法的不足，文献 13 15 】对自适应步长功率控制算 法进行了深入研究，提出了很多改进的算法，研究结果表明，自适应步长 算法能够很好的跟踪信道的深度快衰落，性能比固定步长算法要好，从而 使得通信的质量达到更优。 在c d m a 系统中，需要支持各种传输速率的数据业务，传输数据业务 时除了要满足功率尽量小，还需要尽量提高系统的吞吐量，保证不同业务 的服务质量。对于数据业务，要求对用户的传输速率进行有效的控制，以 充分利用频谱资源。文献 16 】的作者提出了一种在w c d m a 中最大化系统 吞吐量和最小化功率消耗的自适应功率和数据速率控制算法。通过这种算 法，在系统中，拥有良好信道条件和低干扰的用户能够享有高速的数据传 输速率，大大资源利用效率。文献【17 】中作者将网络的动态性建模为离散 时间状态延迟的不确定性系统，在这个系统中进行联合功率与速率控制， 可以最小化实际信干比与目标信干比之间的误差。文献【18 】介绍了一种基 于最小化多目标代价函数的分布式功率与速率控制算法，算法中建立了三 种目标函数，结果表明在数据速率、中断概率、功率分配上都有比较好的 性能。文献 19 】介绍了联合功率控制技术的基本概念，重点阐述了目前在多 媒体c d m a 系统中，联合功率控制与速率控制技术，与多用户检测技术，以及 与自适应天线阵列处理技术的研究进展，并分析了目前研究中仍然存在的 问题，对这几个方面的联合研究，旨在提高系统的容量。文献【2 0 】研究了 多码c d m a 系统多业务情况下的速率控制和功率分配问题。通过对业务分 优先级，速率控制可保证不同业务质量要求，同时总的吞吐量最大，并通 过基于信噪比的功率分配，可充分利用系统资源。 文献 21 中d a v i dj g o o d m a n 将经济学中的博弈理论引入功率控制，他 把功率控制问题看作博弈过程，所有用户通过调整发射功率来获得自己的 最大效用。以博弈论为依据研究功率控制是目前比较常见的方法，从微观 经济学理论的观点出发，可以对所要研究的问题进行比较分析，发现小区 广东工业大学硕士学位论文 中的每个用户就是博弈论中的一个参与人，整个小区中的用户对无线资源 的使用和相互竞争就组成了一个博弈，因此，功率与速率控制过程可以看 成是一个博弈过程。 1 3 论文的内容与结构安排 本论文共分四章，结构安排如下： 第一章绪论。主要介绍了本论文的研究背景与意义以及国内外对功率 与速率控制的研究现状。 第二章第三代移动通信系统简介。阐述了移动通信的发展现状和趋 势，介绍了第三代移动通信系统中所使用的无线接口标准技术以及系统中 所使用的一些关键技术。 第三章基于信干比的自适应步长功率控制。分析了功率控制的必要 性，功率控制的准则以及基本的功率控制方法。讨论了影响功率控制性能 的一些参数，并对传统的固定步长功率控制算法进行了分析，然后提出了 一种改进的自适应功率控制方法。通过仿真比较，可以发现，所提出的方 法极大的提高了算法的收敛速度，接收信干比波动幅度小，有效的解决了 固定步长功率控制算法在深度快衰落时产生的补偿滞后问题。 第四章基于博弈论的联合功率与速率控制算法。在c d m a 系统中的 功率与速率控制算法中引入博弈论方法。基于一定的数学分析提出了一种 新的净效用函数，推导出了基于非合作博弈的新的联合功率与速率控制算 法，各个用户根据其无线传输环境质量确定数据传输速率和所需的发射功 率，最后并证明了在这样一个非合作博弈中纳什均衡的存在性。仿真结果 表明，该算法可以使用户在满足服务质量要求的情况下，保持尽量小的发 射功率和较高的数据传输数率，有效的利用了系统的无线资源。 最后是总结与展望，对全文工作进行了总结，并对未来所要进行的工 作进行了展望。 4 第二章第三代移动通信系统简介 第二章第三代移动通信系统简介 2 1 移动通信的发展现状和趋势 移动通信从出现到发展到今天这个地步，给世界各个行业，各国人民 带来了前所未有的便利，它的发展速度之快，规模之大是那样的引人注目。 自从出现了蜂窝移动通信这个概念后，移动通信也经历了一系列发展，主 要经历了三个阶段。8 0 年代初，第一代采用模拟制式的蜂窝移动通信系统 投入使用，它的出现，使得移动通信产业进入了一个崭新的时代，用户和 市场规模逐渐增长。9 0 年代，以g s m 和c d m a 为代表的第二代移动通信 系统以其先进的技术优势逐渐掌握了市场，它相比与第一代移动通信系统， 频谱利用率更高，业务种类多，而且提供漫游服务，但是业务种类主要局 限于话音和低速率数据业务，对多媒体和i p 业务的支持较少。随着用户需 求的不断增多和移动通信技术上的发展，人们希望未来的移动通信系统不 仅具有更大的系统容量，而且还能支持话音、数据、图像、多媒体等多种 业务的应用，因此第三代移动通信应运而生。第三代移动通信系统是能够 提供全球覆盖的宽带多媒体服务的新一代移动通信系统，它的最终目标是 将世界上所有的蜂窝系统、无线局域网终端、寻呼系统等有效结合起来， 形成一个功能强大的网络，能够实现任何人在任何地点、任何时间与任何 人的通信。在2 0 世纪末，第三代移动通信系统已经形成了统一标准，它所 具有的主要特点可以概括为： ( 1 ) 能够提供全球漫游和无缝覆盖； ( 2 ) 能够提供多种速率的数据业务； ( 3 ) 适应多种业务环境：蜂窝、卫星、数据网、p s t n 、i p 等； ( 4 ) 系统容量大、频谱利用率高； ( 5 ) 可在宏蜂窝、微蜂窝等混合小区下运行； ( 6 ) 需要灵活的无线资源管理和频率配置措施； ( 7 ) 按需分配带宽、高的服务质量； ( 8 ) 网络结构能够适用于有线、无线等业务需求； 5 广东工业大学硕士学位论文