电磁波与电磁场在通信技术方面的应用

1、电磁波与电磁场在通信技术方面的应用（电信）专业：通信工程 学生：李梦紫 学号：10387131指导老师：谢致远老师摘要电磁场与电磁波作为无线电技术的理论基础，集中于三大类应用问题的研究。电磁场(电磁 波)作为能量的一种形式，是当今最重要的能源，其研究领域涉及能量的生产、存储、交换、 传输和综合利用。电磁波作为信息传送的载体，传输信息的主要技术之一，主要研究信息的 产生、获取、交换、传输、处理、再现和综合利用。在无线通信方面作为信息的主要载体， 其研究领域涉及信息的产生、储存、变换、传输和综合利用，成为人们交流信息的重要技术。 即对无线技术的研究就是对电磁波传输的研究。从08年中国电信业务重组后

2、，到09年1 月中国3G牌照的发放，中国电信正式进入3G时代，中国电信由传统的基础网络运营商转 型为全业务的综合信息服务提供商。面对来自中国移动和中国联通的激烈竞争，中国电信借 助3G和Wi-Fi网络同时提供差异化的无线宽带服务，建立自己独有的竞争优势。本文主要 介绍中国电信的无线通信技术CDMA2000O关键字：电磁波，电磁场，能量，通信，信息，中国电信，CDMA2000AbstractElectromagnetic field and electromagnetic wave as the theoretical basis of radio technology, has focused

3、 on three types of application study of the problem. Emf (electromagnetic wave) as a form of energy is the most important source of energy, its research areas related to energy production, storage, exchange, transfer and comprehensive utilization. Electromagnetic wave as the carrier of information t

4、ransmission, one of the main technology of transmission information, mainly is the study of the production of information, access, switching, transmission, processing, and comprehensive utilization. In the aspect of wireless communication as the main carrier of information, its research area involve

5、s information production, storage, conversion, transmission and utilization, as an important technology of the people to exchange information. The research on wireless technology is the study of electromagnetic wave transmission. From 08 after restructuring of China telecom business, to January 09,

6、the issuance of 3 g licenses, China formally entered the 3 g era, China telecom, China telecom transformation from the traditional foundation network operator for the whole business of integrated information service provider. Faced with fierce competition from China mobile and China unicom, China te

7、lecom with 3 g and wi-fi networks at the same time provide differentiated wireless broadband services, set up their own unique competitive advantage. This paper mainly introduces the China telecom wireless communication technologies.Key words: electromagnetic wave, electromagnetic field, energy, com

8、munications, information, and China telecom, CDMA2000引言当今是一个通信的时代，随着3G时代的到来，中国三大运营商，中国移动，中国电信， 中国联通之间的竞争不断激烈，都争相利用有限的频带资源向用户提供更快捷，更方便，更 经济的网络通信服务。中国电信在原有的固话通信系统上，收购中国联通CDMA网络后， 部署1x EV-DO 的 3G解决方案来加强其宽带数据业务，提高了数据吞吐能力达到几百Mbps 至数Mbps。中国电信采取用的CDMA2000这种主流3G技术。2中国电信的无线通信技术2.1无线通信的基础无线技术的研究是对电磁波传输的研究，其传输

9、的基础是电磁波与电磁场。从科学的角度 来讲，电磁辐射是能量的一种，凡是能释放出能量的物体，都会释出电磁辐射。电磁波在传 播种携带有能量，可作为信息的载体，并且其传播不在需要介质。这一点很重要，这些为无 线电通信、广播、电视、遥感等技术开阔了道路，光波本身就是一种电磁波，故电磁波具有 和光波一样的特性，当它通过不同的介质时，也会发生折射、反射、绕射、散射和吸收等现 象。对这些特性的研究也是提高无线通信的一个重要理论基础。CDMA 技术2.2.1CDMA的概念及其基本理论基础CDMA即扩频通信技术，是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信 息必需的最小带宽；频带的扩展是通过一个独立的

10、码序列来完成，用编码及调制的方式来实 现，与所传信息数据无关；在接受端则是用同样的码进行相关同步接受、解扩及恢复所传信 息数据。扩频通信的理论基础：香农公式：(S C=Wlog2 1+-2k N J在给定的传输速率C不变的条件下，频带宽度W和信噪比S/N是可以互换的，即通过 牺牲频带宽度来降低信噪比的要求而保持传输速率不变。CDMA系统的特点及运行方式CDMA是系统一种自干扰系统。干扰是影响一个系统的性能(如：系统容量，传播质量， 系统网络的覆盖范围等)的主要因素之一。在CDMA系统中，当同一小区使用的频率相 同，不同通用户用不同的扩频码加以区分，但扩频序列做不到严格正交，用户信号之间 存在一

11、定的相关性，故不同的用户之间存在相互干扰。并且，由于无线传播存在多径效 应，扩频码难以保持严格同步，也会影响扩频码的正交性，从而会产生用户之间的干扰， 即多址干扰。用户数量不断增加时，由于系统的自扰特点，系统的多址干扰就会增大， 导致业务覆盖范围缩小和容量受限。此时若能有效的控制多址干扰的影响，就能提升网 络的容量。CDMA 系统消除干扰采用的是 RLIC ( Reverse Link Interference Cancellation) 反向干扰消除技术，其基本思想是通过重建干扰信号并消除，提升用户反向信号解调性 能，有效的控制多址干扰并提升系统容量。2.3 CDMA2000 技术2.3.1

12、 CDMA2000 技术概念cdma2000是TIA标准组织用于指代第三代CDMA的名称。适用于3G CDMA的TIA规 范称为 IS-2000,该技术本身被称为 cdma2000。CDMA2000 全名：Code Division Multiple Access2000,是从cdma One蜕变进化出来，支援3G的一种制式。目的是确保投资发展CDMA 的网络商，能够简单及有效率地由cdmaOne过渡到3G进程。共分为两个阶段进化的 cdma2000，第一阶段CDMA20001x，第二阶段CDMA20001x增强标准，该标准分为两个分 支：1xEV-DO和1xEV-DV，在1xEV-DV技术中

13、，数据和话音共用一个载波；而在1xEV-DO 中，则采用独立的载波传输高速分组数据。在技术上，与C DMA20001x相比，1xEV-DO在 无线传输技术上进行了许多革新，这一点在前向链路上尤为突出。在前向链路上，1xEV-DO 的革新体现在十分复用、自适应编码和调制、满功率的时分导频、虚拟软切换、智能调度算 法、H-ARQ等；在反向链路上，1xEV-DO也增加了自适应调频、虚速率控制和H-ARQ等。 这些信技术使1xEV-DO得分组数据接入能力、数据业务支撑能力、数据吞吐率得到大大提 高，并且网络扩容成本也有所降低。2.2.2CDMA2000总体容量分析中国电信CDMA2000网络可使用的频

14、率资源有800MHz频段上的10MHzX2以及2.1 GHz 频段上的15MHz X 2，其中后者还未使用，800MHz频段的载波配置如图 1，其中 CDMA20001x频率从283频点由高向低分配，EV-DO网络频段从37频点由低向高分配。目 前，中国电信特大型城市基站的最高配置为1x S4/4/4、EV-DOS1/1/1；大型城市基站的最高 配置1x S3/3/3、EV-DOS1/1/1； 普通乡镇农村基站的最高配置是EV-DOS1/1/1。通常1x单 载波能支持22条语音信号，按0.02Erl/用户考虑，能支持约800个语音用户或约300kbit/s 数据业务。EV-DO单波前向平均吞吐

15、量约为1.5Mbit/s，反向约500kbit/s。CDMA2000基站 容量是软容量，与无线环境，用户分布、地址结构以及软切换比例密切相关。3中国电信的无线通信技术的发展前景3.1中国电信3G技术的发展2G移动网络的数据承载能力有限，发展移动宽带数据业务必需依靠3G网络，面对来自 中国移动中国联通的竞争，中国电信在频率资源上处于劣势，见表1,并且WCDMA在数据业 务的支撑能力上臂CDMA2000要强，并且电信大量的频率资源闲置，这对中国电信无线通 信业务带来巨大的威胁，故中国电信在已有频段的基础上，大力发展3G数据业务，科学、 合理的利用频频客服移动业务发展过程中遇到的问题（如，3G上网卡

16、过多占据资源问题）， 首先，中国电信将CDMA20001x网络上大量的数据业务逐渐迁移到EV-DO,确保语音用户 发展所需的频率资源，腾出更多的频率资源用于数据业务。预留的283、242、201、160四 个频段可以用于1.7到2亿语音用户足以满足中国电信语音用户的发展。再次，根据数据业 务的发展2.1GHz频段上的EV-DO载波加上800MHz频段上的3个EV-DO足够满足中国电 信长时间的移动开宽带数据业务用户发展需求。表1 国内三大电信运营商的移动通信频率资源分配情况运营商移动通信频率资源。1Hz）移动网络的技术 制式中国移动890-909935-954GSM9001 710-1 735

17、1 805-1 830 GSM 18002 010-2 025TD-SCDMA880-1 920TD-SCDMA300-2 400TD-SCDMA3.2中国电信无线技术的未来发展中国联通 909-915954-960 GSM900随着3G技术不断成熟，三大运营商将目标转向4G业务。在之前中国电信表示对4G 业务并无兴趣，但在今衿月初，中国电信表示希望获得fdDlTE牌照，如果政府 部门不发给FDD-LTE牌照，中国电信会考虑向中国移动租用4G网络，并且开始规划 4G网络，业内人士预计中国电信在今年10月份获得4G牌照。在4G业务中，中国电 信主要以发展FDD技术为主。但不论其向哪种技术过渡，都

18、不会太平稳，但中国电信 董事长初表示，中国电信将会采用各种手段来满足移动网络的变化，使CDMA产业链 平滑的过渡到4G业务中。1 920-1 9352 1102 125 cdma20004结束语1 900-1 920PHS刚开始接到这个论文题目时，觉得好难下手，特别是参考文献的要求，后来通过查找资 料，发现自己所学到的专业知识完全跟不上与当今的发展速度，一些已经成熟的技术在我看 来还是新知识，毫无概念。再者就是对于通信这个日异月新的专业，应该时刻关注最新技术 和发展趋势，不然永远只是一个门外汉。通过本次结课论文的学习，让我对通信这个行业有 了更深的认识，虽然从基础知识及理论上没有很大的提高，因为这并非是一朝一夕的事，但 对整体的体系有了个大致的了解，最重要的是让我清楚的看到的自己不足，在学习方面，在 资料的的查找已经已有资料的应用方面，都存在很大的缺陷。有效率的去在今后的学习中， 有目的、有效率的去学习。1王兴亮，张亮，基于“无线城市”的无线宽带接入技术应用，无线通信2008年樊昌信曹丽娜通信原理2012年朱东照、肖清华中国电信cdma2000网络发展及频率使用策略分析2010