通信技术论文

1、2015-2016学年第1学期现代通信技术课程论文论文题目： 蜂窝通信技术及其发展学生姓名： 林 峰 学 号： 20141330301166 专业班级： 14电气类（6）班 上交日期： 2015.11.26 论文成绩： 摘要：蜂窝通信是采用蜂窝无线组网方式，在终端和网络设备之间通过无线通道连接起来，从而实现用户在活动中可以相互通信，其主要特征是终端的移动性，并且具有越区切换和跨本地网自动漫游过程。蜂窝移动通信已成为世界范围内的一项非凡成功之作，其发展如此迅速以致业务需求远远超过了原先的预测。大多数情况下，经营者只限定在一个固定频段上，几乎无望增加频谱而原来的模拟技术也不能加以扩展跟上需求的发展

2、。较新的技术具备了频谱的更有效利用以及为用户提供改善的安全性和更多的便利。即使如此，分配给这些新技术的频段常常与老技术所用的重叠，这使得转移策略复杂起来。论文结构： 【1】蜂窝移动通信系统及特点 【2】蜂窝移动通信系统的分类 【3】移动通信系统的发展历程 【4】移动通信系统热词解析关键词 蜂窝移动通信 发展历程 TD-SCDMA CDMA20001.蜂窝移动通信系统及特点 早期的移动通信系统是在其覆盖区域中心设置大功率的发射机，采用高架天线把信号发射到整个覆盖区域（半径可达几十公里）。这种系统的主要矛盾是它同时能提供给用户使用的信道数极为有限，圆圆满足不了移动通信业务迅速增长的需要。 为了进一

3、步提升系统的容量，美国贝尔实验室等单位提出了蜂窝系统的概念，即将整个服务区域划分为若干个较小的区域（cell，在蜂窝系统中陈伟小区），各小区均用小功率的发射机（即基站发射机）进行覆盖，许多小区像蜂窝一样能布满（即覆盖）任意形状的服务地区。此类系统主要有终端子系统、基站子系统、网络子系统及其他（如PSTN）的网络相连的中继线组成，如下图所示1。蜂窝移动通信系统具有以下特点：（1） 有频率服用功能。一般而言，相邻的小区不允许使用相同的频道，为此把若干相邻的小区按一定数目划分为区群，并把可供使用的无线频道分成若干个频率组，区群内各小区均使用不同的频率组，而任一小区所使用的频率组，在其他区群组相应的小

4、区中还可以再用，这就是频率复用。频率复用技术有效地提升了移动通信系统的容量。（2） 有越区切换功能。当移动用户从某个小区移动到另外一个小区时，为使通话不中断，要自动切换信道，即改变发信机的无线频率。这个过程中，用户是不介入的，其关键点是切换过程中通信不中断。越区切换时蜂窝移动系统网络的必备功能。（3） 信道分配与小区分裂。每个小区的信道数量是不同的，要根据话务址的多少来定，目的是满足用户的话务量要求。由于在服务区中话务量的分布是极不平衡的，这种信道分配也是相当复杂的。随着话务量的增加，可将原有小区进一步分裂成更小的新小区，这叫小区分裂，但是小区分裂不能无限制地减小小区面积。（4） 网络设备增多

5、使系统的构成复杂。2. 蜂窝通信系统的分类蜂窝通信系统按信号的性质来分，可以分为模拟蜂窝移动通信系统以及数字蜂窝移动通信系统1；按功能的不同可分为宏蜂窝、微蜂窝、智能蜂窝2。宏蜂窝。在实际的macrocell内，通常存在着两种特殊的微小区域。一是“盲点”，由于电波在传播过程中遇到障碍物而造成的阴影区域，该区域通信质量严重低劣；二是“热点”，由于空间业务负荷的不均匀分布而形成的业务繁忙区域，它支持macrocell中的大部分业务。以上两“点”问题的解决，往往依靠设置直放站、分裂小区等办法。除了经济方面的原因外，从原理上讲，这两种方法也不能无限制地使用，因为扩大了系统覆盖，通信质量要下降；提高了通

6、信质量，往往又要牺牲容量。近年来，随着业务需求的剧增，这些方法更显捉襟见时，这样便产生了微蜂窝技术。微蜂窝小区(microcell)的覆盖半径为30m300m，基站天线低于屋顶高度，传播主要沿着街道的视线进行，信号在楼顶的泄露小。因此，microcell最初被用来加大无线电覆盖消除macrocell中的“盲点”。由于低发射功率的microcell基站允许较小的频率复用距离，每个单元区域的信道数量较多，因此业务密度得到了巨大的增长，且RF干扰很低，将它安置在macrocell的“热点”上，可满足该微小区域质量与容量两方面的要求。智能蜂窝是指基站采用具有高分辨阵列信号处理能力的自适应天线系统，智能

7、地监测移动台所处的位置，并以一定的方式将确定的信号功率传递给移动台的蜂窝小区。对于上行链路而言，采用自适应天线阵接收技术，可以极大地降低多址干扰，增加系统容量；对于下行链路而言，则可以将信号的有效区域控制在移动台附近半径为100200波长的范围内，使同道干扰大小为减小。智能蜂窝小区既可以是macrocell，也可以是microcell。利用智能蜂窝小区的概念进行组网设计，能够显著地提高系统容量，改善系统性能。3. 移动通信系统的发展历程3第一阶段从20世纪20年代至40年代，为早期发展阶段。在这期间，初步进行了一些传播特性的测试，并且在短波几个频段上开发了专用移动通信系统，其代表是美国底特律市

8、警察使用的车载无线电系统。该系统工作频率为2MHz，到40年代提高到3040MHz。可以认为这个阶段是现代移动通信的起步阶段，特点是专用系统开发，工作频率较低，工作方式为单工或半双工方式。第二阶段从20世纪40年代中期至60年代初期。在此期间，公用移动通信业务开始问世。1946年，根据美国联邦通信委员会（FCC）的计划，贝尔系统在圣路易斯城建立了世界上第一个公用汽车电话网，成为“城市系统”。当时使用了3个频道，间隔为120KHz，通信方式为单工，随后，前联邦德国（1950年）、法国（1956年）、英国（1959年）等相继研制了公用移动电话系统。美国贝尔实验室完成了人工交换系统的接续问题。这一阶

9、段的特点是从专用移动网向公用网过渡，接续方式为人工，网络的容量较小。第三阶段从20世纪60年代中期至70年代中期。在此期间，美国推出了改进型移动电话系统（IMTS），使用150MHz和450MHz频段，采用大区制、中小容量，实现了无线频道自动选择并能够自动接续到公用电话网。德国也推出了具有相同技术水平的B网。可以说，这一阶段是移动通信系统改进与完善的阶段，其特点是采用大区制、中小容量，采用450MHz频段，实现了自动选频与自动接续。第三代数字移动通信系统 IMT-2000 主要采用宽带 CDMA 技术, 这一点各国已达成共识, 但北美、欧洲和日本这三大区域性集团都向 ITU 提出了各自的标准。

10、我国也积极参与了第三代移动通信技术的研究和标准的制订,成立了无线通信标准研究组 ( CWTS ) 专门负责标准的研究和制订, 并已向ITU 提交了中国自己的标准 TD-SCDMA。截止到 1998 年 6 月 30 日 , 提交到 ITU 的地面第三代移动通信无线传输 技术 ( RTT) 共有 10 种 , 见表 1.1。其中只包含 FDD 方式的有五个 , 只包含TDD 方式的有二个 , 同时提交 FDD 和 TDD 方式的有三个。这 10 种技术中,欧洲提出的 W-CDMA、北美提出的 cdma2000 和 UWC-136 将是第三代移动通 信系统的主要技术 , 而宽带 CDMA 技术则将

11、是主流4。第四阶段从20世纪70年代中后期至今。在此期间，由于蜂窝理论的应用，频率复用的概念得以实用化。蜂窝移动通信系统是基于带宽或干扰受限，它通过分割小区，有效地控制干扰，在相隔一定距离的基站，重复使用相同的频率，从而实现频率复用，大大提高了频谱的利用率，有效地提高了系统的容量。同时，由于微电子技术、计算机技术、通信网络技术以及通信调制编码技术的发展，移动通信在交换、信令网络体质和无线调制编码技术等方面有了长足的发展。这是移动通信蓬勃发展的时期，其特点是通信容量迅速增加，新业务不断出现，通信性能不断完善，技术的发展呈加快趋势.4. 移动通信系统热词解析TD-SCDMA作为中国提出的第三代移动

12、通信标准(简称3G)，自1998年正式向ITU(国际电联)提交以来，已经历十多年的时间，完成了标准的专家组评估、ITU认可并发布、与3GPP(第三代伙伴项目)体系的融合、新技术特性的引入等一系列的国际标准化工作，从而使TDSCDMA标准成为第一个由中国提出的，以我国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准。这是我国电信史上重要的里程碑。虽然它的提出较晚于其它标准,但也正是因为这一点, T D - S C D M A 吸纳了九十年代移动通信领域最为先进的技术,具有强大的后发优势。T D - S C D M A 是 C D M A 技术与现代高科技相结合的全新技术,是公认的三大发展

13、速度最快的标准。与 W C D M A 和 C D M A 2 0 0 0所采用 FDD 模式(FDD 频分双工,上下行链路在不同频带上工作) 不同, T D - S C D M A由于同时采用了同步 C D M A 、智能天线、软件无线电、联合检测、接力切换、低码片速率、多时隙、直接扩频 C D M A 、自适应功率调整等一系列高新技术,从而大大增加了系统容量,提高了系统抗干扰性能,大大降低了发射功率, 节约了制造成本。T D - S C D M A 具有频谱利用率高的优势,只占用 1 个 1.6M 的带宽,其系统容量是 WCDM A 和 C D M A 2 0 0 0 的数倍。从移动运营商

14、角度来说, 频谱利用率高意味着用户成本降低,作为一个拥有自主知识产权的技术标准,节省了引入国外技术的知识产权费用,从而降低了广大消费者的使用费用。最早开始研究和开发 T D - S C D M A 的大唐公司指出, 运用商用T D - S C D M A 网络可能会比直接用 W C D M A或者 C D M A 2 0 0 0 的网络要节约 2 0 % - 3 0 % 的成本,运营商如把节约的成本提供给客户,那么未来的 3G 通讯中,TD 网络所带来的实惠真的是“明明白白”看得见。在政府和运营商的全力支持下 , T D -S C D M A 产业联盟和产业链已基本建立起来,产品的开发也得到进

15、一步的推动,越来越多的设备制造商纷纷投入到 T D - S C D M A 产品的开发阵营中来。随着设备开发、现场试验的大规模开展, T D - S C D M A 标准也必将得到进一步的验证和加强5。CDMA2000C D M A 2 0 0 0 也称为 C D M A M u l t i -Carrier,由美国高通北美公司为主导提出,摩托罗拉、Lucent 和后来加入的韩国三星都有参与, 韩国现在成为该标准的主导者。这套系统是从窄频 CDMA One 数字标准衍生出来的, 可以从原有的 CDMA One 结构直接升级到 3 G , 建设成本低廉。但目前使用 C D M A 的地区只有日、

16、韩和北美, 所以 C D M A 2 0 0 0 的支持者不如 W - C D M A 多。不过 C D M A 2 0 0 0的研发技术却是目前各标准中进度最快的,许多 3 G 手机已经率先面世。CDMA2000 分两个阶段:CDMA2000 1xEV-DO(Data Only),采用话音分离的信道传输数据和 CDMA2000 1x EV-DV(Date andVoice),即数据信道于话音信道合一。第一阶段, 发展只是数据。在一个无线信道传送高速数据、报文数据的情况下, 支持下行(向前链路)数据速率最高 3.1Mbps,上行(反向链路)速率最高到 1.8Mbps。第二阶段,发展数据和语音。支持下行(向前链路)数据速率最高 3.1Mbps,上行(反相链路)速率最高 1 . 8 M b p s 。1 x E V - D V 还能支持 1 x 语音用户、1 x R T T 数据用户和高速 1 x E V - D V数据用户使用同一无线信道并行操作。CDMA2000 1x 是技术最成熟、商用化最