關于通訊的華東科技論文(2)
關于通訊的華東科技論文
關于通訊的華東科技論文篇二
移動通訊發(fā)展展望
【摘 要】對移動通信前20余年的發(fā)展略予回顧，指出其現(xiàn)狀差強人意之處。闡述了當前世界各國相關業(yè)界對于新一代移動通信技術發(fā)展的一些要求、設想和探討。
【關鍵詞】移動;通信 移動通信自1980年面市以來，已經(jīng)走過20幾年，經(jīng)歷了第一代(1G)和第二代(2G)，現(xiàn)正向第三代(3G)平滑演進，并在探索后3G 或4G的前景。
1.移動通信的前20年
第一代移動通信從開始商用到完成使命，大約由1980年持續(xù)到1994年，以頻分多址(FDMA)制式提供普通模擬電話，實際數(shù)據(jù)速率為2.4 KBit/S。
第二代移動通信，大約由1995年持續(xù)到本世紀初，采用時分多址(TDMA)制，支持數(shù)據(jù)電路交換，提供優(yōu)質(zhì)數(shù)字電話和簡短文本的傳輸，數(shù)據(jù)速率為14.4 KBit/S(實際僅達9.6 KBit/S)。
近年發(fā)展的二代半(2.5G)移動通信支持分組交換，數(shù)據(jù)速率目標為115 KBit/S(實際僅為40 KBit/S)。
2G和2.5G移動通信技術，雖較1G有所提高，但隨著用戶數(shù)量的增加以及用戶對多媒體業(yè)務的需求，其在使用頻段、頻譜利用率、接入速率以及網(wǎng)絡能力等方面都顯現(xiàn)不足。
ITU早在20世紀80年代中期就盤算在2000年前后搞出一個工作在2000MHz頻段的未來陸地移動通信系統(tǒng)(FPLMTS)。這個系統(tǒng)1996年正式以IMT-2000命名，通稱為第三代移動通信系統(tǒng)(3G)。
3G的目標概括起來如下：
(A)全球統(tǒng)一標準，使用統(tǒng)一頻段，提高頻譜效率。
(B)提供高質(zhì)量的多媒體服務。
(C)加強安全保密功能。
(D)要求數(shù)據(jù)傳輸速率在室內(nèi)環(huán)境下達到2MBIT/S(步行384KBit/S，車行144KBit/S)。當然，還須容易從2G系統(tǒng)平滑過渡。
后3G或4G移動通信系統(tǒng)的具體情況現(xiàn)在很難想象，但是后3G或4G時代的寬帶移動通信系統(tǒng)肯定不會像前幾代那樣只是蜂窩產(chǎn)業(yè)獨家的天下。后3G 或4G系統(tǒng)將匯集無線接入、無線移動、無線LAN等先進技術，并結(jié)合全IP網(wǎng)絡，為用戶提供一個安全可靠、使用方便的無線移動INTErNET系統(tǒng)，能滿足人類社會在未來若干年內(nèi)對移動通信業(yè)務的要求。
2.當前的一些研究動向
2.1移動寬帶系統(tǒng)(MBS)
移動寬帶系統(tǒng)(MBS)是由歐洲委員會組織一些公司和學校合作完成的移動寬帶設計方案。其物理層是基于大多數(shù)2G電話的TDMA變種，較高層則基于ATM。前面各代移動通信主要用于通話，間或兼容一些諸如短信之類的業(yè)務，而MBS則要使各種形式的服務分開。它是一個大的數(shù)據(jù)信道設施，可供各種形式的服務單獨應用。
估計此系統(tǒng)要商業(yè)化還得15年時間，開始使用可能在2010年，大量展開服務估計要到2020年。在這段時間，技術指標要改變，物理層將以為克服無線信號多徑傳輸干擾而設計的正交頻分復用(OFDM)技術為基礎，同時放棄ATM改為面對IPv6，要用以前不用的40GHz或60GHz頻譜來滿足極其寬闊的帶寬要求。
2.2 IEEE 802.11系列
目前，在移動中接入INTErNET的最快方法是通過無線LAN。美國IEEE于上世紀末開發(fā)了IEEE 802.11標準系列產(chǎn)品，其中有802.11、802.11A和802.11B，以及還在研發(fā)中的802.11G。802.11技術不太成熟，未見商用產(chǎn)品;802.11A有技術優(yōu)勢，但難度大，商品化較晚，當前市場上大量使用的是802.11B。
802.11A工作于無需發(fā)證的5GHz頻段，采用比DSSS相對復雜的正交頻分復用(OFDM)技術，最高物理速率達54MBIT/S，實際通過量最高可達31MBIT/S。除數(shù)據(jù)速率比較高、頻帶比較寬、干擾比較少外，5GHz波段的信道數(shù)量總是比較多也是802.11A的優(yōu)點。802.11A存在的問題是與802.11B產(chǎn)品的兼容性和互操作性問題。
為了解決互操作性，IEEE發(fā)展 了802.11G，用以擴展802.11B的數(shù)據(jù)速率和覆蓋范圍并與其兼容。802.11B和802.11A的覆蓋范圍分別為100M和80M。802.11G使用2.4GHz頻段，采用了OFDA技術，覆蓋范圍可望達到150 M，但速率沒有802.11A快，物理層速率可達54MBIT/S，而實際通過量只有12MBIT/S。
與60GHz的MBS一樣，以無線LAN為基礎進行接入的問題也是每個接入點或基站能達到的距離很小，戶內(nèi)大約100M，戶外環(huán)境好的情況下也僅有幾百米。這就是說，無線LAN在公眾應用方面目前只能局限于少數(shù)熱點，如空港旅客休息廳、會議中心、大旅館以及商業(yè)區(qū)等。要想擴大服務范圍，有些服務商寄希望于與現(xiàn)有的專用無線LAN協(xié)作，讓他們來填補空隙。
2.3 HIPErLAN2
HIPErLAN2是歐洲電信標準協(xié)會(ETSI)于上世紀末開始組織研究發(fā)展的。
HIPErLAN2與IEEE 802.11A在物理層差不多，即都工作在5GHz，也采用OFDM技術，給出同樣的數(shù)據(jù)速率，即最大物理速率高達54MBIT/S，實際通過量達31MBIT/S。二者的差別主要在MAC層，802.11A是沿用以前的無線以太網(wǎng)功能，而HIPErLAN2的MAC協(xié)議既支持對時間要求嚴格的業(yè)務，也支持異步數(shù)據(jù)，這樣分組語音和視頻可以得到較好的QOS。HIPErLAN2與有線側(cè)的接口連接，適應ATM、3G移動系統(tǒng)、1394網(wǎng)絡以及IP網(wǎng)絡。
HIPErLAN2設計得既是LAN也是WAN，并有較好的漫游性能。它的數(shù)據(jù)鏈路控制/無線鏈路控制子層具有發(fā)射功率控制和動態(tài)頻率選擇功能，從而提高頻譜效率并降低其他同頻系統(tǒng)干擾的可能性。HIPErLAN2支持認證、加密，具有較好的安全保密功能。
HIPErLAN2接入點覆蓋范圍也很小，戶內(nèi)約100M，戶外幾百米，與802.11A基本相同。
要做到全球無縫隙覆蓋必須借助移動衛(wèi)星系統(tǒng)。2001年7月，美國FCC批準了8個移動衛(wèi)星服務系統(tǒng)，要求在2007年建成投產(chǎn)，速率大致達到ISDN的速率，話音達到長話的質(zhì)量，能夠傳送視頻和多媒體信息。其中2個MSS系統(tǒng)都是各用1個GEO衛(wèi)星只覆蓋美洲，另外幾個分別用LEO和MEO衛(wèi)星網(wǎng)絡覆蓋全球。
這些新系統(tǒng)使用2GHz頻率，非常接近目前大多數(shù)國家核發(fā)給3G使用的頻率， 從而可以使用較輕、較便宜的雙模終端，并且可在地面和衛(wèi)星接入點使用類似的無線部件。
2.4未來發(fā)展
4GMF提到新一代寬帶無線移動通信系統(tǒng)將包括無線接入、無線移動、無線LAN、PDM等網(wǎng)絡，集成的新一代移動通信系統(tǒng)將為無線用戶提供寬帶無線接入服務，通過應用層直到MAC層都有相應的QOS， 保證無線移動INTErNET業(yè)務應用。
歐洲另一新的研究項目BRAIN(BrOADBAND RADiO ACCESS FOr IP-BASED NETWOrk)是由西門子和其他一些公司合作進行的。它的特點是BRAIN和RAN分別經(jīng)由各自的MIP網(wǎng)關接入IP骨干網(wǎng)，從而兼容UMTS、GPRS等多種體系。
一般看法，新一代移動通信系統(tǒng)將由無線局域網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)和衛(wèi)星網(wǎng)三者結(jié)合而成。衛(wèi)星部分與地面部分的結(jié)合目前有3種不同設想。
(A)衛(wèi)星網(wǎng)絡自成系統(tǒng)，本身具備所有應有的網(wǎng)絡功能。
(B)衛(wèi)星網(wǎng)絡與地面網(wǎng)絡綜合為一體，網(wǎng)絡功能不重復。
(C)衛(wèi)星部分簡單地用于延伸地面部分(固定和/或蜂窩)。
3.結(jié)束語
上面提到的只是對新一代移動通信的一些思路或概念化設想，這些思路或設想綜合起來似能展現(xiàn)出一個并不十分渺茫的新一代移動通信系統(tǒng)的前景。
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