所谓移动通信,是指通信双方或至少有一方处于运动中进行信息交换的通信方式。移动通信的发展已经经历了五代。
第一代移动通信系统于20世纪70年代末~80年代初发展起来,其最重要的技术特征是采用模拟技术即功能模块使用模拟电路单元实现,采用频分多址(FDMA)、模拟调制(FM)方式和蜂窝结构(同频复用和小区切换)等技术。典型的代表系统有美国的AMPS系统和欧洲的TACS系统。1G系统的主要缺点是频谱利用率低、系统容量有限、抗干扰能力差、业务量比固定电话服务差、跨国漫游难、不能发送数字信息等,已逐步被各国淘汰。
第二代移动通信系统克服了1G的许多缺陷,它是基于数字通信的移动通信系统,即除了传送语音外,还可以传送数据业务。在当今的数字蜂窝移动系统中,最具代表性的是GSM系统和N-CDMA系统,如今GSM移动通信系统已经遍及全世界,即所谓全球通。2G系统的缺点是系统容量有限,限制了数据业务的发展,也无法实现移动的多媒体业务。由于各国标准不统一,无法实现全球漫游。
随着人们对数据通信业务需求的日益提高,人们已不再满足以语音为主的移动通信网所提供的服务。于是,人们在不大量改变2G系统的条件下,适当增加了一些网络和一些适合数据业务的协议,使系统可以较高效率地传送数据业务,如目前的GPRS系统。改进后的2G系统称为2.5G系统。
由于2.5G系统没有从根本上解决无线信道传输速率低的问题,因此,它只是作为一个过渡系统,第三代移动通信系统才能基本达到人们对快速传输数据业务的需求。
3G的目标主要有:
(1)全球漫游。适应多种环境,多种技术,统一频率,统一标准,实现全球无缝覆盖。
(2)综合化。提供多种业务服务,包括高质量的话音、可变速率的数据、高分辨率的图像等,实现多种信息一体化。
(3)3G化。足够的系统容量,强大的多种用户管理能力,高保密性能和服务质量。
当前3G技术标准主要有3个:欧洲的WCDMA、北美的cdma2000和中国的TD-SCDMA
4G是真正意义的高速移动通信系统,用户速率20Mbit/s。4G支持交互多媒体业务,高质量影像,3D动画和宽带互联网接入,是宽带大容量的高速蜂窝系统。2005年初,NTTDoCoMo演示的4G移动通信系统在20km/h下实现1 Gbit/s的实时传输速率,该系统采用4X4天线MIMO技术和VSF-OFDM接入技术。
无线通信是移动通信的基础,移动通信的主要特点是:
移动通信利用无线电波进行信息传输。由于无线传播环境十分复杂,这要求在设计移动通信系统时,必须采取抗衰落措施,保证通信质量。
移动通信在强干扰环境下工作。在移动通信中,除了外部干扰,自身还会产生各种干扰,主要有互调干扰、邻道干扰和同频干扰等。
通信容量有限。适于移动通信的频段仅限于UHF和VHF,可用的通道容量是极其有限的,为满足用户需求量的增加,目前常使用频道重复利用的方法来扩容。
通信系统复杂。移动台在通信区域内随时移动,需要随时选用无线通道,进行功频率和功率控制、地址登记、越区切换及漫游存取等跟踪技术。
对移动台的要求比较高。移动台长期处于不固定位置状态,外界影响很难预料,这就要求移动台具有很强的适应能力。
移动通信的应用系统:
蜂窝式公用移动通信系统。该系统适用于全自动拨号、全双工工作、大容量公用移动陆地网组网,可以与公用电话网中任何一级交换中心相连接,实现移动用户与本地电话网用户、长途电话用户以及国际电话网用户的通话接续。与公用数据网连接,可以实现数据业务的接续、这种系统具有越区切换、自动或人工漫游、计费及业务量统计等功能。
集群调度移动通信系统。该系统属于调度系统的专用通信网,一般由控制中心、总调度台、分调度台、基地台以及移动台组成。
无绳电话系统。这种系统由移动终端和基站组成。基站通过用户线与公用电话网的交换机相连而进入本地电话交换系统。
无线电寻呼系统。无线电寻呼系统是一种单向通信系统,既可以用作公用也可以用作专用。专用寻呼系统由用户交换机、寻呼控制中心、发射台寻呼接收机组成;公用寻呼系统由与公用电话网连接的无线寻呼控制中心、寻呼发射台以及寻呼接收机组成。
卫星移动通信系统。该系统利用卫星中继,它在海上、空中及地形复杂而人口稀少的地区中实现移动通信,具有独特的优越性。
无线LAN/WAN。IEEE802.11、802.11 a、802.11 b以及802.11 g等标准已经相继出台,为无线局域网提供了完整的解决方案和标准。
未来移动通信网络将向IP化的大方向演进。在此过程中,在移动网络上的业务将逐步呈现分组化特征,而网络结构将逐步实现以IP方式为核心的模式。未来的移动通信系统将以三大主体结构支撑:设备制造商(负责制造向用户提供服务的移动通信系统设备和终端),服务运营商(负责向用户提供移动通信业务服务)和业务设计商(负责向运营商提供用户需要的业务形式和业务内容)。