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3.2 移动业务

3.2.1 移动业务简介

移动业务特指地面移动业务,地面移动业务包括移动业务、陆地移动业务、水上移动业务、航空移动业务、港口操作业务、船舶移动业务、航空移动(R)业务和航空移动(OR)业务;在空间业务中,涉及移动业务的共6类。

移动业务(Mobile Service)是移动电台和陆地电台之间,或者各移动电台之间的无线电通信业务。

陆地移动业务(Land Mobile Service)是基地电台和陆地移动电台之间,或者陆地移动电台之间的移动业务。

水上移动业务(Maritime Mobile Service)是海岸电台和船舶电台之间,或者船舶电台之间或相关的船载通信电台之间的一种移动业务;营救器电台和应急示位无线电信标电台也可参与此种业务。

港口操作业务(Port Operations Service)是海(江)岸电台与船舶电台之间,或者船舶电台之间在港口内或港口附近的一种水上移动业务。其通信内容只限于与作业调度、船舶运行和船舶安全,以及在紧急情况下的人身安全等有关的信息。这种业务不用于传输属于公众通信性质的信息。

船舶移动业务(Ship Movement Service)是在海岸电台与船舶电台之间,或者船舶电台之间除港口操作业务外的水上移动业务中的安全业务。其通信内容只限于与船舶行动有关的信息。这种业务不用于传输属于公众通信性质的信息。

航空移动业务(Aeronautical Mobile Service)是在航空电台和航空器电台之间,或者航空器电台之间的一种移动业务。营救器电台可参与此种业务;应急示位无线电信标电台使用指定的遇险与应急频率也可参与此种业务。

航空移动(R)业务[Aeronautical Mobile(R)Service]是指主要供国内或国际民航航线的飞行安全和飞行正常通信使用的航空移动业务。在此R为Route的缩写。

航空移动(OR)业务[Aeronautical Mobile(OR)Service]是指主要供国内或国际民航航线以外的通信使用的航空移动业务,包括那些与飞行协调有关的通信。在此OR为航路外Off-Route的缩写。

3.2.2 公众移动通信系统

公众移动通信系统是陆地移动业务中发展最快、应用最广、经济效益最高的无线电通信系统,如第一代移动通信系统(1G)、第二代移动通信系统(2G)、第三代移动通信系统(3G)、第四代移动通信系统(4G)、第五代移动通信系统(5G),以及目前正在发展的第六代移动通信系统(6G)。基于公众移动通信系统和互联网融合发展起来的移动互联网不仅促进了电子商务的发展,而且支撑了数字经济和经济数字化转型。从无线电管理的角度看,公众移动通信系统是围绕如何提高频谱效率、传输质量、增加带宽和减少延迟方向发展起来的。

在公众移动通信系统中,最著名是基于物理空间频谱复用的蜂窝通信,图3.3为蜂窝通信原理示意。1978年,贝尔实验室成功测试了世界上第一个蜂窝移动通信系统AMPS(Advanced Mobile Phone System),并于1983年正式投入商用,开启了蜂窝移动通信时代。然而这种1G系统在技术上存在诸多局限性,如无统一标准、业务量小、质量差(采用模拟调制技术)、无加密和传输速率低等。

图3.3 蜂窝通信原理

(本图彩色版本见本书彩插)

20世纪80年代中期,欧洲率先推出了泛欧数字移动通信系统(Global System for Mobile Communications,GSM)。随后,美国也制定了数字移动通信体制(Digital AMPS,DAMPS)和IS-95,移动通信进入了2G时代。数字移动通信相对于模拟移动通信,提高了频谱利用率和传输质量,并支持多种业务服务。GSM采用FDD(Frequency Division Duplexing)方式和TDMA(Time Division Multiple Access)方式,每载频支持8个信道,信号带宽200kHz。GSM标准体制较为完善,技术相对成熟,支持64kbps的数据速率。DAMPS采用TDMA方式;IS-95采用码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA)方式,是美国个人通信系统(PCS)的首选技术。

为了解决2G系统面临的主要问题,满足分组数据传输和频谱利用的更高要求,1985年,ITU提出了未来公共陆地移动电信系统(Future Public Land Mobile Telecommunication System,FPLMTS)的概念;1995年,ITU将FPLMTS更名为国际移动电信2000(IMT-2000),即3G系统。1998年,ITU推出WCDMA和CDMA2000两个商用标准;2000年,中国推出TD-SCDMA标准。此后,各国通信领域陆续实现了从2G系统向3G系统的升级,移动通信进入3G时代。

由于3G技术的局限性,在3G技术推广应用的同时,国际上就开展了4G的研究。2005年,ITU-R会议给出了4G的正式名称IMT-Advance;2012年,ITU正式确定了4G的标准LTE-Advance和IEEE 802.16m,我国提出的TD-LTE-Advance成为国际标准。由于4G采用正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)、多输入多输出(Multi Input Multi Output,MIMO)和载波聚合等关键技术,提高了频谱效率、传输质量和带宽。同时,4G采用基于分组交换的无线接口满足了IP传输的要求,实现了公众移动通信系统与互联网的融合,人类社会进入了移动互联网时代。从无线电管理的角度看,采用4G技术使移动通信基站变小,天线与基站之间的馈线变短,频谱效率进一步提高,无线电业务服务经济社会发展的能力进一步提高。

为了实现高带宽、大连接和低时延的目标,5G技术应运而生。在无线电传输技术上,由于5G采用了大规模MIMO(Massive MIMO)、非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)和Polar码等核心技术,可以实现三大场景的应用目标,即增强移动宽带eMBB(enhanced Mobile BroadBand)场景、高可靠低时延连接(Ultra-Reliable Low Latency Communications,URLLC)场景和海量机器类通信(massive Machine-Type Communications,mMTC)场景。2019年6月6日,工业和信息化部正式向中国电信、中国移动、中国联通和中国广电发放5G商用牌照,我国正式进入5G商用元年。2023年1月,工业和信息化部统计,我国已累计建成5G基站337.7万个;5G定制化基站、5G轻量化技术实现商用部署;5G应用融入71个国民经济大类,“5G+工业互联网”项目数超1万个,全国行政村通5G比例超过80%。目前,我国已成为5G技术和应用领先的国家。5G商用规模在全球范围内快速发展的同时,世界各国已开始全面铺开6G研发布局 [2] ,空天地海一体化网络是6G的主要特征。

小提示2:蜂窝通信原理

在如图3.2所示的蜂窝通信系统中,颜色不同的六边形小区分配不同的频率,将颜色相同的六边形地理位置分开实现了物理空间中的频率复用,这种“小区制”的频率复用蜂窝通信原理从根本上解决了有限的频谱资源与日益增长的用户之间的矛盾。虽然这样会引入同频干扰,但只要干扰小于指定门限就不会影响通信质量,现有的公众移动通信系统都是依据这一原理发展起来的。 r1G1g0A8rDeyaGzbs6fhMTLgzF9sL/cp5irZE9s1KLv78ILsp5uuWvcSQAFqXPoM

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