《移動(dòng)通信系統(tǒng)與應(yīng)用》課件-第1章

第1章移動(dòng)通信系統(tǒng)概述1.1移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展概況1.2移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成1.3移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)和分類(lèi)1.4移動(dòng)通信的工作方式1.5無(wú)線(xiàn)電頻譜管理與使用1.6移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)化組織本章小結(jié)習(xí)題與思考題

1.1移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展概況

移動(dòng)通信誕生于19世紀(jì)末20世紀(jì)初，至今已有100多年的歷史。早在1897年，意大利科學(xué)家馬可尼在赫茲實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上成功地用無(wú)線(xiàn)電進(jìn)行了消息傳輸，證明了在移動(dòng)體之間以無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行通信的可行性，這是移動(dòng)通信的開(kāi)端。但在此后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，移動(dòng)通信發(fā)展緩慢，只在短波的幾個(gè)頻段上開(kāi)發(fā)出了專(zhuān)用移動(dòng)通信系統(tǒng)，而且一般只用于軍隊(duì)和政府部門(mén)。但是近十幾年來(lái)，移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展極為迅速，已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)和人民生活的各個(gè)領(lǐng)域之中。1.1.1移動(dòng)通信的發(fā)展歷程

移動(dòng)通信的發(fā)展大致經(jīng)歷了如下幾個(gè)階段。

第一階段：從20世紀(jì)20年代至40年代。此階段為早期發(fā)展階段，在這期間主要使用短波頻段進(jìn)行通信。1934年，美國(guó)已有100多個(gè)城市的警察局采用調(diào)幅(AM)制式的移動(dòng)通信系統(tǒng)。其代表是美國(guó)底特律市警察使用的車(chē)載無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)的工作頻率是2MHz，到20世紀(jì)40年代提高到30～

40MHz。第二階段：從20世紀(jì)40年代中期至60年代初期。在這期間，公用移動(dòng)通信業(yè)務(wù)問(wèn)世，移動(dòng)通信所使用的頻率開(kāi)始向更高的頻段發(fā)展。1946年，根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)的計(jì)劃，貝爾系統(tǒng)在圣路易斯城建立了世界上第一個(gè)公用汽車(chē)電話(huà)網(wǎng)，稱(chēng)為“城市系統(tǒng)”，提出了最早的蜂窩概念。該系統(tǒng)采用調(diào)頻(FM)制式，單工工作方式，工作頻段為150MHz和450MHz，信道間隔為50～120kHz，采用大區(qū)制，可用的信道數(shù)很少，網(wǎng)絡(luò)容量也較小。

第三階段：從20世紀(jì)60年代中期至70年代中期。在這期間，自動(dòng)撥號(hào)移動(dòng)電話(huà)產(chǎn)生，它采用全雙工工作方式，工作頻段為150MHz和450MHz，信道間隔已縮小到20～30kHz，采用大區(qū)制，信道數(shù)目增加。其代表是美國(guó)提出的移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)(IMTS)，同時(shí)德國(guó)也推出了具有相同技術(shù)水平的B網(wǎng)。這一階段是移動(dòng)通信改進(jìn)與完善的階段。第四階段：從20世紀(jì)70年代中期至80年代中期。這是移動(dòng)通信蓬勃發(fā)展的時(shí)期。在這期間，微型計(jì)算機(jī)技術(shù)和移動(dòng)通信技術(shù)相結(jié)合，采用頻率復(fù)用、多信道共用技術(shù)和全自動(dòng)接入公共電話(huà)網(wǎng)的小區(qū)制、大容量蜂窩式移動(dòng)通信系統(tǒng)正式向公眾開(kāi)放并被廣泛使用。這一時(shí)期的典型代表有：

1969年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始研究的AMPS(AdvancedMobilePhoneService)系統(tǒng)，于1979年在芝加哥城組網(wǎng)試用，1983年投入使用，其工作頻段為800MHz，信道間隔為30kHz。

1982年英國(guó)開(kāi)始研究的TACS(TotalAccessCommunicationsSystem)系統(tǒng)，它屬于A(yíng)MPS系統(tǒng)的改進(jìn)，其工作頻段為900MHz，信道間隔為25kHz。

1970年由丹麥、芬蘭、挪威、瑞典等國(guó)開(kāi)始研究的NMT(NordicMobileTelephone)系統(tǒng)，于1981年被研制成功并投入使用，其工作頻段為450MHz，信道間隔為25kHz。

這一時(shí)期，蜂窩網(wǎng)雖已正式開(kāi)放供公眾使用，但這只是第一代蜂窩網(wǎng)(1G)，只提供模擬電話(huà)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，而且系統(tǒng)容量小，保密性差，不能全球漫游。第五階段：從20世紀(jì)80年代中期至90年代中期。這是數(shù)字移動(dòng)通信發(fā)展和成熟的時(shí)期，泛歐數(shù)字蜂窩網(wǎng)正式向公眾開(kāi)放使用，采用時(shí)分多址(TDMA)技術(shù)，信道帶寬為200kHz，使用新的900MHz頻譜，稱(chēng)之為GSM(全球移動(dòng)通信)系統(tǒng)，屬于第二代蜂窩網(wǎng)(2G)，這是具有現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)特征的第一個(gè)全球數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)。在這期間，歐、美、日等國(guó)都著手開(kāi)發(fā)數(shù)字蜂窩系統(tǒng)，其中以有希望成為世界性數(shù)字蜂窩移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的GSM系統(tǒng)為代表。GSM不但能克服第一代蜂窩網(wǎng)的弱點(diǎn)，還能提供語(yǔ)音、數(shù)字多種業(yè)務(wù)服務(wù)，并與綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)兼容。與GSM系統(tǒng)幾乎同時(shí)誕生的另一項(xiàng)移動(dòng)通信新成果—碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)，與GSM相比具有許多優(yōu)點(diǎn)，如每個(gè)載頻所容納的用戶(hù)數(shù)比GSM多，大大提高了頻譜利用率，抗干擾能力增強(qiáng)，采用軟切換的方式，大大提高了語(yǔ)音傳輸質(zhì)量等。

第六階段：20世紀(jì)90年代末至21世紀(jì)初。在這期間，一個(gè)世界性的標(biāo)準(zhǔn)—未來(lái)公用陸地移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)(FuturePublicLandMobileTelephoneSystem，F(xiàn)PLMTS)誕生，1995年更名為國(guó)際移動(dòng)通信2000(IMT-2000)。IMT-2000支持的網(wǎng)絡(luò)被稱(chēng)為第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)為3G。3G能夠處理圖像、音樂(lè)、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話(huà)會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。移動(dòng)通信系統(tǒng)經(jīng)歷了從第一代到第三代的發(fā)展，其比較如表1.1所示。

近期，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)(4G)的研究已經(jīng)開(kāi)始。4G需要達(dá)到2～100Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，比第三代標(biāo)準(zhǔn)具有更多的優(yōu)越性。1.1.2我國(guó)移動(dòng)通信的發(fā)展?fàn)顩r

我國(guó)的移動(dòng)通信雖然起步比較晚，但是發(fā)展很快。自1987年中國(guó)電信開(kāi)辦移動(dòng)電話(huà)業(yè)務(wù)以來(lái)到1993年，每年用戶(hù)增長(zhǎng)速度均在200%以上，從1994年移動(dòng)用戶(hù)規(guī)模超過(guò)百萬(wàn)，移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)數(shù)每年幾乎比前一年翻一番。1997年7月17日，我國(guó)移動(dòng)電話(huà)第1000萬(wàn)個(gè)用戶(hù)在江蘇南京誕生，標(biāo)志著我國(guó)移動(dòng)通信又上了一個(gè)臺(tái)階，它意味著中國(guó)移動(dòng)電話(huà)用不到10年時(shí)間所發(fā)展的用戶(hù)數(shù)超過(guò)了固定電話(huà)110年的發(fā)展歷程。2001年8月，中國(guó)的移動(dòng)通信用戶(hù)數(shù)超過(guò)了1.2億，已超過(guò)美國(guó)躍居為世界第一位。2003年6月底移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)總數(shù)達(dá)到2.3447億。目前我國(guó)移動(dòng)用戶(hù)總數(shù)已接近7億，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的增長(zhǎng)速度也名列世界第一位。我國(guó)移動(dòng)通信發(fā)展史上幾個(gè)標(biāo)志性的事件如下：

(1)?1987年11月18日，第一個(gè)TACS模擬蜂窩移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)在廣東省建成并投入商用。

(2)?1994年7月19日，中國(guó)第二家經(jīng)營(yíng)電信基本業(yè)務(wù)和增值業(yè)務(wù)的全國(guó)性國(guó)有大型電信企業(yè)——中國(guó)聯(lián)合通信有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)中國(guó)聯(lián)通)成立。

(3)?1994年12月底，廣東首先開(kāi)通了GSM數(shù)字移動(dòng)電話(huà)網(wǎng)。

(4)?1995年4月，中國(guó)移動(dòng)在全國(guó)15個(gè)省市相繼建網(wǎng)，GSM數(shù)字移動(dòng)電話(huà)網(wǎng)正式開(kāi)通。

(5)?1998年，北京電信長(zhǎng)城CDMA數(shù)字移動(dòng)蜂窩網(wǎng)商用試驗(yàn)網(wǎng)——133網(wǎng)，在北京、上海、廣州、西安投入試驗(yàn)，2000年開(kāi)始大規(guī)模使用。

(6)?1999年10月底，在芬蘭赫爾辛基舉行的國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)會(huì)議上，由信息產(chǎn)業(yè)部電信科學(xué)技術(shù)研究院代表中國(guó)提出的TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)提案被國(guó)際電信聯(lián)盟采納為世界第三代移動(dòng)通信(3G)無(wú)線(xiàn)接口技術(shù)規(guī)范建議之一。

(7)?2008年7月20日，中國(guó)移動(dòng)接手的TD-SCDMA網(wǎng)(奧運(yùn)3G服務(wù)標(biāo)準(zhǔn))正式向公眾試商用放號(hào)，標(biāo)志著我國(guó)3G服務(wù)即將展開(kāi)。

1.2移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成

移動(dòng)通信一般由移動(dòng)臺(tái)(MS)、基站(BS)、移動(dòng)交換中心(MSC)、無(wú)線(xiàn)小區(qū)及與公用交換電話(huà)網(wǎng)(PSTN)相連的中繼線(xiàn)等單元組成。圖1-1給出了組成一個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的最基本的結(jié)構(gòu)。各單元的定義如表1.2所示。圖1-1移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成表1.2移動(dòng)通信系統(tǒng)中各組成單元的定義

1.3移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)和分類(lèi)

1.3.1移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

與其他通信方式相比，移動(dòng)通信系統(tǒng)具有以下幾個(gè)基本特點(diǎn)：

(1)具有多徑衰落現(xiàn)象。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，無(wú)線(xiàn)的電波傳播因受到高大建筑物的反射、繞射以及電離層的散射，會(huì)造成移動(dòng)臺(tái)所收到的信號(hào)是從多路徑來(lái)的電波的疊加，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為多徑效應(yīng)。其原理如圖1-2所示。這些電波雖然從一個(gè)天線(xiàn)輻射出來(lái)，但由于傳播的途徑不同，到達(dá)接收點(diǎn)時(shí)的幅度和相位都不一樣，而移動(dòng)臺(tái)又在移動(dòng)，因此，移動(dòng)臺(tái)在不同位置時(shí)，其接收到的信號(hào)的合成強(qiáng)度是不同的。這將造成移動(dòng)臺(tái)在行進(jìn)途中接收信號(hào)的電平起伏不定，最大的可相差30dB以上，這種現(xiàn)象通常稱(chēng)為多徑衰落，它嚴(yán)重影響著通信質(zhì)量。因此，移動(dòng)通信系統(tǒng)必須具有一定的抗衰落能力及相應(yīng)的設(shè)備。

(2)可在強(qiáng)干擾條件下工作。移動(dòng)通信的質(zhì)量不僅取決于設(shè)備本身的性能，而且與外界的干擾和噪聲有關(guān)。由于移動(dòng)臺(tái)經(jīng)常處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中，加之外界環(huán)境變化很大，因此移動(dòng)臺(tái)很可能進(jìn)入強(qiáng)干擾區(qū)進(jìn)行通信。另外，接收機(jī)附近的發(fā)射機(jī)對(duì)通信質(zhì)量的影響也很?chē)?yán)重。歸納起來(lái)，移動(dòng)通信過(guò)程中有互調(diào)干擾、鄰道干擾、同頻干擾、多址干擾以及“遠(yuǎn)近效應(yīng)”(近基站強(qiáng)信號(hào)會(huì)壓制遠(yuǎn)基站弱信號(hào)的現(xiàn)象)。因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的外界環(huán)境、不同的干擾形式，采取不同的抗干擾措施。

(3)具有多普勒效應(yīng)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)的物體達(dá)到一定速度時(shí)，固定點(diǎn)接收到的載波頻率將隨運(yùn)動(dòng)速度的不同產(chǎn)生不同的頻移，通常將這種現(xiàn)象稱(chēng)為多普勒效應(yīng)，如圖1-3所示。其頻移值fd與移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度v、工作頻率f(或波長(zhǎng)λ)及電波入射角θ有關(guān)，即從上式可以看出，移動(dòng)速度越快，入射角越小，則多普勒效應(yīng)就越嚴(yán)重，此時(shí)只有采用鎖相技術(shù)才能接收到信號(hào)，所以移動(dòng)通信設(shè)備都采用了鎖相技術(shù)。圖1-3多普勒效應(yīng)

(4)具有跟蹤交換技術(shù)。由于移動(dòng)臺(tái)具有時(shí)常運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，因此為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、可靠地通信，移動(dòng)通信系統(tǒng)必須采用跟蹤交換技術(shù)，如位置登記、頻道切換及漫游訪(fǎng)問(wèn)等跟蹤交換技術(shù)。

(5)具有陰影效應(yīng)。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入某些特定區(qū)域時(shí)，會(huì)因電波被吸收或被反射而接收不到信息，這一區(qū)域被稱(chēng)為陰影區(qū)(盲區(qū))，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)置基站時(shí)必須給予充分考慮。

(6)對(duì)設(shè)備要求嚴(yán)格。移動(dòng)通信的設(shè)備要求體積小、重量輕、省電、攜帶方便、操作簡(jiǎn)單、可靠耐用和維護(hù)方便，還應(yīng)保證在振動(dòng)、沖擊、高低溫環(huán)境變化等惡劣條件下能夠正常工作。1.3.2移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類(lèi)

移動(dòng)通信系統(tǒng)的分類(lèi)有很多種，按照不同的方式有不同的分類(lèi)方法：

(1)按服務(wù)對(duì)象，可分為公用移動(dòng)通信系統(tǒng)和專(zhuān)用移動(dòng)通信系統(tǒng)；

(2)按用途和區(qū)域，可分為海上、空中和陸地衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)；

(3)按多址方式，可分為頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng)；

(4)按工作方式，可分為單工、半雙工和全雙工移動(dòng)通信系統(tǒng)；

(5)按覆蓋范圍，可分為廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)移動(dòng)通信系統(tǒng)；

(6)按業(yè)務(wù)類(lèi)型，可分為電話(huà)網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)移動(dòng)通信系統(tǒng)；

(7)按信號(hào)形式，可分為模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)移動(dòng)通信系統(tǒng)。

1.4移動(dòng)通信的工作方式

移動(dòng)通信的工作方式按其通話(huà)的狀態(tài)和頻率使用的方法可分為三種：?jiǎn)喂?、全雙工和半雙工。

1．單工方式

單工方式是指通信雙方電臺(tái)交替地進(jìn)行收信和發(fā)信，通常用于點(diǎn)到點(diǎn)通信，其原理如圖1-4所示。根據(jù)收、發(fā)頻率的異同，單工又可分為同頻單工和異頻單工。圖1-4單工方式

1)同頻單工

同頻是指通信的雙方使用相同的頻率f1進(jìn)行發(fā)送和接收，單工是指通信雙方的操作采用“按—講”方式。平時(shí)雙方的收/發(fā)信機(jī)均處于守聽(tīng)狀態(tài)。若A方需要發(fā)話(huà)，則按下A方的“按—講”開(kāi)關(guān)，這時(shí)關(guān)閉了A方的接收機(jī)，打開(kāi)了發(fā)射機(jī)。由于B方一直處于守聽(tīng)狀態(tài)，則可實(shí)現(xiàn)A到B的通話(huà)。反之，也能實(shí)現(xiàn)由B到A的通話(huà)。在這種方式中，同一電臺(tái)的發(fā)射和接收是交替工作的，收/發(fā)信機(jī)使用同一副天線(xiàn)。

該方式的優(yōu)點(diǎn)：移動(dòng)臺(tái)之間可直接通信，無(wú)需基站轉(zhuǎn)發(fā)；設(shè)備簡(jiǎn)單，功耗小。該方式的缺點(diǎn)：操作不便，如配合不當(dāng)，會(huì)出現(xiàn)通話(huà)斷續(xù)；若在同一地區(qū)有多個(gè)電臺(tái)使用相同頻率，會(huì)造成嚴(yán)重干擾。

2)異頻單工

異頻單工是指通信的雙方均使用兩個(gè)不同的頻率f1和f2分別進(jìn)行發(fā)送和接收，而操作上仍采用“按—講”方式。如A方用頻率f1發(fā)射，B方也用頻率f1接收；而B(niǎo)方用頻率f2發(fā)射，A方也用頻率f2接收，這樣就可實(shí)現(xiàn)雙方通話(huà)。由于收/發(fā)采用不同的頻率，因此同一部電臺(tái)的收/發(fā)信機(jī)可以交替工作，也可以同時(shí)工作，只用“按—講”開(kāi)關(guān)來(lái)控制發(fā)射。其優(yōu)、缺點(diǎn)與同頻單工類(lèi)似。

2．全雙工方式

全雙工方式是指通信雙方收/發(fā)信機(jī)均可同時(shí)工作，在任一方發(fā)話(huà)的同時(shí)，也能收到對(duì)方的語(yǔ)音，無(wú)需“按—講”開(kāi)關(guān)，類(lèi)同于平時(shí)打市話(huà)，使用自然，操作方便，其原理如圖1-5所示。

采用全雙工方式通信時(shí)，不論是否發(fā)話(huà)，發(fā)射機(jī)總是工作的，故電能消耗大。這對(duì)以電池為能源的移動(dòng)臺(tái)是很不利的。為緩解這個(gè)問(wèn)題，在某些系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射機(jī)僅在發(fā)話(huà)時(shí)才工作，而移動(dòng)臺(tái)的接收機(jī)總是工作的，通常稱(chēng)這種系統(tǒng)為準(zhǔn)雙工系統(tǒng)，它可以和雙工系統(tǒng)兼容。目前，這種工作方式在移動(dòng)通信系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。圖1-5全雙工方式

3．半雙工方式

半雙工方式是指通信的雙方有一方(如A方)采用雙工方式，使用兩個(gè)不同的頻率f1和f2，既能發(fā)射信號(hào)又能接收信號(hào)；而另一方(B方)則采用雙頻單工方式，用“按—講”開(kāi)關(guān)，收/發(fā)信機(jī)交替工作。其原理如圖1-6所示。

半雙工方式中，移動(dòng)臺(tái)不需要天線(xiàn)共用器，適合電池容量比較小的設(shè)備。與同頻單工比較，半雙工方式的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、功耗小、克服了通話(huà)斷斷續(xù)續(xù)的現(xiàn)象；缺點(diǎn)是按鍵操作不太方便。目前的集群移動(dòng)通信系統(tǒng)大多采用半雙工方式工作。圖1-6半雙工方式

1.5無(wú)線(xiàn)電頻譜管理與使用

無(wú)線(xiàn)電頻譜是寶貴的、有限的自然資源。無(wú)線(xiàn)電業(yè)務(wù)的發(fā)展取決于如何充分、高效、合理地分配和使用這些有限的頻譜資源，因此，國(guó)際上以及各個(gè)國(guó)家都設(shè)有權(quán)威的機(jī)構(gòu)來(lái)加強(qiáng)無(wú)線(xiàn)電頻譜資源的管理。我們知道，電磁波的頻譜是相當(dāng)寬的，包括紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光、X射線(xiàn)，但無(wú)線(xiàn)電通信僅使用3000GHz以下的電磁頻譜，使用3000GHz以上的電磁頻譜的電信系統(tǒng)在研究探索之中，其最大頻譜不能超過(guò)可見(jiàn)光的范圍。從頻譜的規(guī)劃與管理出發(fā)，對(duì)無(wú)線(xiàn)電頻譜按業(yè)務(wù)進(jìn)行頻段和頻率的劃分，也就是說(shuō)，規(guī)定某一頻段供一種或多種地面或空間業(yè)務(wù)在規(guī)定的條件下使用，這項(xiàng)工作稱(chēng)為頻段劃分。劃分移動(dòng)通信的工作頻段時(shí)主要考慮以下幾個(gè)因素：

(1)電波傳播特性、天線(xiàn)尺寸；

(2)環(huán)境噪聲和干擾的影響；

(3)服務(wù)區(qū)范圍、地形和障礙物尺寸以及對(duì)建筑物的穿透特性；

(4)設(shè)備小型化。由于受到頻段劃分使用政策、技術(shù)和可使用的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備等方面的限制，ITU當(dāng)前只劃分了9kHz～400GHz的頻譜范圍，將其劃分為12個(gè)頻段，而通常的無(wú)線(xiàn)電通信只使用其中第4到第11個(gè)頻段，表1.3給出了這幾個(gè)常用頻段的無(wú)線(xiàn)電波傳播特點(diǎn)與應(yīng)用范圍。受電波傳播特性的限制，大家所熟知的蜂窩移動(dòng)通信業(yè)務(wù)一般只能工作在3GHz以下。我國(guó)無(wú)線(xiàn)電管理委員會(huì)分配給數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻率如表1.4所示。目前，大容量移動(dòng)通信系統(tǒng)均使用800MHz頻段(CDMA)、900MHz頻段(AMPS、TACS、GSM)，并開(kāi)始使用1800MHz頻段(GSM1800/DCS1800)，該頻段用于微蜂窩(Microcell)系統(tǒng)。

1992年，世界無(wú)線(xiàn)電管理大會(huì)為移動(dòng)通信業(yè)務(wù)和衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)劃分或擴(kuò)展了新的工作頻段，以支持個(gè)人通信的發(fā)展。頻譜分配如下。

(1)未來(lái)移動(dòng)通信頻段：

①1710～2690MHz在世界范圍內(nèi)靈活應(yīng)用，鼓勵(lì)移動(dòng)業(yè)務(wù)使用；

②1885～2025MHz和2110～2200MHz用于IMT-2000系統(tǒng)和發(fā)展世界范圍的移動(dòng)通信。

(2)衛(wèi)星移動(dòng)通信頻段：

①137～138MHz、400.15～401MHz(下行)和148～149.9MHz(上行)用于小低軌道衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)；

②1610～1626.5MHz(上行)和2483.5～2500MHz(下行)用于大低軌道衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)；

③1980～2010MHz(上行)和2170～2200MHz(下行)用于第三代移動(dòng)通信的衛(wèi)星業(yè)務(wù)。

隨著移動(dòng)通信業(yè)務(wù)和容量的不斷增加，世界無(wú)線(xiàn)電管理大會(huì)對(duì)頻譜的分配增加了新的頻率資源，降低了系統(tǒng)間的干擾，從而極大地加快了移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程。

1.6移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)化組織

為了使通信系統(tǒng)的技術(shù)水平能綜合體現(xiàn)整個(gè)通信技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到的高度，移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)化組織就顯得十分重要。隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，人類(lèi)社會(huì)的活動(dòng)范圍也日益擴(kuò)大，國(guó)際上對(duì)移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化工作更加重視，標(biāo)準(zhǔn)的制定也超越了國(guó)界，具有廣泛的國(guó)際性和統(tǒng)一性。1.6.1國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織

國(guó)際電信聯(lián)盟(InternationalTelecommunicationUnion，ITU)是聯(lián)合國(guó)專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)之一，主管信息通信技術(shù)事務(wù)。它由無(wú)線(xiàn)電通信、標(biāo)準(zhǔn)化和發(fā)展三大核心部門(mén)組成，其成員包括191個(gè)成員國(guó)和700多個(gè)部門(mén)成員及部門(mén)準(zhǔn)成員。ITU成立于1865年，它的總部設(shè)在瑞士的日內(nèi)瓦。它建立了電報(bào)、電話(huà)和無(wú)線(xiàn)與衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的國(guó)際通用規(guī)則。在3G標(biāo)準(zhǔn)之前，國(guó)際電信聯(lián)盟一直未介入移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的制定，而IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)是它對(duì)移動(dòng)通信的重大貢獻(xiàn)。同時(shí)，它在管理無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)(RadioTransmissionTechnology，RTT)評(píng)估過(guò)程和3G頻譜分配中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。ITU中的電信標(biāo)準(zhǔn)化組織劃分了兩個(gè)部門(mén)：無(wú)線(xiàn)通信部門(mén)(ITU-R)和電信通信部門(mén)(ITU-T)。在ITU-R中，TG8/1任務(wù)組負(fù)責(zé)3G。部門(mén)間協(xié)調(diào)組(IntersectorCoordinationGroup，ICG)協(xié)調(diào)IMT-2000無(wú)線(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(InternationalOrganizationforStandardization，ISO)是一個(gè)全球性的非政府組織，它是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域中一個(gè)十分重要的組織。ISO的任務(wù)是促進(jìn)全球范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化及其有關(guān)活動(dòng)，以利于國(guó)際間產(chǎn)品與服務(wù)的交流，以及在知識(shí)、科學(xué)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中發(fā)展國(guó)際間的相互合作。它顯示了強(qiáng)大的生命力，吸引了越來(lái)越多的國(guó)家參與其活動(dòng)。

ISO對(duì)通信行業(yè)的貢獻(xiàn)是它制定了一個(gè)關(guān)于局域網(wǎng)和城域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。1.6.2不同地區(qū)和國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)化組織

1．北美

在美國(guó)負(fù)責(zé)移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化的組織是電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)和電信工業(yè)協(xié)會(huì)(TIA)，后者是前者的一個(gè)分支。此外，還有一個(gè)蜂窩電信工業(yè)協(xié)會(huì)(CTIA)。1988年末，TIA應(yīng)CTIA的請(qǐng)求組建了數(shù)字蜂窩標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)TR45，來(lái)自美國(guó)、加拿大、歐洲和日本的制造商參加了這個(gè)組織。TR45下屬的各個(gè)分會(huì)開(kāi)始對(duì)用戶(hù)需求、調(diào)制技術(shù)、多址方式(FDMA或TDMA)，以及用于信令、語(yǔ)音數(shù)字化和在數(shù)字系統(tǒng)中提供數(shù)據(jù)服務(wù)的建議進(jìn)行了評(píng)估。1992年1月，EIA和TIA發(fā)布了數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)的臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)IS-54，它定義了用于蜂窩移動(dòng)終端和基站之間的空中接口標(biāo)準(zhǔn)(EIA92)。當(dāng)TIA的分會(huì)TR45.3正在評(píng)估數(shù)字蜂窩系統(tǒng)是采用FDMA或TDMA多址方式的同時(shí)，Qualcomm公司開(kāi)始開(kāi)發(fā)一種基于擴(kuò)展頻譜碼分多址的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)。Qualcomm公司沒(méi)有參加分會(huì)TR45.3導(dǎo)出IS-54TDMA標(biāo)準(zhǔn)的工作，而是致力于開(kāi)發(fā)自己的系統(tǒng)，并于1990年完成了為運(yùn)營(yíng)者評(píng)估的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。其后，TIA組成一個(gè)新的分會(huì)—TR45.5，開(kāi)始研究基于QualcommCDMA系統(tǒng)的蜂窩標(biāo)準(zhǔn)，并于1993年7月16日發(fā)布了CDMA蜂窩系統(tǒng)的空中接口標(biāo)準(zhǔn)IS-95。

2.歐洲

電信標(biāo)準(zhǔn)由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(EuropeTelecommunicationStandardInstitute，ETSI)來(lái)制定。在ETSI的下面，有一個(gè)致力于發(fā)展GSM系統(tǒng)的小組，它稱(chēng)為擴(kuò)展移動(dòng)通信小組(SpreadMobileGroup，SMG)，或稱(chēng)為特殊移動(dòng)通信小組(GroupofSpecialMobile，GSM)。SMG又下設(shè)了12個(gè)分小組，他們中的每一個(gè)負(fù)責(zé)一個(gè)指定的技術(shù)領(lǐng)域。SMG從1983年開(kāi)始工作，而當(dāng)時(shí)預(yù)計(jì)GSM系統(tǒng)在1991年部署。歐洲的GSM諒解備忘錄(MemorandumofUnderstand，MOU)聯(lián)合會(huì)是促進(jìn)GSM全球化的運(yùn)營(yíng)商組織。在GSM中，他們共享知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IntellectualPropertyRight，IPR)，因此，不久，GSM系統(tǒng)的成本和它的手機(jī)就變得很便宜了。

3．日本

在日本，將IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)化組織劃分為兩個(gè)組織，即(日本)無(wú)線(xiàn)工商業(yè)聯(lián)合會(huì)(AssociationofRadioIndustriesandBusiness，ARIB)和(日本)電信技術(shù)委員會(huì)(TelecommunicationTechnologyCommittee，TTC)。前者負(fù)責(zé)無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，而后者負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化。

4．韓國(guó)

為了開(kāi)發(fā)韓國(guó)信息通信標(biāo)準(zhǔn)，韓國(guó)的信息與通信部門(mén)(MinistryofInformationandCommunication，MIC)在1988年成立了通信技術(shù)協(xié)會(huì)(TelecommunicationTechnologyAssociation，TTA)。美國(guó)TR45.5(cdma2000)和韓國(guó)TTA(TTAI)采用網(wǎng)絡(luò)同步寬帶方案。共有兩種異步寬帶CDMA方案，即E