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本专业主要包括公用移动通信网络(1G~5G技术)和专用移动通信网络(集群通信技术)及无线市话通信技术三大部分的内容。他们的移动终端部分的相关内容尽可能的放在通信终端专业内。

公用移动通信网络简介

所谓移动通信,是指通信的双方或至少一方处于运动中进行信息交换的通信方式。依据此定义使得移动通信的范畴很广。但实际上我们常说的移动通信技术是特指手持通信终端的移动性。为此,除手持移动通信终端外,移动通信的网络应包括核心网络和无线接入网络两大部分,核心网络部分主要是指交换机等设备,其作用主要是提供话音呼叫、数据连接的控制和交换,以及与外部其他网络的连接和路由选择等;接入网络部分主要是指与无线技术相关的设备,主要实现无线传输功能,提供终端接入网络。

那么依据移动通信网络技术的应用和发展,移动通信网络的分类包括公用移动通信网络和专用移动通信网络,如底端图所示。

特别需要指出的是,日常大家所讲的移动通信,多是特指公用移动通信系统,它具有移动性、自由性,以及不受时间、地点限制等特性,是当今发展最快、应用最广和技术最前沿的通信领域之一,而且与人们的日常工作和生活越来越密切。

20世纪70年代末至80年代,由美国贝尔实验室首先推出蜂窝移动系统的概念和理论,美、英、日等国纷纷研制出相应的通信系统,具有代表性的有美国的AMPS、英国的TACS、北欧的NMT、日本的NAMTS等,这一代系统的主要技术是模拟调制、频分多址,使用频段为800/900MHz,只能提供话音业务,故称之为蜂窝式模拟移动通信系统,也称之为第一代移动通信系统(简称1G)。模拟移动通信主要的缺陷是:频谱利用率低,容量受限;制式互不兼容,不利于用户漫游;业务种类受限,不利于开展ISDN;等等。

90年代起随着数字技术的发展,国际上又纷纷推出蜂窝式数字移动通信系统,最具代表的是欧洲的GSM系统、美国的CDMA系统(IS-95),另有日本的PDC等,这一代移动通信以数字传输、时分多址、码分多址为主要技术,最初这些系统也只能提供话音业务,把这一代称之为第二代移动通信系统(2G)。在90年代末,国际上推出了GPRS/WAP技术,使第二代移动通信系统也可以提供窄代数据业务,故有人把它称之为第二代半移动通信系统(简称2.5G)

1985ITU提出第三代移动通信系统(3G)的概念后,国际上就开始予以研究。这一代可以提供话音、可变速率的数据和高分辨率的图像业务(并非真正的B-ISDN),而且是一个全球统一的移动通信网络(真正的全球漫游),系统容量可以满足全球人口需要,理论上可以达到5W的通信,采用微蜂窝(1kM半径范围)和微微蜂窝(百米以内)结构,主要采用码分多址技术。直到1999年底,ITU方确认了53G的技术标准,其中三种主流技术为WCDMACDMA2000TD-SCDMA。值得一提的是,其中TD-SCDMA技术是由我国提出的,是我国通信人有史以来为世界通信事业做出的最大贡献。

第四代移动通信系统(4G)是3GPP3G系统的长期演进(LTELong Term Evolution)项目。4G移动通信网络采用全IP网络架构(包括核心网EPC),采用分布式基站系统(eNB)。无线接入网络由于采用了正交频分复用(OFDM)、多输入多输出天线(MIMO)等技术,使得提供的接入能力更强,理论上峰值速率(20MHz带宽)下行可达100Mbps,上行可达50Mbps。提供了话音(采用VoIP)、宽带数据的快速接入,促进了移动互联网的业务快速发展。目前主要分为TD-TTEFD-LTE两种技术体制。

然而,公用移动通信网络代制的发展似乎无止境。第五代移动通信系统(5G)标准制定正在稳步研制之中。目前ITU还没有明确的5G体制标准和目标,中国IMT-20205G)推进组给出的5G目标包括:最大下行速率大于10Gps;最大上行速率大于1Gps;端到端的迟延小于1ms;移动性可大于500km/s;等等。所采用的关键技术将是综合性的、多种类的。敬请期待。

专用移动通信网络主要包括像集群通信网络、无线市话网络等。集群移动通信网络是专用移动通信网络的代表,在城市的公安、交通等集团客户得到了大量的应用。然而无线市话网络是我国在21世纪初开放的一种无线接入的技术体制,当初,它是固网运营商为了避免固网电话用户流失,欲从公用移动电话网分流用户而采用的一种技术措施,由于众所周知的原因,后期已基本不再使用了。这些专用移动通信网络都只具有本地的移动性,与公用移动通信系统共同构成移动通信领域的构架,分别解决不同移动用户群的通信需求。

集群移动通信系统也称为应急通信系统,它主要完成集团用户内部或集团用户之间的通信,广泛应用于生产调度、指挥控制等,以利于城市应急联动。集群移动通信系统也有数字和模拟之分,模拟系统现已不再使用,目前在我国已大量使用数字集群移动通信系统,主要有欧洲的TEIRA、美国的iDEN和我国中兴的GoTa、华为的GT800B-TrunC等技术体制。TEIRAiDEN是信息产业部在2000年发布的推荐技术体制,而我国中兴和华为公司在2004年相继推出了完全自主产权的GoTaGT800的技术体制,GoTa是全球首个基于CDMA的数字集群系统。B-TrunCBoardband Trunking Communication,宽带集群通信)是基于TD-LTE的“LTE数字传输+集群语音通信”专网宽带集群系统。数字集群移动通信系统提供的业务包括话音、数据、静止图像、电子邮件、GPS等,具有快速接入、组呼、强拆、强插、广域调度等功能。

无线市话系统俗称“小灵通”。当初在我国的技术体制有PHSCDMA1900CDMA450GSM1800和我国自主研发的SCDMA等,其特点是基础设施简单,造价低、可充分利用本地固定电话网的交换和传输等网络资源及电话号码资源、手机低辐射且省电、资费低廉(同固话)等。

另外像对讲机、电台呼叫等也应属于移动通信,但它们与公用和专用移动通信网络不同,没有交换功能,只是点对点的直呼或群呼通信,可称之为个人移动通信系统,它们将在无线通信专业介绍;无线信号室内覆盖技术也将在无线通信专业内介绍。

在这里移动通信网络专业内主要介绍包括下图所示的相关内容:

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