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移动端

1.2 全球蜂窝网络

《无线通信网络与系统》第1章概述,在本章中,我们将讨论一些推动这一无线网络革命的关键因素。本节为大家介绍全球蜂窝网络。

作者:朱磊/许魁 译来源:机械工业出版社|2017-11-15 18:08

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1.2 全球蜂窝网络

移动电话市场的增长是显而易见的。1990年,移动用户数约为1100万[ECON99]。时至今日,根据4G美国的统计,这一数字超过70亿。移动设备占据主导地位有许多原因。移动设备使用方便,并且可以随身携带。另外,由于其具有的位置敏感特性,移动蜂窝设备需要与覆盖其所处位置区域的基站进行通信。在许多特殊地形区域中,移动电话是为人们提供经济的电话服务的唯一方式。与挖开地面敷设电缆相比,在恶劣的地形条件下运营商可以快速且廉价地架设基站。

今天,没有一个单一的蜂窝网络。一般情况下,支持多种技术的设备只工作于一个单一的运营商网络内。为了摆脱这一模式,围绕着各项标准的确定和实施开展了大量的工作。

北美的第一代无线网络是先进移动电话系统(Advanced Mobile Phone System,AMPS)。主要的第二代无线系统是全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications,GSM)、个人通信服务(Personal Communications Service,PCS)IS-136和PCS IS-95。PCS IS-136标准采用时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA);GSM采用时分多址和频分多址(Frequency Division Multiple Access,FDMA);IS-95采用码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA)。2G系统主要提供语音服务,还能够提供一些中等速率的数据服务。

两大主流的3G系统是CDMA2000和通用移动电话服务(Universal Mobile Telephone Service,UMTS)。这两大系统都使用CDMA技术并且能够提供分组数据服务。CDMA2000的发展从开始的1xRTT(1次无线传输技术),并通过Release 0、Revision A和Revision B不断演变到后来的1xEV-DO(一次只进化数据)。UMTS使用由第三代合作伙伴计划(Third Generation Partnership Project,3GPP)开发的宽带CDMA技术,其首个版本是1999年发布的Release 99,但随后的版本标记为Release 4。

第四代移动通信技术主要涉及第15章介绍的IEEE802.16 WiMAX与第14章介绍的长期演进(Long Term Evolution,LTE)之间的竞争。这两种技术均使用在无线信道中具有比CDMA更高频谱效率的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术。国际电信联盟(ITU)规定,4G网络需要能够提供全IP服务,并且在高移动性接入条件下峰值访问数据速率将高达约100Mbps,在低移动性接入条件下访问峰值数据速率将高达1Gbps。LTE技术也是由3GPP开发的,其第1个版本是3GPP Release 8,现已成为4G的主导技术。虽然LTE Release 8并不符合ITU的要求(尽管营销人员称之为“4G LTE”),后来的Release 10实现了ITU的目标,称为LTE-Advanced。目前,大量部署的4G网络都是基于LTE Release 8的,但针对Release 10进行升级的要少得多。


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