【蜂窝移动通信】
蜂窝移动通信系统将地理区域分割成许多蜂窝单元(小区),每个小区半径视用户分布密度在 1-10km 不等,由一个小功率发射基站为本小区内的用户服务
在一个小区内使用同一信道频率,在相邻小区使用不同频率,相距较远的若干不相邻小区可复用同一频率
若干相邻小区组成一个无线区群,一个典型区群中包含 4/7/12 个小区,若干个相邻的无线区群构成一个服务区
【服务覆盖】
移动蜂窝通信的服务覆盖方式有两种
在公路、铁路、沿江、沿海等地域,采用带状模式,基站使用定向天线,许多细长的小区横向排列覆盖整个服务区
在一般的陆地平面,若地形地貌相同或接近的区域,采用面状模式,基站采用全向天线,一个小区的覆盖范围可看作是一个圆,但考虑到相邻小区的范围重叠,一个小区的有效覆盖可看作是一个圆的内接六边形。而由于地形地貌起伏和遮挡环境等的实际影响,小区的无线覆盖往往是一个不规则的多边形
【2G 技术】
全球移动通信系统(Global System for Mobile Communication,GSM)是 2G 蜂窝通信的代表技术,相比模拟移动通信,具以下特点:
- 由若干子系统组成,与 PSTN 等公用通信网互连互通
- 提供跨国界自动漫游功能,移动用户可进入 GSM 系统而与国别无关
- 除话音业务外,还可开放各种承载业务、补充业务等
- 有加密和鉴权功能,确保通信保密和网络安全
- 组网结构灵活方便,频率复用率高,交换机的话务承载能力较强
- 抗干扰能力强,覆盖区域内的通信质量高
- 终端手机向更小型、轻巧和增强功能趋势发展
美国高通公司最早提出了窄带 CDMA(CDMA IS95)技术,采用更先进的无线扩频技术,提高了移动通信容量和品质,具有频谱利用率高、话音质量好、保密性强、掉话率低、电磁辐射小、容量大、覆盖广等特点,可减少投资和降低运营成本
在 2G 时代,CDMA 的全球市场占有率仅次于 GSM
【3G 技术】
第三代移动通信技术(3rd Generation,3G),国际电信联盟在2000年确定 W-CDMA、CDMA2000 和 TD-SCDMA 三大主流无线接口标准,写入 3G 技术指导性文件
3G 标准组织主要由 3GPP、3GPP2 组成,以 CDMA 码分多址技术为核心,其中 TD-SCDMA、WCDMA 由 3GPP 负责具体标准化工作,CDMA2000 由 3GPP2 负责具体标准化工作
WCDMA 的支持者主要是欧洲厂商,包括爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、NTT 等
系统能架设在 GSM 网络上,在 GSM 普及地区具有优势,CDMA2000 由高通公司主导,是从窄带 CDMA 标准发展而来,可从原有的 CDMA 直接升级,建设成本相对低廉
TD-SCDMA 由我国主导,原邮电部电信科学技术研究院提出,在我国占据了较大市场空间
【4G 技术】
在 3G 基础上,继续提高移动通信网络的性能,有了 4G
传统电信运营商,认为 4G 是基于 IP 协议的高速蜂窝移动网,各种移动通信技术从现有 3G 演进,在 LTE 阶段完成统一,要求 4G 传输速率达到 100Mbps 或更高
4G 网络结构分为物理网络层、中间环境层、应用网络层。物理网络层提供接入和路由选择功能,无线网和核心网结合;中间环境层负责QoS 映射、地址变换和完全性管理等。各层间接口开放,便于开发和提供新应用及服务
提供无缝高速率数据服务,并运行于多个频带,自适应多个无线标准及多模终端,跨越多个运营商,提供大范围服务
LTE 是 3G 的演进,改进并增强了 3G 的空中接入,分为 FDD(频分双工)和 TDD(时分双工)两种制式
FDD-LTE 在国际上应用广泛,而 TDD-LTE 则在我国占主导地位
中国移动主推 TDD-LTE,占用频段为 1880-1900MHZ、2320-2370MHZ 和 2575-2635MHz,共 130MHz。
中国联通和中国电信则同时支持 TDD-LTE 和 FDD-LTE,前者获批使用 1755-1765MHz、1850-1860MHz、2300-2320MHz 和2555-2575MHz,后者获批使用 1765-1780MHz、1860-1875MHz、2370-2390MHz 和 2635-2655MHz
【5G 技术】
5G 是最新一代蜂窝移动通信技术,也是继4G(LTE-A、WiMax)、3G(UMTS、LTE)和2G(GSM)系统之后的延伸
其采用了超密集异构网络、自组织网络、内容分发网络、D2D 通信、M2M 通信、信息中心网络等技术,速度高达20 Gbit/s,可以实现宽信道带宽和大容量 MIMO