【正文】
第9章主要探讨的是数字移动通信系统,涵盖了移动通信的基本概念、特性,以及几个重要的移动通信系统,如TACS、GSM、CDMA等。这些系统随着时间的推移,逐步发展并提升了通信质量和效率。
9.1 移动通信概述
移动通信是指在移动状态下的信息交换。它主要使用甚高频(VHF)、特高频(UHF)和微波频段进行通信。公用移动通信常用的频段包括150MHz、450MHz、800MHz、900MHz以及1.8GHz等。在电视频道中,特定的频段被分配给移动通信使用,例如5-6频道的150MHz频段,12-13频道的450MHz,以及48频道以上的800MHz、900MHz和1.8GHz。模拟移动通信如TACS系统,通常使用890-905MHz的频段进行移动发射,而935-950MHz用于移动接收。数字移动通信如GSM(包括CDMA)则使用905-915MHz和950-960MHz的频段。
9.1.1 移动通信特点
移动通信面临着独特的挑战,如电波传播条件恶劣,这导致信号会通过直射、折射和绕射等多种路径传播,形成衰落现象。接收信号的强度被称为场强,场强的波动反映了移动通信环境的复杂性。场强中值、衰落深度、衰落速率和衰落持续时间是描述这一现象的关键指标。衰落深度是接收电平与场强中值的差值,衰落速率与移动速度和工作频率有关,而衰落持续时间则表示信号强度低于一定阈值的持续时间。此外,移动通信还需要在强干扰环境中正常工作,这对系统的抗干扰能力提出了高要求。
9.2 蜂窝模拟移动通信系统TACS
TACS(Total Access Communication System)是80年代初期引入的一种模拟移动通信系统,主要用于话音服务。然而,随着数字传输方式的出现,模拟系统逐渐被更高效、功能更丰富的数字系统所取代。
9.3 蜂窝数字移动通信系统GSM
90年代末,GSM(Global System for Mobile Communications)成为主流的数字移动通信标准,它提供了更高的频谱利用率和更好的数据服务,相比TACS系统,GSM的漫游功能也更为先进。GSM系统使用905-915MHz和950-960MHz频段进行移动通信。
9.4 GSM系统的主要技术与设备
GSM系统包括一系列关键技术,如时分多址(TDMA)、编码方案、同步技术以及基站和移动台之间的接口。GSM系统还支持多种设备,如手机、SIM卡、基站子系统(BSS)和网络子系统(NSS)等。
9.5 CDMA移动通信系统
CDMA(Code Division Multiple Access)是一种利用码分多址技术的数字通信系统,它允许在同一频带上同时传输多个信号,进一步提高了频谱利用率。CDMA系统如IS-95和后来的CDMA2000,为移动通信提供了更高的数据速率和更宽的带宽。
9.6 数字移动通信的发展
随着技术的进步,移动通信进入了第三代(3G)时代,如WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA,这些系统支持高速数据服务,能处理高质量图像和视频。随后的超三代(B3G)或4G系统,如LTE,提供了超过100Mbps的数据速率,进一步提升了用户体验。
移动通信从模拟到数字,从2G到4G,经历了巨大的技术变革和发展,不断地优化了通信性能,提升了服务质量,并扩展了应用范围。随着技术的不断进步,我们可以期待未来移动通信系统将更加智能、高效,满足更多样化的用户需求。