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第2章
现代无线通信系统
概述
本章主要介绍了世界范围内主要无线通信系统的发
展、技术细节和标准化进程。首先,本章提出了蜂窝
和个人通信业务的技术发展水平,描述了向3G (第
三代)网络严谨的不同方法。然后,提出了无线固定
接入技术方面的标准化进展的最新动向,如本地多点
分配系统(LMDS)。最后,本章还阐述了诸如
WLAN和蓝牙的无线系统的研究进展,这些无线系统
能够提供从校园到市内的用户的无线连接。
第2章现代无线通信系统
表 无线通信中的一些重要事件
从表我们得到较高的频率能够支持更高的数据传输率和吞吐量
第2章现代无线通信系统
根据不同的多址方式划分蜂窝移动通信系统的发展阶段也许更合
乎逻辑。即模拟频分多址(Frequency Division Multiple
Access,FDMA)系统是1G系统;使用电路交换的数字时分多址
(Time Division Multiple Access,TDMA)系统是2G系统;使用
分组/电路交换的码分多址(Code Division Multiple Access,
CDMA)系统是3G系统;将使用了不同的高级接入技术并采用全互
联网协议(Internet Protocol,IP)网络结构的系统称为4G系
统。然而,由于每项技术本身在当时是先进的,也就是说仅代表
了某个时段,因此本书将使用时段的典型技术来划分发展阶段。
这样,模拟系统是1G;数字话音系统是2G;数字话音/数据系统
是B2G;而宽带数字系统是3G。同样,无线局域网/无线城域网
(Wireless Local Area Network/Wireless Metropolitan Area
Network,WLAN/WMAN)是B3G系统;而极高速数据速率系统是4G系
统。
概述
自20世纪90年代以来,蜂窝移动通信一直处于爆
炸式的增长过程中。20世纪60--70年代,当人们
第一次提出“蜂窝”这一概念的时候,没有人会想
到,无线通信网络会变得如此普遍。如图2.1所
示,2001年末,全球的蜂窝移动通信用户数已经
超过了6亿;预计在2006年底,个人用户的数量
将达到20亿(大约占世界人口总数的30%)。实
际上,在很多国家,其每年的移动用户数都以
40%的速度持续增长。20世纪90年代,无线通信
的竞争力大大增强,同时发布了个人通信业务
(PCS)的许可频段1800-2000MHz,这都是无线
通信得到了广泛的应用。
图2.1 全球蜂窝以及PCS业务用户数量的增长情况
概述(续)
蜂窝移动通信用户数量的快速增长,说明了无线通
信是一个强健而灵活的语音数据传输机制。蜂窝的
巨大成功也促进了其他新的无线系统的发展,以及
除移动电话呼叫外其他类型业务的标准的发展。
例如,下一代网络用于承载语音以及高速数据传
输。业界提出了新的标准和技术,希望在相距几千
米的固定点之间用无线网络代替光纤和同轴电缆
(即固定无线接入技术)。同样,通过部署无线局
域网(WLAN ),无线网络也越来越多的取代了家
庭、建筑以及办公环境中的有线网络。“蓝牙”
(BlueTooth)标准旨在用无线连接代替有线连
接,以解决个人工作空间内复杂的布线问题。
概述
图 蜂窝无线系统的发展
概述(续)
WLAN和蓝牙主要在建筑内部使用,它们的功率低,
并且通常不需要得到频段的许可。这些免频段许可
(license-free)的网络给无线网络带来了有趣的分
裂现象:一方面,组织的高速数据网络部署在建筑物
内,并且不需要频段许可;另一方面,那些拥有蜂窝
电话网络频段拍照的无线运营商却关注室外的话音覆
盖,它们没有为其蜂窝电话用户提供高速数据通信业
务,同时他们在提供可靠的室内覆盖方面也进展缓
慢。虽然这样说可能为时过早,但是可以预见,室内
无线接入市场可能是有执照业务(licensed)和无执
照业务(unlicensed)争夺的焦点。这也促使在下一
代蜂窝技术中,人们需要改进目前的蜂
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