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1、现代通信技术进展第一讲：个人通信技术一、个人通信概述个人通信的四要素个人通信号码个人终端分布式大容量数据库共同的用户接口1.1支持个人通信的基本技术智能网与通信网管理的智能化综合业务技术大容量的数字交换技术终端技术智能卡技术微蜂窝技术无线接入网技术和多址技术个人通信现状接入型个人通信系统：是以公用无绳电话为基础设计的。目前在世界上应用最广泛的无绳电话系统为CT2。PCN型个人通信系统：为每一用户分配一个号码，不管用户在何处，都可以发出呼叫或接收呼叫。移动卫星通信系统：采用卫星通信系统来实现个人通信将是一条重要途径CT-2结构示意图MOTOROLACT一2系统组成示意图CT1CT2和蜂窝网的比较
2、个人通信的概念与传统的有线通信及移动通信有着本质的区别。现在人们相互之间的通信实质上是终端与终端间通信方式，而个人通信是以人为中心，实现的是人与人的通信，不仅需要移动性，而且是个人移动性，它要求无论用户在任何物理位置，均可通过配置的个人号码将网内的任一终端变为自己的终端，然后进行通信。个人通信是以人为中心，实现的是人与人的通信也就是说个人通信是一种可以为任何人在任何时候与任何地方的任何人进行任何形式（话音、数据、传真、图像等）的通信业务，个人通信系统通过个人通信号码识别使用通信的人而不是设备，利用完善的智能化通信网络，使得系统内的任何人可随时随地与他所要找的人进行直接通信，而事先无需知道对方在
3、何处1.2个人通信系统的基本思想个人通信终端必须具有个人性、可携带性、移动性和综合性的特征；个人通信技术必须具有先进的智能化网络结构、高容量的多址方式，高品质的传输通道，功能完善的多媒体技术。1.3个人通信的特点个人通信的主要特点，是每一个用户有一个属于个人的唯一通信号码，取代了以设备为基础的传统通信的号码（现在的电话号码、传真号码等，是某一台电话机、传真机等的号码）。电信网随时跟踪用户为他服务。不论被呼叫的用户是在车上、船上、飞机上，还是在办公室里、家里、公园里，电信网都能根据呼叫人所拨的个人号码找到他，接通电路提供通信。用户通信完全不受地理位置的限制个人通信号码在个人通信系统中，用户、使用
4、者及终端设备有着不同的概念，它们之间区别很大。用户是个人通信网中的顾客，一个用户可以有一个或多个个人通信号码，用户可以是一个单位或一个人；使用者原则上是与个人通信号码一一对应的，也就是每个人有一个个人通信号码，有些情况下，一个人可能会有几个个人通信号码。个人通信号码只是作为电信网络识别特定使用者的号码，与终端设备本身的识别号无固定关系；终端设备有其本身的识别号，该设备号是设备出厂时就带有的产品序列号，其每个终端和本身的识别号是对应的，使用者在使用某终端时，要先向网络表明自己的个人通信号码，然后从该终端所发出的通信业务费用向登录的个人通信号码收取。同一终端设备允许数个使用者同时登录个人通信号码，
5、因此一个终端设备能被数个使用者分享。“速易通”简介“速易通”是重庆市电信公司专门针对商务人士量身订做的个人通用号码（UPT）业务。您可以用速易通号码统一管理您身边多个真实通信号码，他人只需拨打您的速易通号码，就可以自动连续地呼叫到您身边不同的真实号码上。当您已登记的号码遇忙或无人应答时，就会自动地接通另一个已登记的号码上，电话永不占线，最大限度地接通您的来电。“个人通信号码”处处方便您方便生活：座机、手机、小灵通.无论怎么变，只要速易通虚拟号码不变，您与朋友的联系丝毫不会改变。方便联系：只需告诉朋友或合作伙伴您的速易通号码，就可随时与他保持紧密联系通信更保密：使用速易通，不必再告诉别人您的手机
6、、办公电话、家庭电话.等真实通信号码。管理更自由：您可以拨打966180，根据语音提示任意设置或修改身边真实号码的优先顺序、启用或暂停来话密码功能。用电信座机或小灵通拨966180免费智能接续不占线：当您的电话遇忙或无人应答时，来电可自动接通到另一个已登记的号码上。免打扰功能：可将来话密码只告诉密友或重要商业伙伴，在开会、商务洽谈、休假聚会等不愿被打扰的场合时，开启来话密码功能，就可只接听最重要的电话。二、个人通信的主要技术问题2.1跟踪用户和位置登记：用户从一地移到另一地时，电信网要跟踪并随时登记他的所在位置，跟踪交换，根据用户所在位置自动选接用户所在地点的交换局。2.2自动灵活计费自动灵活
7、计费：因为个人通信是根据个人号码向个人计费的，不是向固定的设备计费，必须要能自动灵活地记下用户的通信费用.2.3“无缝网”的实现实现个人通信，必须要把各种技术的通信网组合到一起，把移动通信网和固定的通信网结合在一起，把有线接入和无线接入结合到一起，才能综合成一个容量极大、无处不通的个人通信网，称之为“无缝网”，形成所谓万能个人通信网（UPT）。这是21世纪电信技术发展的重要目标之一。2.4超大容量的数据库个人通信的用户数量非常庞大，状态变化复杂，必须要有超大容量的数据库才能随时存储各种状态（例如用户的个人通信号码、随时变动地址的信息，具有何种性能的通信终端设备等），实现先进的服务三、无线个人通
8、信的主要工作基础目前个人通信还只是在研究起步的阶段，但是已经有一些重大的技术成果是实现个人通信的基础。3.1智能网个人通信在服务时间、地区、业务种类等方面有很大的随意性，必须有发达的智能网支持。智能网将在个人号码识别、业务认定、选择路由、信令传输、计费等许多方面对个人通信起支撑的作用。3.2数字蜂窝移动通信数字蜂窝移动通信：数字蜂窝移动通信系统将为首先在大中城市等人口密集地区实现具有部分个人通信功能的通信提供了可能，是未来个人通信的重要基础。3.3低轨道移动卫星通信系统低轨道移动卫星通信系统：低轨道卫星通信系统提供了全球通信的网路，它使任何一个系统的用户能在任何时间、任何地方与任何人进行通信，
9、特别为人口稀少、不能建设其他通信设施的地区提供方便的移动通信服务。3.4多址技术多址技术是个人通信的核心技术。它包括FDMA、TDMA和CDMA技术。其中CDMA技术又包括QCDMA和WCDMA技术。我国发展了一种SCDMA技术，已经得到了应用。它是不同的移动台共用一个频率但是不靠不同的时隙来区分而是应用扩频通信技术对每个移动台都分配一个独特的、随机的码序列。每个码序列都与所有其他的码序列不相同而且彼此都不相关在技术是称之为相互正交以此来区分各个移动台的信号在一个信道中容纳比TDMA系统更多的容量。它是不同的移动台共用一个信道、一个频率。但是各个移动台占用的时间不同即各占用一个不同的时隙。因此
10、一个信道可供多个用户同时通信使用。在信道数相同的情况下用TDMA技术的移动通信系统能FDMA系统的容量高几倍。它是不同的移动台战用不同的频率依靠不同的频率来区分不同的信道。由于每个移动用户进行通信时占用一个频率、一个信道频带利用率不高。随着移动通信的迅猛发展很快就显示出容量不大的缺点Q-CDMA又窄带码分多址技术是Qualcomm公司于1989年首先提出的因此被称为Q-CDMA。该公司提出了采用CDMA技术的移动通信系统其空中接口容量大约是模拟移动通信系统容量的20倍。1993年被接纳为北美数字蜂窝通信系统的标准编号是IS-95。这种系统研制的重点是提高移动通信系统的容量并且考虑到与模拟通信系
11、统兼容的问题。因此这种系统又称为窄带码分多址或Q-CDMA系统。W-CDMA是InterDigital公司首先提出的目的是为了适应个人通信业务(PCS)的需要。1991年开始了B-CDMA(宽带CDMA)的实验射频带宽有5、10、15MHz3种方案其中5MHz的方案能支持最高速率为64kbits的数据和3kbits的话音传输。10MHz和15MHz系统为扩展系统。W-CDMA系统可以在现有的蜂窝频带内重叠覆盖也可以用于新的个人通信业务频段。是国际上第个应用了智能天线的同步无线通信系统，采用基于的空间无线信令，用软件无线电方式实现。系统话音质量高，保密性强，覆盖面广，组网灵活，与同类型的系统相比
12、，在频谱利用率、性能人格比等方面优势突出。其核心技术有同步、智能天线、软件无线电等。SCDMA技术是国际上第个应用了智能天线的同步无线通信系统，采用基于的空间无线信令，用软件无线电方式实现。系统话音质量高，保密性强，覆盖面广，组网灵活，与同类型的系统相比，在频谱利用率、性能人格比等方面优势突出。SCDMA的关键技术有：同步CDMA技术所谓同步是指来自每个用户终端的上行信号在到达基带处理器时是完全同步的。这样，使用正交扩频码的各个码道在解扩时就可以完全正交，相互间不致产生多址干扰，从而给系统带来下列优势同小区内，不同码道完全正交，消除了本小区内来自其他码道的多址干扰。在蜂窝结构中，其他小区用户所
13、造成的干扰仍不能消除，但总多址干扰仅仅为非同步系统的（理想同步条件下）。干扰的降低等效于增加系统容量（倍以上）。简化解调器和信号处理过程，降低设备成本。降低对功率控制的要求。因为功率控制的主要目的是减小区内来自其他码道的干扰。3.5智能天线技术智能天线是实现高性能系统的核心技术。其基本概念是在天线阵的基础上，通过相干接收到的来自终端的信号在每个天线元及其相连接的接收机的反射，再进行相应的基带数字信号处理，获得此信号的空间特征矢量及矩阵，并获得此信号的功率估值和到达方向（）。在此基础上，进行上行波束赋形，达到最佳接收效果。同时，由于本系统采用了双工（时分双工）方式，可以将上行波束赋形数据直接用于
14、下行发射信号，实现了对下行波束的赋形。智能天线有许多优点。智能天线的优点天线波束赋形的结构等效于增大天线的增益。系统使用的单元天线阵，最大可以使天线增益dB，这等效于同时提高了矩阵的接收灵敏度和增加了基站发射机的。在同等条件下，等效于增加通信距离（按四次方律衰落计算）。多径传播会恶化数字无线通信系统的性能，但天线波束赋形算法可以克服这一缺点，同时还可利用多径的能量来改善同步系统的性能，保证了在多径条件下各码道的正交性。天线波束赋形后，可以大大减少多址干扰。此时，只有天线波束方向的干扰才起作用若采用相等尽寸蜂窝小区，用户均匀分布的模型，则同时使用智能天线和同步系统相比，多址干扰就可能降低d。这样
15、，我们还可以降低对功率控制的要求，降低射频收发信机成本。提供了用户终端的方位角信息，以用来实现用户定位。对用户定位是目前各移动通信系统所追求的目标，用户定位对系统及用户的管理都很重要，有了用户定位，才可能实现更高效率的“接力切换”。天线阵系统要使用多个发射机，由于智能天线的贡献，可以用多个小功率放大器来代替单个大功率线性功率放大器，以降低无线基站的成本，提高设备的可靠性，减轻电磁辐射对人体影响。在系统中，仅使用了个线性输出.的功率放大器，但其相当于一个线性输出的放大器。天线阵系统的应用，提高了设备的冗余度，即任何台收发信机的损坏并不严重影响系统的工作，而仅仅在波束赋形时减少了一个单元的贡献（d）。而在常规系统中，射频收发信机和功率放大器都必须备份。软件无线电以高速，变换器和数字信号处理器（）的硬件平台为基础，用软件来实现无线通信系统设备中的基带，甚至中频信号处理功能。先进的算法和编程技术可使具有高性能、低价格、高灵活性等优势。系统技术要求工作频带z载波标称频率本系统提供总共个载波，其标称中心频率为.zz。其中，载波数，双工方式（时分双工），周期为ms射频调制方式多址方式扩频系统扩频码阶正交walsh函数加上位伪随机码收发数据速
