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1、移动通信 考核方式n平时成绩占40%n实验成绩占30%n课程论文占30%本课程为3学分48学时的考查课，其中理论课36学时，实验课12学时。成绩计算方法为： 为什么学习这门课程n当今世界已经进入飞速发展的信息时代，通信成为信息产业中发展最为迅速的产业。n移动通信是通信领域最为活跃的分支之一。n移动通信的发展，推动时代进步，给生活带来很大方便，移动通信无所不在、不可或缺，手机已成为人们的随身必需品！2014年移动用户总数：12.86亿普及率：94.5部/百人问题：问题：茫茫人海,手机如何实现动通信？n谁是谁？l许多手机都向基站发射电磁波，基站如何区分？n手机如何找到基站？l手机如何才能听到基站的
2、广播信息，进而锁定基站？n基站如何找到手机？l如何分位置区进行寻呼？n如何保证移动中通信不掉话？l边跑边聊，为何能不掉话？问题：问题：茫茫人海,手机如何实现动通信？n如何识别手机用户的身份？l为何走到哪里，都能得到服务？nn =本课程将回答上述问题，介绍现代移动通信的基本概念、基本原理、基本技术和典型系统。第1章移动通信概述内容安排1.1引言1.2移动通信的分类及应用系统1.3移动通信的发展概况1.4标准化组织1.1引言通信的概念？广义：信息的交流。狭义：电信。以电为载体，进行的信息交流。通信的分类n按通信双方相对位置分 通信可以分为：固定通信和移动通信。所谓移动通信，是指通信双方至少有一方处
3、于移动状态下的通信，包括移动用户与固定用户之间的通信，移动用户之间的通信等。移动通信和固定通信的区别n接口固定通信的接口是钉在墙上的，插一根电话线/网线就可以用，通过这个接口和固网进行联系。移动通信的用户端是通过“空中接口”与无线网络保持联系的。无线信道有线信道由空中接口所引发的问题无线传播媒质的优点是允许通信中的用户在一定范围内自由活动，但是缺点是传播特性一般都很差。主要有空间损耗、阴影效应、多径效应、多普勒频移。1）如何在复杂的无线电波传播环境下有效传）如何在复杂的无线电波传播环境下有效传递信息？递信息？解决思路第2章（移动通信信道）能够帮助我们详细了解无线信道衰落产生的原因，从而为我们选
4、择合理的抗衰落技术（第5章）提供理论依据。由空中接口所引发的问题这些干扰包括一些常见的外部干扰，如天电干扰、工业干扰和信道噪声。此外还有系统干扰。归纳起来说，这些干扰有邻道干扰、互调干扰、共道干扰、多址干扰，以及近地无用强信号压制远地有用弱信号的现象（称远近效应）等等。2）在开放的无线电波传播环境下如何有效）在开放的无线电波传播环境下如何有效降低移动台受到的干扰？降低移动台受到的干扰？解决思路第3章（组网技术基础）能够帮助我们详细了解移动通信环境下的干扰，从而为我们进行合理的系统设计打下牢固的基础。由空中接口所引发的问题如何提高通信系统的通信容量，始终是移动通信发展中的焦点。一方面要开辟和启用
5、新的频段；另一方面要研究各种新技术与新措施，以压缩信号所占的频带宽度和提高频谱利用率。3）如何在有限的无线电频谱资源下提高系）如何在有限的无线电频谱资源下提高系统容量？统容量？解决思路第3章（组网技术基础）将讲述提高蜂窝系统容量的方法。由空中接口所引发的问题 4）基站如何区分）基站如何区分手机？一个墙上的插口通常只能对应一台电话，而基站的一面天线要同时接收很多手机发来的信号，如何区分哪个信号来自哪个手机？谁是谁谁是谁空中接口的困惑空中接口的困惑解决思路：引入多址接入技术（第6章的内容）。由空中接口所引发的问题5）基站如何找到手机？）基站如何找到手机？固定电话的位置是固定的，通信网络要找你，只需
6、把信号送入指定的电话线和指定的接口即可；而移动通信就不同了，手机的位置随时在变化，谁知道手机在哪个基站下面，有电话找你，怎么才能知道你在哪里，然后找到你呢？解决思路：移动性管理之位置更新（第3章的内容）由空中接口所引发的问题6）如何保证）如何保证“移动移动”着打电话不会有问题？着打电话不会有问题？解决思路：移动性管理之越区切换（第3章的内容）由空中接口所引发的问题7）如何识别手机用户的身份？）如何识别手机用户的身份？固定通信的终端一般直接接在用户家里或者公司里，接口就是身份。移动通信，用户是移动的，无法根据物理位置确定其身份，系统对用户的鉴别相当于对终端的鉴别。解决思路：手机用户的鉴权问题（第
7、7章的内容）由空中接口所引发的问题8）如何保证对话不被他人窃听？）如何保证对话不被他人窃听？移动通信的空中接口是开放性的，无线电波的传递容易被他人窃听和截获。解决思路：手机用户的加密问题（第7章的内容）。第第2 2章：移章：移动通信信道通信信道第第3 3章：章：组网技网技术基基础第第5 5章：抗衰落技章：抗衰落技术第第6 6章：多址接入技章：多址接入技术回答这些问题的章节第第7章：章： GSM移移动通信系通信系统1.1.1移动通信的主要特点无无线电波波传播复播复杂移移动台受到的干台受到的干扰严重重无无线电频谱资源有限源有限对移移动设备要求高要求高系系统复复杂1.1.1移动通信的主要特点移动通信
8、中基站至用户之间必须靠无线电波来传送信息。目前，典型移动通信系统的工作频率范围在甚高频（VHF,30300MHz）和特高频（UHF,3003000MHz）内。该频段的特点是：传播距离在视距范围内，通常为几十千米；天线短，抗干扰能力强；以直线波、反射波、散射波等方式传播，受地形地物影响很大，如在移动通信应用面很广的城市中高楼林立、高低不平、疏密不同、形状各异，这些都使移动通信传播路径进一步复杂化，并导致其传输特性变化十分剧烈。由于以上原因，移动台接收信号是由直射波、反射波和散射波叠加而成的，其强度起伏不定，严重时将影响通话质量。返回返回1.1.1移动通信的主要特点移动台所受到的噪声干扰主要来自城
9、市噪声、车辆发动机点火噪声、微波炉干扰噪声等。对风、雨、雪等自然噪声，由于频率较低，可忽略其影响。移动通信网中多频段、多电台同时工作，当移动台工作时，往往受到来自其他电台的干扰，主要的干扰有同频干扰、邻道干扰、互调干扰、多址干扰，以及近地无用强信号压制远地有用弱信号的现象等。所以，抗干扰措施在移动通信系统设计中显得尤为重要。返回返回1.1.1移动通信的主要特点无线电频谱是一种特殊的、有限的自然资源。尽管电磁波的频谱相当宽，但作为无线通信使用的资源，国际电信联盟（ITU）定义3000GHz以下的电磁波频谱为无线电磁波的频谱。由于受到频率使用政策、技术和可使用的无线电设备等方面的限制，ITU当前只
10、划分了9kHz400GHz范围。实际上，目前使用的较高频段只在几十吉赫兹。由于受到现有技术水平所限，现有的商用蜂窝移动通信系统一般在10GHz以下，所以可用频谱资源是极其有限的。为了满足不断增加的用户需求，一方面要开辟和启用新的频段；另一方面要研究各种新技术和新措施，如窄带化、缩小频带间隔、频率复用等方法，新近又出现了多载波传输技术、多入多出技术、认知无线电技术等。此外，有限频谱的合理分配和严格管理是有效利用频谱资源的前提，这是国际上和各国频谱管理机构和组织的重要职责。频率频率 HzHz10110710210610310510410410510310610210710110810010910-
11、1101010-2101110-3101210-4101310-5101410-61015自由空间波长（自由空间波长（mm）微微微微 波波波波红红外外外外可可可可见见光光光光卫卫 星星星星频频段段划划分分3极极极极长长波波波波超超超超长长波波波波特特特特长长波波波波甚甚甚甚长长波波波波长长 波波波波中中中中 波波波波短短短短 波波波波米米米米 波波波波流星余迹流星余迹流星余迹流星余迹散射散射散射散射GSMGSMCDMACDMA小灵通小灵通小灵通小灵通无线频谱返回返回1.1.1移动通信的主要特点移动设备长期处于不固定状态，外界的影响很难预料，如振动、碰撞、日晒雨淋，这就要求移动设备具有很强的适应
12、能力，还要求其性能稳定可靠，携带方便、小型、低功耗及能耐高温、低温等。同时，移动设备还要尽量具有使用户操作方便，适应新业务、新技术的发展等特点，以满足不同人群的要求。返回返回1.1.1移动通信的主要特点由于移动设备在整个移动通信服务区内自由、随机运动，需要选用无线信道进行频率和功率控制，以及位置登记、越区切换、漫游等跟踪技术，这就使其信令种类比固定网络要复杂得多。此外，在入网和计费方式上也有特殊要求，所以移动通信系统是比较复杂的。1.1.2移动通信系统的组成移动通信系统是移动体之间，以及固定用户与移动体之间，能够建立许多信息传输通道的通信系统。移动通信包括无线传输、有线传输和信息的收集、处理和
13、储存等，使用的主要设备有无线收发信机、移动交换控制设备和移动终端设备。得益于需求驱动和技术进步，以集群移动通信系统、小灵通系统为代表的许多移动通信系统的构成与蜂窝移动通信系统（简称蜂窝系统）越来越相像，所以下面以蜂窝系统为例介绍。基本的蜂窝系统如下页图所示，它包括移动台（MS）、基站（BS）和移动交换中心（MSC）。1.1.2移动通信系统的组成1.1.2移动通信系统的组成MSC负责将蜂窝系统中的所有移动用户连接到公共交换电话网（PSTN）上。每个移动用户通过无线电和某一基站通信，在通话过程中，可被切换到其他基站。移动台包括收发器、无线和控制电路，有便携式和车载式两种。基站包括几个同时处理全双工
14、通信的发送器、接收器及支撑收发天线的塔台。基站将小区中的所有用户通过线缆（如光纤）或微波线路连接到MSC。MSC协调所有基站的工作，并将整个蜂窝系统连接到PSTN上。基站与移动用户之间的通信接口称为公共空中接口（CAI）。移动通信中建立一个呼叫是由BS和MSC共同完成的。BS提供并管理MS和BS之间的无线传输通道；MSC负责呼叫控制功能，所有的呼叫都是经由MSC建立连接的。1.1.3移动通信的工作方式 移动通信的传输方式分单向传输（广播式）和双向传输（应答式）。单向传输只用于无线电寻呼系统。双向传输有单工、双工和半双工三种工作方式。1.单工通信所谓单工通信是指通信双方电台交替地进行收信和发信。
15、根据收、发频率的异同，有可分为同频单工和异频单工通信。单工通信常用于点到点通信。同频单工通信是指通信双方使用相同的频率f1工作，发送时不接收，接收时不发送。平常各接收机均处于守候状态，即把天线接至接收机等候被呼。当电台甲要发话时，它就按下按讲开关（PTT,PushtoTalk），一方面关掉接收机，另一方面将天线接至发射机的输出端，接通发射机开始工作。当确知电台乙接收到载频为f1的信号时，即可进行信息传输。同样，电台乙向电台甲传输信息也使用载频f1。同频单工工作方式的收发信机是轮流工作的，故收发天线可以共用，收发信机中的某些电路也可共用，因而电台设备简单、省电，且只占用一个频点。1.单工通信但是
16、，这样的工作方式只允许一方发送时另一方进行接收。例如，在甲方发送期间，乙方只能接收而无法应答，这时即使乙方启动其发射机也无法通知甲方使其停止发送。此外，任何一方当发话完毕时，必须立即松开其按讲开关，否则将收不到对方发来的信号。异频单工通信方式，收发信机使用两个不同的频率分别进行发送和接收。例如，单台甲的发射频率及电台乙的接收频率为f1，电台乙的发射频率及电台甲的接收频率为f2。不过，同一部电台的发射机与接收机还是轮换进行工作的，这一点与同频单工通信是相同的。异频单工与同频单工的差异仅仅是收发频率的异同而已。2.双工通信1.概念：所谓双工通信是指通信双方可同时进行信息传输的工作方式，区别于后面的
17、半双工通信，这种方式也称为全双工通信。2.分类：双工通信可分为频分双工（FDD：收发采用两个不同的频率）和时分双工（TDD：收发采用同一个频率，不同的时隙）两类。2.双工通信3.FDD特点优点：收发频率分开可以大大减小干扰；用户使用方便。同普通有线电话相似，接收和发射可同时进行。缺点：移动台在通话过程中总是处于发射状态，因此耗电量大；设备较复杂，价格较贵。改进做法：移动台采用半双工通信。3.半双工通信1. 1.原原理理：半双工通信是移动台采用“按讲”工作方式，基站采用收发同时进行的通话方式。该方式主要用于解决全双工方式耗电大的问题，差别在于移动台不采用双工器，而是按下按讲开关发射机才工作，而接
18、收机总是工作的。基站工作情况与全双工方式完全相同。2. 2.半双工通信特点半双工通信特点优点优点：移动台设备简单、价格低、耗电小。缺点缺点：移动台需按键发话，使用不方便。3. 3.应用：大量使用于各种应用：大量使用于各种专用网中，如集群通信系统。1.11.2移动通信的分类及应用系统1. 1. 移动通信的分类方法移动通信的分类方法移动通信的分类方法移动通信的分类方法按使用对象可分为民用通信和军用通信。按使用环境可分为陆地通信、海上通信和空中通信。按多址方式可分为FDMA、TDMA、CDMA等。按覆盖范围可分为广域网、城域网、局域网和个域网。按业务类型可分为电话网、数据网和综合业务网。按工作方式可
19、分为同频单工、同频双工、异频单工、异频双工和半双工。按服务范围可分为专用网和公用网。按信号形式可分为模拟网和数字网。2.移动通信的应用系统无无线局域网局域网卫星移星移动通信系通信系统无无线寻呼系呼系统无无绳电话系系统蜂蜂窝移移动通信系通信系统集群移集群移动通信系通信系统蜂窝式公用陆地移动通信系统(蜂窝系统)蜂窝式公用陆地移动通信系统适用于全自动拨号、全双工工作、大容量公用移动陆地网组网，可与公用电话网中任何一级交换中心相连接，实现移动用户与本地电话网、长途电话网用户及国际电话网用户的通话接续，还可以与公用数据网相连接，实现数据业务的接续。这种系统具有越区切换、自动或人工漫游、计费及业务量统计等
20、功能。蜂窝移动通信是当今移动通信发展的主流，它的迅猛发展奠定了移动通信及至无线通信在当今通信领域的重要地位。蜂窝式公用陆地移动通信系统(蜂窝系统)BTSBSCBSSBSCMSCBTSMSOMCPSTNVLRHLRAUCEIR返回返回集群移动通信系统n集群移动通信系统属于调度系统的专用通信网，通常包括控制中心、总调度台、分调度台、基地台和移动台。该系统对网中的不同用户通常赋予不同的优先等级，适用于在各个行业（或几个行业合用）中进行调度和指挥。n半双工通信方式，按讲发射。 广泛用于政府机关、消防警察、军事等部门，是专用无线调度的高级发展阶段，以调度台与移动台之间的通话为主。返回返回无绳电话系统无绳
21、电话系统最初是为了解决有线电话的“线缆束缚”问题而诞生的，初期主要应用于家庭。这种无绳电话系统十分简单，只有一个与有线电话用户线相连接的基站和随身携带的手机，基站与手机之间采用无线方式连接，故而得名“无绳”。无绳电话系统后来，无绳电话很快得到商业使用，并由室内走向室外，诞生了欧洲的数字无绳电话系统（DECT）、日本的个人手持电话系统（PHS）、美国的个人接入通信系统（PACS）和我国开发的个人通信接入系统（PAS）等多种数字无绳电话系统。无绳电话系统适用于低速移动、较小范围内的移动通信。无绳电话系统其中，PAS系统又俗称为“小灵通系统”，它作为以有线电话网为依托的移动通信方式，在我国曾经得到很
22、好的发展。小灵通系统是在日本PHS基础上改进的一种无线市话系统，它充分利用已有固定电话网的交换、传输等资源，以无线方式为在一定范围内移动的手机提供通信服务，是固定电话网的补充和延伸。小灵通系统主要是由基站控制器、基站和手机组成，基站散布在办公楼、居民楼之间，以及火车站、机场、繁华街道、商业中心、交通要道等，形成一种微蜂窝或微微蜂窝覆盖。返回返回无线寻呼系统无线寻呼系统是以广播方式工作的单向通信系统，可看作有线电话网中呼叫振铃功能的无线延伸或扩展。无线寻呼系统既可作为公用也可作为专用，专用无线寻呼系统由用户交换机、寻呼中心、发射台及寻呼接收机组成；公用寻呼系统由与公用电话网相连接的无线寻呼控制中
23、心、寻呼发射台及寻呼接收机组成。受蜂窝移动通信网短信业务的冲击，目前公用无线寻呼业务基本停止。无线寻呼系统无线寻呼系统应用场景举例：医生到病房巡诊时，身边可以携带BP机。假如手术室有急救病人，需要医生立即返回，可以使用BP机呼叫。如果还需要助手、护士、麻醉师等配合，寻呼台的特殊寻呼功能群呼，就会“一声令下”，召集所有被寻呼者，而不必个别通知了。在日本西南部的一个牧场里，连奶牛也有幸带上了BP机。牧场主为了便于管理牛只，想出了使用寻呼机的奇招。放牧时，每头奶牛的脖子都挂上一只BP机，当BP机发出呼叫声时，奶牛闻声便会“自觉地”从牧场回到牛棚。返回返回卫星移动通信系统卫星移动通信系统是把卫星作为中
24、心转发台，为移动台和手机提供通信服务的通信系统，特别适合于海上、空中和地形复杂而人口稀疏的地区。20世纪80年代末以来，以手机为移动终端的卫星移动通信系统纷纷涌现，其中美国摩托罗拉公司提出的铱星（IRIDIUM）系统是最具代表性的系统。铱星系统是世界上第一个投入使用的大型低地球轨道（LEO）卫星通信系统，它由距地面785km的66颗卫星、地面控制设备、关口站和用户端组成。铱星系统的诞生是人类通信史上的重要事件，它旨在突破现有地面蜂窝系统的局限，通过高空向任何地区、任何人提供话音、数据、传真及寻呼业务，实现全球覆盖。卫星移动通信系统然而，尽管铱星系统技术最先进、星座规模最大、投资最多、建设速度最
25、快，可以说是占尽了市场先机，但遗憾的是，由于其手机价格和话费昂贵、用户少、运营成本高，使得运营铱星系统的铱星公司入不敷出，被迫于2000年3月破产关闭。除铱星系统外，Globalstar（全球星）系统也是一个有代表性的系统，它是美国的一个多国集团公司（LQSS）提出的低轨道卫星移动通信系统，其基本设计思想与铱星系统一样，也是利用LEO卫星组成一个覆盖全球的卫星移动通信系统，向世界各地提供语音、数据等业务。Globalstar有48颗卫星，分布在52倾角的8条轨道上。该系统与铱星系统的最大区别是无星上交换和星际链路，依赖地面网络通信，因此整个系统造价和运营成本费用较铱星系统便宜很多。返回返回无线
26、局域网无线局域网是无线通信的一个重要领域，它支持小范围、低速的游牧移动通信。IEEE802.11、802.11a/802.11b以及802.11g等标准已相继出台，为无线局域网提供了完整的解决方案和标准。随着需求的增长和技术的发展，无线局域网的移动性逐渐增强，已在解决人口密集区的移动数据传输问题上显现出优势，成为移动通信的一个重要组成部分。无线接入点带无线网卡的计算机无线接入点无线局域网WLAN的典型应用场景如下：餐饮服务业：可使用WLAN产品，直接从餐桌即可输入并传送客人点菜内容至厨房、柜台。医疗：使用附无线局域网络产品的手提式计算机取得实时信息，医护人员可藉此避免对伤患救治的迟延、不必要的
27、纸上作业、单据循环的迟延及误诊等，而提升对伤患照顾的品质。企业：当企业内的员工使用无线局域网络产品时，不管他们在办公室的任何一个角落，有无线局域网络产品，就能随意地发电子邮件、分享档案及上网络浏览。监控系统：一般位于远方且需进行现场监控的场所，由于布线困难，可经由无线网络将远方的影像传回到主控站。1.21.3移动通信的发展概况起点：无起点：无线电通信通信1897年意大利人M.G.马可尼（1874-1937）发明了无线电报。1894年在父亲的庄园试验；1897年建立无线电报公司；1899年首次实现英法无线通信；1909年获诺贝尔物理学奖；1916年实现短波无线电通信；1929年建立世界性无线通信
28、网。1.3.1移动通信的发展简史一、早期发展阶段时间：二十世纪20年代到40年代。代表：美国底特律市警察使用的车载无线电系统。频率：2MHz40MHz。特点：系统采用AM和FM调制，专用系统，工作频率较低。1. 现代移动通信技术的发展是从现代移动通信技术的发展是从20世纪世纪20年代开始的，年代开始的，其代表其代表蜂窝移动通信大致经历了蜂窝移动通信大致经历了7个阶段。个阶段。1.3.1移动通信的发展简史二、公用移动通信业务问世时间：二十世纪40年代中期到60年代初。代表：1946年，贝尔电话实验室在圣路易斯城建立了世界上第一个公用汽车电话网，称为“城市系统”。频率：35MHz40MHz。特点：
29、采用FM调制；从专用移动通信网向公用移动通信网过渡；接续方式为人工；网络容量较小。三、移动通信系统的改进与完善阶段时间：二十世纪60年代中期到70年代中期。代表：美国的改进型移动电话系统（IMTS）。频率：450MHz频段。特点：大区制；中小容量；人工走向自动接续。1.3.1移动通信的发展简史四、移动通信的蓬勃发展阶段（1G）时间：二十世纪70年代中期到80年代中期。代表：美国的先进移动电话系统（AMPS）；英国的全地址通信系统（TACS）。意义：一次大的飞跃（第一代模拟蜂窝系统，1G）。特点：蜂窝状移动通信网成为现实；增大了系统容量；扩大了覆盖面积；移动通信在世界各地迅速发展。1.3.1移动
30、通信的发展简史五、移动通信的成熟阶段（2G）时间：二十世纪80年代中期到90年代中期。代表：欧洲的GSM系统；美国的IS-95CDMA移动通信系统。意义：第二代数字蜂窝系统（2G）。特点：大量采用数字技术；实现了国际漫游。业务：话音服务仍然占主导地位；短信息及数据传输迅猛增长；移动多媒体业务在逐渐发展。1.3.1移动通信的发展简史六、第三代移动通信系统（3G）时间：二十世纪90年代中期到21世纪初。代表：欧洲的WCDMA系统；美国的cdma2000；中国的TD-SCDMA。特点：车速环境144kb/s，步行环境384kb/s，室内环境2Mb/s。业务：语音通信与多媒体通信。增值业务：图像、音乐
31、、网页浏览、视频会议等。1.3.1移动通信的发展简史七、第三代移动通信系统（3G）时间：二十一世纪10年代中期开始。1.3.1移动通信的发展简史在推动3G系统化和规模商用化的同时，世界各国已把研究重点转入后三代/第四代（B3G/4G）移动通信系统。2005年10月，ITU正式将B3G/4G移动通信技术统一命名为IMT-Advanced（InternationalMobiletelecommunication-Advanced），即第四代移动通信系统。IMT-Advanced技术需要实现更高的数据速率和更大的系统容量，能够提供基于分组传输的先进移动业务，显著提升QoS的高质量多媒体应用能力，满足
32、多种环境下用户和业务的需求，支持从低到高的移动性应用和很宽的数据速率，在低速移动、热点覆盖场景下数据速率达1Gbit/s以上，在高速移动和广域覆盖场景下达100Mbit/s。1.3.1移动通信的发展简史在技术标准方面，ITU在2008年3月开始征集IMT-Advanced无线接入技术标准，3GPP（第三代合作伙伴项目）和IEEE（电子和电气工程师协会）等国际标准化组织分别提出了LTE-A(LTE-Advanced)和IEEE802.16m，其中LTE-A包括FDD和TDD两部分。2012年1月20日，ITU正式审议通过将LTE-A和IEEE802.16m技术规范作为国际标准，我国主导的TD-L
33、TE-A同时成为国际标准，也标志着我国在移动通信标准领域再次走到世界前列。1.3.1移动通信的发展简史2. 在蜂窝移动通信蓬勃发展的同时，其他移动通信也在蜂窝移动通信蓬勃发展的同时，其他移动通信也迅速发展。迅速发展。无线寻呼系统的最早实验系统是1948年美国贝尔实验室开发的BellBoy。世界上最普遍使用的寻呼标准是英国邮局编码标准咨询组开发的POCSAG，为英国、澳大利亚、新西兰和一些西欧国际所采用，也为我国公用寻呼系统所采用。POCSAG支持二进制的频移监控（FSK），其信号传输速率为512bit/s、1200bit/s和2400bit/s。为提高传输速率，后期人们又开发了FLEX和ERM
34、ES等标准。1.3.1移动通信的发展简史有代表性的公用无绳电话系统是1987年英国推出的CT2。CT2使用微蜂窝覆盖，覆盖范围小于100m，不支持基站间的切换。它使用FSK和32kbit/s的自适应脉冲编码调制（ADPCM）来获得高质量话音。1989年欧洲推出了欧洲数字无绳电话（DECT）标准，用于支持办公和商务用户的语音和数据传输。1993年日本推出了PHS标准，用于支持室内和本地环路的应用。1994年美国推出了PACS系统，也用于支持室内和本地环路的应用。1998年中国浙江余杭电信推出了PHS中国化的“小灵通”系统。1.3.1移动通信的发展简史在20世纪80年代初，一些幅员辽阔的国家开始探
35、索把同步卫星用于陆地移动通信的可能性，提出在卫星上设置多波束天线，像蜂窝网把小区分成区群那样，把波束分成波束群，实现频率复用，以提高系统的通信容量。1993年，美国休斯公司提出的Spaceway计划，是一个双星移动通信系统，其目标是为北美地区提供语音、数据和图像服务。在利用同步卫星进行通信方面，国际海事卫星组织提出了在21世纪实现用手机进行卫星移动通信的规划，并把这个系统定名为IMARASAT-P。美国也提出了TRITIUM系统和CELSAT系统，还有日本的COMETS等计划。1.3.2我国移动通信的发展我国移动通信电话业务的发展始于1981年，当时采用的是早期的150MHz系统，8个信道，能
36、容纳的用户数只有20个。随后相继发展的有450MHz系统，如重庆市电信局首期建设的诺瓦特系统、河南省交通厅建成的MAT-A系统等。1987年，我国在上海首次开通了TACS制式的900MHz模拟蜂窝移动电话系统；同年11月，广东省也建成开通了珠江三角洲的900MHz模拟蜂窝移动电话系统。1994年9月，广东省首先建成了GSM数字移动通信网，初期容量为5万户，于同年10月试运行。1996年，我国研制出自己的数字蜂窝系统全套样机，完成了接入公众网的运行试验，并逐步实现产业化开发。1.3.2我国移动通信的发展1996年12月，广州建起我国第一个CDMA试验网。1997年10月，广州、上海、西安、北京4
37、个城市通过了CDMA试验网漫游测试，同年11月，北京试验点向社会开放。2005年6月，我国完成了WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大系统的网络测试，为商用化做好了准备。2009年1月，工业与信息化部正式向中国移动、中国联通和中国电信三大运营商发放3G牌照，标志着中国正式进入3G时代。1.3.2我国移动通信的发展经过二十几年的发展，我国已建成了覆盖全国的移动通信网，2006年年底全国移动电话用户数已超过4.5亿，而且已经连续几年以每年千万计的速度增长；2009年年底，全国移动电话用户数达到7.47亿；2012年2月，全国移动电话用户数突破10亿，其中3G用户数达1.44亿；2012
38、年9月，全国移动电话用户数突破10.85亿，普及率达80.6%，其中3G用户数突破2亿。移动通信业务从初期的单纯语音业务逐步发展成为包括短信业务、数据业务、预付费和VPN（虚拟专用网）等智能业务在内的多元业务结构。1.3.3移动通信的发展趋势目前的移动通信发展速度令人震惊，已广泛应用于国民经济的各个部门和人们生活的各个领域中，诸如社交网络、网上冲浪、手机银行、消费视频和音频流等新型业务的出现，不断推动着人们生活方式和生产方式的改变。据统计，2006年9月全球移动电话数已超过27亿，移动通信行业在全球达到第一个10亿用户经过了20年，而达到第二个10亿用户仅仅经历了3年时间。而从2005年年底至
39、2006年年底短短一年的时间，全球新增移动通信用户数量就高达5亿。固定电话用户数近年持续呈下降趋势，截至2011年年底，全球移动电话用户数达到60亿，普及率为86.1%，全球固定电话用户数不到全球移动电话用户数的1/4。移动通信发展的这种变化实质反映了人类对移动性和个性化的需求在急剧增加，迎合了当今人类社会快节奏生活的需要。1.3.3移动通信的发展趋势宽带化、分组化、多样化、融合化、智能化话音通信因特网浏览、Email移动视频会议移动视频电话电子商务信息服务电子报纸书籍GEOsGEOsLEOsLEOsGEOsGEOsMEOsMEOs移动通信的目标WheneverWhenever任何任何时间Wh
40、oeverWhoever任何人任何人WhereverWherever任何地点任何地点WhateverWhatever任何方式任何方式Any machineAny machine任何任何设备WhomeverWhomever任何其他人任何其他人5W1.31.4标准化组织移动通信的迅猛发展带来了通信技术的日新月异。为了使通信系统的技术水平能综合体现整个通信技术领域已经发展到的高度，移动通信的标准化就显得十分重要。没有技术体制的标准化就不能把多种设备组成互连的移动通信网络，没有设备规范和测试的标准化，也就无法进行大规模生产。在当今的国际竞争当中，“技术专利化、专利标准化、标准国际化”成了知识产权领域新
41、的游戏规则。正因为如此，国际上对移动通信的标准化非常重视，近年来更加活跃。一些财力雄厚的运营公司，为了在未来通信领域占有更多市场，或者为了未来通信系统能和其当前生产的移动通信产品互相兼容，或者为了使其当前产品能平衡过渡到未来移动通信系统等原因，都对未来移动通信体制的标准化特别关注和热心。下面对几个主要的标准化组织及其活动作简要介绍。1.4.1国际无线电标准化组织国际无线电标准化工作主要由国际电信联盟（ITU）负责。ITU成立于1865年，它是设于日内瓦的联合国组织，下设4个永久性机构：综合秘书处、国际频率登记局（IFRB）、国际无线电咨询委员会（CCIR）以及国际电话电报咨询委员会（CCIT）
42、。IFRB的职责一是管理带国际性的频率分配；二是组织世界管理无线电会议（WARC）。WARC是为了修正无线电规程和审查频率注册工作而举行的。CCIT提出设备建议，如在有线电信网络中工作的数据Modem，还通过其不同的研究小组提出了许多与移动通信有关的建议，如编号规划、位置登记程序和信令协议等。1.4.1国际无线电标准化组织CCIR为ITU提供无线电标准的建议，研究内容侧重于无线电频谱利用技术和网间兼容的性能标准和系统特性。CCIR的第八研究组负责审查所有移动通信业务的建议，包括陆地、航空、卫星、海事和业余无线电。1993年3月1日，ITU进行了一次组织调整。调整后的ITU分为3个部门：无线通信
43、部门（ITU-R，以前的CCIR和IFRB）、电信标准化部门（ITU-T，以前的CCIT）和电信发展部门（ITU-D）。1.4.2欧洲通信标准化组织欧洲通信标准协会（ETSI）成立于1988年，其主要职责是制定欧洲地区性标准，以实现开放、统一、竞争的欧洲电信市场。ETSI下设服务与设备、无线电接口、网络形式和数据等分会，还有一个研究无绳电话系统的无线电小组。虽然ETSI感兴趣的工作大部分属于蜂窝和无绳系统，但也有属于WLAN范围的标准化活动，其中的RES-10分会已定义了一种20Mbit/s以上的高性能欧洲无线局域网（HiperLAN）。1.4.3北美地区的通信标准化组织在北美负责移动通信标准
44、化的组织是电子工业协会（EIA）和电信工业协会（TIA），后者是前者的一个分支。此外，还有一个蜂窝电信工业协会（CTIA）。1988年末，TIA应CTIA的请求组建了数字蜂窝标准的委员会TR45，来自美国、加拿大、欧洲国家和日本的制造商参加了这个组织。TR45下属的各个分会开始对用户需求、调制技术、多址方式以及用于信令、话音数字化和在数字系统中提供数据服务的建议进行了评估。1992年1月，EIA和TIA发布了数字蜂窝系统的临时标准，它定义了用于蜂窝移动终端和基站之间的空中接口标准（EIA92）。1.4.3北美地区的通信标准化组织当TIA分会TR45.3正在评估数字蜂窝系统是否采用FDMA或TD
45、MA多址方式的同时，Qualcomm公司开始开发一种基于扩展频谱码分多址的数字蜂窝系统。Qualcomm公司没有参加TR45.3组织策划IS-54TDMA标准的工作，而是致力于开发自己的系统，并于1990年完成了为运营者评估的现场实验。其后，TIA组成一个新的分会TR45.5，开始研究基于QualcommCDMA系统的蜂窝标准，并于1993年7月18日发布了CDMA蜂窝系统的空中接口标准IS-95CDMA。与此同时，在美国的几个组织制定了个人通信业务（PCS）标准，这些组织包括美国国家标准协会（ANSI）的电信委员会T1所属分会T1E1和T1P1、TR45的微蜂窝分会TR45.4和ITU的无线
46、标准小组在美国的分部。T1的工作主要集中于定义服务、信令结构、网络接口和总体工程。TR45.4的工作是开发基于蜂窝信令和技术的PCS系统。1.4.4IEEE802标准委员会美国电气和电子工程师协会（IEEE）在制定局域网标准中起了很大作用，它成立于1884年。许多IEEE802标准都成为国际标准。IEEE802委员会下设了许多制定专题标准的分组委员会，如宽带技术（IEEE802.7）、光纤技术（IEEE802.8）、无线接入网技术等。涉及无线接入技术的有IEEE802.11、IEEE802.15和IEEE802.16。1997年IEEE802.11标准组颁布了第一个无线局域网（WLAN）标准，
47、用于提供12Mbit/s的数据传输速率。无线局域网是固定局域网的一种延伸，是计算机网和无线通信技术相结合的产物，已在家庭、企业、商业热点地区等处得到应用并显露出优越性。IEEE802.15标准和IEEE802.16标准分别是针对无线个域网和无线城域网提出的标准。1.4.5中国通信标准化协会中国通信标准化协会（ChinaCommunicationStandardsAssociation，CCSA）成立于2002年12月，负责开展通信技术领域的标准化工作。CCSA下设IP与多媒体通信、移动互联网应用协议特别组、网络与交换、通信电源与通信局站工作环境、无线通信、传送网与接入网、网络管理与运营支撑、网络与信息安全、电磁环境与安全防护技术等技术工作委员会。无线通信技术工作委员会是由1999年成立的原无线通信标准研究组过渡而来的，简称CWTS（ChinaWirelessTelecommunicationsStandards）。CWTS作为代表中国的区域性标准化组织，在制定3G、3G-LTE和4G标准方面取得了一系列很有影响的工作，如1999年底CWTS提出的TD-SCDMA成为3G国际标准；2012年初我国主导的TD-LTE被接纳为IMT-Advanced国际标准（即4G国际标准）。
