移动通信的特点

  无线电波传播复杂

  移动通信中至少有一方处于移动状态下通信,我们不可能再用一条电话线和他们相连了,所以必须使用无线信道--靠无线电波传送信息。同时在前面提到,移动通信使用一定频率的电波进行通信,而且随着无线通信的发展,频率的使用也越来越优化,现在移动通信的频率范围在甚高频(VHF)、超高频(UHF)的范围,它的传播方式受地形地物影响很大。

  移动通信系统多建于大中城市的市区,城市中的高楼林立、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。据以上原因,使移动台接收到的电波一般是直射波和随时变化的绕射波、反射波、散射波的叠加,这样就造成所接收信号的电场强度起伏不定,这种现象称为衰落。在后面的学习中你会了解到衰落又分两种:长期衰落和短期衰落。

  同时由于移动台的不断运动,当达到一定速度时,如超音速飞机,固定点接收到的载波频率将随运动速度V的不同,产生不同的频移,也就是说频率发生了变化,发生了偏移,通常把这种现象称为多普勒效应。在下面我们会具体说明。

  另外,移动台长期处于不固定位置状态,外界的影响很难预料,如尘土、振动、碰撞、日晒雨林,这就要求移动台具有很强的适应能力。此外,还要求性能稳定可靠,携带方便、小型、低功耗及能耐高、低温等。同时,要尽量使用户操作方便,以满足不同人群的使用。这给移动台的设计和制造带来很大困难。由于移动台在通信区域内随时运动,需要随机选用无线信道,进行频率和功率控制、地址登记等跟踪技术。这就使其通信比固定网要复杂得多。在入网和计费方式上也有特殊的要求,所以移动通信系统是比较复杂的。

  因而在移动通信中,要考虑的因素很多,因此移动通信就比一般的通信方式复杂多了。

  矛锐盾更坚――抗干扰

  在移动通信中,空间传播的电磁波除有用信号外,还存在大量的干扰电波。主要的干扰被我们称为互调干扰、邻道干扰及同频干扰等。

  那么什么叫做互调干扰呢,专业点说互调干扰主要是系统设备中的非线性引起的,如混频选择不好,使非有用信号混入,而造成干扰。有兴趣的读者可以看看电子刊物,获取这方面的知识。不懂的读者也不要着急,互调干扰说的通俗一点,就是设备技术上的一些问题.常常我们做不到十分理想的设备,所以一些其他的没有用的信号也就混进去了,偶尔收音机里的串台,也是这个原因。

  邻道干扰是指两个相邻的信道之间的干扰,是由于一个强信号串入弱信号中干扰弱信号而造成的干扰,说的通俗一点,比如两个车道,你在左边,我在右边,大家的路宽是一样的,可是你的车太大,就影响了我的车道......呵呵,意思就是这样了,为解决这个问题,在移动通信设备中采用自动功率控制电路,对强功率信号加以控制,在例子中,就是限制你车子的大小,大家就相安无事了。

  同频干扰是指相同载频电台之间的干扰,是蜂窝式移动通信所特有的干扰,由频道重复利用所造成。为什么会这样呢,因为频率资源是一定的,来来去去就那几个频段,大家都要。只好分区间来用了,这个区用这个频段,那个区用那个频段,隔几个区后,难免又用回来了,这时就要考虑干扰的问题了,因为大家用的都是同一个频率啊!因此,无论在系统设计中,还是在组网时,都必须对干扰问题予以充分的考虑。

  “蜂窝”分类

  蜂窝移动通信系统

  这种系统由移动业务交换中心(MSC)、基站(BS)设备及移动台(MS)(用户设备)以及交换中心至基站的传输线组成,如下图所示。目前在我国运行的900MHz{dy}代移动通信系统(TACS)模拟系统和第二代移动通信系统(GSM)数字系统都属于这一类。

  就是说移动台的移动交换中心与公共的电话交换网(就是我们平时所说的电话网PSIN)之间相连,移动交换中心负责连接基站之间的通信,通话过程中,移动台(比如手机)与所属基站建立联系,由基站再与移动交换中心连接,{zh1}接入到公共电话网。

  下面解释一下全双工,单工和半双工:所谓全双工工作就是通信双方可以同时进行收发工作;就是说,通信的双方都可以在同一时间又说又听,互不干扰,就叫全双工。

  若某一时间通信的双方只能进行一种工作,即在一个时间里要么说,要么听,只可选择一样,则称为单工工作。

  若一方可同时进行收发工作,而另一方只能单工工作,则称为半双工工作。

  蜂窝移动通信系统

  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用户、长途电话网用户及国际电话网用户的通话接续。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功能。这些功能将在以后中陆续介绍。

  目前模拟蜂窝移动通信系统主要用于开放电话业务。随着GSM数字蜂窝移动网的建设和发展,已逐步开放数据、传真等多种非电话业务。

  集群调度

  这种系统常常用在公共汽车的调度上,该系统一般由控制中心、总调度台、分调度台、基地台及移动台组成,如下图所示。该系统具有单个呼、组呼、全呼、紧急告警/呼叫、多级优先及私密电话等适合调度业务专用的功能。除完成调度通信外,该系统也可以通过控制中心的电话互连终端与本部门的小交换机相连接,提供无线用户与有线用户之间的电话接续。但因该系统是专为调度通信而设计的,系统首先保证调度业务,对于电话通信只是它的辅助业务并受到限制。所以,利用该系统组建公用电话网是不适宜的。

  集群调度移动通信系统

  集群移动通信系统可以实现将几个部门所需要的基地台和控制中心统一规划建设,集中管理,而每个部门只需要建设自己的调度指挥台(即分调度台)及配置必要的移动台,就可以共用频率、共用覆盖区,即资源共享、费用分担,使公用性与独立性兼顾,从而获得{zd0}的社会效益。所以,我们必须提倡这种联合建设共用网络的建网方式。

  集群移动通信系统目前通用的有多种制式及标准,如美国的800MHz调度系统,日本的900MHz MCA系统,法国的200MHz RADICOM200系统及瑞典的80MHz MOBITEX系统等。各种系统使用的信令、纠错编码及网络结构不同,无法兼容,在设台组网工作中选择系统时应谨慎考虑。

   无绳移动通信系统

  无绳电话最初是应有线电话用户的需求而诞生的,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,基站与手机之间利用无线电沟通。

  但是,无绳电话很快得到商业应用,并由室内走向室外。这种公用系统由移动终端(公用无绳电话用户)和基站组成。基站通过用户线与公用电话网的交换机相连接而进入本地电话交换系统,如下图所示。通常在办公楼、居民楼群之间、火车站、机场、繁华街道、商业中心及交通要道设立基站,形成一种微蜂窝或微微蜂窝网,无绳电话用户只要看到这种基站的标志,就可使用手机呼叫。这就是所谓的“Telepoint”(公用无绳电话)。

  无绳移动通信系统

  {dy}代无绳电话(CT1)是按照80年代英国贸易工业部和英国电信研究所联合制订的模拟无绳电话系统技术规范生产的,信道数较少,同时基站的发射频率也不合适,因此已被“CT+”所取代。

  第二代无绳电话(CT2)是按照英国1987年制订的数字无绳电话技术规范(CAI-COMMON AIR INTERFACE,公共空中接口)生产的,工作于864~868MHz,通话质量较高,保密性强,抗干扰好,价格便宜。但在室外只能提供单向业务(即只能去话,不能来话),也不能越区切换。

  近年来基于无绳概念而发展起来的无线用户交换(WPABX)得到重视,作为无绳数据通信的无线局域网(WLAN)也得到发展。无绳通信也是发展个人通信网(PCN)的一个基础。

  现在的“步步高”等等无绳电话,大体上也属于这样一种类型,不过现在的这种家庭无绳电话与前面所提的系统不大一样,他仅仅是在家庭范围内与母机相连,然后通过母机与电话网相接。

  寻呼移动通信系统

  这是一种单向通信系统,既可作公用也可作专用,仅规模大小有差异而已。专用寻呼系统由用户交换机、寻呼控制中心、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心、寻呼发射台及寻呼接收机组成,图中可以看到其结构。

  寻呼系统有人工和自动两种接续方式。人工方式由话务员将主呼用户需要寻找的寻呼机和需要传递的信息编成信令和代码,代用户搜索被寻呼者。在无线寻呼业务的发展初期,人工方式对用户比较方便,故被广泛应用。但在无线寻呼业务已有相当发展的今天,用户的兴趣已转向自动寻呼。

  寻呼移动通信系统

  如图所示,整个寻呼过程是用户打电话,通过电话网连入寻呼台,寻呼台对叫方的信息进行处理后通过天线发送出去,终端的BP接收到信号后发出讯号告知机主信息。

  如果是人工台,则寻呼台对用户的呼叫由人工处理后送入寻呼数据处理中心,再由机器通过天线发射出去,如果是自动台,则直接由机器处理后通过天线发射出去。

  我国今后无线寻呼的发展方向是自动化、数字化、多功能和汉字显示。 而且现在人们的生活水平提高很快,数字机已经逐渐被淘汰,中文机随着价格的下调逐步占领了相当的市场,相信随着手机的进一步发展,寻呼事业最终也许会完结。

  卫星移动通信

  卫星通信这方面我们在其它章节有专门的介绍。不过由于它也给个人的移动通信带来了新的通信方式,所以我们在这里着重介绍一下这方面的情况。

  在最近五六年来,以手持机为移动终端的非同步卫星移动通信系统已涌现出多种设计及实施方案。其中,呼声{zg}的要算铱(Iridium)系统,它采用8轨道66颗星的星状星座,卫星高度为765km。另外还有:全球星(Globalstar)系统,它采用8轨道48颗星的莱克尔星座,卫星高度约1400km;奥德赛(Odessey)系统,采用3轨道12颗星的莱克尔星座,中轨、高度为10000km;白羊(Aries)系统,采用4轨道48颗星的星状星座,高度约1000km;以及俄罗斯的4轨道32颗星的COSCON系统。

  除上述系统外,海事卫星组织推出的Inmarsat-P,实施全球卫星移动电话网计划,采用12颗星的中轨星座组成全球网,提供声像、传真、数据及寻呼业务。该系统设计可与现行地面移动电话系统联网,用户只须携带便携式双模式话机,在地面移动电话系统覆盖范围内使用地面蜂窝移动电话网,而在地面移动电话系统不能覆盖的海洋、空中及人烟稀少的边远山区、沙漠地带,则通过转换开关使用卫星网通信。

  可是,非常不幸的是,铱(Iridium)星系统由于种种原因倒闭了,全球星系统还在苦苦的坚持,技术上应该没有太大的问题,只是由于成本一直无法降下来,从而得不到更好的发展,不过有人相信,随着社会的进一步发展,在21世纪,中、低轨以手持机为中心的卫星移动通信系统必将在“综合的全球个人通信网”中成为重要的组成部分。

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