通信工程专业导论

通信工程专业导论论文学院专业班级姓名学号任课教授自20世纪50年代末始,计算机的出现和普及,把信息对整个社会的影响逐步提高到一种绝对重要的地位.信息量,信息传播的速度,信息处理的速度以及应用信息的程度等都以几何级数的方式在增长.在现代社会，经济高速发展，社会日益前进，广阔的经济前景离不开通信的发展。

近几十年，全球通信迅猛发展，走在时代前沿。

目前，现代通信已由原先单纯的信息传递功能逐步深入到对信息进行综合处理，如信息的获取、传递、加工等各个领域。

特别是随着通信技术的迅速发展，如卫星通信、光纤通信、数字程控交换技术等的不断进步，以及卫星电视广播网、分组交换网、用户电话网、国际互联网络等通信网的建设，通信作为社会发展的基础设施和发展经济的基本要素，越来越受到世界各国的高度重视和大力发展。

通信技术在对社会发展及社会生活的方面，也存在着巨大作用。

通信技术作为信息技术的重要组成部分，共同使人类进入了虚拟时代、数字时代。

虚拟，就其本身来说，是数字化方式的构成，它是人类中介系统的革命。

虚拟性激发了人们创造能力的巨大发展。

通信技术的进步还改变了人们的某些生活方式。

比如：过去人们要上邮局寄信，现在在家发个E-mail 就行了；过去老师给学生面对面讲课，现在借助光纤通信技术，远程教育成为可能，这使得有更多的人能够接受到良好的教育。

还有家庭办公、远程医疗、网络购物等原来看起来不可思议的事，现在借助于高性能的通信网和计算机都已经实现。

一、移动通信技术的发展移动通信技术从第一代移动通信技术（1G）发展到如今的第四代移动通信技术（4G），极大地改变了人们的生活方式和思维习惯，技术的不断进步，频宽的不断增大，数据传输的速度不断加快，越来越深刻地影响着我们的生活。

第一代移动通信技术（1G）是指最初的模拟、仅限语音的蜂窝电话标准，制定于上世纪80年代。

包括美国的高级移动电话系统（AMPS），英国的总访问通信系统（TACS）以及日本的JTAGS，西德的 C-Netz，法国的Radiocom 2000和意大利的RTMI以及主要应用于Nordic国家、东欧以及俄罗斯Nordic移动电话（NMT）都是这样的标准，第一代移动通信主要采用的是模拟技术和频分多址(FDMA)技术。

由于受到传输带宽的限制，不能进行移动通信的长途漫游，只能是一种区域性的移动通信系统。

第一代移动通信有多种制式，我国主要采用的是TACS。

第一代移动通信有很多不足之处，如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通话质量不高、不能提供数据业务和不能提供自动漫游等。

第二代移动通信系统(2G)起源于90年代初期。

欧洲电信标准协会在1996年提出了GSM Phase 2+，目的在于扩展和改进GSM Phase 1及Phase 2中原定的业务和性能。

它主要包括CMAEL(客户化应用移动网络增强逻辑)，S0(支持最佳路由)、立即计费，GSM 900/1800双频段工作等内容，也包含了与全速率完全兼容的增强型话音编解码技术，使得话音质量得到了质的改进；半速率编解码器可使GSM系统的容量提近一倍。

在GSM Phase2+阶段中，采用更密集的频率复用、多复用、多重复用结构技术，引入智能天线技术、双频段等技术，有效地克服了随着业务量剧增所引发的GSM系统容量不足的缺陷；自适应语音编码(AMR)技术的应用，极大提高了系统通话质量；GPRs/EDGE 技术的引入，使GSM与计算机通信/Internet有机相结合，数据传送速率不断提高，从而使GSM功能得到不断增强，初步具备了支持多媒体业务的能力。

第二代移动通信系统引入数字无线电技术组成的数字蜂窝移动通信系统，提供更高的网络容量，改善了话音质量和保密性，并为用户提供无缝的国际漫游。

当今世界市场的第二代数字无线标准，包括GSM、D-AMPS。

PDC（日本数字蜂窝系统）和IS-95CDMA等，均仍然是窄带系统。

现有的移动通信网络主要以第二代的GSM和CDMA 为主，采用GSM GPRS、CDMA的IS-95B技术，数据提供能力可达115.2kbit／s，全球移动通信系统（GSM）采用增强型数据速率（EDGE）技术，速率可达384kbit／s。

第三代移动通信技术，简称3G，全称为3rd Generation，中文含义就是指第三代数字通信。

其最基本的特征是智能信号处理技术，智能信号处理单元将成为基本功能模块，支持话音和多媒体数据通信，它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务，例如高速数据、慢速图像与电视图像等。

如WCDMA的传输速率在用户静止时最大为2Mbps，在用户高速移动是最大支持144Kbps，说占频带宽度5MHz左右。

第三代移动通信系统一个突出特色就是，要在未来移动通信系统中实现个人终端用户能够在全球范围内的任何时间、任何地点，与任何人，用任意方式、高质量地完成任何信息之间的移动通信与传输。

可见，第三代移动通信十分重视个人在通信系统中的自主因素，突出了个人在通信系统中的主要地位，所以又叫未来个人通信系统。

第三代与前两代的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够要能在全球范围内更好地实现无缝漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。

第三代移动通信系统将会以宽带CDMA系统为主，所谓CDMA，即码分多址技术。

移动通信的特点要求采用多址技术，多址技术实际上就是指基站周围的移动台以何种方式抢占信道进入基站和从基站接收信号的技术，移动台只有占领了某一信道，才有可能完成移动通信。

目前已经实用的多址技术有应用于第一代和第二代移动通信中的频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和窄带码分多址（CDMA）三种。

FDMA是不同的移动台占用不同的频率。

TDMA是不同的移动台占用同一频率，但占用的时间不同。

CDMA是不同的移动台占用同一频率，但各带有不同的随机码序，以示区分布进行扩频，因此同一频率所能服务的移动台数量是由随机码的数量来决定的。

多址技术的性能比较见表1所示。

宽带CDMA不仅具有CDMA所拥有的一切优点，而且运行带宽要宽得多，抗干扰能力也很强，传递信号功能更趋完善，能实现无线系统大容量和高密度地覆盖漫游，也更容易管理系统。

第三代移动通信所采用的宽带CDMA技术完全能够满足现代用户的多种需要，满足大容量的多媒体信息传送，具有更大的灵活性。

根据IMT-2000系统的基本标准，第三代移动通信系统主要由4个功能子系统构成，它们是核心网（CN）、无线接入网（RAN）、移动台（MT）和用户识别模块（UIM），且基本对应于GSM系统的交换子系统（SSS）、基站子系统（BBS）、移动台（MS）和SIM卡四部分。

其中核心网和无线接入网是第三代移动通信系统的重要内容，也是第三代移动通信标准制订中最难办的技术内容。

第三代移动通信系统可以使全球范围内的任何用户所使用的小型廉价移动台，实现从陆地到海洋到卫星的全球立体通信联网，保证全球漫游用户在任何地方、任何时候与任何人进行通信，并能提供具有有线电话的语音质量，提供智能网业务，多媒体、分组无线电、娱乐及众多的宽带非话业务。

目前3G存在四种标准：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX。

1)W-CDMA全称为Wideband CDMA，也称为CDMA Direct Spread，意为宽频码分多址复用，这是基于GSM网发展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带CDMA技术，它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同，目前正在进一步融合。

其支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商，日本公司也或多或少参与其中，包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电，以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。

该标准提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演进策略。

这套系统能够架设在现有的GSM网络上，对于系统提供商而言可以较轻易地过渡，而GSM系统相当普及的亚洲对这套新技术的接受度预料会相当高。

因此W-CDMA 具有先天的市场优势。

中国联通3G标准采用的就是WCDMA。

2)CDMA2000CDMA2000是由窄带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带CDMA技术，也称为CDMA Multi-Carrier，由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、Lucent和后来加入的韩国三星都有参与，韩国现在成为该标准的主导者。

这套系统是从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的，可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G，建设成本低廉。

但目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美，所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA 多。

不过CDMA2000的研发技术却是目前各标准中进度最快的，许多3G手机已经率先面世。

该标准提出了从CDMA IS95(2G)-CDMA20001x-CDMA20003x(3G)的演进策略。

CDMA20001x被称为2.5代移动通信技术。

CDMA20003x与CDMA20001x的主要区别在于应用了多路载波技术，通过采用三载波使带宽提高。

目前中国电信正在采用这一方案向3G过渡，并已建成了CDMA IS95网络。

3)TD-SCDMA全称为Time Division - Synchronous CDMA(时分同步CDMA)，该标准是由中国大陆独自制定的3G标准，1999年6月29日，中国原邮电部电信科学技术研究院（大唐电信）向ITU提出。

该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。

另外，由于中国内的庞大的市场，该标准受到各大主要电信设备厂商的重视，全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TD—SCDMA标准。

该标准提出不经过2.5代的中间环节，直接向3G过渡，非常适用于GSM系统向3G升级。

中国移动3G标准采用的就是TD-SCDMA。

4)WiMAXWiMAX 的全名是微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，又称为802·16无线城域网，是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。

将此技术与需要授权或免授权的微波设备相结合之后，由于成本较低，将扩大宽带无线市场，改善企业与服务供应商的认知度。

2007年10月19日，国际电信联盟在日内瓦举行的无线通信全体会议（World Radiocommunication Conferences）上，经过多数国家投票通过，WiMAX正式被批准成为继WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后的第四个全球3G标准。