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1 移动通信网络基础知识

通信网是由通信端点、连接节点和相应的传输链路有机地组合起来以实现在两个或多个通信端点之间提供信息传输的通信体系。例如电话网、计算机网、因特网等都是目前典型的通信网。通信网由用户终端设备,交换设备和传输设备组成。交换设备间的传输设备称为中继线路(简称中继线),用户终端设备至交换设备的传输设备称为用户路线(简称用户线)。
通信网可从不同角度分类:按业务内容可分为电报网、电话网、图像网、数据网等;按地区规模可分为农村网、市内网、长途网、国际网等;按服务对象可分为公用网、军用网、专用网等;按信号形式可分为模拟网、数字网等。
(熟悉)通信网基本概念
通信系统就是用信号(电信号、光信号等)来传递信息的系统。通信系统的构成可以简单地概括为一个统一的模型,由信源、发送设备、信道、接收设备、信宿和噪声源6各部分组成,如图1-1所示。
图1-1 通信系统模型
信源是指发出信息的信息源。在人与人之间通信的情况下,信源就是指发出信息的人;在机器与机器之间通信的情况下,信源就是发出信息的机器,如计算机等。
发送设备就是把信源发出的信息变换成适合于在信道上传输的信号的设备。
信道是信号传输媒介的总称。不同的信源形式所对应的变换处理方式不同,与之对应的信道形式也不同。传输信道的类型有两种划分方法:一是按传输媒介可划分为无线信道和有线信道;二是按在信道上传输信号的形式可划分为模拟信道和数字信道。
接受设备是发送设备的逆过程。因为发送设备是把不同形式的信息变换和处理成适合在信道上传输的信号,一般情况下,这种信号是不能为信息接收者所直接接收的,所以接收设备的功能就是把从信道上接收的信号变换成信息接收者的信息。
信宿是指信息传送的终点,也就是信息接收者。
噪声源并不是人为实现的实体,但在实际通信系统中是客观存在的。在模型中把发送、传输和接收端各部分的干扰噪声集中地用一个噪声源来表示。
不同的信息源,不同的变换和处理方式,可以构成不同类型的通信系统。
通信的基本形式是在信源和信宿之间建立一个传输(转移)信息的通道(信道),即传输信道。
如果把通信系统模型变成通信网来表示就更简单了。通信网中有交换点,交换点能完成接续任务。用户终端表示系统模型中的信源和信宿。终端和交换点之间的各连线表示系统模型中的信道,也称为传输链路。
这样由多个用户通信系统互连的通信体系构成了通信网。
1、移动通信网的发展
通常1897年被认为是人类移动通信元年。这一年,,实现了在英吉利海峡行驶的船只之间保持持续通信。这第一次向世人展示了无线电通信的魅力,由此揭开了世界移动通信历史的序幕。
移动通信的出现,为人们带来了无线电通信的更大自由和便捷。移动通信已经成为现代社会中不可或缺的生活必需品和通信手段。现代移动通信技术的发展始于20世纪20年代,大致经历了6个阶段,但真正发展却开始于20世纪40年代中期。
第1阶段从20世纪20年代至20世纪40年代,为早期发展阶段。在此期间,首先在短波几个频段上开发出专用移动通信系统,其代表是美国底特律市警察使用的车载无线电系统。该系统工作频率为2MHz,到20世纪40年代提高到30-40MHz。可以认为这个阶段是现代移动通信的起步阶段,特点是专用系统开发,工作频率较低。
第2阶段从20世纪40年代中期至20世纪60年代初期。在此期间,公用移动通信业务开始问世。1946年,根据美国联邦通信委员会(FCC)的计划,贝尔公司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”。当时使用3个频道,间隔为120kHz,通信方式为弹工。随后,前西德(1950)、法国(1956)、英国(1959)等国家相继研制了公用移动电话系统。美国贝尔实验室解决了人工交换系统的接续问题。这一阶段的特点是从专用移动网向公用移动网过渡,接续方式为人工,移动通信容量小。
第3阶段从20世纪60年代中期至20世纪70年代中期。在此期间,美国推出了改进型移动电话系统(Improved Mobile Telephone Service, IMTS),使用150MHz和450MHz频段,采用大区制、中小容量,实现了无线频道自动选择,并能够接续道公用电话网。前西德也推出了具有相同技术水平的B网。可以说,这一阶段是移动通信系统改进与完善的阶段,其特点是采用大区制、中小容量,使用450MHz频段,实现了自动选频与自动接续。
第4阶段从20世纪70年代中期至20世纪80年代中期。20世纪70年代,美国贝尔实验室提出了蜂窝小区和频率复用的概念,现代移动通信开始发展起来。1978年,美国贝尔实验室开发了先进的数字移动电话系统(Advanced