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数字蜂窝移动通信系统的原理和组成

时间:2023-06-28 04:12:01 信息发展

数字蜂窝移动通信系统是一种利用频率复用和空间复用技术,将覆盖区域划分为若干个小区,每个小区由一个基站提供无线服务,通过交换机和控制器实现小区之间的切换和管理的移动通信系统。数字蜂窝移动通信系统相比于模拟蜂窝移动通信系统,具有更高的频谱效率、更好的语音质量、更强的抗干扰能力、更多的业务类型和更高的安全性等优点。

数字蜂窝移动通信系统的基本组成包括以下几个部分:

1.移动终端(Mobile Terminal,MT):也称为手机或手持机,是用户与基站之间进行双向无线通信的设备,可以实现语音、数据、短信等业务。

2.基站(Base Station,BS):也称为基站收发机或无线电台,是覆盖一个小区范围内提供无线服务的设备,可以与多个移动终端同时进行双向无线通信,也可以与其他基站或交换机进行有线或无线的连接。

3.基站控制器(Base Station Controller,BSC):也称为基站群控制器或小区控制器,是控制和管理一个或多个基站的设备,主要负责频率分配、功率控制、小区切换、呼叫处理等功能。

4.移动交换中心(Mobile Switching Center,MSC):也称为移动电话交换机或移动通信交换机,是连接和控制多个基站控制器的设备,主要负责路由选择、呼叫建立、呼叫释放、计费等功能。

5.认证中心(Authentication Center,AuC):是负责验证用户身份和加密通信内容的设备,主要负责存储用户信息、生成加密密钥、进行认证和加密等功能。

6.家庭位置寄存器(Home Location Register,HLR):是负责存储用户静态数据和动态数据的设备,主要负责记录用户号码、业务类型、当前位置、漫游状态等信息。

7.访问位置寄存器(Visitor Location Register,VLR):是负责存储用户临时数据的设备,主要负责记录用户在当前交换区域内的相关信息。

数字蜂窝移动通信系统经历了从第一代(1G)到第五代(5G)的发展历程。第一代数字蜂窝移动通信系统主要采用了时分多址(TDMA)技术,如北美数字蜂窝系统(D-AMPS)、全球移动通信系统(GSM)、数字欧洲无绳电话(DECT)等。第二代数字蜂窝移动通信系统主要采用了码分多址(CDMA)技术,如个人通信服务(PCS)、互联网协议多媒体子系统(IMS)、宽带码分多址(WCDMA)等。第三代数字蜂窝移动通信系统主要采用了正交频分多址(OFDMA)技术,如全球互通移动通信系统(UMTS)、高速分组接入(HSPA)、长期演进(LTE)等。第四代数字蜂窝移动通信系统主要采用了多天线技术和非正交多址(NOMA)技术,如LTE-Advanced、LTE-Advanced Pro等。