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数字蜂窝移动通信系统的发展历程和架构特点

时间:2023-06-28 04:48:27 信息发展

数字蜂窝移动通信系统的发展历程和架构特点

数字蜂窝移动通信系统是一种利用蜂窝组网技术,实现无线语音和数据传输的通信系统。它是目前世界上最广泛使用的移动通信系统之一,也是我国移动通信的主流制式。

数字蜂窝移动通信系统的发展经历了从1G到5G的五个阶段,每个阶段都有不同的技术特征和服务能力。

1.1G:第一代数字蜂窝移动通信系统,主要采用模拟调制技术,实现语音通信,代表制式有美国的AMPS、日本的NMT等。1G系统的缺点是容量低、干扰大、安全性差、无法提供数据业务等。

2.2G:第二代数字蜂窝移动通信系统,主要采用数字调制技术,实现语音和低速数据通信,代表制式有欧洲的GSM、美国的IS-95、日本的PDC等。2G系统相比1G系统,具有容量高、干扰小、安全性好、能提供短信和彩信等业务的优点。

3.3G:第三代数字蜂窝移动通信系统,主要采用宽带码分多址(WCDMA)技术,实现语音和高速数据通信,代表制式有欧洲的UMTS、美国的CDMA2000、中国的TD-SCDMA等。3G系统相比2G系统,具有速率高、频谱利用率高、能提供多媒体和互联网等业务的优点。

4.4G:第四代数字蜂窝移动通信系统,主要采用正交频分复用(OFDM)技术,实现语音和超高速数据通信,代表制式有欧洲和美国的LTE、中国的TD-LTE等。4G系统相比3G系统,具有速率更高、时延更低、能提供高清视频和移动互联网等业务的优点。

5.5G:第五代数字蜂窝移动通信系统,主要采用新型空口接入技术(如大规模MIMO、非正交多址接入等),实现语音和极高速数据通信,代表制式有NR等。5G系统相比4G系统,具有速率更高、时延更低、连接更密集、可靠性更高、能提供虚拟现实和物联网等业务的优点。

数字蜂窝移动通信系统的基本结构由三大部分组成:移动台(MS)、基站子系统(BSS)和网络子系统(NSS)。

1.移动台(MS):也称为手机或终端,是用户与网络进行交互的设备。它包括无线收发模块、信号处理模块、用户识别模块(SIM卡)、终端设备(如显示屏、键盘、麦克风等)等。移动台的主要功能是进行无线信号的收发、编解码、加解密、信令处理、业务处理等。

2.基站子系统(BSS):也称为无线接入网,是连接移动台和网络子系统的部分。它包括基站收发台(BTS)和基站控制器(BSC)等。基站收发台(BTS)是负责与移动台进行无线通信的设备,它包括天线、功放、滤波器、调制解调器等。基站控制器(BSC)是负责管理和控制多个基站收发台的设备,它包括交换机、信令处理器、时钟源等。基站子系统的主要功能是进行无线资源管理、呼叫建立和释放、切换控制、信令传输等。

3.网络子系统(NSS):也称为核心网,是连接基站子系统和其他通信网络的部分。它包括移动交换中心(MSC)、原地位置寄存器(HLR)、访问位置寄存器(VLR)、鉴权中心(AUC)、设备标志寄存器(EIR)、操作维护中心(OMC)等。移动交换中心(MSC)是负责对移动用户进行通信控制和管理的设备,它包括交换机、信令处理器、路由器等。原地位置寄存器(HLR)是负责存储本地用户信息的数据库,它包括用户号码、移动设备号码、业务类型、位置信息等。访问位置寄存器(VLR)是负责存储来访用户信息的数据库,它包括用户号码、漫游号码、位置信息等。鉴权中心(AUC)是负责对用户进行身份验证和密钥分配的设备,它包括鉴权算法、密钥生成器等。设备标志寄存器(EIR)是负责对移动设备进行识别和监测的数据库,它包括移动设备号码、设备状态等。操作维护中心(OMC)是负责对全网进行监控和操作的设备,它包括自检装置、报警装置、故障诊断装置、话务统计装置、计费装置等。网络子系统的主要功能是进行呼叫路由、业务控制、位置管理、鉴权管理、设备管理、故障处理、话务统计、计费处理等。