移动通信技术介绍

随着对物流业务全过程的可视化追踪，移动通信技术在物流业务中的应用也越来越广泛。移动通信的主要应用系统有无绳电话、无线寻吁、蜂窝移动通信、卫星移动通信等，而蜂窝移动通信是当今移动通信发展的主流和热点。相对第一代模拟制式手机（1G）和第二代GSM、TDMA等数字手机（2G），第三代移动通信技术（3G）是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、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。为了提供这些服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbit/s、384kbit/s以及144kbit/s的传输速度。

2008年4月1日，中国移动通信集团公司在北京、上海、天津、沈阳、广州、深圳、厦门和秦皇岛8个城市启动了第三代移动通信“中国标准”TD-SCDMA社会化业务测试和试商用，标志着我国第三代移动通信标准TD-SCDMA的商业化应用正式起航。

1.移动通信的主要特点

移动通信是当今世界上最先进的通信方式之一。如果移动通信的双方都处在运动中，则此时只能依靠无线媒介来通信，因此无线通信是移动通信的基础。无线通信技术的发展推动了移动通信的迅速发展。当通信双方一方为移动体，一方为固定端时，则双方除了依靠无线通信技术外，还依赖于有线通信网络技术，如公众电话网、公众数据网和综合业务数字网。

各阶段的移动通信技术虽然有所差异，但都具有以下特点：

（1）移动通信利用无线电波进行信息传输。

（2）移动通信的干扰严重。

（3）通信容量有限。

（4）移动通信系统综合了各种技术，还需要移动性管理技术。

（5）对设备的要求高。

2.移动通信的分类

移动通信的分类方式有很多，以下介绍常用的几种分类方法。

（1）移动通信按照使用对象可分为民用移动通信和军用移动通信。民用移动通信主要针对普通用户所适用的移动通信设备，如手机等。军用移动通信主要针对军事用途而专门研发生产的移动通信设备，如无线电台。

（2）移动通信按照使用环境可分为陆地通信、海上通信和航空通信。

（3）移动通信按照多址方式可分为频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）等。

（4）移动通信按照覆盖范围可分为宽域网和局域网。

（5）移动通信按照业务类型可分为电话网、数据网和综合业务网。

（6）移动通信按照工作方式可分为同频单工、双频单工、双频双工和半双工。

（7）移动通信按照服务范围可分为专用网和公用网。

（8）移动通信按照信号形式可分为模拟网和数字网。

3.移动通信的应用系统

移动通信的应用系统主要包括蜂窝式公用移动通信系统、集群调度移动通信系统、无绳电话系统、无线电寻吁系统、卫星移动通信系统和无线局域网等。

（1）蜂窝式公用移动通信系统。蜂窝式公用移动通信系统主要是针对陆地使用的移动通信系统，它适用于全自动拨号、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。

（2）集群调度移动通信系统。集群调度移动通信系统属于专用移动通信系统，它是调度系统的专用通信网。这种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。(www.xing528.com)

（3）无绳电话系统。无绳电话最初是应有线电话用户的小范围移动的需求而诞生的，最初主要应用于家庭。现在无绳电话技术的发展使得它已具有很多商业应用，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。

（4）无线电寻吁系统。无线电寻吁系统是一种单向通信系统，既可公用也可专用，仅规模大小有差异而已。专用寻吁系统由用户交换机、寻吁控制中心、发射台及寻吁接收机组成。公用寻吁系统由与公用电话网相连接的无线寻吁控制中心、寻吁发射台及寻吁接收机组成。

（5）卫星移动通信系统。卫星移动通信系统利用卫星中继进行工作，主要用于在海上、空中和地形复杂而人口稀疏的地区实现移动通信。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。

（6）无线局域网。无线局域网是无线通信的一个重要领域。IEEE 802.11、IEEE 802.11a、IEEE 802.11b以及IEEE 802.11g等标准已相继出台，为无线局域网提供了完整的解决方案和标准。

4.移动通信系统的构成

移动通信系统根据经营方式或用户性质的不同可分为专用移动通信系统和公用移动通信系统。专用网的发展经历了一对一的对讲系统、单信道一吁百应系统、选吁系统、多信道多用户共享的专用调度系统，最后发展到专用无线调度系统的最高阶段——集群移动通信。由于专用移动通信系统的网络结构与公用移动通信系统越来越相似，所以这里主要介绍公用移动通信系统的构成。公用移动通信系统构成，如图3-3所示。

图3-3 公用移动通信系统构成

（1）移动业务交换中心。移动业务交换中心（Mobile-services Switching Centre，MSC）是蜂窝通信网络的核心。移动业务交换中心负责本服务区内所有用户的移动业务的实现。具体来讲，移动业务交换中心有如下作用：

1）信息交换功能：为用户提供终端业务、承载业务、补充业务的接续。

2）集中控制管理功能：无线资源的管理，移动用户的位置登记、越区切换等。

3）通过关口移动业务交换中心与公用电话网相连。

（2）基站。基站（Base Station，BS）负责和本小区内移动台之间通过无线电波进行通信，并与移动业务交换中心相连，以保证移动台在不同小区之间移动时也可以进行通信。采用一定的多址方式可以区分一个小区内的不同用户。

（3）移动台。移动台（Mobile Station，MS）即手机或车载台，它是移动网中的终端设备，要将用户的话音信息进行变换并以无线电波的方式进行传输。

（4）中继传输系统。在移动业务交换中心之间、移动业务交换中心和基站之间的传输线均采用有线方式。

（5）数据库。移动网中的用户是可以自由移动的，即用户的位置是不确定的。因此，要对用户进行接续，就必须要掌握用户的位置及其他信息，数据库就是用来存储用户的有关信息的。数字蜂窝移动网中的数据库有归属位置寄存器（Home Location Register，HLR）、访问位置寄存器（Visitor Location Register，VLR）、鉴权认证中心（Authentic Center，AUC）、设备识别寄存器（Equipment Identity Register，EIR）等。归属位置寄存器是用于移动用户管理的数据库，它所存储的用户信息分为有关用户参数的信息和有关用户当前位置的信息。访问位置寄存器是存储用户位置信息的动态数据库，一个访问位置寄存器可以负责一个或若干个移动业务交换中心区域。鉴权认证中心是认证移动用户的身份以及产生相应认证参数的功能实体。设备识别寄存器是存储有关移动台设备参数的数据库，用于实现对移动设备的识别、监视、闭锁等功能。

5.移动通信的基本技术

移动通信的基本技术主要包括多址技术、调制技术、抗衰落技术和组网技术。

（1）多址技术。当把多个用户接入一个公共的传输媒介实现相互间通信时，需要给每个用户的信号赋予不同的特征，以区分不同的用户，这种技术称为多址技术。众所周知，移动通信是依靠无线电波的传播来传输信号的，具有大面积覆盖的特点。因此，网内一个用户发射的信号，其他用户均可接收到所传播的电波。网内用户如何能从播发的信号中识别出发送给自己的信号就成为建立连接的首要问题。在蜂窝通信系统中，移动台是通过基站和其他移动台进行通信的，因此必须对移动台和基站的信息加以区别，使基站能区分是哪个移动台发来的信号，各移动台也能识别出哪个信号是发给自己的。要解决这个问题，就必须给每个信号赋予不同的特征，这就是多址技术要解决的问题。多址技术是移动通信的基础技术之一。

（2）调制技术。调制就是对消息源信息进行编码的过程，其目的就是使携带信息的信号与信道特性相匹配以及有效地利用信道。移动信道存在的多径衰落、多普勒频率扩展都会对信号传输的可靠性产生影响，日益增加的用户数量和无线信道频谱的拥挤也要求系统有比较高的频谱效率，即在有限的频率资源情况下尽可能多地容纳用户。因此，移动通信系统在选择调制方式时需要考虑频带利用率、功率效率、已调信号恒包络、易于解调和带外辐射等因素。

（3）抗衰落技术。在移动信道中存在大量的环境噪声和干扰，因此必须采取有效措施保证网络在运行时，干扰电平和有用信号相比不超过预定的门限值。在移动通信中需要采取一些信号处理技术来改善接收信号的质量，常用的抗衰落技术有分集接收、信道编码、信道均衡和扩频技术。

（4）组网技术。要实现移动通信系统在其覆盖区内良好的通信，就必须有一个通信网支撑，这个通信网就是移动通信网，这就涉及移动通信组网技术。移动通信网络由空中网络和地面网络两部分组成。空中网络是移动通信网的主要部分，主要包括多址接入、频率复用、蜂窝小区和切换位置更新问题。地面网络部分主要包括服务区内各个基站的相互连接和基站与固定网络（PTSN、ISDN、数据网等）的连接。