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第四代移动多媒体通信的演进

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作者：彭小平 ;陈广辉; 何方白
从第二代、第三代移动通信的演进和多媒体数据通信的演进两个方面，阐述了无线宽带多媒体通信的进展，上述两方面的演进相结合产生了一个新的通信概念？移动宽带系统或称为第四代移动多媒体通信(MMC) 。
MMC能够把远景应用、新的用户接口、数据压缩、适合移动用户的协议和向用户提供足够带宽的传输技术等很好地结合起来 。重点介绍了MMC项目在有关应用、用户接口和透明性、压缩、传输协议及无线宽带传输等5个方面的研究成果 。
要害词全球移动通信系统，移动多媒体通信，多媒体数据通信，移动宽带系统，演进
1、蜂窝移动通信系统的演进
第一代蜂窝移动通信系统(1G)早在20世纪80年代就已建成，1G主要基于蜂窝结构组网，直接使用模拟语音调制技术，传输速率约2.4kbit/s，不同国家采用不同的工作系统 。
随着微电子技术的发展，利用便携式移动设备通过无线信道可进行全数字通信，基于此，第二代蜂窝移动通信系统应运而生 。全球移动通信系统(GSM)现已上升为欧洲标准，并成为世界主要移动通信系统，为7000多欧洲用户提供服务，在世界110多个国家已建200多个GSM网，为1亿多用户服务 。在世界范围内，伴随固定网业务的快速发展和通信技术的进步，移动和无线市场正经历着史无前例的增长 。现在人们面临两种可能选择：一是GSM演进，二是引入第三代移动通信系统(3G) 。
1.1GSM的演进
GSM初始的传输速率为9.6kbit/s，若对防差错码性能进行改进，则可增加到14.4kbit/s 。高速电路交换数据(HSCSD)采用时分多址(TDMA)技术，将每个物理信道分成几个时隙，每个时隙的传输速率可高达144kbit/s，并能将200kHz载波内的3个时隙合并，形成高速数据传输信道 。HSCSD可提供高达64kbit/s的原始数据速率(用户数据速率为38.4kbit/s) 。在GSM网络中，无须改变基站任何硬件设备，仅通过软件升级即可达到上述速率 。HSCSD实时性好，适合传送对时延特性要求极高的大量数据 。
通用分组无线业务(GPRS，也称GSM2 )，通过分组分配无线资源将数据速率提高到164kbit/s 。它以分组方式在GSM网络传输数据和信令，即只在实际传送和接收时才使用无线资源，从而提高了无线信道利用率 。GPRS按需动态占用资源，频谱利用率高，非凡适合传输各种突发性强的应用 。由于HSCSD和GPRS均需要优先的、专用的、非凡的无线信道，二者之间不可能进行平滑升级 。
GSM演化的改进数据率GSM服务(EDGE)，也称进化的GSM，EDGE能对原先的系统进行很好的改进 。EDGE技术主要用于GSM和北美的数字高级移动电话系统(D-AMPS)等现有的数字网络 。EDGE基于高水平调制技术，信道调制为8PSK(相移键控)，从而可以将单时隙传输速率提高到48kbit/s 。若上/下行信道集中8个时隙传送，则每个方向都可达到384kbit/s的最高传输速率 。
1.2移动通信系统的汇聚--3G
目前的移动通信系统可分为无绳电话、蜂窝移动通信系统、卫星移动通信系统、无线寻呼和专用移动无线系统5个部分，这5部分现在都包括在一个公共系统即通用移动通信系统(UMTS)中 。
第一代和第二代蜂窝移动通信系统都是在1G频谱范围内使用 。当然，一旦早期分配的频谱资源不能满足要求，可以向更高频率扩展 。现在无线电治理局将新的2GHz区间频谱分配给移动通信使用 。
当初设计是在任何环境和低速运动情况下，在2GHz频段内传输，传输速率为2Mbit/s 。但在很大范围内提供业务时，速率仅为144kbit/s-384kbit/s，144kbit/s是任何条件下都可以达到的最小速率 。UMTS必须支持移动速率高达500km/h的用户业务 。在本地移动情况下，到2005年，数据速率将可以达到10Mbit/s 。

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