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蜂窝网络的技术和应用 目 录 一 绪论 1 1.1 蜂窝网络历史 1 1.2 第一代移动通信技术（1G） 2 1.3 第二代移动通信技术（2G） 2 1.4 2.5代移动通信技术（2.5G） 3 1.5 第三代移动通信技术（3G） 3 1.6 第四代移动通信技术（4G） 3 二 蜂窝网络技术概述 3 2.1 多址接入技术 3 2.2 蜂窝网络的组成 4 2.3 蜂窝网络的几何表示 5 2.4 无线扩展 5 三 第一代蜂窝网络 5 3.1 第一代蜂窝网技术的应用与服务 5 3.2第一代蜂窝网络的局限性 6 四 第二代蜂窝网络 6 4.1 GSM——全球移动通讯系统 6 4.2 IS-95系统 8 4.3 GPRS——全球移动通讯系统 8 4.4 GSM应用 10 五 第三代蜂窝网络 12 5.1 第三代蜂窝网络特点 12 5.2 第三代蜂窝网络的主流技术 12 5.3 WCDMA 系统结构与主要技术 13 5.4 CDMA2000概述与移动IP技术 14 5.5 TD-SCDMA信道分配和可用频段 14 5.6 第三代蜂窝网络的关键技术 15 5.7 第三代蜂窝网络技术的应用 15 六 第四代通信网络技术4G 17 6.1 4G通信网的关键技术 18 6.2 4G的主要优势 20 6.3 4G存在的缺陷 21 6.4 4G的应用 21 参考文献 23 一 绪论 蜂窝网络从诞生之日起，注定要为社会发展带来一场变革。人们无需像从前那样必须在一个固定地点来拨打电话，随时随地可以呼叫或者接听电话。随着当今社会信息化的高速发展，仅仅含有语音电话功能的蜂窝网络无法满足人们日益增长的需求，于是能够随时随地的介入因特网获得信息变得越来越重要，近年来无线移动网络的兴吸引了越来越多的研究人员投身到这一领域中来。考虑到使用WiFi热点接入到因特网中的距离等因素的限制，于是人们把目光投向了蜂窝网络。 由于蜂窝电话在世界范围内很多领域得到应用，研究人员就提出新的想法。能否让蜂窝网络支持接入因特网呢。通过不断的研究和实验，蜂窝网络得到不断的优化，承载的数据传输速率不断提升，目前在各个领域已经得到了广泛的应用。而这项技术也正在继续向更有效、更快捷的方向发展。 1.1 蜂窝网络历史 移动通信的发展历史可以追溯到19世纪。1864年麦克斯韦从理论上证明了电磁波的存在；1876年赫兹用实验证实了电磁波的存在；1900年马可尼等人利用电磁波进行远距离无线电通信取得了成功，从此世界进入了无线电通信的新时代。 现今我们每天用到的移动通信技术开始于20世纪20年代的初期。最初美国Purdue大学学生发明了工作频率为2MHz的无线电接收机，并很快在底特律的警察局的车载无线电系统中投入使用，这成为了世界上首个可以有效工作的移动通信系统；20世纪30年代初，第一部调幅制式的双向移动通信系统在美国新泽西的警察局投入使用；20世纪30年代末，第一部调频制式的移动通信系统诞生，实验表明调频制式的移动通信系统要比调幅制式的移动通信系统更加有效。在随后的10几年间，调频制式的移动通信系统占据主导地位，也是在这个时期中，通信实验和电磁波传输的实验等工作完成了，在短波波段上实现了小容量专用移动通信系统。然而此时的移动通信系统存在诸多的缺陷，难以与公众网络互通。 第二次世界大战期间，由于军事上的需求，极大的促进了移动通信技术的快速发展。战后，军事移动通信技术逐渐被应用于民用领域，到20世纪50年代，美国和欧洲部分国家相继成功研制了公用移动电话系统，在技术上实现了移动电话和公众电话网络的互通，并且得到了广泛的应用。不过当时这种移动电话系统仍然采用人工接入方式，存在局限性，系统容量小。 从20 世纪60 年代中期至70年代中期，美国推出了改进型移动电话系统，它使用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及自动接入公用电话网。20世纪70 年代中期，随着民用移动通信用户数量的不断增加，以及业务范围的扩大，可用频道数要求递增与有限的频谱供给之间的矛盾日益尖锐。为了更有效地利用有限的频谱资源，美国贝尔实验室提出了在移动通信发展史上具有里程碑意义的AMPS，它为移动通信系统在全球的广泛应用开辟了新的道路。 冲80年代中期开始，移动通信蓬勃发展，走向成熟，开发了新一代的数字蜂窝移动通信系统。由于数字无线传输的频谱利用率高，系统的容量得到大大地提升。除此之外，数字网能够同时提供语音，数据等多种业务。 1.2 第一代移动通信技术（1G） 在第一代通信技术中，主要采用的是模拟技术和频分多址（FDMA）技术。由于传输带宽的限制，此移动技术并不能应用到长途的漫游，仅仅局限于一个区域内部的移动系统。第一代移动通信有多种制式，不同制式采用的标准