1.2 第二代移动通信技术概述
为了解决第一代移动通信系统存在的技术缺陷,20世纪90年代,采用数字调制技术的第二代移动通信系统(2G)顺势出现。它主要利用工作在900MHz/ 1800MHz频段的全球移动通信系统(Global System for Mobile communications,GSM)移动通信系统及工作在800MHz/1900MHz频段的IS-95移动通信网络提供的话音和数据业务。GSM移动通信系统的无线接口采用时分多址技术(Time Division Multiple Access,TDMA),核心网移动性管理协议采用MAP(Mobile Application Part)协议;而IS-95采用在提高系统容量、抗干扰及无线衰落等方面存在明显优势的CDMA(Code Division Multiple Access)技术。
1.2.1 GSM概述
1. GSM简介
GSM系统是2G的主要模式之一,它于1992年开始投入商用,数据传输速率最大可达64kb/s。其主要特点是标准程度高,便于与ISDN、PSTN等互联,安全性高,能够实现国际漫游;主要缺点是容量仅为第一代移动通信系统的2倍,频谱利用率不高,还是以语音通信为主,难以进行多媒体通信。
2. 频率配置
GSM在我国的频率配置如表1-1所示。
表1-1 我国GSM频率配置一览表
1.2.2 码分多址技术
码分多址(CDMA)是通过编码区分不同用户信息,实现不同用户同频、同时传输的一种通信技术,它是从数字技术的分支——扩频通信技术上发展起来的一种成熟的无线通信技术。码分多址系统给每个用户分配了特定的地址码,利用公共信道来传输信息。码分多址系统的地址码具有准正交性,在频域、时域、空域上都可以重叠。系统的接收端必须有完全的本地地址码,用来对接收的信号进行相关检测。其他使用不同码字的信号因为和本地产生的码字不同而不能被接收。与以往的频分多址、时分多址相比,码分多址具有多址接入能力强、抗多径干扰、保密性能好等优点。同时,互联网技术的快速发展充分显示了分组服务技术的巨大潜力。结合这两项技术可以实现个人终端用户在全球范围内完成任何信息之间的移动通信与传输。
1.2.3 2G升级版2.5G-GPRS
2.5G是比2G速度快但又慢于3G的通信技术规范。2.5G系统能够提供3G系统中才有的一些功能,如分组交换业务,也能共享2G时代开发出来的TDMA或CDMA网络,常见的2.5G系统是通用分组无线业务GPRS(General Packet Radio Service)。GPRS分组网络重叠在GSM网络之上,利用GSM网络中未使用的TDMA信道,为用户提供中等速度的移动数据业务。
GPRS是基于分组交换的技术,也就是说多个用户可以共享带宽,每个用户只有在传输数据时才会占用信道,所有的可用带宽可以立即分配给当前发送数据的用户,适用于Web浏览、E-mail收发和即时消息等共享带宽的间歇性数据传输业务。通常,GPRS系统是按交换的字节数计费的,而不是像电路交换系统那样按连接时间计费。GPRS系统支持IP协议和PPP协议。理论上的分组交换速度约为170kb/s,而实际速度只有30~70kb/s。
对GPRS的射频部分进行改进的技术方案称为增强数据速率的GSM演进(Enhanced Data rates for GSM Evolution,EDGE)。EDGE又称为增强型GPRS(EGPRS),可以工作在已经部署GPRS的网络上,只需要对手机和基站设备进行一些简单的升级。EDGE被认为是2.75G技术,它采用8PSK的调制方式代替了GSM使用的高斯最小移位键控(GMSK)调制方式,使得一个码元可以表示3bit信息。理论上说,EDGE提供的数据速率是GSM系统的3倍。2003年,EDGE被引入北美的GSM网络,支持20~200kb/s的高速数据传输,最大数据传输速率取决于同时分配到的TDMA帧的时隙。