1.1.1 移动通信的特点
与其他通信方式相比,移动通信主要有以下特点。
1.无线电波传播复杂
移动通信中基站至用户之间必须靠无线电波来传送信息。目前,典型移动通信系统的工作频率范围在甚高频(VHF,30~300MHz)和特高频(UHF,300~3000MHz)内。该频段的特点是:传播距离在视距范围内,通常为几十千米;天线短,抗干扰能力强;以直射波、反射波、散射波等方式传播,受地形地物影响很大,如在移动通信应用面很广的城市中高楼林立、高低不平、疏密不同、形状各异,这些都使移动通信传播路径进一步复杂化,并导致其传输特性变化十分剧烈,如图1-1所示。由于以上原因,移动台接收信号是由直射波、反射波和散射波叠加而成的,其强度起伏不定,严重时将影响通话质量。
图1-1 无线电波的多径传播示意图
2.移动台受到的干扰严重
移动台所受到的噪声干扰主要来自人为的噪声干扰(如汽车的点火噪声、微波炉噪声等)。对于风、雨、雪等自然噪声,由于频率较低,可忽略其影响。
移动通信网中多频段、多电台同时工作,当移动台工作时,往往受到来自其他电台的干扰,主要的干扰有同频干扰、邻道干扰、互调干扰、多址干扰,以及近地无用强信号压制远地有用弱信号的现象等。所以,抗干扰措施在移动通信系统设计中显得尤为重要。
3.无线电频谱资源有限
无线电频谱是一种特殊的、有限的自然资源。尽管电磁波的频谱相当宽,但作为无线通信使用的资源,国际电信联盟定义3000GHz以下的电磁波频谱为无线电磁波的频谱。由于受到频率使用政策、技术和可使用的无线电设备等方面的限制,国际电信联盟当前只划分了9kHz~400GHz范围。实际上,目前使用的较高频段只在几十吉赫兹。由于现有技术水平所限,现有的商用蜂窝移动通信系统一般工作在10GHz以下,所以可用频谱资源是极其有限的。
为了满足不断增加的用户需求,一方面要开辟和启用新的频段;另一方面要研究各种新技术和新措施,如窄带化、缩小频带间隔、频率复用等方法,新近又出现了多载波传输技术、多入多出技术、认知无线电技术等。此外,有限频谱的合理分配和严格管理是有效利用频谱资源的前提,这是国际上和各国频谱管理机构和组织的重要职责。
4.对移动设备的要求高
移动设备长期处于不固定状态,外界的影响很难预料,如振动、碰撞、日晒雨淋,这就要求移动设备具有很强的适应能力,还要求其性能稳定可靠,携带方便、小型、低功耗及能耐高温、低温等。同时,移动设备还要尽量具有操作方便,适应新业务、新技术的发展等特点,以满足不同人群的要求。
5.系统复杂
由于移动设备在整个移动通信服务区内自由、随机运动,需要选用无线信道进行频率和功率控制,以及位置登记、越区切换及漫游等跟踪技术,这就使其信令种类比固定网络要复杂得多。此外,在入网和计费方式上也有特殊要求,所以移动通信系统是比较复杂的。