GSM移动通信:分集技术与系统演进

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"本文将介绍分集技术和GSM移动通信概述,包括移动通信的历史发展、GSM的基本技术、主要参数、系统结构与功能。" 在移动通信领域,分集技术是一种重要的信号处理策略,用于提高通信系统的可靠性和性能。它通过利用信号在不同路径上的独立衰落来改善接收质量,从而克服多径传播造成的快衰落现象。分集技术主要有以下几种类型: 1. **空间分集**:通过使用两个或多个物理上分离的天线来接收信号,不同的天线接收到的信号由于空间上的差异,可以减少因多径传播引起的衰落。通常要求天线之间的距离至少为信号波长的10倍。 2. **极化分集**:利用信号的极化特性,两个接收天线分别采用正交的极化方向(例如±45度),这样即使在同一路径上传播,不同极化的信号也会有所不同,从而实现分集效果。 3. **频率分集**:通过快速改变发射频率(如跳频或扩频技术)来分散信号能量,使得在不同频率上的衰落不完全同步,从而提高接收端的信号质量。 4. **时间分集**:采用交织技术或者RAKE接收机来实现。交织是在发送端将数据流重新排列,以减小多径效应的影响;RAKE接收机则可以同时接收来自不同延迟路径的信号,通过合并这些信号来增强接收效果。 移动通信的发展历经了几个重要的阶段。从最初的模拟系统,如AMPS、TACS和NMT,到第二代(2G)的GSM、CDMA等数字技术,再到支持宽带业务的第三代(3G)如UMTS、WCDMA和cdma2000。每个阶段都伴随着技术的进步和市场需求的变化。 GSM(全球系统 for 移动通信)是2G时代的代表,自1990年代开始在全球范围内广泛部署。它的出现标志着从模拟向数字通信的转变,采用了窄带时分多址(TDMA)、RPE-LTP话音编码和GMSK调制方式。随着技术的演进,GSM系统也不断更新规范,比如1991年的DCS1800第一阶段规范,以及后来对下一代无线通信标准的探讨。 在中国,GSM网络由三大运营商——中国移动、中国联通和中国电信运营。截至2012年,中国移动的用户数已超过6.5亿,其中3G用户超过5394万;中国联通的用户数达到2.02亿,3G用户达到1406万;而中国电信的CDMA用户数突破1亿,成为全球最大的CDMA网络运营商。 GSM系统的核心技术包括: 1. **频率复用**:有效地利用有限的频谱资源,通过频率规划避免同频干扰。 2. **时隙分配**:TDMA允许多个用户共享同一频率,每个用户在不同时间片内发送或接收数据。 3. **编码和加密**:确保数据的安全传输和错误校验。 4. **基站覆盖和切换**:通过基站间的无缝切换保持通话连续性,适应移动用户的需求。 分集技术在GSM移动通信中起到了关键作用,提高了通信的稳定性和可靠性。随着技术的持续发展,移动通信将不断引入更先进的分集技术和其他优化手段,以满足日益增长的通信需求。