蜂窩電話原理

根據(jù)進(jìn)行定位計算并獲得定位結(jié)果的位置以及在何處應(yīng)用該定位結(jié)果，可以將蜂窩電話定位系統(tǒng)分為：自主定位系統(tǒng)、遠(yuǎn)程定位系統(tǒng)、間接自主定位系統(tǒng)和間接遠(yuǎn)程定位系統(tǒng)。在自主定位系統(tǒng)中，MS可以接收周圍基站(BTS)的信息并進(jìn)行適當(dāng)?shù)男盘枀?shù)測量，并利用這些測量值算出MS的位置。在遠(yuǎn)程定位系統(tǒng)中，MS發(fā)出的信號被一個或多個接收機(jī)接收、測量，測量值被送往定位中心(LC)進(jìn)行運(yùn)算求出該MS的定位值，這些定位信息可以在LC應(yīng)用，也可以傳給其它系統(tǒng)應(yīng)用，如計算機(jī)輔助調(diào)度決策系統(tǒng)等。在實際應(yīng)用中，經(jīng)常需要將主定位信息傳給遠(yuǎn)端的應(yīng)用中心(稱作間接遠(yuǎn)程定位)或?qū)⑦h(yuǎn)程定位中心算出的定位數(shù)據(jù)傳給有關(guān)的MS(間接自主定位)應(yīng)用，這就是所謂的間接定位。

定位系統(tǒng)可以利用信號強(qiáng)度(SS)、載波相位(CP)、信號到達(dá)角度(AOA)和時間測量值(包括信號到達(dá)時間TOA、信號到達(dá)時間差TDOA)以及它們的組合進(jìn)行定位估算。每個參數(shù)測量值可以確定目標(biāo)所在的一條軌跡，多個測量值可以確定目標(biāo)所處的多條軌跡，通過求解軌跡交點便可以確定移動目標(biāo)的位置。在某些情況下(如無法獲得足夠多的參數(shù)測量值)，軌跡交點可能并非唯一，即出現(xiàn)定位點的模糊性(如TOA或TDOA二維定位，兩軌跡相交時可能有2個交點，可以通過一系列方法加以解決。例如利用與移動目標(biāo)運(yùn)動軌跡連續(xù)性有關(guān)的先驗信息或者額外的測量值(如SS、AOA、TOA、TDOA)來確定真實的定位點，更多的測量值將有助于提高定位精度和可靠性。

在一個具體的蜂窩定位系統(tǒng)中可以采用同類型的測量值或不同類型的測量值來確定MS所處的不同軌跡，求解其交點進(jìn)行定位。利用多個TOA、TDOA、AOA測量值進(jìn)行定位的同類測量值定位方法。TOA測量要求MS的發(fā)射與所有BTS的接收精確同步(1μs的定位誤差將導(dǎo)致300m的定位誤差)，并且在其發(fā)射信號中要包含發(fā)射時間標(biāo)記以便接收基站信號到達(dá)時間確定信號所傳播的距離。TDOA測量的是MS發(fā)射的信號到達(dá)不同BTS的傳播時間差而不是確切的傳播時間，因此不需要MS與BTS間的精確同步，也不需要在其發(fā)射信號中加上發(fā)射時間標(biāo)記，即不需增加上行鏈路的數(shù)據(jù)量。所以對于公用蜂窩網(wǎng)MS的準(zhǔn)確定位而言，進(jìn)行TDOA測量更具有實際意義。AOA定位只需要2個BTS進(jìn)行AOA測量便可唯一確定一個二維定位點，不存在定位點的模糊性，但需要更換所有的BTS天線。不同類測量值定位的典型例子是利用AOA與TOA或TDOA組合進(jìn)行定位。蜂窩電話定位系統(tǒng)的實現(xiàn)方案

蜂巢是經(jīng)濟(jì)高效的結(jié)構(gòu)方式，蜂窩電話的英文名字叫Cell phone.Cell有細(xì)胞的意思，這就不難想像的出他的一個模式:無限劃分。在建筑學(xué)上，蜂巢是經(jīng)濟(jì)高效的結(jié)構(gòu)方式，移動網(wǎng)絡(luò)是否可以采取同樣的方式，然后在相鄰的小區(qū)使用不同的頻率，在相距較遠(yuǎn)的小區(qū)就采用相同的頻率。這樣既有效地避免了頻率沖突，又可讓同一頻率多次使用，節(jié)省了頻率資源。這一理論巧妙地解決了有限高頻頻率與眾多高密度用戶需求量的矛盾和跨越服務(wù)覆蓋區(qū)信道自動轉(zhuǎn)換的問題。

蜂窩移動電話系統(tǒng)可容納無限多的用戶，在這個區(qū)域內(nèi)任何地點的移動臺車載、便攜電話都可經(jīng)由無線信道和交換機(jī)聯(lián)通公用電話網(wǎng)，真正做到隨時隨地都可以同世界上任何地方進(jìn)行通信，同時，在兩個或多個移動交換局之間，只要制式相同，還可以進(jìn)行自動和半自動轉(zhuǎn)接，從而擴(kuò)大移動臺的活動范圍。因此，從理論上講，蜂窩移動電話系統(tǒng)可容納無限多的用戶。

為了滿足人們移動通信的需要，隨著對電磁波研究的深入、大規(guī)模集成電路的問世，移動電話首先被制造出來，它是主要由送受話器、控制組件、天線以及電源四部分組成。在送受話器上，除了裝有話筒和耳機(jī)外，還有數(shù)字、字母顯示器，控制鍵和撥號鍵等?？刂平M件具有調(diào)制、解調(diào)等許多重要功能。由于手持式移動電話機(jī)是在流動中使用，所需電力全靠自備的電池來供給，當(dāng)時是使用鎳鎘電池，可反復(fù)充電。

70年代初，貝爾實驗室提出蜂窩系統(tǒng)的覆蓋小區(qū)的概念和相關(guān)的理論后，立即得到迅速的發(fā)展，很快進(jìn)入了實用階段。在蜂窩式的網(wǎng)絡(luò)中，每一個地理范圍（通常是一座大中城市及其郊區(qū)）都有多個基站，并受一個移動電話交換機(jī)的控制。

現(xiàn)狀

第一代蜂窩移動電話系統(tǒng)是模擬蜂窩移動電話系統(tǒng)，主要特征是用模擬方式傳輸模擬信號，美國、英國和日本都開發(fā)了各自的系統(tǒng)。

在1975年，美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）開放了移動電話市場，確定了陸地移動電話通信和大容量蜂窩移動電話的頻譜，為移動電話投入商用作好了準(zhǔn)備，1979年，日本開放了世界上第一個蜂窩移動電話網(wǎng)。其實世界上第一個移動電話通信系統(tǒng)是1978年在美國芝加哥開通的，但蜂窩式移動電話后來居上，在1979年，AMPS制模擬蜂窩式移動電話系統(tǒng)在美國芝加哥試驗后，終于在1983年12月在美國投入商用。

我國在1987年開始使用模擬式蜂窩電話通信，1987年11月，第一個移動電話局在廣州開通。我國蜂窩移動通信技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個主要發(fā)展歷程：1. 在第一代蜂窩移動通信技術(shù)的發(fā)展中，也就是1G時代，最為突出的貢獻(xiàn)就是講移動通信的理念及基礎(chǔ)技術(shù)進(jìn)行引進(jìn)，使得頻率技術(shù)水平得到了提升，保證了設(shè)備的容量；2.2G 時代在原有語音技術(shù)的基礎(chǔ)上增加了一定的數(shù)字業(yè)務(wù)，數(shù)字業(yè)務(wù)的起步，開啟了我過蜂窩移動通信技術(shù)的贊新階段；3.3G技術(shù)在原有技術(shù)上增加了多項功能，在業(yè)務(wù)范圍和傳輸能力上實現(xiàn)了大踏步的發(fā)展 。

蜂窩組網(wǎng)思想

蜂窩組網(wǎng)理論由貝爾實驗室提出，是移動通信發(fā)展引發(fā)的構(gòu)想，代表一種構(gòu)造移動通信網(wǎng)的完全不同的方法。蜂窩組網(wǎng)的目的是解決常規(guī)移動通信系統(tǒng)頻譜匱乏、容量小、服務(wù)質(zhì)量差及頻譜利用率低等的問題。蜂窩組網(wǎng)理論的思想有：

1、蜂窩小區(qū)制劃分和小功率發(fā)射

2、多頻道公用與越區(qū)切換

3、頻率復(fù)用

未來發(fā)展

在20世紀(jì)發(fā)展的最后幾年中，移動通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為全世界發(fā)展最為迅猛，市場升值空間最大，潛力最為誘人的市場領(lǐng)域。它的快速發(fā)展是任何人都不能預(yù)測的。隨著時代的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對于移動通信技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)的需求正在急劇上升。因此移動與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合已經(jīng)成為歷史發(fā)展的必然趨勢，同時也是時代賦予移動通信技術(shù)發(fā)展的新要求 。2100433B