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第9章 智慧城市三大技術基礎(5)

智慧城市之路:科學治理與城市個性 作者:中國電信智慧城市研究組


1997年 68個國家簽定國際協(xié)定,互相開放電信市場,相應地,通信文化也經(jīng)歷了三波浪潮,即模擬通信文化浪潮、數(shù)字通信文化浪潮和寬帶通信文化浪潮三個階段。受各國政治經(jīng)濟發(fā)展不平衡狀況的影響,通信文化的三波浪潮并不是齊頭并進的,而是參差不齊的。從全球范圍看,通信文化目前正在經(jīng)歷數(shù)字通信文化浪潮和寬帶通信文化浪潮。從嚴格意義上講,寬帶技術是數(shù)字通信技術的延伸,但是,考慮到寬帶技術對通信文化的潛在影響十分巨大,從某種意義上講不啻于是一場新的通信文化革命,所以我們特別將其剝離出來,以表征這種特殊性。

在通信方面,從傳輸、交換到終端設備,從有線通信到無線通信,正在全面走向數(shù)字化,促進了通信技術從低速向高速、從單一語音通信向多媒體數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)變;在廣播電視和新聞媒體領域,節(jié)目制作、傳送和接收及印刷出版等均已開始實現(xiàn)數(shù)字化分布式處理。網(wǎng)絡技術大趨勢是試圖將整個國家或地區(qū)經(jīng)濟和社會進步的發(fā)展都架構(gòu)在信息網(wǎng)絡上,發(fā)展網(wǎng)絡經(jīng)濟、網(wǎng)絡社會。與此同時,隨著計算機結(jié)構(gòu)和功能將向著微型化、超強功能、智能化和網(wǎng)絡化的方向發(fā)展,人機界面將更為友好。

9.2.2  移動通信技術

現(xiàn)代的無線通信可以追溯到1896年馬可尼的第一次無線電傳輸。1920年美國建立了第一批商業(yè)性質(zhì)的無線電主站;1941年播出了第一個商業(yè)電視節(jié)目。這些傳輸都是單向廣播傳輸。

1946年,公用移動電話服務在美國25個城市開通,最初的系統(tǒng)是模擬的,后來全部改為數(shù)字的。從那以后,移動通信技術經(jīng)歷了迅速的發(fā)展,其用戶規(guī)模也獲得了驚人的增長。

1.第一代通信技術

模擬移動通信系統(tǒng)是蜂窩移動通信系統(tǒng)發(fā)展的早期階段,1946年,第一種公眾移動電話服務被引進到美國的25個主要城市,每個系統(tǒng)使用單個大功率的發(fā)射機和高塔,覆蓋地區(qū)超過50公里,但僅能以半雙工模式提供語音服務,卻使用120kHz帶寬。雖然經(jīng)過了后來技術的進步而提高了頻譜使用效率,提供了全雙工、自動撥號等功能,但提供的服務由于頻道的數(shù)量很少及呼叫阻塞等原因不能滿足使用。在20世紀五六十年代,AT&T的貝爾實驗室和全世界其他的通信公司發(fā)展了蜂窩無線電話的原理和技術。在地域上將覆蓋范圍劃分成小單元,每個單元復用頻帶的一部分以提高頻帶的利用率,即在干擾受限的環(huán)境下,依賴于適當?shù)念l率復用規(guī)劃(特定地區(qū)的傳播特性)和頻分復用(FDMA)來提高容量,從而實現(xiàn)了真正意義上的蜂窩移動通信。

一個典型的模擬蜂窩電話系統(tǒng)是在美國使用的高級移動電話系統(tǒng)(AMPS),AMPS系統(tǒng)采用7小區(qū)復用模式,并可在需要時采用扇區(qū)化和小區(qū)分裂來提高容量。與其他第一代蜂窩系統(tǒng)一樣,AMPS在無線傳輸中采用了頻率調(diào)制,在美國,從移動臺到基站的傳輸使用824MHz到849MHz的頻段,而基站到移動臺使用869MHz到 894MHz的頻段。每個無線信道實際上由一對單工信道組成,它們彼此有45MHz分隔。每個基站通常有一個控制信道發(fā)射器(用來在前向控制信道上進行廣播),一個控制信道接收器(用來在反向控制信道上監(jiān)聽蜂窩電話呼叫建立請求),以及8個或更多頻分復用雙工語音信道。

在一個典型的呼叫中,隨著用戶在業(yè)務區(qū)內(nèi)移動,移動交換中心發(fā)出多個空白-突發(fā)指令,使該用戶在不同基站的不同語音信道間進行切換。在AMPS中,當正在進行服務的基站的反向語音信道(RVC)上的信號強度低于一個預定的閾值時,則由移動交換中心產(chǎn)生切換決定。預定的閾值由業(yè)務提供商在移動交換中心中進行調(diào)制,它必須不斷進行測量和改變,以適應用戶的增長、系統(tǒng)擴容,以及業(yè)務流量模式的變化。移動交換中心在相鄰的基站中利用掃描接收機,即所謂定位接收機來確定需要切換的特定用戶的信號水平。這樣,移動交換中心就能找出接受切換的最佳鄰近基站,從而完成交換的工作。

2.第二代通信技術

GSM(Global System for Mobile Communication,全球移動通信系統(tǒng))是一種起源于歐洲的移動通信技術標準。GSM系列主要有GSM900、DCS1800和PCS1900三部分,三者之間的主要區(qū)別是工作頻段的差異。

GPRS(General Packet Radio Service,通用分組無線業(yè)務)是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術,提供端到端的、廣域的無線IP連接。通俗地講,GPRS是一項高速數(shù)據(jù)處理的技術,方法是以“分組”的形式傳送資料到用戶手上,是一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務。相對原來GSM的撥號方式的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式,GPRS是分組交換技術,具有“實時在線”、“按量計費”、“快捷登錄”、“高速傳輸”、“自如切換”的優(yōu)點。A類(Class-A)操作模式:可同時運行GPRS和其他GSM服務。B類(Class-B)操作模式:可在GPRS和GSM之間自動切換工作;C類(Class-C)操作模式:可在GPRS和GSM之間人工切換工作。 其收費方式是以流量的多少計算費用,“發(fā)呆”則是免費的,用戶只需按實際傳送的數(shù)據(jù)量付費。


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