标题：蜂窝通信技术
何为蜂窝通信技术
蜂窝移动通信已成为世界范围内的一项非凡成功之作，其发展如此迅速以致业务需求远远超过了原先的预测。大多数情况下，经营者只限定在一个固定频段上，几乎无望增加频谱而原来的模拟技术也不能加以扩展跟上需求的发展。较新的技术具备了频谱的更有效利用以及为用户提供改善的安全性和更多的便利。即使如此，分配给这些新技术的频段常常与老技术所用的重叠，这使得转移策略复杂起来。 
传统上欧洲使用900MHz频段而北美使用800MHz频段。多数亚洲国家同时使用两个频段。欧洲900MHz分配频率的主要模拟标准是全接入通信系统，虽然某些欧洲国家使用其它标准GSM是 900MHz频段的一种数字系统，已为欧洲采用为共同标准并在世界上许多其它国家使用，提供了非常有用的漫游设备。此外，GMS标准已用于1800MHz(DCS 1800)。一些国家正建立独立的1800 MHz网而另一些正试图用此频段增加其GSM容量。因为在两个频段上使用相同协议，现在越来越普遍使用GMS－900和GSM－1800这些术语而不用GSM和DCS1800。
第三代移动通信网络的建设必须要考虑到与GSM系统的兼容，充分利用已有遍布世界各地的GSM网络资源，节约已有网络建设资金。从这个角度来讲，UMTS可以满足基于GSM向第三代移动通信网络发展的要求，因为UMTS通信具有下面的特点：
1、能直接与GSM的基础设施相连。网络运营商可以无需安装全新的网络就能提供高速话音、视频和数据业务。可以根据市场需求而逐步把UMTS的节点引入到现有网络并逐渐增加UMTS通信的覆盖率。该方案的优点是如果运营商已经具有一定规模的GSM/GPRS网络，则向3G升级时，可以充分利用现有的网络节点设备，这样不但可以保护用户在GSM/GPRS网络上的投资，而且由于升级后网络节点设备的维护管理系统与原来的类似，可以为运营商的维护管理提供方便。  
2、支持多种数据连接业务。UMTS可以为两个用户或者多个用户之间发送多分组的业务，该业务要求有建立连接、数据传送以及连接释放等工作程序；UMTS也可以根据某个业务请求者的要求，把单一信息传送给多个用户；UMTS还能提供点对点无连接型网络业务，该业务中的各个数据分组彼此互相独立，用户之间的信息传输不需要端到端的呼叫建立程序。
3、抗衰落能力强。UMTS技术具有更大的抗衰落能力，这就意味着在相同的输出功率下能提供范围更广泛的性能,或者在同样的覆盖范围下可降低功率要求。另外，附加的带宽意味着有更大的能力支持更高带宽业务和提供更灵活的多种混合业务。 
4、业务处理能力增强。UMTS克服了传统通信系统的容量不足、语音失真度大、易掉线串线、功率辐射强、数据传输慢等问题，它的业务能力和性能大大增加。UMTS可以支持提供个人移动性的通用个人通信，系统设计全球通用，且兼容现有设备，能提供高清晰话音、高速数据、多媒体、漫游等多项业务，可支持大范围的可变速率信息传送，提供更高速的分组数据通信能力。 
5、应用范围广泛。在UMTS的实际实现中，有些用户可能不会在任何时候都获得最高的数据传输速率。从无线传输的物理限制和网络运营的经济性方面考虑，在那些偏僻及人口稠密地区，系统只能支持低速数据业务。因此，UMTS服务要适应不同的数据速率和不同的服务质量（QoS）。在UMTS发展初期，通信量主要来自诸如机场、火车站等地方。然而，用户希望UMTS的覆盖范围足够大。为此，专家正致力于研究UMTS在不同网络间的漫游技术。这些网络包括由同一运营者管理的GSM系统，或其它有漫游协定的网络。 
6、通话质量及数据通信速度大大提高。与传统的通信技术相比，UMTS通信技术最明显的优势在于通话质量及数据通信速度。然而，在通话品质方面，目前的移动电话消费者还是能接受的。随着技术的发展与应用，现有移动电话网中手机的通话质量还在进一步提高。数据通信速度的高速化的确是一个很大优点，它的最大数据传输速率达到2Mbit/s。另外由于技术的先进性确保了成本投资的大大减少，UMTS通信费用也要比目前的通信费用低。 
作为介于现有第二代移动通信系统与第三代移动通信系统之间的一种过渡性数据通信技术，引进UMTS蜂窝通信技术必然会对现有的网络结构和移动通信设备带来影响，虽然UMTS技术能够大大提高现有GSM网络的数据服务速率，但要使UMTS易于被网络运营商接受和推广，UMTS必须将它现有的网络结构的影响降到最低，并且UMTS系统应该允许运营商再次利用现有的基站设备。此外，使用UMTS，运营商应该不需要修改它们的无线网络规划，而且UMTS的引入也不能影响移动通信的质量。
宏蜂窝技术
蜂窝移动通信系统中，运营初期的主要目标是建设大型的宏蜂窝小区，取得尽可能大的地域覆盖率，宏蜂窝每小区的覆盖半径大多为1km～25km，基站天线尽可能做得很高。在实际的宏蜂窝小内，通常存在着两种特殊的微小区域。一是“盲点”，由于电波在传播过程中遇到障碍物而造成的阴影区域，该区域通信质量严重低劣；二是“热点”，由于空间业务负荷的不均匀分布而形成的业务繁忙区域，它支持宏蜂窝中的大部分业务。以上两“点”问题的解决，往往依靠设置直放站、分裂小区等办法。除了经济方面的原因外，从原理上讲，这两种方法也不能无限制地使用，因为扩大了系统覆盖，通信质量要下降；提高了通信质量，往往又要牺牲容量。近年来，随着用户的增加，宏蜂窝小区进行小区分裂，变得越来越小。当小区小到一定程度时，建站成本就会急剧增加，小区半径的缩小也会带来严重的干扰，另一方面，盲区仍然存在，热点地区的高话务量也无法得到很好的吸收，微蜂窝技术就是为了解决以上难题而产生的。
微蜂窝技术
与宏蜂窝技术相比，微蜂窝技术具有覆盖范围小、传输功率低以及安装方便灵活等，该小区的覆盖半径为30m～300m，基站天线低于屋顶高度，传播主要沿着街道的视线进行，信号在楼顶的泄露小。微蜂窝可以作为宏蜂窝的补充和延伸，微蜂窝的应用主要有两方面：一是提高覆盖率，应用于一些宏蜂窝很难覆盖到的盲点地区，如地铁、地下室；二是提高容量，主要应用在高话务量地区，如繁华的商业街、购物中心、体育场等。微蜂窝在作为提高网络容量的应用时一般与宏蜂窝构成多层网。宏蜂窝进行大面积的覆盖，作为多层网的底层，微蜂窝则小面积连续覆盖叠加在宏蜂窝上，构成多层网的上层，微蜂窝和宏蜂窝在系统配置上是不同的小区，有独立的广播信道。
微蜂窝层的站点数量多，传输成本占整个设备投资的比例大于宏蜂窝基站，根据实际情况选择合理的网硌结构和传输手段是非常重要的。微蜂窝一般为1～2载频，采用PCM方式传输时，如果采用星型连接，传输线占有率非常低，一般微蜂窝之间采用链型方式，这样4～5个微蜂窝可以采用一对传输线路接到机房，可以有效地节约成本。相对于PCM方式，利用现有电话线路进行传输的HDSL传输方式，是目前非常经济的一种传输方式，微蜂窝设备也趋向于内置HDSL传输设备。当微蜂窝由于特殊原因不能采用上述方式传输时，光纤和微波也是较为常用的选择。
智能蜂窝技术
智能蜂窝是指基站采用具有高分辨阵列信号处理能力的自适应天线系统，智能监测所移动台处的位置，并以一定的方式将确定的信号功率传递给移动台的蜂窝小区。对于上行链路而言，采用自适应天线阵接收技术，可以极大地降低多址干扰，增加系统容量；对于下行链路而言，则可以将信号的有效区域控制在移动台附近半径为100～200 波长的范围内，使同道干扰大小为减小。智能蜂窝小区既可以是宏蜂窝，也可以是微蜂窝。利用智能蜂窝小区的概念进行组网设计，能够显著地提高系统容量，改善系统性能。
蜂窝移动通信系统根据使用频段的不同，还可以分为另外三种系统：
双频段网络
双频段是一种通常与GSM和DCS 1800有关的转移策略，因为，这两个频段已使用GSM技术作为单一系统运行。双频段事实上是随着DCS 1800用于增加原先GSM网的容量而增加更多频谱。这种转移的最显著的方面是要求GSM和DCS 1800系统共用相同的公用陆地移动网的标识符，即GSM网标识符。一个GSM-手机仅能在某一时间在一个PLMN上运行，这样使用相同的PLMN使GSM和 DCS1800可起到单一系统的功能。如果GSM和DCS1800系统不作为完全结合的系统使用，那么采用单个PLMN网能造成某种复杂性。无论如何，系统必须决定在重叠地区用户可接入哪一频段，在此可能发生拥塞将是主要因素。也许在拥塞的情况下宁可是GSM用户使用DCS 1800而不是相反。
双模式网络
双模式网均在北美800 MHz段，转移性能已成为其固有的特点。每一种双模式规范的基本目的是：在例如大城市一类的中心地区首先叠加一网以增加现已拥塞网络的系统容量。在重叠的边缘移动台能切换到AMPS模拟小区。每一种双模式技术的系统起始频谱大致为1.25 MHz。 按照此技术，也许需要一个保护频段以便使新分配的频率与AMPS所用的分开。在CDMA的情况下，系统的每一侧需要250 KHz的保护段。一般情况是在商业务开始前已设置了这个频谱以便 能使新网络最优化。
双频段/双模式网络
双频段/双模式网络系统集合了上述两种网络系统的特点，如果其中之一的网络系统处于饱和时，可以自由地被切换到另外一个系统。