基本介紹
- 中文名：蜂窩電話
- 外文名：Cellular
特點,原理,發展,
特點
蜂巢是經濟高效的結構方式，蜂窩電話的英文名字叫Cell phone.Cell有細胞的意思，這就不難想像的出他的一個模式:無限劃分。在建築學上，蜂巢是經濟高效的結構方式，行動網路是否可以採取同樣的方式，然後在相鄰的小區使用不同的頻率，在相距較遠的小區就採用相同的頻率。這樣既有效地避免了頻率衝突，又可讓同一頻率多次使用，節省了頻率資源。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覆蓋區信道自動轉換的問題。
蜂窩行動電話系統可容納無限多的用戶，在這個區域內任何地點的移動台車載、便攜電話都可經由無線信道和交換機聯通公用電話網，真正做到隨時隨地都可以同世界上任何地方進行通信，同時，在兩個或多個移動交換局之間，只要制式相同，還可以進行自動和半自動轉接，從而擴大移動台的活動範圍。因此，從理論上講，蜂窩行動電話系統可容納無限多的用戶。
原理
根據進行定位計算並獲得定位結果的位置以及在何處套用該定位結果，可以將蜂窩電話定位系統分為：自主定位系統、遠程定位系統、間接自主定位系統和間接遠程定位系統。在自主定位系統中，MS可以接收周圍基站(BTS)的信息並進行適當的信號參數測量，並利用這些測量值算出MS的位置。在遠程定位系統中，MS發出的信號被一個或多個接收機接收、測量，測量值被送往定位中心(LC)進行運算求出該MS的定位值，這些定位信息可以在LC套用，也可以傳給其它系統套用，如計算機輔助調度決策系統等。在實際套用中，經常需要將主定位信息傳給遠端的套用中心(稱作間接遠程定位)或將遠程定位中心算出的定位數據傳給有關的MS(間接自主定位)套用，這就是所謂的間接定位。
定位系統可以利用信號強度(SS)、載波相位(CP)、信號到達角度(AOA)和時間測量值(包括信號到達時間TOA、信號到達時間差TDOA)以及它們的組合進行定位估算。每個參數測量值可以確定目標所在的一條軌跡，多個測量值可以確定目標所處的多條軌跡，通過求解軌跡交點便可以確定移動目標的位置。在某些情況下(如無法獲得足夠多的參數測量值)，軌跡交點可能並非唯一，即出現定位點的模糊性(如TOA或TDOA二維定位，兩軌跡相交時可能有2個交點，如圖1(a)、(b)，可以通過一系列方法加以解決。例如利用與移動目標運動軌跡連續性有關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於提高定位精度和可靠性。
在一個具體的蜂窩定位系統中可以採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，求解其交點進行定位。如圖1(a)、(b)、(c)分別是利用多個TOA、TDOA、AOA測量值進行定位的同類測量值定位方法。TOA測量要求MS的發射與所有BTS的接收精確同步(1μs的定位誤差將導致300m的定位誤差)，並且在其發射信號中要包含發射時間標記以便接收基站信號到達時間確定信號所傳播的距離。TDOA測量的是MS發射的信號到達不同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，也不需要在其發射信號中加上發射時間標記，即不需增加上行鏈路的數據量。所以對於公用蜂窩網MS的準確定位而言，進行TDOA測量更具有實際意義。AOA定位只需要2個BTS進行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組合進行定位。蜂窩電話定位系統的實現方案
定位系統可以利用信號強度(SS)、載波相位(CP)、信號到達角度(AOA)和時間測量值(包括信號到達時間TOA、信號到達時間差TDOA)以及它們的組合進行定位估算。每個參數測量值可以確定目標所在的一條軌跡，多個測量值可以確定目標所處的多條軌跡，通過求解軌跡交點便可以確定移動目標的位置。在某些情況下(如無法獲得足夠多的參數測量值)，軌跡交點可能並非唯一，即出現定位點的模糊性(如TOA或TDOA二維定位，兩軌跡相交時可能有2個交點，如圖1(a)、(b)，可以通過一系列方法加以解決。例如利用與移動目標運動軌跡連續性有關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於提高定位精度和可靠性。
在一個具體的蜂窩定位系統中可以採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，求解其交點進行定位。如圖1(a)、(b)、(c)分別是利用多個TOA、TDOA、AOA測量值進行定位的同類測量值定位方法。TOA測量要求MS的發射與所有BTS的接收精確同步(1μs的定位誤差將導致300m的定位誤差)，並且在其發射信號中要包含發射時間標記以便接收基站信號到達時間確定信號所傳播的距離。TDOA測量的是MS發射的信號到達不同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，也不需要在其發射信號中加上發射時間標記，即不需增加上行鏈路的數據量。所以對於公用蜂窩網MS的準確定位而言，進行TDOA測量更具有實際意義。AOA定位只需要2個BTS進行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組合進行定位。蜂窩電話定位系統的實現方案
發展
為了滿足人們移動通信的需要，隨著對電磁波研究的深入、大規模積體電路的問世，行動電話首先被製造出來，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外，還有數字、字母顯示器，控制鍵和撥號鍵等。控制組件具有調製、解調等許多重要功能。由於手持式行動電話機是在流動中使用，所需電力全靠自備的電池來供給，當時是使用鎳鎘電池，可反覆充電。
70年代初，貝爾實驗室提出蜂窩系統的覆蓋小區的概念和相關的理論後，立即得到迅速的發展，很快進入了實用階段。在蜂窩式的網路中，每一個地理範圍（通常是一座大中城市及其郊區）都有多個基站，並受一個行動電話交換機的控制。
現狀
第一代蜂窩行動電話系統是模擬蜂窩行動電話系統，主要特徵是用模擬方式傳輸模擬信號，美國、英國和日本都開發了各自的系統。
在1975年，美國聯邦通信委員會（FCC）開放了行動電話市場，確定了陸地行動電話通信和大容量蜂窩行動電話的頻譜，為行動電話投入商用作好了準備，1979年，日本開放了世界上第一個蜂窩行動電話網。其實世界上第一個行動電話通信系統是1978年在美國芝加哥開通的，但蜂窩式行動電話後來居上，在1979年，AMPS制模擬蜂窩式行動電話系統在美國芝加哥試驗後，終於在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，第一個行動電話局在廣州開通。我國蜂窩移動通信技術的發展大致經歷了三個主要發展歷程：1. 在第一代蜂窩移動通信技術的發展中，也就是1G時代，最為突出的貢獻就是講移動通信的理念及基礎技術進行引進，使得頻率技術水平得到了提升，保證了設備的容量；2.2G 時代在原有語音技術的基礎上增加了一定的數字業務，數字業務的起步，開啟了我過蜂窩移動通信技術的贊新階段；3.3G技術在原有技術上增加了多項功能，在業務範圍和傳輸能力上實現了大踏步的發展。
蜂窩組網思想
蜂窩組網理論由貝爾實驗室提出，是移動通信發展引發的構想，代表一種構造移動通信網的完全不同的方法。蜂窩組網的目的是解決常規移動通信系統頻譜匱乏、容量小、服務質量差及頻譜利用率低等的問題。蜂窩組網理論的思想有：
1、蜂窩小區制劃分和小功率發射
2、多頻道公用與越區切換
3、頻率復用
未來發展
在20世紀發展的最後幾年中，移動通信技術與網際網路已經成為全世界發展最為迅猛，市場升值空間最大，潛力最為誘人的市場領域。它的快速發展是任何人都不能預測的。隨著時代的發展以及科學技術的發展，人們對於移動通信技術以及網際網路的需求正在急劇上升。因此移動與網際網路的結合已經成為歷史發展的必然趨勢，同時也是時代賦予移動通信技術發展的新要求。
