【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 93 年歐洲第一個(gè) DCS1800 系統(tǒng)投入運(yùn)營(yíng)。到 1994 年已有 6 個(gè)運(yùn)營(yíng)者采用了該系統(tǒng)。最終推向全球，為人們提供 GSM 服務(wù)。 移動(dòng)通信的發(fā)展?fàn)顩r及未來(lái) 移動(dòng)通信是當(dāng)代通信領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展最快，市場(chǎng)前景最好的部分。從 80 年代以來(lái)，移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)從第一代（模擬系統(tǒng)）和第二代（ GSM）的發(fā)展， 達(dá)到通信領(lǐng)域市場(chǎng)容量的40％至 50％，成了國(guó)際上最受重視的領(lǐng)域，從 1995 年到 2020 年，中國(guó)移動(dòng)通信用戶年平均增長(zhǎng)率接近 100％，中國(guó)移動(dòng)電話用戶增至 億戶，（截止到 2020 年 10 月）飛速發(fā)展的市場(chǎng)，不僅引來(lái)了世界上最新的通信產(chǎn)品，而且也使中國(guó)成為通信技術(shù)創(chuàng)新最活躍的國(guó)家之一。信息產(chǎn)業(yè)部副部長(zhǎng)說(shuō)，根據(jù)“十五”規(guī)劃，中國(guó)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)將保持百分之二十以上的年平均增長(zhǎng)速度，到 2020 年末，中國(guó)內(nèi)地移動(dòng)電話用戶數(shù)將超過(guò)二點(diǎn)六億。通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和用戶數(shù)均居世界第二位 [1]。 我們都已目睹了近幾年來(lái)技術(shù)領(lǐng)域的快速 發(fā)展以及由此而帶來(lái)的種種益處。這些發(fā)展必將繼續(xù)下去 20 世紀(jì) 90 年代，無(wú)線技術(shù)以一種堪稱“難以置信”的方式得到發(fā)展。如果說(shuō)過(guò)去幾年的發(fā)展是振奮人心的，未來(lái)的發(fā)展也將更加如此。 隨著技術(shù)的進(jìn)步，移動(dòng)通信正朝著能提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、多媒體信息通信為一體的第三代（ 3G）網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。第三代移動(dòng)通信的發(fā)展已成為全球通信設(shè)備制造商和電信營(yíng)運(yùn)商所關(guān)心的熱點(diǎn)。它將影響到今后十年通信網(wǎng)和通信服務(wù)的發(fā)展。對(duì)設(shè)備制造商，則是數(shù)以萬(wàn)億 4 美元計(jì)的巨大市場(chǎng)。對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)，則是我國(guó)民族科技和民族產(chǎn)業(yè)在移動(dòng)通信領(lǐng)域突起的一個(gè)極好的機(jī)遇。如 3G 這樣的發(fā) 展正是這一深刻轉(zhuǎn)變的要素。在這種轉(zhuǎn)變中，令人眩目的機(jī)遇接踵而至 [1]。 GSM 移動(dòng)通信系統(tǒng)基本組成原理簡(jiǎn)述 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu) GSM 系統(tǒng)由許多功能單元組成，由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（如下圖 2 所示）中可以看出，整個(gè)系統(tǒng)可以分為 4 個(gè)相互獨(dú)立的子系統(tǒng)：移動(dòng)臺(tái)（ MS）、基站子系統(tǒng)（ BSS）、網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)（ NSS）和操作支持子系統(tǒng)（ OSS）。 MS B T S B T S B S C M S C / V L R O M C H L R / A U C E T R P S T N I S D N P D N N M C D P P S P C S S E M C B S S O S S N S S 圖 1 GSM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 其中，基站子系統(tǒng)（ BSS）是 GSM 系統(tǒng)中與無(wú)線蜂窩方面關(guān)系最直接的基本組成部分，它通過(guò) 無(wú)線接口直接與移動(dòng)臺(tái)相連，負(fù)責(zé)無(wú)線發(fā)送接收和無(wú)線資源的管理。網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（ NSS）是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它對(duì) GSM 移動(dòng)用戶之間及移動(dòng)用戶與其他通信網(wǎng)用戶之間通信起著交換、連接與管理的功能，主要負(fù)責(zé)完成呼叫處理、通信管理、移動(dòng)管理、部分無(wú)線資源管理、安全性管理、用戶數(shù)據(jù)和設(shè)備管理、計(jì)費(fèi)記錄處理、公共信道、信令處理和本地運(yùn)行維護(hù)等。 BSS 主要負(fù)責(zé)無(wú)線信息的發(fā)送與接收及無(wú)線資源管理，同時(shí)與 NSS 相連，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶間或移動(dòng)用戶與固定網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信連接，傳送信息系統(tǒng)和用戶信息等。通過(guò) A 接口和 UM 接口，移動(dòng)臺(tái)（ MS）、 BSS 和 NSS 組成 GSM 系統(tǒng)的信息傳輸實(shí)體部分。操作支持子系統(tǒng)（ OSS）則為運(yùn)營(yíng)部門提供一種手段，用來(lái)控制和維護(hù)這些實(shí)際運(yùn)行部分。 系統(tǒng)的接口 GSM 系統(tǒng)接口示意圖，如圖 3 所示。 5 圖 2 SM 系統(tǒng)接口示意圖 （ 1） Um 接口： BTS 和 MS 之間的接口。 Um 接口是 GSM 系統(tǒng)接口中最重要的接口， UM 接口的物理層（一層）連接內(nèi)容包括： ① 工作頻段： 890MHz915MHz（移動(dòng)臺(tái)發(fā)）， 935MHz960MHz（基地臺(tái)發(fā)）； ② 頻載波： 124 個(gè)； ③ 波間隔： 200KHz； ④ 多址方式： TDMA； ⑤基本幀：每載波 8 時(shí)隙； ⑥信道速率： ,碼元寬度 s； ⑦調(diào)制方式： GMSK，調(diào)制指數(shù)： 。 （ 2） Abis 接口： BSC 和 BTS 之間的接口， Abis 接口支持向客戶提供的所有服務(wù)，并支持對(duì) BTS 無(wú)線設(shè)備的控制和無(wú)線頻率的分配。 （ 3） A 接口： BSC 與 MSC 之間的接口，主要傳遞呼叫處理、移動(dòng)性管理等信息。 （ 4） B 接口： MSC 與 VLR 之間的接口，用于 MSC 向 VLR 詢問(wèn)有關(guān)移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前位置信息，或通知 VLR 有關(guān)移動(dòng)臺(tái)的位置更新。 6 （ 5） C 接口： MSC 與 HLR 之間的接口，用于查詢用戶信息。 （ 6） D 接口： HLR 與 VLR 之間的接口，主要交換位置信息和客戶信息。 （ 7） E 接口： MSC 與 MSC 之間的接口，用于移動(dòng)臺(tái)在呼叫期間從一個(gè) MSC 區(qū)移動(dòng)到另一個(gè) MSC 區(qū)，為保持通話連續(xù)而進(jìn)行局間切換，以及兩個(gè) MSC 間建立客戶呼叫接續(xù)時(shí)傳遞有關(guān)消息。 （ 8） F 接口： MSC 與 EIR 之間的接口，用于 MSC 檢驗(yàn)移動(dòng)臺(tái) IMEI 時(shí)使用。 （ 9） G 接口： VLR 和 VLR 之間的接口，當(dāng)移動(dòng) 臺(tái)以 TMSI 啟動(dòng)位置更新時(shí) VLR 使用 G 接口向前一個(gè) VLR 獲取 MS 的 IMSI。 手機(jī)終端的發(fā)展 第一代手機(jī)（ 1G）是指模擬的移動(dòng)電話，最先研制出大哥大的是美國(guó)摩托羅拉公司的 Cooper 博士。由于當(dāng)時(shí)的電池容量限制和模擬調(diào)制技術(shù)需要碩大的天線和集成電路的發(fā)展?fàn)顩r等等制約，這種手機(jī)外表四四方方，只能成為可移動(dòng)攜。 這種手機(jī)有多種制式，如 NMT， AMPS， TACS，但是基本上使用頻分復(fù)用方式只能進(jìn)行語(yǔ)音通信，收訊效果不穩(wěn)定，且保密性不足，無(wú)線帶寬利用不充分。此中手機(jī)類似于簡(jiǎn)單的無(wú)線電雙工電臺(tái)，通話是鎖定 在一定頻率，所以使用可調(diào)頻電臺(tái)就可以竊聽通話。 第二代手機(jī)（ 2G）也是最常見的手機(jī)。通常這些手機(jī)使用 PHS， GSM 或者 CDMA 這些十分成熟的標(biāo)準(zhǔn)，具有穩(wěn)定的通話質(zhì)量和合適的待機(jī)時(shí)間。在第二代中為了適應(yīng)數(shù)據(jù)通訊的需求，一些中間標(biāo)準(zhǔn)也在手機(jī)上得到支持，例如支持彩信業(yè)務(wù)的 GPRS 和上網(wǎng)業(yè)務(wù)的WAP 服務(wù)，以及各式各樣的 Java 程序等。 3G，是英文 3rdGeneration 的縮寫，指第三代移動(dòng)通信技術(shù)。相對(duì)第一代模擬制式手機(jī)（ 1G）和第二代 GSM、 TDMA 等數(shù)字手機(jī)（ 2G），第三代手機(jī)一般地講，是指將無(wú)線通信與 國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)。它能夠處理圖像、音樂(lè)、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。為了提供這種服務(wù)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說(shuō)在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少 2Mbps（兆字節(jié)／每秒）、 384kbps（千字節(jié)／每秒）以及 144kbps的傳輸速度。 目前手機(jī) 目前在全球范圍內(nèi)使用最廣的手機(jī)是 GSM 手機(jī)和 CDMA 手機(jī)。手機(jī)外觀上一般都應(yīng)該包括至少一個(gè)液晶顯示屏和一套按鍵（部分采用觸摸屏的手機(jī)減少了按鍵）。部 分手機(jī)除了典型的電話功能外，還包含了 PDA、游戲機(jī)、 MP 照相、錄音、攝像、定位等更 7 多的功能，有向帶有手機(jī)功能的 Pocket PC 發(fā)展的趨勢(shì)。 第一代手機(jī)（ 1G）是指模擬的移動(dòng)電話，也有多種制式，如 NMT， AMPS， TACS，但是基本上只能進(jìn)行語(yǔ)音通信，收訊的效果與保密性不足，無(wú)線寬帶利用不充分。在第二代手機(jī)出現(xiàn)以后有了對(duì)比，人們才把這些模擬制式的手機(jī)稱為第一代手機(jī)。用于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（ 3G）的手機(jī)也已經(jīng)研制出來(lái)了，但是由于相關(guān)網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有普及，并未得到廣泛的應(yīng)用。第三代手機(jī)的開始的目標(biāo)之一是開發(fā)一種 可以全球通用的無(wú)線通訊系統(tǒng)，但是實(shí)際最終的結(jié)果是出現(xiàn)了多種不同的制式，主要有 WCDMA、 CDMA2020 和 TDSCDMA 在競(jìng)爭(zhēng)。這些新的制式都基于 CDMA（碼分多址）技術(shù)，在帶寬利用和數(shù)據(jù)通信方面都有進(jìn)一步發(fā)展。 未來(lái)手機(jī) 未來(lái)的手機(jī)將偏重于安全和數(shù)據(jù)通訊。一方面加強(qiáng)個(gè)人隱私的保護(hù)，另一方面加強(qiáng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的研發(fā)，更多的多媒體功能被引入進(jìn)來(lái)，手機(jī)將會(huì)具有更加強(qiáng)勁的運(yùn)算能力，成為個(gè)人的信息終端，而不是僅僅具有通話和文字消息的功能。手機(jī)會(huì)更加智能化，微型化，安全化，多功能化。未來(lái)手機(jī)以下幾種技術(shù)會(huì)受寵 ： （ 1）裸眼 3D 技術(shù)受寵 雖然 3D 顯示在手機(jī)設(shè)備上還處于起步階段，但是各大操作系統(tǒng)及手機(jī)廠商顯然都意識(shí)到了 3D 技術(shù)在未來(lái)的重要性，特別是三星、夏普等韓、日手機(jī)廠商。當(dāng)然，我們這里提到的并非是普通的 3D 界面，而是真正的裸眼 3D 顯示技術(shù)。目前夏普已經(jīng)推出了兩款裸眼 3D 智能手機(jī)： 003SH、 SH03C，這兩款手機(jī)無(wú)需佩戴特殊眼鏡便可直接在手機(jī)上觀看三維圖像，無(wú)論橫豎模式都可生成三維圖像。 （ 2）電容屏稱霸觸控手機(jī)市場(chǎng) 自蘋果 iPhone 推出后，電容屏迅速成在高端觸控手機(jī)市場(chǎng)流行開來(lái)，在 09 年電阻屏還占據(jù)著 70%的市場(chǎng)份額，而到今年就已跌至 30%，也就是說(shuō)電容屏的市場(chǎng)份額在今年已迅速增長(zhǎng)至 70%。到明年，根據(jù)觸摸屏解決方案供應(yīng)商塞普銳思的預(yù)測(cè)，觸控手機(jī)有望全面使用電容觸控屏。 （ 3） 4G 手機(jī)是集 3G 與 WLAN 于一體，并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像，它的圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度與電視不相上下。 4G 系統(tǒng)能夠以 100Mbps 的速度下載，比目前的撥號(hào)上網(wǎng)快 2020 倍，上傳的速度也能達(dá)到 20Mbps，并能夠滿足幾乎所有用戶對(duì)于無(wú)線服務(wù)的要求。 （ 4）未來(lái)的手機(jī)會(huì)更大屏幕，但可以折疊起來(lái)，折疊后的手機(jī)十分小巧，小到你不敢相信的地步 。打開后屏幕可以更好的帶來(lái)視聽享受。 8 （ 5）信用卡手機(jī)隨著射頻身份識(shí)別技術(shù)的廣泛使用，在手機(jī)中將集成可以從無(wú)線電標(biāo)簽中提取有用信息的功能。其中，近距離通信使得在不同設(shè)備間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換成為可能。 LabView 發(fā)展及其優(yōu)點(diǎn) 的發(fā)展 電子測(cè)量?jī)x器發(fā)展至今，大體可分為四代：模擬儀器，分立元件儀器，數(shù)字化儀器，智能儀器和虛擬儀器。 （ 1）第一代模擬儀器 這類儀器在某些實(shí)驗(yàn)室仍能看到，是以電磁感應(yīng)基本定律為基礎(chǔ)的指針式儀器，如指針式萬(wàn)用表，指針式電壓表等，這類指針式儀器借助指針來(lái)顯示最 后結(jié)果。 （ 2）第二代分立元件式儀器 當(dāng) 20 世紀(jì) 50 年代出現(xiàn)電子管， 60 年代出現(xiàn)晶體管時(shí)，便產(chǎn)生了以電子管或晶體管電子電路為基礎(chǔ)的第二代測(cè)試儀器 (分立元件式儀表 )。 （ 3）第三代數(shù)字化儀器 20 世紀(jì) 70 年代，隨著集成電路的出現(xiàn)，誕生了以集成電路芯片為基礎(chǔ)的第三代儀器 (數(shù)字式儀器 )。這類儀器現(xiàn)在相當(dāng)普及，如數(shù)字式電壓表，數(shù)字頻率計(jì)等。這類儀器將模擬信號(hào)的測(cè)量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)測(cè)量，并以數(shù)字方式輸出最終結(jié)果，適用于快速響應(yīng)和較高準(zhǔn)確度的測(cè)量。 （ 4）第四代智能儀器 隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和微處理器的普及，以微處理器為 核心的第四代儀器 (智能式儀表 )迅速普及。這類儀器內(nèi)置微處理器，既能進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試，又具有一定的數(shù)據(jù)處理功能，可取代部分腦力勞動(dòng)，習(xí)慣上稱為智能儀器。 目前，微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，測(cè)試技術(shù)與計(jì)算機(jī)深層次的結(jié)合正引起測(cè)試儀器領(lǐng)域里新的革命，一種全新的儀器結(jié)構(gòu)概念導(dǎo)致新一代儀器虛擬儀器的出現(xiàn) ，它是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，通信技術(shù)和測(cè)量技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是傳統(tǒng)儀器觀念的一次巨大變革，是儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向。它的出現(xiàn)使人類的測(cè)試技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展紀(jì)元 [2]。 LabView 的主要發(fā)展階段可歸納為六個(gè)階段 ,如 圖 3 所示。 9 圖 3 LabView 主要發(fā)展階段 虛擬儀器的功能和特點(diǎn) 虛擬儀器利用 PC 機(jī)強(qiáng)大的圖形環(huán)境和在線幫助功能，建立虛擬儀器面板，完成對(duì)儀器的控制、數(shù)據(jù)分析和顯示，代替了傳統(tǒng)儀器，改變了傳統(tǒng)儀器的使用方式，極大的提高了儀器的功能和使用效率，大幅度的降低了儀器的價(jià)格，使用戶可以根據(jù)自己的需要自定義儀器的功能；可以說(shuō)，虛擬儀器的出現(xiàn)將“儀器”的概念推向了一個(gè)新的紀(jì)元。 隨著社會(huì)生產(chǎn)力的極大發(fā)展，現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求電子儀器品種多、功能強(qiáng)、精度高、 自動(dòng)化程度高，而且要求測(cè)試速度快、實(shí)時(shí)性好、具有 良好的人機(jī)界面。虛擬儀器正好可以滿足這些要求。與傳統(tǒng)的儀器相比較，虛擬儀器具有如下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： （ 1）虛擬儀器的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是軟件。虛擬儀器系統(tǒng)中除 PC 機(jī)外的硬件主要用于數(shù)據(jù)的采集、輸入，至于系統(tǒng)怎樣處理數(shù)據(jù)，具有怎樣的面板和數(shù)據(jù)輸出的形式等都是由軟件決定的。虛擬儀器的好壞，很大程度上取決于軟件水平的高低。 （ 2）開發(fā)與維護(hù)的費(fèi)用低，系統(tǒng)組建時(shí)間短。當(dāng)需要增加新的測(cè)量功能，只需要增加軟件模塊或通用的硬件模塊，縮短了系統(tǒng)的更新時(shí)間，而且有利于系統(tǒng)的擴(kuò)展。應(yīng)用軟件不像傳統(tǒng)儀器的硬件那樣存在元器件老化的問(wèn)題，大大節(jié)省了 維護(hù)的費(fèi)用，延長(zhǎng)設(shè)備的 10 使用壽命。 （ 3）測(cè)量更準(zhǔn)確。傳統(tǒng)儀器測(cè)量個(gè)體之間差異大，而虛擬儀器的應(yīng)用軟件在不同的PC 機(jī)上具有相同的運(yùn)行效果，在軟件運(yùn)行這方面不存在個(gè)體的差異。 （ 4）測(cè)量更方便。因?yàn)閭鹘y(tǒng)儀器功能單一，所以對(duì)一個(gè)信號(hào)完成多個(gè)參數(shù)的測(cè)量需要多臺(tái)儀器，使測(cè)量受連接方式、電纜長(zhǎng)度等因素的影響。虛擬儀器只需對(duì)信號(hào)進(jìn)行一次采樣，多