第一篇：移動通信論文

3G與4G技術標準概論

3G是第三代移動通信技術，是指支持高速數據傳輸的蜂窩移動通訊技術。3G服務能夠同時傳送聲音及數據信息，速率一般在幾百kbps以上。3G是指將無線通信與國際互聯網等多媒體通信結合的新一代移動通信系統，目前3G存在3種標準：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。

1．三種標準的簡單介紹

WCDMA，全稱為Wideband CDMA，也稱為CDMA Direct Spread，意為寬頻分碼多重存取，這是基于GSM網發展出來的3G技術規范，這套系統能夠架設在現有的GSM網絡上，對于系統提供商而言可以較輕易地過渡。因此WCDMA具有先天的市場優勢。WCDMA已是當前世界上采用的國家及地區最廣泛的，終端種類最豐富的一種3G標準，占據全球80%以上市場份額。CDMA2000是由窄帶CDMA（CDMA IS95）技術發展而來的寬帶CDMA技術，也稱為CDMA Multi-Carrier，韓國成為該標準的主導者。這套系統是從窄頻CDMAOne數字標準衍生出來的，可以從原有的CDMAOne結構直接升級到3G，建設成本低廉。雖然CDMA2000的支持者不如W-CDMA多但是CDMA2000的研發技術卻是目前各標準中進度最快的，許多3G手機已經率先面世。該標準提出了從CDMAIS95（2G）-CDMA20001x-CDMA20003x（3G）的演進策略。TD—SCDMA全稱為Time Division-Synchronous CDMA（時分同步CDMA），該標準是由中國大陸獨自制定的3G標準，TD-SCDMA具有輻射低的特點，被譽為綠色3G。該標準將智能無線、同步CDMA和軟件無線電等當今國際領先技術融于其中，在頻譜利用率、對業務支持具有靈活性、頻率靈活性及成本等方面的獨特優勢。，非常適用于GSM系統向3G升級。軍用通信網也是TD-SCDMA的核心任務。相對于另兩個主要3G標準CDMA2000和WCDMA它的起步較晚，技術不夠成熟。

2.三種標準的對比

WCDMA、CDMA2000與TD—SCDMA都屬于寬帶CDMA技術。寬帶CDMA進一步拓展了標準的CDMA概念，在一個相對更寬的頻帶上擴展信號，從而減少由多徑和衰減帶來的傳播問題，具有更大的容量，可以根據不同的需要使用不同的帶寬，具有較強的抗衰落能力與抗干擾能力，支持多路同步通話或數據傳輸，且兼容現有設備。WCDMA、CDMA2000與TD-SCDMA都能在靜止狀態下提供2Mbit/s的數據傳輸速率，但三者的一些關鍵技術仍存在著較大的差別，性能上也有所不同。

1、雙工模式

WCDMA與CDMA2000都是采用FDD(頻分數字雙工)模式，TD-SCDMA采用TDD(時分數字雙工)模式。WCDMA與CDMA2000能夠支持移動終端在時速500公里左右時的正常通信，而TD-SCDMA只能支持移動終端在時速120公里左右時的正常通信。TD-SCDMA在高速公路及鐵路等高速移動的環境中處于劣勢。

2、碼片速率與載波帶寬

碼片速率高能有效地利用頻率選擇性分集以及空間的接收和發射分集，可以有效地解決多徑問題和衰落問題，WCDMA在這方面最具優勢。載波帶寬方面，帶寬越高，支持的用戶數就越多，在通信時發生網塞的可能性就越小。在這方面WCDMA具有比較明顯的優勢。TD-SCDMA系統采用TDD雙工模式，因此只需占用單一的1.6M帶寬，因而TD-SCDMA對頻率資源的利用率是最高的。

3、智能天線技術

智能天線技術是TD-SCDMA采用的關鍵技術，已由大唐電信申請了專利，目前WCDMA與CDMA2000都還沒有采用這項技術。智能天線是一種安裝在基站現場的雙向天線獲取方向性，還可以減少小區間及小區內的干擾。智能天線的這些特性可顯著提高移動通信系統的頻譜效率。

4、越區切換技術

WCDMA與CDMA2000都采用了越區“軟切換”技術，即當手機發生移動或是目前與手機通信的基站話務繁忙使手機需要與一個新的基站通信時，并不先中斷與原基站的聯系，而是先與新的基站連接后，再中斷與原基站的聯系。而TD-SCDMA則是采用了越區“接力切換”技術，智能天線可大致定位用戶的方位和距離，基站和基站控制器可根據用戶的方位和距離信息，判斷用戶是否移動到應切換給另一基站的臨近區域，如果進入切換區，便由基站控制器通知另一基站做好切換準備，達到接力切換目的。

在切換的過程中，需要兩個基站間的協調操作。WCDMA無需基站間的同步，通過兩個基站間的定時差別報告來完成軟切換。CDMA2000與TD-SCDMA都需要基站間的嚴格同步，因而必須借助GPS等設備來確定手機的位置并計算出到達兩個基站的距離。由于GPS依賴于衛星，CDMA2000與TD-SCDMA的網絡布署將會受到一些限制，而WCDMA的網絡在許多環境下更易于部署，即使在地鐵等GPS信號無法到達的地方也能安裝基站，實現真正的無縫覆蓋。而且GPS是美國的系統，若將移動通信系統建立在GPS可靠工作的基礎上，將會受制于美國的GPS政策，有一定的風險。

3.三種標準的優缺點

3G標準的確定 , 也就意味著其采用的一些關鍵技 術的確定。由于目前 3G采用很多技術的先進性 , 將來 4G在很大程度上將繼續沿用 3G的很多關鍵技術。下 面從 3G和 4G都要采用的核心技術和其他一些關鍵技 術來對它們進行分析。

3.1 核心技術的比較

在 3G中 ,采用的核心技術是 CDMA 技術;在 4G中 采用 OFDM(正交頻分復用)技術。對于 CDMA 技術 ,由 于已經比較成熟 ,這兒就不再做介紹。由于 OFDM技術 是一種可以有效對抗信號間干擾的高速傳輸技術 , 具 有良好的抗干擾性能 , 所以逐漸在通信領域得到廣闊 的運用。由于無線信道傳輸特性的不理想 ,各類無線和 移動通信普遍存在著符號間干擾(ISI)。對這種符號間 干擾通常采用自適應均衡器來加以克服 , 但是在高速 數字通信系統中 , 為了保證克服符號間干擾 , 往往要求 均衡器的抽頭數很大 , 尤其是在城市環境 , 可能使得均 衡器的抽頭數上百 , 這樣就必然大大增加均衡器的復 雜程度 ,提高設備造價和成本。為了能在下一代移動通 信中有效解決這一問題 ,OFDM技術因其頻譜利用率高 和抗多徑衰落性能好而被普遍看好 , 以取代復雜而昂 貴的自適應均衡器。近年來 , 由于 DSP技術的飛速發 展 ,OFDM作為一種可以有效對抗符號間干擾的高速傳 輸技術 ,引起了廣泛關注。OFDM技術在未來第四代移 動通信系統中的運用 , 將會使現在普遍使用的自適應 均衡器在 4G中退出歷史舞臺。

3.2 智能天線

智能天線是一種基于自適應天線原理的移動通信 新技術。它結合了自適應天線技術的優點 ,利用天線陣 列的波束匯成和指向 , 產生多個獨立的波束 , 可以自適 應地調整其方向圖以跟蹤信號的變化。接收時 ,每個陣 元的輸入被自適應地加權調整 , 并與其他的信號相加 , 以達到從混合的接收信號中解調出期望信號和抑制干 擾信號的目的 , 它對干擾方向調零以減少甚至抵消干 擾信號。發射時 ,根據從接收信號中獲知的 UE信號方 位圖 , 通過自適應地調整每個輻射陣元輸出的幅度和 相位 , 使得它們的輸出在空間迭加而產生指向目標 UE 的賦形波束。智能天線的特點是能夠以較低的代價換 得天線覆蓋范圍、系統容量、業務質量、抗阻塞和抗掉話等性能的提高。智能天線在消除干擾、擴大小區半徑、降低系統成 本、提高系統容量等方面具有不可比擬的優越性。正因 為如此 , 在 IMT-2000 家族中 , WCDMA 和 CDMA2000 都希望能夠在系統中采用智能天線 , 但是因為其算法 復雜度高 , 因此 , 在 3G 系統標準中 , 僅僅只有 TD-SCDMA 系統采用了這種技術。在 TD-SCDMA 系統中 的上、下行信道使用同一載頻 , 上下行射頻信道完全對 稱 ,從而有利于智能天線的使用(目前僅用于基站)。智 能天線系統由一組天線陣及相連的收發信機和先進的 數字信號處理算法構成。在發送端 ,智能天線根據接收 到的終端到達信號在天線陣產生的相位差 , 利用先進 的數字信號處理算法提取出終端的位置信息 , 根據終 端的位置信息 , 有效地產生多波束賦形 , 每個波束指向 一個特定終端并自動地跟蹤終端移動 , 從而有效地減 少了同信道干擾 ,提高了下行容量。空間波束賦形的結 果使得在保持小區覆蓋不變的情況下 , 可以極大地降 低總的射頻發射功率 , 一方面改善了空間電磁環境 , 另 一方面也降低了無線基站的成本。在接收端 ,智能天線 通過空間選擇性分集 , 可大大提高接收靈敏度 , 減少不 同位置同信道用戶的干擾 , 有效合并多徑分量 , 抵消多 徑衰落 ,提高上行容量。在 4G中 , 為了達到高速通信的目的 , 必須更加有 效的使用智能天線。智能天線無法解決的問題是時延 超過碼片寬度的多徑干擾和高速移動的多普勒效應造成的信道 ,這些問題在 4G中將得到有效的解決。因此 , 在多徑干擾嚴重的高速移動環境下 , 智能天線必須和 其它抗干擾的數字信號處理技術同時使用 , 才可能達 到最佳效果。這些數字信號處理技術包括聯合檢測、干 擾抵消及 Rake 接收等。

3.3 聯合檢測

聯合檢測技術的核心思想就是利用均衡技術 , 將 來自其他用戶的 ISI也當作 MAI而一并消除之。系統干 擾包括多徑干擾、小區內多用戶干擾和小區間干擾。這 些干擾破壞各個信道的正交性 , 降低 CDMA 系統的頻 譜利用率。傳統的 Rake 接收機技術把小區內的多用戶 干擾當作噪聲處理 , 而沒有利用該干擾不同于噪聲干 擾的獨有特性。聯合檢測技術即“多用戶干擾”抑制技 術 ,是消除和減輕多用戶干擾的主要技術 ,它把所有用 戶的信號都當作有用信號處理 , 這樣可充分利用用戶 信號的擴頻碼、幅度、定時、延遲等信息 ,從而大幅度降 低多徑多址干擾 , 但同時也存在多碼道處理過于復雜 和無法完全解決多址干擾等問題。將智能天線技術和 聯合檢測技術相結合 ,可獲得較為理想的效果。在 3 個 3G標準中 , TD-SCDMA 系統采用的低碼片速率有利 于各種聯合檢測算法的實現。4G中的聯合檢測技術為了獲得更加理想的效果 , 可能會采用低碼片速率 , 這樣有利于將智能天線和聯 合檢測技術相結合 , 4G的聯合檢測原理相同于 3G的 原理圖 ,如圖 2 所示。

3.4 軟件無線電

軟件無線電是利用數字信號處理軟件實現傳統上 由硬件電路來完成的無線功能的技術 , 通過加載不同 的軟件 ,可實現不同的硬件功能。在 3G和 4G系統中 , 軟件無線電可用來實現智能天線、同步檢測、載波恢復 和各種基帶信號處理等功能模塊。可以預料 ,在 4G中 , 軟件無線電的使用將會比 3G中更加廣闊。其優點主要 表現在 :(1)通過軟件方式 ,靈活完成硬件功能;(2)良好的靈活性及可編程性;(3)可代替昂貴的硬件電路 ,實現復雜的功能;(4)對環境的適應性好 ,不會老化;(5)便于系統升級 ,降低用戶設備費用。

3.5 功率控制

功率控制技術是 3G系統的核心技術。在 3G中 , CDMA 系統是一個自擾系統 , 所有移動用戶都占用相 同帶寬和頻率 ,“遠近效用”問題特別突出。CDMA 功率 控制的目的就是克服“遠近效用” , 使系統既能維護高 質量通信 ,又不對其他用戶產生干擾。功率控制分為前 向功率控制和反向功率控制 , 反向功率控制又可分為 僅由移動臺參與的開環功率控制和移動臺、基站同時 參與的閉環功率控制。(l)反向開環功率控制。它是移動臺根據在小區中 接收功率的變化 , 調節移動臺發射功率以達到所有移 動臺發出的信號在基站時都有相同的功率。它主要是 為了補償陰影、拐彎等效應 , 所以它有一個很大的動態 范圍 ,根據 IS-95 標準 ,它至少應該達到正負 32 dB 的 動態范圍。(2)反向閉環功率控制。閉環功率控制的設計目標 是使基站對移動臺的開環功率估計迅速做出糾正 , 以 使移動臺保持最理想的發射功率。(3)前向功率控制。在前向功率控制中 ,基站根據 測量結果調整每個移動臺的發射功率 , 其目的是對路 徑衰落小的移動臺分派較小的前向鏈路功率 , 而對那 些遠離基站的和誤碼率高的移動臺分派較大的前向鏈 路功率。在 4G系統中 , 功率控制的使用將會比 3G更加精 確 , 移動臺和基站都將同時使用功率控制 , 現在 3G中 比較顯著的“遠近效用”問題 ,通過 4G的嚴格的功率控 制將得到比較圓滿的解決。3.6 Turbo 編/ 譯碼(Turbo Encode/ Decode)自從 1993 年 C·Berrou 等學者在國際通信會議上 提出 Turbo 碼以來 , 有關 Turbo 碼設計及其性能的研究 已成為國際信息與編碼理論界最為重要的研究領域之 一。Turbo 碼在低信噪比下所表現出的近Shannon 限的 性能 , 使得它在深空通信、移動通信等系統中有廣闊的 應用前景。Turbo 碼之所以具有如此誘人的性能 , 主要 是由于 Turbo 碼譯碼器采用了軟輸出迭代譯碼算法 ,充 分利用了譯碼輸出的軟信息。另外 , Turbo 碼還采用了 偽隨機交織器分隔的遞歸系統卷積碼(RSC)作為分量碼。交織器除了抗信道突發錯誤外 ,還改變了碼的重量 分布 , 控制編碼序列的距離特性 , 使重量譜窄帶化 , 從 而使 Turbo 碼的整體糾錯性能得以提高。鑒于 Turbo 碼 的優點 , 3GPP 協議已明確要求所有的系統都應支持 Turbo 編/ 譯碼。在 4G中 , 雖然現在還沒有明確表示采用那種編碼 方式 ,但是鑒于 Turbo 碼的優越的性能 ,可以預見 ,在未 來的 4G系統中 ,采用 Turbo 碼的可能性會很大。

4.4G在我國的發展現狀

4G 移動通信技術發展到現在，在移動通信領域占據了重要地位，分析其技術發展現狀對于未來改善探索有重要意義。現行應用的 4G 通信技術主要以通信服務為主，比如IPv6為該技術提供統一地址支持，通過自動配置功能實現地址唯一，其高級別的服務能力滿足移動用戶不同位置同等通信信號的服務質量，保障了信息傳輸速率與質量；4G 通信技術中 SA（智能天線）技術可有效屏蔽外界干擾信號，保障技術運行的健康環境，還可對相關數據信號做自動跟蹤，有利于通信定位服務；OFDM（正交頻分復用技術）利用信息算法通過改變正交分割信道完成高速信號的轉化，形成具有低速特性的信息流完成信道的合理分配，在增強信號傳遞能力的同時也保障了高速傳輸效率，避免了不同信道之間的交叉干擾。的聯合運用共同構成了現今的 4G 移動通信技術，引領著當前通信領域行業發展，不僅超越 3G 技術帶來更加優越的用戶體驗，且為通信服務的升級、服務形式多樣化提供了更多可能性，是未來移動領域通信技術實踐的主要方向。4G 技術當前的基本應用可以從移動通信行業的發展歷程中窺見一二，對 4G 技術的應用認知更多的還是集中在通信領域，雖然目前還存在不少問題影響該技術的推廣、普及與應用效率，但是假以時日，通過改善探索那些阻礙 4G 技術發展的瓶頸必然會被突破。比如當前移動通信行業備受關注的 4G 通信服務，以移動、電信、聯通等為代表的通信運營商在取得 4G 牌照后展開了激烈的市場競爭，幾大運營商對于4G 通信技術高度重視，在OTT 業務發展影響下用戶黏性的降低意味著 4G 技術應用競爭必然會面臨更加嚴酷的挑戰，因此如何與 OTT 業務發展保持平衡、解決收費問題成為了未來競爭的關鍵，也是真正發揮 4G 通信技術經濟價值與社會價值的實踐探索核心。4G移動通信技術改善探索鑒于 4G 移動通信技術的諸多優勢，在未來其必然有更多的技術突破，對通信行業產生變革式影響，諸多運營商在體驗到 4G 技術的巨大發展潛力時無疑將會持續推出更好的通信產品，以改善用戶體驗，提升通信市場份額，在競爭中占據優勢地位。比如移動通信 4G 基站的建立，越來越多的 4G 基站代表著不斷提升的通信服務水準，也意味著 4G 技術的應用發展與市場需求、用戶體驗密切相關，這意味著未來更多的先進技術會被投入到4G研究中，為通信領域行業變革服務。4G 技術將會更好的實現用戶的精準識別，在保障技術工作效率的同時，在用戶識別方面持續升級，尤其是精準識別的應用，在用戶信息管理方面將會發揮更大價值，通過拓展終端設備儲存量可逐步縮減基礎裝置數量，實現網絡基站的升級變革。4G 技術在自動報錯與修復方面表現出眾，通過利用相關處理器完成節點故障處理，避免信號過敏，還可利用自動修復技術及時排除故障，保障通信質量與效率，這也是未來該技術的改革探索重點。4G 技術在抗干擾方面的卓越表現促使通信零干擾成為發展主流，確保了通信質量有利于營造良性的通信環境，是未來技術探索改革的一大側重點。除此之外，4G 技術在多區域漫游、技術節能降耗等方面的實踐探索也是未來持續改革探索的主要方面，最終目的還是為提升通信服務質量與效率，保障用戶體驗。綜上所述，4G 移動通信技術的發展與應用目前正經歷著諸多考驗，作為一種具有諸多優勢的全面通信技術，其發展過程中面臨著巨大壓力，研究技術應用現狀將對于技術未來的改善探索提供了諸多參考助益。

參考資料

[1]百度百科：移動通信，3G [2]李小文、李貴勇、陳賢亮等.第三代移動通信系統、信令及實 現.北京:人民郵電出版社 2003 年

[3] 啜 鋼、王文博、常永宇等.移動通信原理與應用.北京:北京 郵電大學出版社 ,2002 年

[ 4] 林金桐、李默芳.移動通信中的關鍵技術.北京:北京郵電大 學出版社 ,2000 年

第二篇：移動通信論文

《移動通信》

論文

院系：XX專業：通信工程年級班級：XX學號：XX姓名：XXX指導教師：李X設計日期：2011年6月26日

第 1 頁

一 移動通信的簡介及發展

人類19世紀以前，漫長的歷史時期內，人類傳遞信息主要依靠人力、畜力，也曾使用信鴿或借助烽火等方式來實現。這些通信方式效率極低，都受到地理距離及地理障礙的極大限制。

到19世紀，電報機的出世，推動了通信技術的發展，及以后電話機的問世，通信的發展越來越實用，越來越普及，越來越高端。到現在的個人移動通信。

移動通信就是移動體之間的通信，或移動體與固定物體之間的通信。移動體可以是人，也可以是汽車、火車、輪船、收音機等在移動狀態中的物體。

1、第一代移動通信（1G）

主要采用的是模擬技術和頻分多址（FDMA）技術。由于受到傳輸帶寬的限制，不能進行移動通信的長途溫游，只能是一種區域性的移動通信系統。第一代移動通信有多種制式，我國主要采用的是TACS。第一代移動通信有很多不足之處，比如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通話質量不高、不能提供數據業務等。

2、第二代移動通信（2G）

主要采用的是數字的時分多址（TDMA）技術和碼分多址（CDMA）技術。主要業務是語音，其主特性是提供數字化的話音業務及低速數據業務。它克服了模擬移動通信系統的弱點，話音質量、保密性能得到大的提高，并可進行省內、省際自動漫游。第二代移動通信替代第一代移動通信系統完成模擬技術向數字技術的轉變，但由于第二代采用不同的制式，移動通信標準不統一，用戶只能在同一制式覆蓋的范圍內進行漫游，因而無法進行全球漫游，由于第二代數字移動通信系統帶寬有限，限制了數據業務的應用，也無法實現高速率的業務如移動的多媒體業務。

3、第三代移動通信（3G）

與從前以模擬技術為代表的第一代和目前正在使用的第二代移動通信技術相比，3G將有更寬的帶寬，其傳輸速度最低為384K，最高為2M，帶寬可達5MHz以上。不僅能傳輸話音，還能傳輸數據，從而提供快捷、方便的無線應用，如無線接入Internet。能夠實現高速數據傳輸和寬帶多媒體服務是第三代移動通信的另個主要特點。第三代移動通信網絡能將高速移動接入和基于互聯網協議的服務結合起來，提高無線頻率利用效率。提供包括衛星在內的全球覆蓋并實現有線和無線以及不同無線網絡之間業務的無縫連接。滿足多媒體業務的要求，從而為用戶提供更經濟、內容更豐富的無線通信服務。但第三代移動通信仍是基于地面、標準不的區域性通信系統。

4、第四代移動通信（少數地區在使用）

第四代移動通信系統可稱為廣帶（Broadband）接入和分布網絡，具有非對稱的超過2Mb/s的數據傳輸能力，數據率超過UMTS，是支持高速數據率（2～20Mb/s）連接的理想模式，上網速度從2Mb/s提高到100Mb/s，具有不同速率間的自動切換能力。第四代移動通信系統是多功能集成的寬帶移動通信系統，在業務上、功能上、頻帶上都與第三代系統不同，將在不同的固定和無線平臺及跨越不同頻帶的網絡運行中提供無線服務，比第三代移動通信更接近于個人通信。

二 移動通信的分類

移動通信系統有以下多種分類方法：

（1）按使用對象可分為民用設備和軍用設備；

（2）按使用環境可分為陸地通信、海上通信和空中通信；

（3）按多址方式可分為頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)等；

（4）按覆蓋范圍可分為廣域網和局域網；

（5）按業務類型可分為電話網、數據網和多媒體網；

（6）按工作方式可分為同頻單工、異頻單工、異頻雙工和半雙工；

（7）按服務范圍可分為專用網和公用網；

（8）按信號形式可分為模擬網和數字網。

三 現在常用的移動通信系統

（1）無線電尋呼系統：無線電尋呼系統是一種單向通信系統。無線電尋呼系統的用戶設備是袖珍式接收機，俗稱“BB機”。

（2）蜂窩移動通信系統（也稱小區制移動通信）：它的特點是把整個大范圍的服務區劃分成許多小區，每個小區設置一個基站，負責本小區各個移動臺的聯絡與控制，各個基站通過移動交換中心相互聯系，并與市話局連接。利用超短波電波傳播距離有限的特點，離開一定距離的小區可以重復使用頻率，使頻率資源可以充分利用。每個小區的用戶在1000以上，全部覆蓋區的最終容量可達100萬戶。

（3）無繩電話：對于室內外慢速移動的手持終端的通信，則采用小功率、通信距離近的、輕便的無繩電話機。它們可以經過通信點與市話用戶進行單向或雙方向的通信。簡單的無繩電話機把普通的電話單機分成座機和手機兩部分，座機與有線電話網連接，手機與座機之間用無線電連接。這樣，允許攜帶手機的用戶可以在一定范圍內自由活動時進行通話，因為手機與座機之間不需要用電線連接，故稱之為“無繩”電話機。無繩電話是一種以有線電話網為依托的通信方式，也可以說它是有線電話網的無線延伸，具有發射功率小、省電、設備簡單、價格低廉、使用方便等優點。

（4）集群移動通信系統（也稱大區域制移動通信）：它的特點是只有一個基站，天線高度為幾十米至百余米，覆蓋半徑為30公里，發射功率可高達200瓦。用戶數約為幾十至幾百，可以是車載臺，也可是以手持臺。它們可以與基站通信，也可通過基站與其它移動臺及市話用戶通信，基站與市話有線網連接。集群移動通信系統采用的基本技術是頻率共用技術。其主要做法是：① 把一些由各部門分散建立的專用通信網集中起來，統一建網和管理，并動態地利用分配給它們的有限個頻道，以容納數目更多的用戶。

（5）衛星移動通信。利用衛星轉發信號也可實現移動通信，對于車載移動通信可采用赤道固定衛星，而對手持終端，采用中低軌道的多顆衛星較為有利。其最大特點是利用衛星通信的多址傳輸方式，為全球用戶提供大跨度、大范圍、遠距離的漫游和機動、靈活的移動通信服務,是陸地蜂窩移動通信系統的擴展和延伸,在偏遠的地區、山區、海島、受災區、遠洋船只及遠航飛機等通信方面更具獨特的優越性。衛星移動通信系統,按所用軌道分,可分為靜止軌道(GEO)和中軌道(MEO)、低軌道(LEO)衛星移動通信系統。GEO系統技術成熟、成本相對較低,目前可提供業務的GEO系統有INMARSAT系統、北美衛星移動系統MSAT、澳大利亞衛星移動通信系統Mobilesat系統;LEO系統具有傳輸時延短、路徑損耗小、易實現全球覆蓋及避開了靜止軌道的擁擠等優點,目前典型的系統有Iridium、Globalstar、Teldest等系統;MEO則兼有GEO、LEO兩種系統的優缺點,典型的系統有Odyssey、AMSC、INMARSMT-P系統等。另外,還有區域性的衛星移動系統,如亞洲的AMPT、日本的N-STAR、巴西的ECO-8系統等

四 關于第三代移動通信（3G）

1、第三代移動通信（3G）簡介

與從前以模擬技術為代表的第一代和目前正在使用的第二代移動通信技術相比，3G將有更寬的帶寬，其傳輸速度最低為384K，最高為2M，帶寬可達5MHz以上。不僅能傳輸話音，還能傳輸數據，從而提供快捷、方便的無線應用，如無線接入Internet。能夠實現高速數據傳輸和寬帶多媒體服務是第三代移動通信的另個主要特點。第三代移動通信網絡能將高速移動接入和基于互聯網協議的服務結合起來，提高無線頻率利用效率。提供包括衛星在內的全球覆蓋并實現有線和無線以及不同無線網絡之間業務的無縫連接。

TD-SCDMA是由我國提出的擁有自主知識產權的第三代移動通信標準，其研發一直受到國家的高度重視，已成為國內外研究的熱點。

2、應用的主要技術

TD-SCDMA采用智能天線、同步CDMA技術、多用戶聯合檢測技術、動態信道分配技術、軟件無線電、接力切換等一系列高新技術，具有高頻譜利用率、低成本、上下行不對稱信道可適用于不對稱業務等特點。根據IMT-2000系統的基本標準，第三代移動通信系統主要由4個功能子系統構成，它們是核心網（CN）、無線接入網（RAN）、移動臺（MT）和用戶識別模塊（UIM），且基本對應于GSM系統的交換子系統（SSS）、基站子系統（BBS）、移動臺（MS）和SIM卡四部分。其中核心網和無線接入網是第三代移動通信系統的重要內容，也是第三代移動通信標準制訂中最難辦的技術內容。第三代移動通信系統可以使全球范圍內的任何用戶所使用的小型廉價移動臺，實現從陸地到海洋到衛星的全球立體通信聯網，保證全球漫游用戶在任何地方、任何時候與任何人進行通信，并能提供具有有線電話的語音質量，提供智能網業務，多媒體、分組無線電、娛樂及眾多的寬帶非話業務。第三代移動通信系統的特點是：綜合了蜂窩、無繩、尋呼、集群、無線擴頻、無線接入、移動數據、移動衛星、個人通信等各類移動通信功能，提供了與固定電信網絡兼容的高質量業務，支持低速率話音和數據業務，以及不對稱數據傳輸。第三代移動通信系統可以實現移動性、交互性和分布式三大業務，是一個通過微微小區，到微小區，到宏小區，直到“隨時隨地”連接的全球性衛星網絡。下面，我們就來總結第三代移動通信的基本特征和它與第二代移動通信系統的基本區別。

3、第三代移動通信的基本特征

（1）具有全球范圍設計的，與固定網絡業務及用戶互連，無線接口的類型盡可能少和高度兼容性；

（2）具有與固定通信網絡相比擬的高話音質量和高安全性；

（3）具有在本地采用2Mb/s高速率接入和在廣域網采用384kb/s接入速率的數據率分段使用功能；

（4）具有在2GHz左右的高效頻譜利用率，且能最大程度地利用有限帶寬；

（5）移動終端可連接地面網和衛星網，可移動使用和固定使用，可與衛星業務共存和互連；

（6）能夠處理包括國際互聯網和視頻會議、高數據率通信和非對稱數據傳

輸的分組和電路交換業務；

（7）支持分層小區結構，也支持包括用戶向不同地點通信時瀏覽國際互聯網的多種同步連接；

（8）語音只占移動通信業務的一部分，大部分業務是非話數據和視頻信息；

（9）一個共用的基礎設施，可支持同一地方的多個公共的和專用的運營公司；

（10）手機體積小、重量輕，具有真正的全球漫游能力；

（11）具有根據數據量、服務質量和使用時間為收費參數，而不是以距離為收費參數的新收費機制。

4、3G的發展前景

(1)與全球發展趨勢一樣，在技術上將向高速率化、寬帶化、IP化方向發展；

(2)網絡不斷向后3G演進，其中WCDMA是沿著HSDPA、HSUPA和HSPA+演進，TD-SCDMA也是向HSDPA、HSUPA和HSPA+演進，CDMA2000則是向EV-DORevA和RevB演進，當然在這個過程中，如果4G的LTE(UMB)發展迅速，也可能國內運營商會跳過某一階段，直接向前演進；

(3)對比韓、日的成功經驗，3G數據業務在中國的發展具有強勁的用戶基礎，未來發展前景明確，預計運營商在未來幾年增值業務（數據業務）收入占比將快速增長；

(4)2G和3G網絡將長期共存，尤其在發展初期，2G/3G雙模手機將成為重要過渡期產品；

(5)若干年后，3G用戶發展將進入高峰期，2G用戶向3G用戶遷移的高峰期也將出現，預計5年內將有一半的移動用戶成為3G用戶；

（6）中國3G的發展將極大地推動全球3G的發展，2011年將是繼2007年之后，全球發展的又一加速期。

五 心得體會

經過本學期對移動通信的學習，我對通信方面有了更多、更廣泛地了解，同時也對中國現在移動通信方面的發展情況也有所了解，雖然現在GSM仍在廣泛地應用，但發展3G已成趨勢，將來還會繼續向前發展。

就中國的現狀而言，目前三方都涉足3G的研發，中國移動由于其在網絡質量、網絡覆蓋、業務拓展能力、盈利能力、擁有的用戶數量和高端用戶數量等方面的過于強勢，其未來幾年的絕對優勢地位不會動搖，短期內，電信和聯通對移動不會構成大的威脅。但幾年以后，真正進入到3G時代，市場競爭格局將可能會出現大的變化，移動的“一家獨大”將可能成為歷史，如果經營得好，聯通最可能借WCDMA崛起。

利益于李亞老師的高度負責，不拘泥于課本，聯系實際，講解到位，同時結合到我們專業的特點，及現在的就業形勢，我們才能有幸了解到更多關于未來移動通信方面的發展及動態，才能對自己的專業及畢業后的相關工作信息有更多地認識。

同時我也認識到，移動通信發展及就業前景都很好，但我們仍然要努力搞好基礎知識，在以后的工作中還要不斷地學習，不斷地更新自己的知識，才能不被社會所淘汰，必須要有所學，有所精才行。

第三篇：移動通信論文要求

一、撰寫小論文：

要求：

1、格式：題目，作者（班號，學號），聯系方式（email地址）

摘要（300字左右），主要觀點（分列寫出，如1，2，3），正文，參考文獻

2、正文字數5000左右（A4紙4頁左右）

參考文獻5篇以上（格式參見畢業設計要求）。

3、第16周四（12月15日）前：紙質打印稿由負責人遞交（只交論文），論文+參考文獻壓縮后取名學號姓名-論文題目.rar（如200xxxxx張三-4G移動通信技術.rar）發送到duchengzhu @shiep.edu.cn。

4、論文題目自選，但限于移動通信范圍，也可參考以下內容：

a、關于EIR和山寨機的調查報告； b、移動通信發展及現狀； c、移動通信領域中的若干技術問題的研究（如OFDM）； d、3G或4G的現狀（應用方面、技術方面、行政管理方面等）e、構建3G或4G的基站與鄰近居民健康關系的調查研究； f、當前手機的最新發展情況HW硬件環境：何種核心硬件平臺？如MT6516平臺

SW軟件環境：

OS操作系統？如Android，iOS

實現功能：

各種產品的性能比較。

5、要求任何兩篇論文均不相同，若相同，均不及格。

二、手寫稿：畫數字蜂窩通信系統的網絡結構（GSM或CDMA），并描述各模塊的功能。

第四篇：移動通信論文-無線局域網

移動通信課程論文

題目：

無線局域網

姓學專提

名

王長軍 號

業交班日級 期

201130240122

電子信息工程技術2011級（1）班

2014.01.06 湖北理工學院電氣與電子信息工程學院課程論文

無線局域網

無線局域網絡(Wireless Local Area Networks； WLAN)是相當便利的數據傳輸系統，它利用射頻（Radio Frequency； RF）的技術，取代舊式礙手礙腳的雙絞銅線（Coaxial）所構成的局域網絡，使得無線局域網絡能利用簡單的存取架構讓用戶透過它，達到“信息隨身化、便利走天下”的理想境界。

一、簡介：

局域網絡管理的主要工作之一就是鋪設電纜或是檢查電纜是否斷線這種耗時的工作，很容易令人煩躁，也不容易在短時間內找出斷線所在。再者，由于配合企業及應用環境不斷的更新與發展，原有的企業網絡必須配合重新布局，需要重新安裝網絡線路。雖然電纜本身并不貴，可是請技術人員來配線的成本很高，尤其是老舊的大樓，配線工程費用就更高了。因此，架設無線局域網絡就成為最佳解決方案。

二、結構：

無線局域網拓撲結構概述：基于IEEE802.11標準的無線局域網允許在局域網絡環境中使用可以不必授權的ISM頻段中的2.4GHz或5GHz射頻波段進行無線連接。它們被廣泛應用，從家庭到企業再到Internet接入熱點。簡單的家庭無線WLAN：在家庭無線局域網最通用和最便宜的例子。如：一臺設備作為防火墻，路由器，交換機和無線接入點。這些無線路由器可以提供廣泛的功能，例如：保護家庭網絡遠離外界的入侵。允許共享一個ISP（Internet服務提供商）的單一IP地址。可為4臺計算機提供有線以太網服務，但是也可以和另一個以太網交換機或集線器進行擴展。為多個無線計算機作一個無線接入點。通常基本模塊提供2.4GHz802.11b/g操作的WiFi，而更高端模塊將提供雙波段WiFi或高速MIMO性能。

雙波段接入點提供2.4GHz802.11b/g/n和5.8GHz802.11a性能，而MIMO接入點在2.4GHz范圍中可使用多個射頻以提高性能。雙波段接入點本質上是兩個接入點為一體并可以同時提供兩個非干擾頻率，而更新的MIMO設備在2.4GHz范圍或更高的范圍提高了速度。2.4GHz范圍經常擁擠不堪而且由于成本問題，廠商避開了雙波段MIMO設備。雙波段設備不具有最高性能或范圍，但是允許你在相對不那么擁擠的5.8GHz范圍操作，并且如果兩個設備在不同的波段，允許它們同時全速操作。家庭網絡中的例子并不常見。該拓撲費用更高但是提供了更強的靈活性。路由器和無線設備可能不提供高級用戶希望的所有特性。在這個配置中，此類接入點的費用可能會超過一個相當的路由器和AP一體機的價格，歸因于市場中這種產品較少，因為多數人喜歡組合功能。一些人需要更高的終端路由器和交換機，因為這些設備具有諸如帶寬控制，千兆以太網這樣的特性，以及具有允許他們擁有需要的靈活性的標準設計。

三、應用

樓之間：大樓之間建構網絡的連結，取代專線，簡單又便宜。餐飲及零售：餐飲服務業可使用無線局域網絡產品，直接從餐桌即可輸入并傳送客人點菜內容至廚房、柜臺。零售商促銷時，可使用無線局域網絡產品設置臨時收銀柜臺。

醫療：使用附無線局域網絡產品的手提式計算機取得實時信息，醫護人湖北理工學院電氣與電子信息工程學院課程論文

員可藉此避免對傷患救治的遲延、不必要的紙上作業、單據循環的遲延及誤診等，而提升對傷患照顧的品質。

企業：當企業內的員工使用無線局域網絡產品時，不管他們在辦公室的任何一個角落，有無線局域網絡產品，就能隨意地發電子郵件、分享檔案及上網絡瀏覽。

倉儲管理：一般倉儲人員的盤點事宜，透過無線網絡的應用，能立即將最新的資料輸入計算機倉儲系統。

貨柜集散場：一般貨柜集散場的橋式起重車，可于調動貨柜時，將實時信息傳回office，以利相關作業之逐行。

監視系統：一般位于遠方且需受監控現場之場所，由于布線之困難，可藉由無線網絡將遠方之影像傳回主控站。

展示會場：諸如一般的電子展，計算機展，由于網絡需求極高，而且布線又會讓會場顯得凌亂，因此若能使用無線網絡，則是再好不過的選擇。

第五篇：移動通信技術論文

淺談5G移動通信技術

摘要

2013年12月，我國工信部正式向三大運營商發放4G牌照，4G在中國正式走向商用。在4G技術剛剛走向商用，全球4G建設部署方興未艾之時，5G的研發工作已經如火如荼，2013年2月，歐盟宣布，將撥款5000萬歐元，加快5G移動技術的發展，計劃到2020年推出成熟的標準。三星表示，其5G網絡已成功在28千兆赫（GHz）波段下達到了1Gbps，相比之下，當前的第四代長期演進（4GLTE）服務的傳輸速率僅為75Mbps。2013年4月8日博鰲亞洲論壇，中國移動戰略決策咨詢委員會主任王建宙表示，從全球情況來看，4G快速發展已成為現實，5G的研究也在快速展開和成熟。

關鍵詞 5G、性能特點、發展動力、演進、無線傳輸、無線網絡

A Brief Introduction of the Fifth Generation Mobile Communication

Abstract：In December 2013, our industry and issuing 4G licenses in China, 4G officially into the commercial formally to the three operators Ministry of Information.4G technology is only in business, construction rising global deployment of 4G, 5G research work has been in full swing, in February 2013, the EU announced 50 million euros in funding to accelerate the development of 5G mobile technology, plans to launch a mature standard 2020.Samsung said it has successfully issued 5G network to 1Gbps 28000 MHz band(GHz), compared to the current fourth-generation Long Term Evolution(4GLTE)transfer rate of service is only just 75Mbps.Boao Forum for Asia, April 8, 2013 were, director Wang China Mobile said the strategic decision of the Advisory Committee, from a global perspective, the rapid development of 4G has become a reality, 5G research is still in the rapid expansion and maturation.Key Words: 5G, performance characteristics, the development of dynamic evolution, wireless transmission, wireless network

1、簡要介紹

二十一世紀以來，智能終端的普及以及移動業務應用的蓬勃發展，促使移動互聯網呈現出爆炸式發展趨勢，統計數據表明，無線業務流量以每年接近100%的速度增長，這意味著未來十年，無線數據流量將增長1000倍。數據表明，2020年后，現階段正在部署的4G技術已經無法滿足日益增長的移動互聯網和物聯網業務的發展需求。這正是5G發展的主要驅動力，未來的5G將服務于人們日常學習工作生活的方方面面，如：無線支付、移動辦公、智能家居、位置服務、遠程醫療等等。同時，也將與電網、交通、醫療、家居等傳統行業深度融合，衍生出大量以物為主體的終端。這些都對未來的5G的性能指標提出了更多，更高的要求，與4G相比，除了速率、時延等傳統的空口性能指標需要進一步提升外，還需要考慮用戶體驗速率、連接數密度、頻譜效率、能效以及成本等進一步體現5G系統的先進性的指標。1.1 頻帶利用率高

在 5G 移動通信技術中，高頻段的頻譜資源將被應用的更為廣泛，但是在目前科技水平條件下，由于會受到高頻段無線電波的穿透能力影響，高頻段頻譜資源的利用效率還是會受到某種程度的限制，但這不會影響光載無線組網、有線與無線寬帶技術的融合等技術的普遍應用。1.2.通信系統性能有很大提高

傳統的通信系統理念，是將信息編譯碼、點點之間的物理層面傳輸等技術作為核心目標，而 5G 移動通信技術的不同之處在于，它將更加廣泛的多點、多天線、多用戶、多小區的相互協作、相互組網作為重點的研究突破點，以大幅度提高通信系統的性能。1.3.設計理念先進

在通信業務中，占據主導地位的是室內通信業務的應用，5G 移動通信系統的優先設計目標定位在室內無線網絡的覆蓋性能及其業務支撐能力上，這將改變傳統移動通信系統的設計理念。1.4.能耗和運營成本降低

5G 無線網絡的“軟”配置設計，將是未來該技術的重要研究、探索方向，網絡資源可以由運營商根據動態的業務流量變化而實時調整，這樣，可以有效降低能耗和網絡資源運營成本。1.5 主要的考量指標

5G 通信網絡技術的研究，將更為注重用戶體驗，交互式游戲、3D、虛擬實現、傳輸延時、網絡的平均吞吐速度和效率等指標將成為考量 5G 網絡系統性能的關鍵指標。1.6 5G 移動通信技術的優點

5G 移動通信技術，作為最新一代的移動通信技術，其應用必將大大提高頻譜利用效率及其能效，在資源利用和傳輸速度效率方面較 4G 移動通信技術能提高至少一個等級，在系統安全、傳輸時延、用戶體驗、無線覆蓋的性能等各個方面也將得到顯著的提升。5G 移動通信技術結合其他無線通信技術后，將構成新一代高效、完美的移動信息網絡，可以滿足未來十年的移動信息網絡的發展需求。不久的將來，5G 移動通信系統一定程度上還將具備較大的靈活性，實現自我調整、網絡自感知等智能化功能，可以有充分的準備應對未來移動網絡信息社會的不可預測的飛速發展。

2、主要推動力

2.1互聯網的快速發展

移動互聯網的快速發展是推動5G移動通信技術發展的主要動力，移動互聯網技術是各種新興業務的基礎平臺，目前現有的固定互聯網絡的各種服務業務將通過無線網絡的方式提供給用戶，后臺服務及云計算的廣泛應用勢必會對5G移動通信技術系統提出較高的要求，尤其是在系統容量要求與傳輸質量要求上。5G移動通信技術的發展目標主要定位在要密切銜接其他各種無線移動通信技術上，為快速發展的網絡通信技術提供全方位和基礎性的業務服務。

就世界各國的初步估計，包括5G移動通信技術在內的無線移動網絡，其在網絡業務能力上的提升勢必會在三個維度上同步進行：第一，引進先進的無線傳輸技術之后，網絡資源的利用率將在4G移動通信技術的基礎上提高至少10倍以上；第二，新的體系結構（如高密集型的小區結構等）的引入，智能化能力在深度上的擴展，有望推進整個無線網絡系統的吞吐率提升大概25倍左右；第三，深入挖掘更為先進的頻率資源，頻譜資源是推動移動通信與信息產業發展的核心資源，4G時代頻譜資源已經很緊缺，未來的5G不得不考慮這個嚴峻的問題，故需要深入挖掘更為先進的頻率資源，比如可見光、毫米波、高頻段等，使得未來的無線移動通信資源較4G時代擴展4倍左右。

為了提升5G移動通信技術的業務支撐能力，其在網絡技術方面和無線傳輸技術方面勢必會有新的突破。在網絡技術方面，將采用更智能、更靈活的組網結構和網絡架構，比如采用控制與轉發相互分離的軟件來定義網絡架構、異構超密集的部署等。在無線傳輸技術方面，將會著重于提升頻譜資源利用效率和挖掘頻譜資源使用潛能，比如多天線技術、編碼調制技術、多址接入技術等等。2.2商業發展

技術與商業發展是相輔相成的關系有時候是技術推動商業發展，有時候是商業競爭推動技術進步。在韓國，引入5G的一個主要原因就是助推經濟發展，通過5G，韓國政府希望能夠加大韓國運營商與制造商的投資和合作，實現國家基礎設施設備業的發展。而在國內，運營企業和知名設備制造商對此也是摩拳擦掌，以期取得市場先機。據了解，華為早在2009年就啟動了5G研究，并表示將在2013年~2018年間至少投資6億美元進行5G研發。3、5G的演進路線

目前，4G已經進入規模商用階段，5G是繼4G后新一代的移動通信技術，從移動通信發展現狀以及技術、標準與產業的演進趨勢來看，未來5G移動通信技術的演進存在三條重要的演進路線，分別為以LTE/LTE-Advanced為代表的蜂窩演進路線、WLAN演進路線和革命性演進路線。3.1 LTE/LTE-Advanced LTE/LTE-Advanced已經是事實上的全球統一的4G標準，由于LTE的大規模技術革新已經大量使用了近20年來學術界積累的先進信號處理技術，如OFDM，MIMO，自適應技術等，在繼續完善技術應用的同時，LTE-Advanced的技術發展將更多地集中在RRM（無線資源管理）技術和網絡層的優化方面。并將會在5G階段繼續演進。在產業化方面，LTE在全球范圍內的商用化進程在不斷加快。標準化方面，雖然由于LTE與現有3Gpp版本存在版本兼容性差，導致4G商用在LTE方面需要投入較大的部署成本和較長的普及時間，但是3GPP R12版本的標準化工作正在對小小區增強技術、新型多天線技術、終端直通技術、機器間通信等新技術開展研究和標準化工作，新技術的投入帶來的是更快，更好的LTE版本完善。隨著更多的先進技術融入到LTE/LTE-Advanced技術標準中，給蜂窩移動通信帶來了強大的生命力和發展潛力。3.2 WLAN 無線局域網（WLAN）是當今全球應用最為普及的寬帶無線接入技術之一，擁有良好的產業和用戶基礎，巨大的市場需求推動了WLAN技術的發展，大量的非授權頻段也給WLAN技術提供了巨大的發展空間。在強大的市場需求推動下，WLAN與移動通信系統逐漸走向全方位的融合，在終端方面，WLAN已成為智能手機的必備功能，智能手機支持手機流量和WLAN之間的自動切換。在網絡方面，越來越多地廠商開始提供完整地“蜂窩+WLAN”解決方案，實現了WLAN和蜂窩資源共享，不僅方便網絡部署、運營、管理和維護、也可節約大量開支。由此可見，在移動數據業務快速增長的有力推動下，WLAN與移動通信走向廣泛深入地融合已是未來的趨勢，也許會在5G發展中出現根本性的變化。

目前，IEEE已經啟動了下一代WLAN標準“High-efficiency WLAN”的研究，將進一步提升運營商業務能力，推動WLAN技術與蜂窩網絡的融合。3.3革命性技術

此外，我們還應當特別關注可能出現的革命性5G技術。從蜂窩移動通信的演進路線來看，每一代演進都有革命性技術出現，從2G的GSM到3G的CDMA，再到4G的OFDM，那么，5G是否會出現新一代的革命性技術，而這種革命性技術是否需要與LTE演進采用不同的技術路線，進而產生新一代的空中接口技術，將成為我們重點關注的內容。4、5G關鍵性技術

為提升其業務支撐能力, 5G 在無線傳輸技術和網絡技術方面將有新突破。在無線傳輸技術方面, 將引入能進一步挖掘頻譜效率提升潛力的技術，如先進的多址接入技術、多天線技術、編碼調制技術、新的波形設計技術等;在無線網絡方面, 將采用更靈活、更智能的網絡架構和組網技術, 如采用控制與轉發分離的軟件定義無線網絡的架構、統一的自組織網絡(SON)、異構超密集部署等。5G移動通信標志性的關鍵技術主要體現在超高效能的無線傳輸技術和高密度無線網絡(high den-sity wireless network)技術。其中基于大規模 MIMO 的無線傳輸技術將有可能使頻譜效率和功率效率在4G的基礎上再提升一個量級, 該項技術走向實用化的主要瓶頸問題是高維度信道建模與估計以及復雜度控制。全雙工(full duplex)技術將可能開辟新一代移動通信頻譜利用的新格局。超密集網絡(ultra dense network, UDN)已引起業界的廣泛關注, 網絡協同與干擾管理將是提升高密度無線網絡容量的核心關鍵問題。

體系結構變革將是新一代無線移動通信系統發展的主要方向.現有的扁平化 SAE/LTE(systemarchitecture evolution/long term evolution)體系結構促進了移動通信系統與互聯網的高度融合, 高密度、智能化、可編程則代表了未來移動通信演進的進一步發展趨勢, 而內容分發網絡(CDN)向核心網絡的邊緣部署, 可有效減少網絡訪問路由的負荷, 并顯著改善移動互聯網用戶的業務體驗。

1)超密集組網: 未來網絡將進一步使現有的小區結構微型化、分布化, 并通過小區間的相互協作,化干擾信號為有用信號, 從而解決小區微型化和分布化所帶來的干擾問題, 并最大程度地提高整個網絡的系統容量。

2)智能化: 未來網絡將在已有 SON 技術的基礎上, 具備更為廣泛的感知能力和更為強大的自優化能力, 通過感知網絡環境及用戶業務需求, 在異構環境下為用戶提供最佳的服務體驗.3)可編程: 未來網絡將具備軟件可定義(SDN)能力, 數據平面與控制平面將進一步分離, 集中控制、分布控制或兩者的相互結合, 將是網絡演進發展中需要解決的技術路線問題。基站與路由交換等基礎設施具備可編程與靈活擴展能力, 以統一融合的平臺適應各種復雜的及不同規模的應用場景。

4)內容分發邊緣化部署: 移動終端訪問的內容雖然呈海量化趨勢, 但大部分集中在一些熱點內容和大型門戶網站, 在未來的 5G 網絡中采用 CDN 技術將是提高網絡資源利用率的重要潛在手段。4.1無線傳輸技術（1）大規模MOMI技術

多天線技術作為提高系統頻譜效率和傳輸可靠性的有效手段, 已經應用于多種無線通信系統, 如3G系統、LTE、LTE-A、WLAN 等。根據信息論, 天線數量越多, 頻譜效率和可靠性提升越明顯。尤其是, 當發射天線和接收天線數量很大時, MIMO 信道容量將隨收發天線數中的最小值近似線性增長。因此, 采用大數量的天線, 為大幅度提高系統的容量提供了一個有效的途徑。由于多天線所占空間、實現復雜度等技術條件的限制, 目前的無線通信系統中, 收發端配置的天線數量都不多, 比如在 LTE 系統中最多采用了 4 根天線, LTE-A 系統中最多采用了 8 根天線但由于其巨大的容量和可靠性增益, 針對大天線數的 MIMO 系統相關技術的研究吸引了研究人員的關注, 如單個小區情況下, 基站配有大大超過移動臺天線數量的天線的多用戶 MIMO 系統的研究等進而, 2010 年, 貝爾實驗室的Marzetta研究了多小區、TDD(time division duplexing)情況下, 各基站配置無限數量天線的極端情況的多用戶 MIMO 技術, 提出了大規模 MIMO(large scale MIMO, 或者稱 Massive MIMO)的概念發現了一些與單小區、有限數量天線時的不同特征。之后, 眾多的研究人員在此基礎上研究了基站配置有限天線數量的情況.在大規模 MIMO 中, 基站配置數量非常大(通常幾十到幾百根, 是現有系統天線數量的 1～2 個數量級以上)的天線, 在同一個時頻資源上同時服務若干個用戶。在天線的配置方式上, 這些天線可以是集中地配置在一個基站上, 形成集中式的大規模 MIMO, 也可以是分布式地配置在多個節點上, 形成分布式的大規模 MIMO。值得一提的是, 我國學者在分布式 MIMO 的研究一直走在國際的前列。

大規模 MIMO 帶來的好處主要體現在以下幾個方面: 第一, 大規模 MIMO 的空間分辨率與現有MIMO相比顯著增強, 能深度挖掘空間維度資源, 使得網絡中的多個用戶可以在同一時頻資源上利用大規模 MIMO 提供的空間自由度與基站同時進行通信, 從而在不需要增加基站密度和帶寬的條件下大幅度提高頻譜效率。第二, 大規模 MIMO 可將波束集中在很窄的范圍內, 從而大幅度降低干擾。第三, 可大幅降低發射功率,從而提高功率效率.第四, 當天線數量足夠大時, 最簡單的線性預編碼和線性檢測器趨于最優, 并且噪聲和不相關干擾都可忽略不計。

（2）基于濾波器組的多載波技術

由于在頻譜效率、對抗多徑衰落、低實現復雜度等方面的優勢, OFDM(orthogonal frequency di-vision multiplexing)技術被廣泛應用于各類無線通信系統,如 WiMaX、LTE和LTE-A系統的下行鏈路,但 OFDM 技術也存在很多不足之處。比如, 需要插入循環前綴以對抗多徑衰落,從而導致無線資源的浪費；對載波頻偏的敏感性高, 具有較高的峰均比;另外, 各子載波必須具有相同的帶寬, 各子載波之間必須保持同步, 各子載波之間必須保持正交等, 限制了頻譜使用的靈活性。此外,由于OFDM技術采用了方波作為基帶波形,載波旁瓣較大,從而在各載波同步不能嚴格保證的情況下使得相鄰載波之間的干擾比較嚴重。在 5G 系統中, 由于支撐高數據速率的需要, 將可能需要高達 1 GHz 的帶寬。但在某些較低的頻段, 難以獲得連續的寬帶頻譜資源, 而在這些頻段, 某些無線傳輸系統, 如電視系統中, 存在一些未被使用的頻譜資源(空白頻譜).但是, 這些空白頻譜的位置可能是不連續的, 并且可用的帶寬也不一定相同, 采用 OFDM 技術難以實現對這些可用頻譜的使用。靈活有效地利用這些空白的頻譜, 是 5G 系統設計的一個重要問題。

為了解決這些問題, 尋求其他多載波實現方案引起了研究人員的關注其中, 基于濾波器組的多載波(FBMC, filter-bank based multicarrier)實現方案是被認為是解決以上問題的有效手段, 被我國學者最早應用于國家 863 計劃后 3G 試驗系統中。濾波器組技術起源于 20 世紀 70 年代, 并在20世紀 80 年代開始受到關注, 現已廣泛應用于圖像處理、雷達信號處理、通信信號處理等諸多領域。在基于濾波器組的多載波技術中, 發送端通過合成濾波器組來實現多載波調制, 接收端通過分析濾波器組來實現多載波解調.合成濾波器組和分析濾波器組由一組并行的成員濾波器構成, 其中各個成員濾波器都是由原型濾波器經載波調制而得到的調制濾波器與 OFDM 技術不同, FBMC 中, 由于原型濾波器的沖擊響應和頻率響應可以根據需要進行設計, 各載波之間不再必須是正交的, 不需要插入循環前綴；能實現各子載波帶寬設置、各子載波之間的交疊程度的靈活控制, 從而可靈活控制相鄰子載波之間的干擾, 并且便于使用一些零散的頻譜資源；各子載波之間不需要同步, 同步、信道估計、檢測等可在各資載波上單獨進行處理, 因此尤其適合于難以實現各用戶之間嚴格同步的上行鏈路。但另一方面, 由于各載波之間相互不正交, 子載波之間存在干擾；采用非矩形波形, 導致符號之間存在時域干擾, 需要通過采用一些技術來進行干擾的消除。（3）全雙工技術

全雙工通信技術指同時、同頻進行雙向通信的技術.由于在無線通信系統中, 網絡側和終端側存在固有的發射信號對接收信號的自干擾, 現有的無線通信系統中, 由于技術條件的限制, 不能實現同時同頻的雙向通信, 雙向鏈路都是通過時間或頻率進行區分的, 對應于 TDD 和 FDD 方式.由于不能進行同時、同頻雙向通信, 理論上浪費了一半的無線資源(頻率和時間)。

由于全雙工技術理論上可提高頻譜利用率一倍的巨大潛力, 可實現更加靈活的頻譜使用, 同時由于器件技術和信號處理技術的發展, 同頻同時的全雙工技術逐漸成為研究熱點, 是 5G 系統充分挖掘無線頻譜資源的一個重要方向但全雙工技術同時也面臨一些具有挑戰性的難題.由于接收和發送信號之間的功率差異非常大, 導致嚴重的自干擾(典型值為 70 dB), 因此實現全雙工技術應用的首要問題是自干擾的抵消近年來, 研究人員發展了各類干擾抵消技術, 包括模擬端干擾抵消、對已知的干擾信號的數字端干擾抵消及它們的混合方式、利用附加的放置在特定位置的天線進行干擾抵消的技術等以及后來的一些改進技術通過這些技術的聯合應用, 在特定的場景下, 能消除大部分的自干擾。研究人員也開發了實驗系統, 通過實驗來驗證全雙工技術的可行性。在部分條件下達到了全雙工系統理論容量的 90%左右。雖然這些實驗證明了全雙工技術是可行的, 但這些實驗系統都基本是單基站、小終端數量的, 沒有對大量基站和大量終端的情況進行實驗驗證, 并且現有結果顯示, 全雙工技術并不能在所有條件下都獲得理想的性能增益。比如, 天線抵消技術中需要多個發射天線, 對大帶寬情況下的消除效果還不理想, 并且大都只能支持單數據流工作, 不能充分發揮 MIMO、的能力, 因此, 還不能適用于 MIMO 系統；MIMO 條件下的全雙工技術與半雙工技術的性能分析還大多是一些簡單的、面向小天線數的仿真結果的比較, 特別是對大規模 MIMO 條件下的性能差異還缺乏深入的理論分析需要在建立更合理的干擾模型的基礎上對之進行深入系統的分析；目前,對全雙工系統的容量分析大多是面向單小區、用戶數比較少, 并且是發射功率和傳輸距離比較小的情況,缺乏對多小區、大用戶數等條件下的研究結果, 因此在多小區大動態范圍下的全雙工技術中的干擾消除技術、資源分配技術、組網技術、容量分析、與 MIMO 技術的結合, 以及大規模組網條件下的實驗驗證, 是需要深入研究的重要問題。4.2無線網絡技術

（1）超密集異構網絡技術

由于5G系統既包括新的無線傳輸技術,也包括現有的各種無線接入技術的后續演進, 5G網絡必然是多種無線接入技術, 如 5G, 4G, LTE, UMTS(universal mobile telecommunications system)和 WiFi(wireless fidelity)等共存, 既有負責基礎覆蓋的宏站, 也有承擔熱點覆蓋的低功率小站, 如Micro, Pico,Relay和Femto 等多層覆蓋的多無線接入技術多層覆蓋異構網絡在這些數量巨大的低功率節點中, 一些是運營商部署, 經過規劃的宏節點低功率節點；更多的可能是用戶部署, 沒有經過規劃的低功率節點, 并且這些用戶部署的低功率節點可能是 OSG(open subscriber group)類型的,也可能是CSG(closed subscriber group)類型的, 從而使得網絡拓撲和特性變得極為復雜。

在超密集異構網絡中, 網絡的密集化使得網絡節點離終端更近, 帶來了功率效率、頻譜效率的提升, 大幅度提高了系統容量, 以及業務在各種接入技術和各覆蓋層次間分擔的靈活性。雖然超密集異構網絡展示了美好的前景, 由于節點之間距離的減少, 將導致一些與現有系統不同的問題。在 5G 網絡中, 可能存在同一種無線接入技術之間同頻部署的干擾、不同無線接入技術之間由于共享頻譜的干擾、不同覆蓋層次之間的干擾, 如何解決這些干擾帶來的性能損傷, 實現多種無線接入技術、多覆蓋層次之間的共存, 是一個需要深入研究的重要問題由于近鄰節點傳輸損耗差別不大, 可能存在多個強度接近的干擾源, 導致更嚴重的干擾, 使現有的面向單個干擾源的干擾協調算法不能直接適用于 5G 系統；由于不同業務和用戶的 QoS(quality of service)要求的不同, 不同業務在網絡中的分擔、各類節點之間的協同策略、網絡選擇、基于用戶需求的系統能效最低的小區激活、節能配置策略是保證系統性能的關鍵問題。為了實現大規模的節點協作, 需要準確、有效地發現大量的相鄰節點。由于小區邊界更多、更不規則, 導致更頻繁、更為復雜的切換, 難以保證移動性性能, 因此, 需要針對超密集網絡場景發展新的切換算法。由于用戶部署的大量節點的突然、隨機的開啟和關閉, 使得網絡拓撲和干擾圖樣隨機、大動態范圍地動態變化, 各小站中的服務用戶數量往往比較少,使得業務的空間和時間分布出現劇烈的動態變化, 因此, 需要研究適應這些動態變化的網絡動態部署技術；站點的密集部署將需要龐大、復雜的回傳網絡, 如果采用有線回傳網絡, 會導致網絡部署的困難和運營商成本的大幅度增加.為了提高節點部署的靈活性, 降低部署成本, 利用和接入鏈路相同的頻譜和技術進行無線回傳傳輸, 是解決這個問題的一個重要方向.無線回傳方式中, 無線資源不僅為終端服務, 而且為節點提供中繼服務, 使無線回傳組網技術非常復雜, 因此, 無線回傳組網關鍵技術, 包括組網方式、無線資源管理等是重要的研究內容。（2）自組織網絡技術

在傳統的移動通信網絡中, 網絡部署、運維等基本依靠人工的方式, 需要投入大量的人力, 給運營商帶來巨大的運行成本。根據分析各大運營商的運營成本基本上占各自收入的 70%左右。并且,隨著移動通信網絡的發展, 依靠人工的方式難以實現網絡的優化.因此, 為了解決網絡部署、優化的復雜性問題, 降低運維成本相對總收入的比例, 使運營商能高效運營、維護網絡, 在滿足客戶需求的同時,自身也能夠持續發展, 由 NGMN(next generation mobile network)聯盟中的運營商主導, 聯合主要的設備制造商提出了自組織網絡(SON)的概念自組織網絡的思路是在網絡中引入自組織能力(網絡智能化), 包括自配置、自優化、自愈合等實現網絡規劃、部署、維護、優化和排障等各個環節的自動進行, 最大限度地減少人工干預。目前, 自組織網絡成為新鋪設網絡的必備特性, 逐漸進入商用, 并展現出顯著的優勢。

5G將是融合、協同的多制式共存的異構網絡。從技術上看, 將存在多層、多無線接入技術的共存,導致網絡結構非常復雜, 各種無線接入技術內部和各種覆蓋能力的網絡節點之間的關系錯綜復雜, 網絡的部署、運營、維護將成為一個極具挑戰性的工作。為了降低網絡部署、運營維護復雜度和成本, 提高網絡運維質量, 未來 5G 網絡應該能支持更智能的、統一的 SON 功能, 能統一實現多種無線接入技術、覆蓋層次的聯合自配置、自優化、自愈合。目前, 針對 LTE、LTE-A 以及 UMTS、WiFi 的 SON 技術發展已經比較完善, 逐漸開始在新部署的網絡中應用。但現有的 SON 技術都是面向各自網絡, 從各自網絡的角度出發進行獨立的自部署和自配置、自優化和自愈合, 不能支持多網絡之間的協同.因此, 需要研究支持協同異構網絡的 SON 技術, 如支持在異構網絡中的基于無線回傳的節點自配置技術, 異系統環境下的自優化技術, 如協同無線傳輸參數優化、協同移動性優化技術, 協同能效優化技術, 協同接納控制優化技術等, 以及異系統下的協同網絡故障檢測和定位, 從而實現自愈合功能。

5、結束語

當代科學技術的飛速發展，尤其是網絡通信技術的迅猛發展，將有力推動 5G 移動通信技術的發展進程，依據移動通信技術的發展規律，在 2020 年后，5G 移動通信技術將有望實現商用，能夠滿足未來移動互聯網業務的發展需求，并帶給移動互聯網用戶一種前所未有的全新體驗。目前，5G移動通信技術的科研尚處于起步階段，并即將邁入發展的關鍵時期，其關鍵指標和技術需求都會在未來幾年內陸續出臺，屆時將引領我國移動通信行業的新一輪變革。

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