第一篇:移動通信技術畢業論文
廣東機電職業技術學院畢業綜合實踐報告 1 廣東機電職業技術學院 畢業綜合實踐報告 實踐題目: 移動基站維護技術 專 業: 移動通信技術 班 級: 通信0908 學生姓名: 張 龍 指導教師: 上交時間: 2012 年 5 月10 日 廣東機電職業技術學院畢業綜合實踐報告 2 目 錄 移動基站維護技術...............................................3 摘
要..........................................................3 1:前言........................................................4 2:實習企業和崗位介紹..........................................5 2.1 實習企業介紹............................................5 2.2 實習崗位介紹............................................5 3:中興TD 光口故障的解決方案...................................7 3.1 TD 光口故障問題的來源與現狀..............................7 3.2 TD 光口故障問題的解決方案................................8 3.2.1 TD 光口故障問題原因分析.............................8 3.2.2 TD 光口故障問題解決方案設計.........................8 3.2.3 TD 光口故障問題解決方案的預期目標...................9 3.3 TD 光口故障問題的解決方案的實施和總結....................9 4 結束語......................................................11 參考文獻......................................................12 廣東機電職業技術學院畢業綜合實踐報告 3 移動基站維護技術 摘 要 移動基站維護技術是基站人員用于維護移動基站設備的一種技術,對于日常處理基 站故障、基站設備的擴建與刪減、修改基站數據的一種技術。移動基站是中國移動信號 發射的主要基點,基站內包含了 GSM900、DCS1800 還有 TD 信號發射與接受設備。這類 設備都是基站維護主要負責維護的設備。由于用戶量的問題,設備會不定時的出現一些 故障,而作為基站維護人員都需要第一時間去處理故障,保障通信設備的正常運行。現 代的移動通信越來越發達,同時用于對于通信質量的要求越來越高,所以對于基站維護 人員來說,準時的處理基站故障顯得越來越重要。為此這項技術的要求也是在不斷的變 化、變更。三兩年移動就會更新設備,所以維護技術也要跟得上才能保障通信質量。關鍵詞:基站維護;故障處理;移動通信; 廣東機電職業技術學院畢業綜合實踐報告 4 1:前言 廣東宜通世紀可以股份有限公司是我現在實習的企業單位,我在廣東宜通世紀可以 股份有限公司的中山項目組實習。實習是一份苦工,學習知識,學習技能,鍛煉技術是 實習的目的。只有把技能學好了,才能為自己的后期工作打好基礎,為自己的積累經驗,提高自身技能。我在中山項目組實習的崗位是基站維護技術員。主要的工作是對移動基站的維護。包括日常的巡檢、搶修、應急發電、天線的調試與更換,保障移動基站通信信號的正常 運行。搶修是基站維護中最難的環節,搶修要及時有效。對于退服的基站要在4 小時內 完成,還有其他的一些故障也要在合理的時間內解決問題。這就要求我們必須時刻保持 著手機開機,不得離開自己負責的基站區域,收到故障要第一時間改到故障基站,處理 問題,解決不了的問題要及時的反饋會公司,有待進一步處理。在基站維護的這份工作中我漸漸的遇到了各種問題,例如怎樣處理 GSM900 載波故 障、DCS1800 載波故障、TD 退服怎么處理、如何解決YD 光口故障等一系列的基站故障。對于這些問題我都是請教自己的隊長還有一些老同事,讓他們指導我怎么去處理這些難 題。這樣我也從一開始只會處理簡單的門禁告警、溫度告警,到現在可以獨立的解決
GSM900/DCS1800 載波故障、可以更換各類的基站設備。還從中學到了團隊的重要,一個 人的力量是不足的,需要大家合力才能解決問題。遇到問題要大家討論,找出解決問題 的辦法來,這樣處理故障才能有效。基站中的各類告警中,我對于 TD 的光口故障問題的處理是深有體會的。這個故障 雖然只是很簡單的一個故障,但是要處理好卻是要費一番功夫才行。熟悉設備的各個部 件的工作原理與運行環境是首先要解決好的問題,只有自己懂得了部件的原理,才能知 道故障出現的原因,從而對癥下藥,處理故障。一開始的學習是有難度的,不知道故障 產生的原因,不熟悉設備,不會操作軟件,這些都是主要問題,導致自己沒能很好的學 會處理故障。不過在自己的組長和一些同事的指導下,還有經過自己的摸索、學習和嘗 試。通過自己的實踐與分析才最終學會的解決方法。以下正文將闡述如何解決 TD 光口 故障的問題還有自己的一些心得與體會。廣東機電職業技術學院畢業綜合實踐報告 5 2:實習企業和崗位介紹 2.1 實習企業介紹 我實習的企業是廣東宜通世紀科技股份有限公司。是一家提供通信網絡技術服務和 系統解決方案的高新技術企業,是國內領先的通信技術服務商,具備工薪部頒發的通信 信息網絡系統集成甲級資質,主要為電信運營商和設備商提供包括核心網、無線網、傳 輸網等全網層次的通信網絡工程建設、維護、優化等技術服務,并在此基礎上提供一體 化、全方位的業務支撐與IT 應用的系統解決方案。廣東宜通是一家提供通信網絡技術服務和系統解決方案的高新技術企業,是國內領 先的通信技術服務商,具備工信部頒發的通信信息網絡系統集成甲級資質,主要為電信 運營商和設備商提供包括核心網、無線網、傳輸網等全網層次的通信網絡工程建設、維 護、優化等技術服務,并在此基礎上提供一體化、全方位的業務支撐與 IT 應用的系統 解決方案。公司作為國內較早進入通信技術服務領域的企業之一,憑借自身豐富的行業 經驗、強大的技術實力和人才優勢,通過對通信網絡工程建設、維護、優化和系統解決 方案等不同業務類型和環節服務模式,降低了電信運營商貨設備運營商的網絡建設成本 和管理成本,提高了整體的服務效益。廣東宜通世紀科技股份有限公司中山項目是屬于廣東宜通佛山分公司的項目。中山 項目是采用一體化的管理模式,即基站與網優一體化。這樣既可以節省成本,又可以提 高工作效率,是一種很好的管理模式。2.2 實習崗位介紹 我的崗位是基站維護技術員。簡單的介紹一下基站:廣義的基站,是基站子系統(BSS,Base Station Subsystem)的簡稱。以GSM 網絡為例,包括基站收發信機(BTS)和基站控制器(BSC)。一個基站控制器可以控制十幾以至數十個基站收發信機。而在 WCDMA 等系統中,類似的概念稱為Node B 和RNCRNC:無線網絡控制器,控制域內的無線 資源(所有連接的Node B)、控制用戶設備UE 的連接、為核心網提供業務。狹義的基 站,即公用移動通信基站是無線電臺站的一種形式,是指在一定的無線電覆蓋區中,通 過移動通信交換中心,與移動電話終端之間進行信息傳遞的無線電收發信電臺。基站由 廣東機電職業技術學院畢業綜合實踐報告 6 移動通信經營者申請設置。基站維護技術員是一份看似簡單輕松的,但實際做起來卻比較困難的工作。基站維 護的內容涵蓋了很多事項,隨著通信行業的不斷發展,基站設備從原來簡單的模擬設備 升級到現在復雜的數字化設備,但是無論是原來簡單的模擬設備還是現在復雜的數字化 設備都不是免維護的,都有一定的故障率,為了能保證設備的正常運轉,就需要我們對 基站進行定期或不定期的維護。基站維護流程總結起來包括以下幾方面:第一、巡檢工作,要求:按時,按計劃實 施;第二、故障處理,要求:及時,快速,有效;第三、安全管理,要求:以預防為主; 第四、資料管理,要求:細致,保密。一個平常而安穩的心態才是做好這份工作的關鍵。浮躁的心往往會是你越來越厭倦 這份工作,所以保持一顆平常的心很重要。對于這份工作我時刻提醒自己不用太心急,慢慢而有序的去完成任務。充沛的睡眠和良好的心理是完成這份工作的必要前提。每天 我都會有良好的心態去工作,所以我的工作都是很輕松的,而且充滿樂趣,并且可以學 到很多的東西。基站技術員是通信行業里重要的一部分,很多故障的最終處理是由基站技術員來處 理的。例如網優路測里出現的故障首先反饋到BSC,然后BSC 派單給技術員去處理。最 后由技術員去更換設備,排除故障。廣東機電職業技術學院畢業綜合實踐報告 7 3:中興TD 光口故障的解決方案 3.1 TD 光口故障問題的來源與現狀 一般的故障可分為以下幾類:基站硬件故障、基站軟件故障、交流引入故障、直流 故障、蓄電池故障、空調故障、傳輸故障、監控設備故障。光口故障是來源于基站硬件 故障產生的,但是處理起來確實很棘手的。移動的3G 信號是使用中興BBU 與RRU 互聯的設備,就是使用TD-SCDMA。光口故障是這類設備常有的故障。一般會導致小區退服,使得附近的用戶無信號。為此遇到這類故障需要及時的處理。基站TD 設備的光口故障,主要來源于中興TD 設備,中興TD 設備中的BBU,BBU 是 用于發射TD 信的終端通過光釬連接到RRU 上,RRU 有分室內、室外用的,現主要是解決 室外的問題(室外的以RO8I 為例)。請看一下RO8I 在BBU 與RRU 之間的位置圖: ZXTR RO8I 是基于射頻拉遠方案中的遠端射頻單元 RRU,與 BBU 產品配合實現一個 完整Node B 邏輯功能。提供陣元智能天線,工作頻率2010-2025MHz。ZXTR RO8I 在Node B 中的位置,如圖3.1 所示: 圖3.1ZXTR RO8I 位置圖 這種中興TD 設備的光口故障問題在我實習初期時候難以處理,甚至不懂得故障產 生的原因。但通過自己隊長的指導,還有工作中不斷遇到同類問題,是自己漸漸的積累 了經驗,面對這類問題的時候懂得了如何去處理。廣東機電職業技術學院畢業綜合實踐報告 8 3.2 TD 光口故障問題的解決方案 3.2.1 TD 光口故障問題原因分析 對光口故障進行分析,首先要熟悉各個部件的運行環境與工作原理,還要熟悉部件 所在的位置,這樣才能快速的解決故障。基站告警:確定告警類別及告警代碼。根據告 警代碼分析障礙原因。出發前需要根據告警來準備相應的備件和工具,避免由于沒有備 件而導致障礙處理超時。分集接收或駐波比告警:對分集接收和駐波比告警的處理方法 基本一樣,唯一不同的是分集接收是接收路徑上發生的問題,駐波比是發射路徑上發生 的問題。另外,有很多故障并非基站硬件故障,而是因為BSC 的參數設置不對。如果參 數設置錯誤,發射機也將無法工作,所以,基站維護人員一定要掌握必要的理論知識,這樣對故障的判斷才能迅速、準確。排除故障的一般步驟:(1)故障現象觀測(2)故障相關信息收集(3)經驗判斷和理論分析(4)各種可能原因列表(5)對每一個原因實施排錯方案(6)故障排除 經過自己摸索和實踐,在自己隊長的指導,還有老同事的幫助下,分析問題出現的 原因在以下幾個方面:(1)光模塊損壞。由于設備的長時間使用,光模塊會損壞;(2)光釬損壞。人為或動物損壞光釬;(3)中興BBU 設備上的CC 板損壞;(4)室外R08I 燒壞。同樣由于長時間的使用,設備會損壞。3.2.2 TD 光口故障問題解決方案設計 對TD 光口故障問題,設計的解決方案如下: 處理故障要先做簡單的最后處理難的,也就是先易后難: 首先要把需要的工具與備件準備好。主要的工具有電腦一臺(含LMT 軟件)、剪鉗、小刀、六角螺絲刀、光模塊若干個、廣東機電職業技術學院畢業綜合實踐報告 9 光釬線、CC 板、新的R08I 一個、安全帶、麻繩、滑輪、封口膠、防水膠等。處理故障時工具一定要帶齊,不然就白跑一趟,這樣就會浪費許多時間,工作的效 率就會下降。工具準備完成以后我們就要去到故障地點,首先通過電腦連上設備去確定 是哪一個RRU 有故障(一般一個BBU 帶三個RRU),找到出故障的設備后,我們就可以開 始處理障了。設計方案如下首先從光模塊入手,然后是光釬線,接著是 CC 板,最后是 RRU: 表3.1 處理光口故障設計方案 存在故障 處理故障 預期結果 檢測結果 實施下一步 光口模塊 更換光模塊 故障解決 故障依然存在 更換光釬 光釬線路 更換光釬 故障解決 故障依然存在 更換CC 板 CC 板 更換CC 板 故障解決 故障依然存在 更換Q08I R08I 更換Q08I 故障解決 故障解決 無 3.2.3 TD 光口故障問題解決方案的預期目標 預期目標及時處理故障,解決光口問題,從而使得設備重新正常運行。并保障設備 的狀態良好,預防下次再出現同類問題:(1)更換光口模塊,使得設備重新運行,觀察設備運行狀況,運行良好,則達到 預期目標:(2)若更換光口模塊沒能達到預期的目標,則要更換光釬,再重新觀察設備的運 行狀況,運行良好,則達到了預期目標:(3)更換CC 板,再次觀察設備的運行狀況,運行良好則達到預期目標:(4)更換R08I,觀察設備的運行狀況,運行良好則達到了預期目標。以上的每一步都要仔細的進行,才能確保達標。處理故障是一件瑣事,你必須做好 每一步才能使得設備重新的運作。往往忽視了一小步,就會導致故障的繼續存在,并使得工作的效率下降,無法達到預期所想的。如你安裝光釬時不小心弄斷了光釬,這樣就必須重新換一條光釬,因為光釬是很難重新接回來的。如此的話既浪費成本,又浪費時間。3.3 TD 光口故障問題的解決方案的實施和總結 實施解決方案: 廣東機電職業技術學院畢業綜合實踐報告 10 通過分析有四種產生故障的原因,選取簡單的原因先解決。第一步:對于光口模塊的原因是光模塊損壞,最簡單的就是選取相同的光模塊換上 中興BBU 上去,把出故障的那個光模塊換下,看看故障是否解決。處理故障的時候可以把電腦一直連在設備上,方便觀察設備的運行狀況。當我們把 光模塊換好后,讓電腦重新登錄設備,并進入LMT 軟件,就可以觀察設備的運行情況了,這個過程一般要幾分鐘,所以要耐心等待。第二步:幾分鐘后,通過電腦觀察設備依然沒變化,表示不是光模塊的故障,這時 我們就要更換光釬線了,也就是可能是光釬線路的原因,光釬線損壞。這里需要兩個人 幫忙才能完成。從室內的BBU 上重新換上新的光釬線拉上到室外的R08I。拉光釬時一定 要小心,因為光釬是很容易損壞的。同樣光釬拉好后去通過電腦觀察設備的故障是否好了,這里也是要等待幾分鐘的,因為重新拉光釬的話,設備是需要重新啟動的,所以也要耐心的等待與觀察。幾分鐘后 若設備故障解決了,則不需要下面的工作了,若沒有變化,我們就要進行下面的方法了。第三步:就是更換中興 CC 板了,更換 CC 板是很容易的,只需要把舊 CC 板換下,換上新的CC 板就可以了。要注意的就是插板的時候要小心,避免損壞設備。換CC 板后 也是需要等待才知道設備故障有沒有處理好的。若不能解決問題,就需要更換RRU 了。第四步:更換 RRU 是一個很難的過程,主要是 R08I 體積很大,而且要把它拉上支 撐桿(15 米),這個過程要注意安全。先下電再進行更換工作。換好 R08I 設備后,我們就可以去上電并觀察設備的運行狀況,一般到這里后,設 備的光口故障問題都是基本解決的了。處理光口故障是需要耐心的,只有一步一步的去尋找問題的原因,這樣才能最終解 決問題。基站中隨時都會出現很多問題,所以我們也要隨時準備著解決問題。只有在不停的 實踐中才可以學到知識,并提高自己的技能。維護是一個特殊的行業,涉及學科較多,而且日常瑣事也較多,所以維護人員不光 需要有過硬的技術和還要有較強的責任心。基站好比人,設備、線路就像器官和血管、神經一樣,出了問題就不行,要進行及時修復。現在學習基站維護就相當于著手一門新 的手藝,認真對待,認真學習,把它變成自己的一項技術。萬丈高樓平地起進來這個公 司就要從細節做起,從小事做起,為公司出力,為通信行業做貢獻。廣東機電職業技術學院畢業綜合實踐報告 11 4 結束語 將近一年的實習生活就快結束了,在這實習的過程中我學到了很多的知識,初次到 單位去實習感受頗多,不僅在知識上有了很大的進步而且也學到了不少社會上的東西。首先值得感謝的是學校對我們的培養,學校給了一個良好的壞境給我們學習,讓我 們不斷的提高自己的知識水平。還有感謝各位老師對我們的教導,在授予我們知識的時 候,還教會我們怎樣做人。現在雖然不在學校上課了,但是老師還要為我們的畢業論文 操心,幫我們修改,避免出什么問題。在此,真心的感謝老師們。老師你們辛苦了!剛去公司的時候自己還一點不懂,聽說安排我去維護基站還感覺比較新鮮,我就同 公司的幾個前輩去處理故障。例如每月的基站巡檢工作能夠及時的了解設備的運行情 況,對存在安全隱患的設備能夠及時的進行處理,具體的檢查范圍包括:基站主設備、基站交直流配電設備、基站蓄電池、基站空調、基站動力環境監控設備、基站傳輸設備、基站天饋線系統、基站機房安全設施。檢查項目包括:工作電壓、工作電流、有無告警、運轉情況、設備連線情況、環境衛生,以及基站所存在的各種安全隱患。本以為是比較 輕松的可是當他們在處理故障的時候我發現自己學的知識用到的很少,在前輩們耐心的 講解下才稍微明白了點,當時最大的感觸就是實踐是那么的重要,在課堂上是永遠也學 不到這些知識的,在后來的日子我一刻都沒有放松過,珍惜在實習過程中的分分秒秒,不管哪里有了故障我都跟隨他們一起去學習,就這樣我很愉快的度過了我的實習生活。實習讓我了解自己專業方面的知識和專業以外的知識,讓我也早些認識到將面臨的 工作問題,讓我明白了以后讀大學是要很認真的讀,要有好的專業知識,才能為好的實 際動手能力打下堅實的基礎,更讓我明白了以后要有一技之長,才能迎接以后的挑戰,也讓我知道了大學是為我們順應科學發展的墊腳石和自身發展的機會。廣東機電職業技術學院畢業綜合實踐報告 12 參考文獻 [1]魏紅.《移動基站設備與維護》.人民郵電出版社.2009.03 [2]李建東.郭國楊.《移動通信》第四版.西安電子科技大學出版社.2010.09 [3]江曉林.楊明極《通信原理》第三版.哈爾濱工業大學出版社.2010.03 [4]李生紅.《現代交換原理》 第二版.機械工業出版社.2008.07 [5]吳偉陵.《移動通信中的關鍵技術》 第二版.北京郵電大學出版社.2000.07
第二篇:移動通信技術畢業論文題目
移動通信技術專業畢業論文題目
一、設計性題目
要求:①設計內容②設計依據③具體設計方案及設計步驟 ④設計參數及具體計算、分析⑤方案比較⑥結論 以下題目可供參考
1、移動通信基站天饋線安裝工程施工與維護
2、通信工程施工監理方案
3、無線呼叫系統的電路設計(發送端硬件電路)
4、無線呼叫系統的電路設計(接收端硬件電路)
5、石家莊城市職業學院校園網的規劃設計
6、無線話筒的電路設計
7、移動手機設備的故障處理分析
8、程控交換機的維護與管理
9、光纖線路故障的定位和監測
10、本地SDH傳輸網組網設計
11、光纖通信系統的仿真設計與系統分析
12、蜂窩移動通信系統的仿真設計與系統分析
13、基于GSM 短消息的遠程監測系統
14、單片機常用電路設計及C51仿真
15、多路搶答器
16、用單片機實現電子鐘的設計
17、基于數字化校園手機一卡通設計
18、用單片機實現跑馬燈的設計
19、通信系統中調整技術的研究及其matlab仿真實現
20、基于單片機的通信控制系統設計
二、論證性題目
要求:①論文意義②論點③論據④具體論證⑤結論及應用 以下題目可供參考
21、淺談第四代移動通信技術
22、WiFi技術及其應用與發展
23、物聯網技術的現狀及應用
24、軟交換技術綜述及探討
25、網絡通信安全技術淺析
26、TD-SCDMA技術淺析
27、移動電子商務及其發展
28、中國移動互聯網的現狀及相關技術分析
29、淺析藍牙技術30、3G技術在通信中的應用及未來發展趨勢探析
31、淺論光纖通信技術的特點及其應用
32、移動通信的基本技術
33、Wi-Fi技術與GPRS技術的比較
34、天線與通信網絡的優化
35、TD-SCDMA與其它CDMA技術的比較
36、光纖碼分多址通信技術
37、移動通信網絡的安全問題及對策
38、GSM移動通信網絡優化的研究
39、光纖通信發展趨勢的探討
40、淺談智能天線在移動通信中的應用
第三篇:移動通信技術
GSM:全球移動通訊系統Global System of Mobile communication
GPRS---General Packet Radio Service,通用無線分組業務
EDGE---Enhanced Data Rate for GSM Evolution 的縮寫,即增強型數據速率GSM演進技術
UMTS---通信系統(Universal Mobile Telecommunications System)HSPA---High-Speed Packet Access高速數據信息包接入/存取技術
LTE---Long Term Evolution的縮寫,全稱應為3GPP Long Term Evolution,中文一般翻譯為3GPP長期演進技術,為第三代合作伙伴計劃(3GPP)標準,使用“正交頻分復用”(OFDM)的射頻接收技術,以及2×2和4×4 MIMO的分集技術規格。同時支援FDD(頻分雙工)和TDD(時分雙工)。
第四篇:移動通信技術
移動通信技術
1、移動通信的概念
2、移動通信的特點(4點)
3、移動通信的工作方式
4、移動通信系統的組成5、移動通信中編號北京
6、移動通信中發射信號的處理
7、數字信號調制
8、移動通信系統的業務
9、移動通信的組網制式
10、小區制的特點
11、小區的形狀選擇
12、信道的分類
13、信道的概念
14、頻譜分配的基本原則
15、影響頻率選擇的因素
16、同頻費用
17、多信道公用
18、話務量
19、
第五篇:移動通信發展前景畢業論文
移動通信發展前景畢業論文
摘要
21世紀移動通信技術和市場飛速發展,在新技術和市場需求的共同作用下,未來移動通信技術將呈現以下幾大趨勢:網絡業務數據化、分組化,移動互聯網逐步形成;網絡技術數字化、寬帶化;網絡設備智能化、小型化;應用于更高的頻段,有效利用頻率;移動網絡的綜合化、全球化、個人化;各種網絡的融合;高速率、高質量、低費用。這正是第四代(4G)移動通信技術發展的方向和目標。
關鍵詞:第四代移動通信(4G);正交頻分復用;多模式終端
第一章4G移動通信簡介
第四代移動通信技術的概念可稱為寬帶接入和分布網絡,具有非對稱的超過2Mbit/s的數據傳輸能力。它包括寬帶無線固定接入、寬帶無線局域網、移動寬帶系統和交互式廣播網絡。第四代移動通信標準比第三代標準擁有更多的功能。第四代移動通信可以在不同的固定、無線平臺和跨越不同的頻帶的網絡中提供無線服務,可以在任何地方用寬帶接入互聯網(包括衛星通信和平流層通信),能夠提供定位定時、數據采集、遠程控制等綜合功能。此外,第四代移動通信系統是集成多功能的寬帶移動通信系統,是寬帶接入IP系統。目前正在開發和研制中的4G通信將具有以下特征:
1.1通信速度更快
由于人們研究4G通信的最初目的就是提高蜂窩電話和其他移動裝置無線訪問Internet的速率,因此4G通信的特征莫過于它具有更快的無線通信速度。專家預估,第四代移動通信系統的速度可達到10-20Mbit/s,最高可以達到100Mbit/s。
1.2網絡頻譜更寬
要想使4G通信達到100Mbit/s的傳輸速度,通信運營商必須在3G通信網絡的基礎上對其進行大幅度的改造,以便使4G網絡在通信帶寬上比3G網絡的帶寬高出許多。據研究,每個4G信道將占有100MHz的頻譜,相當于W-CDMA3G網絡的20倍。
第二章 多種業務的完整融合個人通信、信息系統、廣播、娛樂等業務無縫連接為一個整體,滿足用戶的各種需求。4G應能集成不同模式的無線通信——從無線局域網和藍牙等室內網絡、蜂窩信號、廣播電視到衛星通信,移動用戶可以自由地從一個標準漫游到另一個
標準。各種業務應用、各種系統平臺間的互聯更便捷、安全,面向不同用戶要求,更富有個性化。而且4G手機從外觀和式樣上看將有更驚人的突破,可以想象的是,眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋都有可能成為4G終端。
2.1智能性能更高
第四代移動通信的智能性更高,不僅表現在4G通信的終端設備的設計和操作具有智能化,更重要的是4G手機可以實現許多難以想象的功能。例如,4G手機將能根據環境、時間以及其他因素來適時提醒手機的主人。
2.2兼容性能更平滑
要使4G通信盡快地被人們接受,還應該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下輕易地過渡到4G通信。因此,從這個角度來看,4G通信系統應當具備全球漫游、接口開放、能跟多種網絡互聯、終端多樣化以及能從2G、3G平穩過渡等特點。
2.3實現更高質量的多媒體通信
4G通信提供的無線多媒體通信服務將包括語音、數據、影像等,大量信息透過寬頻的信道傳送出去,為此4G也稱為“多媒體移動通信”。
2.4通信費用更加便宜
由于4G通信不僅解決了與3G的兼容性問題,讓更多的現有通信用戶能輕易地升級到4G通信,而且4G通信引入了許多尖端通信技術,因此,相對其他技術來說,4G通信部署起來就容易、迅速得多。同時在建設4G通信網絡系統時,通信運營商們將考慮直接在3G通信網絡的基礎設施之上,采用逐步引入的方法,這樣就能夠有效地降低運營成本。
第三章 4G移動通信的接入系統
4G移動通信接入系統的顯著特點是,智能化多模式終端(multi-modeterminal)基于公共平臺,通過各種接技術,在各種網絡系統(平臺)之間實現無縫連接和協作。在4G移動通信中,各種專門的接入系統都基于一個公共平臺,相互協作,以最優化的方式工作,來滿足不同用戶的通信需求。當多模式終端接入系統時,網絡會自適應分配頻帶、給出最優化路由,以達到最佳通信效果。目前,4G移動通信的主要接入技術有:無線蜂窩移動通信系統(例如2G、3G);無繩系統(如DECT);短距離連接系統(如藍牙);WLAN系統;固定無線接入系統;衛星系統;平流層通信(STS);廣播電視接入系統(如DAB、DVB-T、CATV)。隨著技術發展和市場需求變化,新的接入技術將不斷出現。
不同類型的接入技術針對不同業務而設計,因此,我們根據接入技術的適用領域、移動小區半徑和工作環境,對接入技術進行分層。
分配層:主要由平流層通信、衛星通信和廣播電視通信組成,服務范圍覆蓋面積大。
蜂窩層:主要由2G、3G通信系統組成,服務范圍覆蓋面積較大。
熱點小區層:主要由WLAN網絡組成,服務范圍集中在校園、社區、會議中心
等,移動通信能力很有限。
個人網絡層:主要應用于家庭、辦公室等場所,服務范圍覆蓋面積很小。移動通信能力有限,但可通過網絡接入系統連接其他網絡層。
固定網絡層:主要指雙絞線、同軸電纜、光纖組成的固定通信系統。
網絡接入系統在整個移動網絡中處于十分重要的位置。未來的接入系統將主要在以下三個方面進行技術革新和突破:為最大限度開發利用有限的頻率資源,在接入系統的物理層,優化調制、信道編碼和信號傳輸技術,提高信號處理算法、信號檢測和數據壓縮技術,并在頻譜共享和新型天線方面做進一步研究。為提高網絡性能,在接入系統的高層協議方面,研究網絡自我優化和自動重構技術,動態頻譜分配和資源分配技術,網絡管理和不同接入系統間協作。提高和擴展IP技術在移動網絡中的應用;加強軟件無線電技術;優化無線電傳輸技術,如支持實時和非實時業務、無縫連接和網絡安全。
第四章 4G移動通信系統中的關鍵技術
(一)定位技術
定位是指移動終端位置的測量方法和計算方法。它主要分為基于移動終端定位、基于移動網絡定位或者混合定位三種方式。在4G移動通信系統中,移動終端可能在不同系統(平臺)間進行移動通信。因此,對移動終端的定位和跟蹤,是實現移動終端在不同系統(平臺)間無縫連接和系統中高速率和高質量的移動通信的前提和保障。
(二)切換技術
切換技術適用于移動終端在不同移動小區之間、不同頻率之間通信或者信號降低信道選擇等情況。切換技術是未來移動終端在眾多通信系統、移動小區之間建立可靠移動通信的基礎和重要技術。它主要有軟切換和硬切換。在4G通信系統中,切換技術的適用范圍更為廣泛,并朝著軟切換和硬切換相結合的方向發展。
(三)軟件無線電技術
在4G移動通信系統中,軟件將會變得非常繁雜。為此,專家們提議引入軟件無線電技術,將其作為從第二代移動通信通向第三代和第四代移動通信的橋梁。軟件無線電技術能夠將模擬信號的數字化過程盡可能地接近天線,即將A/D和D/A轉換器盡可能地靠近RF前端,利用DSP進行信道分離、調制解調和信道編譯碼等工作。它旨在建立一個無線電通信平臺,在平臺上運行各種軟件系統,以實現多通路、多層次和多模式的無線通信。因此,應用軟件無線電技術,一個移動終端,就可以實現在不同系統和平臺之間,暢通無阻的使用。目前比較成熟的軟件無線電技術有參數控制軟件無線電系統。
(四)智能天線技術
智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數字波束調節等智能功能,能滿足數據中心、移動IP網絡的性能要求。智能天線成形波束能在空間域內抑制交互干擾,增強特殊范圍內想要的信號,這種技術既能改善信號質量又能增加傳輸容量。
(五)交互干擾抑制和多用戶識別
待開發的交互干擾抑制和多用戶識別技術應成為4G的組成部分,它們以交互干擾抑制的方式引入到基站和移動電話系統,消除不必要的鄰近和共信道用戶的交
互干擾,確保接收機的高質量接收信號。這種組合將滿足更大用戶容量的需求,還能增加覆蓋范圍。交互干擾抑制和多用戶識別兩種技術的組合將大大減少網絡基礎設施的部署,確保業務質量的改善。
(六)新的調制和信號傳輸技術
在高頻段進行高速移動通信,將面臨嚴重的選頻衰落(frequency-selectivefading)。為提高信號性能,研究和發展智能調制和解調技術,來有效抑制這種衰落。例如正交頻分復用技術(OFDM)、自適應均衡器等。另一方面,采用TPC、Rake擴頻接收、跳頻、FEC(如AQR和Turbo編碼)等技術,來獲取更好的信號能量噪聲比。
4G移動通信系統的關鍵技術:
(1)OFDM正交頻分復用技術
OFDM正交頻分復用技術的基本思想是將高速串行的數據碼流變換成N(通常取偶數)路并行的低速數據流,再將這N路低速數據流分別調制到等頻間隔的一組總數為N的子載波上,并且這組子載波要滿足下交的條件。OFDM技術的優點是可以通地添加循環前綴來減小或消除碼間干擾,對多徑衰落和多普勒頻移不敏感,提高了頻譜利用率,可實現低成本的單波段接收機。OFDM的主要缺點是功率效率不高,對頻偏和相位噪聲比較敏感。
(2)MIMO技術
MIMO(多進多出)是未來移動通信的關鍵技術。MIMO技術主要有兩種表現形式,即空間復用和空時編碼。這兩種形式在WiMAX協議中都得到了應用。WiMAX相關協議還給出了同時使用空間復用和空時編碼的形式。支持MIMO是協議中的一種可選方案,結合自適應天線陣(AAS)和MIMO技術,能顯著提高系統的容量和頻譜利用率,可以大大提高覆蓋范圍并增強應對快衰落的能力,使得在不同環境下能夠獲得最佳的傳播性能
(3)軟件無線電技術
軟件無線電是美國MTLTRE公司于1992年明確提出的,其基本思想是將標準化、模塊化的硬件功能單元經過一個通用硬件平臺,利用軟件加載方式來實現各種類型的無線電通信系統,所有體制和標準的更新,以及不同體制之間的兼營,都可以通過適當的軟件來完成。軟件無線電的核心思想是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶A/D和D/A變換器,并盡可能多地用軟件來定義無線功能,各種功能和信號處理都盡可能用軟件實現。其軟件系統包括各類無線信令規則與處理軟件、信號流變換軟件、信源編碼軟件、信道糾錯編碼軟件、調制解調算法軟件等。軟件無線電使得系統具有靈活性和適應性,能夠適應不同的網絡和空中接口。軟件無線電技術能支持采用不同空中接口的多模式手機和基站,能實現各種應用的可變QoS。
(4)智能天線技術
智能天線(SA)原名自適應天線陣列,由多個天線單元組成,每個天線后面接一個加權器,經過加權器處理以后的信號,最后用相加器進行合并。智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數字波束調節等智能功能,被認為是未來移動通信的關鍵技術。智能天線應用數字信號處理技術,產生空間定向波束,使天線主波束對準用戶信號到達方向,旁瓣或零陷對準干擾信號到達方向,達到充分利用移動用戶信號并消除或抑制干擾信號的目的。這種技術既能改善信號質量又能
增加傳輸容量。
(5)調制與編碼技術
4G移動通信系統采用新的調制技術,如多載波正交頻分復用調制技術以及單載波自適應均衡技術等調制方式,以保證頻譜利用率和延長用戶終端電池的壽命。4G移動通信系統采用更高級的信道編碼方案(如Turbo碼、級連碼和LDPC等)、自動重發請求(ARQ)技術和分集接收技術等,從而在低Eb/N0條件下保證系統足夠的性能。
(6)高性能的接收機
4G移動通信系統對接收機提出了很高的要求。Shannon定理給出了在帶寬為BW的信道中實現容量為C的可靠傳輸所需要的最小SNR。按照Shannon定理,可以 計算 出,對于3G系統如果信道帶寬為5MHz,數據速率為2Mb/s,所需的SNR為l.2dB;而對于4G系統,要在5MHz的帶寬上傳輸20Mb/s的數據,則所需要的SNR為12dB。可見對于4G系統,由于速率很高,對接收機的性能要求也要高得多。
(7)全IP技術
4G移動通信系統應該是一個全IP的網絡,全IP網絡節約成本,提高可擴展性,靈活性,并使網絡運行更有效率,可支持IPv6,解決IP地址不足并能實現移動IP。同已有的移動網絡相比具有根本性的優點,即:可以實現不同網絡間的無縫互聯。核心網獨立于各種具體的無線接入方案,能提供端到端的IP業務,能同已有的核心網和PSTN兼容。核心網具有開放的結構,能允許各種空中接口接入核心網;同時核心網能把業務、控制和傳輸等分開。采用IP后,所采用的無線接入方式和協議與核心網絡(CN)協議、鏈路層是分離獨立的。IP與多種無線接入協議相兼容,因此在設計核心網絡時具有很大的靈活性,不需要考慮無線接入究竟采用何種方式和協議。(8)多用戶檢測技術
多用戶檢測是WCDMA通信系統中抗干擾的關鍵技術。在實際的CDMA通信系統中,各個用戶信號之間存在一定的相關性,這就是多址干擾存在的根源。由個別用戶產生的多址干擾固然很小,可是隨著用戶數的增加或信號功率的增大,多址干擾就成為WCDMA通信系統的一個主要干擾。傳統的檢測技術完全按照經典直接序列擴頻理論對每個用戶的信號分別進行擴頻碼匹配處理,因而抗多址干擾能力較差;多用戶檢測技術在傳統檢測技術的基礎上,充分利用造成多址干擾的所有用戶信號信息對單個用戶的信號進行檢測,從而具有優良的抗干擾性能,解決了遠近效應問題,降低了系統對功率控制精度的要求,因此可以更加有效地利用鏈路頻譜資源,顯著提高系統容量。隨著多用戶檢測技術的不斷 發展,各種高性能又不是特別復雜的多用戶檢測器算法不斷提出,在4G實際系統中采用多用戶檢測技術將是切實可行的。
(9)切換技術
MDHO(宏分集切換)和F基站S(快速基站切換)。移動臺可以通過當前的服務基站廣播的消息獲得相鄰小區的信息,或者通過請求分配掃描間隔或者是睡眠間隔來對鄰近的基站進行掃描和測距的方式獲得相鄰小區信息,對其評估,尋找潛在的目標小區。切換既可以由終端決策發起也可以由基站決策發起。在進行快速基站切換(F基站S)時,終端只與Anchor基站進行通信;所謂快速是指不用執行HO過程中的步驟就可以完成從一個Anchor基站到另一個Anchor基站的切換。支持F基站S對于終端和基站來說是可選的。進行宏分集切換(MDHO)時,終端可以同時在多個基站之間發送和接收數據,這樣可以獲得分集合并增益
以改善信號質量。是否支持MDHO對于終端和基站來說是可選的。
(10)睡眠模式
終端睡眠模式:Sleep模式和Idle模式。Sleep模式的目的在于減少終端的能量消耗并降低對Serving基站空中資源的使用。Sleep模式是終端在預先協商的指定周期內暫時中止Serving基站服務的一種狀態。從Serving基站的角度觀察,處于這種狀態下的終端處于不可用(unavailability)狀態。Idle模式為終端提供了一種比Sleep模式更為省電的工作模式,在進入Idle模式后,終端只是在離散的間隔,周期性地接收下行廣播數據(包括尋呼消息和M基站業務),并且在穿越多個基站的移動過程中,不需要進行切換和 網絡 重新進入的過程。Idle模式與Sleep模式的區別在于:Idle模式下終端沒有任何連接,包括管理連接,而Sleep模式下終端有管理連接,也可能存在業務連接;Idle模式下終端跨越基站時不需要進行切換,Sleep模式下終端跨越基站需要進行切換,所以Idle模式下終端和基站的開銷都比Sleep小;Idle模式下終端定期向系統登記位置,Sleep模式下終端始終和基站保持聯系,不用登記。
在不同的4G移動通信系統中將采用的不同的新技術組合,并且以上的新技術正在不斷的發展完善中,特別是目前的4G標準未確定,處于研究開發和完善階段,成熟期預計要三到五年或更長。但可以肯定的是,隨著移動互聯網高速發展,新技術將隨著4G也會繼續高速發展,4G將會是多功能集成的寬帶移動通信系統,是滿足未來市場需求的新一代的移動通信系統
結束語
對于現在的人來說,未來的4G通信的確顯得很神秘,不少人都認為第四代無線通信網絡系統是人類有史以來最復雜的技術系統。總的來說,要順利、全面地實施4G通信,還將可能遇到一些困難。
首先,人們對未來的4G通信的需求是它的通信傳輸速度將會得到極大提升,從理論上說最高可達到100Mbit/s,但手機的速度將受到通信系統容量的限制。據有關行家分析,4G手機將很難達到其理論速度。
其次,4G的發展還將面臨極大的市場壓力。有專家預測,在10年以后,2G的多媒體服務將進入第三個發展階段,此時覆蓋全球的3G網絡已經基本建成,全球25%以上的人口使用3G,到那時,整個行業正在消化吸收第三代技術,對于4G技術的接受還需要一個逐步過渡的過程。
因此,在建設4G通信網絡系統時,通信運營商們將考慮直接在3G通信網絡的基礎設施之上,采用逐步引入的方法,使移動通信從3G逐步向4G過渡。參考文獻:
1、謝顯忠等.基于TDD的第四代移動通信技術[M].電子工業出版社,2005.2、宋文濤,羅漢文.移動通信[M].上海交通大學出版社,1996.