第一篇:移動通信4G
移動通信4G 4G是第四代移動通信及其技術的簡稱,是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質量視頻圖像以及圖像傳輸質量與高清晰度電視不相上下的技術產品。4G系統能夠以100Mbps的速度下載,比撥號上網快2000倍,上傳的速度也能達到20Mbps,并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求。而在用戶最為關注的價格方面,4G與固定寬帶網絡在價格方面不相上下,而且計費方式更加靈活機動,用戶完全可以根據自身的需求確定所需的服務。此外,4G可以在DSL和有線電視調制解調器沒有覆蓋的地方部署,然后再擴展到整個地區。很明顯,4G有著不可比擬的優越性。
4G的發展背景
通信技術日新月異,給人們帶來不少享受。隨著數據通信與多媒體業務,需求的發展,適應移動數據、移動計算及移動多媒體運作需要的第四代移動通信開始興起,因此有理由期待這種第四代移動通信技術給人們帶來更加美好的未來。所有技術的發展都不可能在一夜之間實現,從GSM、GPRS到第4代,需要不斷演進,而且這些技術可以同時存在。人們都知道最早的移動通信電話用的模擬蜂窩通信技術,這種技術只能提供區域性語音業務,而且通話效果差、保密性能也不好,用戶的接聽范圍也是很有限。隨著移動電話迅猛發展,用戶增長迅速,傳統的通信模式已經不能滿足人們通信的需求,在這種情況下就出現了GSM通信技術,該技術用的是窄帶TDMA,允許在一個射頻(即‘蜂窩’)同時進行8組通話。它是根據歐洲標準而確定的頻率范圍在900~1800MHz之間的數字移動電話系統,頻率為1800MHz的系統也被美國采納。GSM是1991年開始投入使用的。到1997年底,已經在100多個國家運營,成為歐洲和亞洲實際上的標準。GSM數字網也具有較強的保密性和抗干擾性,音質清晰,通話穩定,并具備容量大,頻率資源利用率高,接口開放,功能強大等優點。不過它能提供的數據傳輸率僅為9.6kbit/s,和五、六年前用固定電話撥號上網的速度相當,而當時的internet幾乎只提供純文本的信息。而時下正流行的數字移動通信手機是第二代(2G),一般采用GSM或CDMA技術。第二代手機除了可提供所謂“全球通”話音業務外,已經可以提供低速的數據業務了,也就是收發短消息之類。雖然從理論上講,2G手機用戶在全球范圍都可以進行移動通信,但是由于沒有統一的國際標準,各種移動通信系統彼此互不兼容,給手機用戶帶來諸多不便。針對GSM通信出現的缺陷,人們在2000年又推出了一種新的通信技術GPRS,該技術是在GSM的基礎上的一種過渡技術。GPRS的推出標志著人們在GSM的發展史上邁出了意義最重大的一步,GPRS在移動用戶和數據網絡之間提供一種連接,給移動用戶提供高速無線IP和X.25分組數據接入服務。在這之后,通信運營商們又要推出EDGE技術,這種通信技術是一種介于現有的第二代移動網絡與第三代移動網絡之間的過渡技術,因此也有人稱它為“二代半”技術,它有效提高了GPRS信道編碼效率的高速移動數據標準,它允許高達384KbPs的數據傳輸速率,可以充分滿足未來無線多媒體應用的帶寬需求。EDGE提供了一個從GPRS到第三代移動通信的過渡性方案,從而使現有的網絡運營商可以最大限度地利用現有的無線網絡設備,在第三代移動網絡商業化之前提前為用戶提供個人多媒體通信業務。在新興通信技術的不斷推動之下,象征著3G通信的標志技術WCDMA也可能成為未來通信技術的主流。該技術能為用戶帶來了最高2Mbit/s的數據傳輸速率,在這樣的條件下,計算機中應用的任何媒體都能通過無線網絡輕松的傳遞。WCDMA通過有效的利用寬頻帶,不僅能順暢的處理聲音、圖像數據、與互聯網快速連接;此外WCDMA和MPEG-4技術結合起來還可以處理真實的動態圖像。人們之間溝通的瓶頸會由網絡傳輸速率轉變為各種新型應用的提供:如何讓無線網絡更好的為人們服務而不是給人們帶來騷擾,如何讓每個人都能從信息的海洋中快速的得到自己需要的信息,如何能夠方便的攜帶、使用各種終端設備,各種終端設備之間如何更好的自動協同工作等等。在上述通信技術的基礎之上,無線通信技術最終可能邁向4G通信技術時代。
從無線通信系統的發展歷程來看,第一代移動通信系統的任務已經達成,而現階段是第二代移動通信系統的時代,今后十年會是3G移動通信系統正興的時期,或許到了十年以后會是第四代移動通信的天下。但人們不難發現每一個不同的移動通信系統均會有重復性的時間點,大約每十年就有一項技術更新,不過隨著通信科技的日新月異,或許轉變會更快、時間也會更短。對于移動通信服務業者、系統設備供貨商或其他相關產業來說,必須隨時注意移動通信技術的變化,以適應市場需求。
4G的概念介紹
就在3G通信技術正處于醞釀之中時,更高的技術應用已經在實驗室進行研發。因此在人們期待第三代移動通信系統所帶來的優質服務的同時,第四代移動通信系統的最新技術也在實驗室悄然進行當中。那么到底什么是4G通信呢?
到2009年為止人們還無法對4G通信進行精確地定義,有人說4G通信的概念來自其他無線服務的技術,從無線應用協定、全球袖珍型無線服務到3G;有人說4G通信是一個超越2010年以外的研究主題,4G通信是系統中的系統,可利用各種不同的無線技術;但不管人們對4G通信怎樣進行定義,有一點人們能夠肯定的是4G通信可能是一個比3G通信更完美的新無線世界,它可創造出許多消費者難以想象的應用。4G最大的數據傳輸速率超過100Mbit/s,這個速率是移動電話數據傳輸速率的1萬倍,也是3G移動電話速率的50倍。4G手機可以提供高性能的匯流媒體內容,并通過ID應用程序成為個人身份鑒定設備。它也可以接受高分辨率的電影和電視節目,從而成為合并廣播和通信的新基礎設施中的一個紐帶。此外,4G的無線即時連接等某些服務費用會比3G便宜。還有,4G有望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。
4G通信技術并沒有脫離以前的通信技術,而是以傳統通信技術為基礎,并利用了一些新的通信技術,來不斷提高無線通信的網絡效率和功能的。如果說3G能為人們提供一個高速傳輸的無線通信環境的話,那么4G通信會是一種超高速無線網絡,一種不需要電纜的信息超級高速公路,這種新網絡可使電話用戶以無線及三維空間虛擬實境連線。與傳統的通信技術相比,4G通信技術最明顯的優勢在于通話質量及數據通信速度。然而,在通話品質方面,移動電話消費者還是能接受的。隨著技術的發展與應用,現有移動電話網中手機的通話質量還在進一步提高。數據通信速度的高速化的確是一個很大優點,它的最大數據傳輸速率達到100Mbit/s,簡直是不可思議的事情。另外由于技術的先進性確保了成本投資的大大減少,未來的4G通信費用也要比2009年通信費用低。
4G通信技術是繼第三代以后的又一次無線通信技術演進,其開發更加具有明確的目標性:提高移動裝置無線訪問互聯網的速度--據3G市場分三個階段走的的發展計劃,3G的多媒體服務在10年后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%以上人口使用第三代移動通信系統。在發達國家,3G服務的普及率更超過60%,那么這時就需要有更新一代的系統來進一步提升服務質量。
為了充分利用4G通信給人們帶來的先進服務,人們還必須借助各種各樣的4G終端才能實現,而不少通信營運商正是看到了未來通信的巨大市場潛力,他們已經開始把眼光瞄準到生產4G通信終端產品上,例如生產具有高速分組通信功能的小型終端、生產對應配備攝像機的可視電話以及電影電視的影像發送服務的終端,或者是生產與計算機相匹配的卡式數據通信專用終端。有了這些通信終端后,人們手機用戶就可以隨心所欲的漫游了,隨時隨地的享受高質量的通信了。4G系統網絡結構及其關鍵技術
4G移動系統網絡結構可分為三層:物理網絡層、中間環境層、應用網絡層。物理網絡層提供接入和路由選擇功能,它們由無線和核心網的結合格式完成。中間環境層的功能有QoS映射、地址變換和完全性管理等。物理網絡層與中間環境層及其應用環境之間的接口是開放的,它使發展和提供新的應用及服務變得更為容易,提供無縫高數據率的無線服務,并運行于多個頻帶。這一服務能自適應多個無線標準及多模終端能力,跨越多個運營者和服務,提供大范圍服務。第四代移動通信系統的關鍵技術包括信道傳輸;抗干擾性強的高速接入技術、調制和信息傳輸技術;高性能、小型化和低成本的自適應陣列智能天線;大容量、低成本的無線接口和光接口;系統管理資源;軟件無線電、網絡結構協議等。第四代移動通信系統主要是以正交頻分復用(OFDM)為技術核心。OFDM技術的特點是網絡結構高度可擴展,具有良好的抗噪聲性能和抗多信道干擾能力,可以提供無線數據技術質量更高(速率高、時延小)的服務和更好的性能價格比,能為4G無線網提供更好的方案。例如無線區域環路(WLL)、數字音訊廣播(DAB)等,預計都采用OFDM技術。4G移動通信對加速增長的廣帶無線連接的要求提供技術上的回應,對跨越公眾的和專用的、室內和室外的多種無線系統和網絡保證提供無縫的服務。通過對最適合的可用網絡提供用戶所需求的最佳服務,能應付基于因特網通信所期望的增長,增添新的頻段,使頻譜資源大擴展,提供不同類型的通信接口,運用路由技術為主的網絡架構,以傅利葉變換來發展硬件架構實現第四代網絡架構。移動通信會向數據化,高速化、寬帶化、頻段更高化方向發展,移動數據、移動IP預計會成為未來移動網的主流業務。
4G的主要優勢
如果說2G、3G通信對于人類信息化的發展是微不足道的話,那么未來的4G通信卻給了人們真正的溝通自由,并徹底改變人們的生活方式甚至社會形態。2009年在構思中的4G通信具有下面的特征:
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通信給人印象最深刻的特征莫過于它具有更快的無線通信速度。從移動通信系統數據傳輸速率作比較,第一代模擬式僅提供語音服務;第二代數位式移動通信系統傳輸速率也只有9.6Kbps,最高可達32Kbps,如PHS;而第三代移動通信系統數據傳輸速率可達到2Mbps;專家則預估,第四代移動通信系統可以達到10Mbps至20Mbps,甚至最高可以達到每秒高達100Mbps速度傳輸無線信息,這種速度會相當于2009年最新手機的傳輸速度的1萬倍左右。
2、網絡頻譜更寬
要想使4G通信達到100Mbps的傳輸,通信營運商必須在3G通信網絡的基礎上,進行大幅度的改造和研究,以便使4G網絡在通信帶寬上比3G網絡的蜂窩系統的帶寬高出許多。據研究4G通信的AT&T的執行官們說,估計每個4G信道會占有100MHz的頻譜,相當于W-CDMA 3G網路的20倍。
3、通信更加靈活
從嚴格意義上說,4G手機的功能,已不能簡單劃歸“電話機”的范疇,畢竟語音資料的傳輸只是4G移動電話的功能之一而已,因此未來4G手機更應該算得上是一只小型電腦了,而且4G手機從外觀和式樣上,會有更驚人的突破,人們可以想象的是,眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋,以方便和個性為前提,任何一件能看到的物品都有可能成為4G終端,只是人們還不知應該怎么稱呼它。未來的4G通信使人們不僅可以隨時隨地通信,更可以雙向下載傳遞資料、圖畫、影像,當然更可以和從未謀面的陌生人網上聯線對打游戲。也許有被網上定位系統永遠鎖定無處遁形的苦惱,但是與它據此提供的地圖帶來的便利和安全相比,這簡直可以忽略不計。
4、智能性能更高
第四代移動通信的智能性更高,不僅表現于4G通信的終端設備的設計和操作具有智能化,例如對菜單和滾動操作的依賴程度會大大降低,更重要的4G手機可以實現許多難以想象的功能。例如4G手機能根據環境、時間以及其他設定的因素來適時地提醒手機的主人此時該做什么事,或者不該做什么事,4G手機可以把電影院票房資料,直接下載到PDA之上,這些資料能夠把售票情況、座位情況顯示得清清楚楚,大家可以根據這些信息來進行在線購買自己滿意的電影票;4G手機可以被看作是一臺手提電視,用來看體育比賽之類的各種現場直播。
5、兼容性能更平滑
要使4G通信盡快地被人們接受,不但考慮的它的功能強大外,還應該考慮到現有通信的基礎,以便讓更多的現有通信用戶在投資最少的情況下就能很輕易地過渡到4G通信。因此,從這個角度來看,未來的第四代移動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第二代平穩過渡等特點。
5、提供各種增值服務
4G通信并不是從3G通信的基礎上經過簡單的升級而演變過來的,它們的核心建設技術根本就是不同的,3G移動通信系統主要是以CDMA為核心技術,而4G移動通信系統技術則以正交多任務分頻技術(OFDM)最受矚目,利用這種技術人們可以實現例如無線區域環路(WLL)、數字音訊廣播(DAB)等方面的無線通信增殖服務;不過考慮到與3G通信的過渡性,第四代移動通信系統不會在未來僅僅只采用OFDM一種技術,CDMA技術會在第四代移動通信系統中,與OFDM技術相互配合以便發揮出更大的作用,甚至未來的第四代移動通信系統也會有新的整合技術如OFDM/CDMA產生,前文所提到的數字音訊廣播,其實它真正運用的技術是OFDM/FDMA的整合技術,同樣是利用兩種技術的結合。因此未來以OFDM為核心技術的第四代移動通信系統,也會結合兩項技術的優點,一部分會是以CDMA的延伸技術。
6、實現更高質量的多媒體通信
盡管第三代移動通信系統也能實現各種多媒體通信,但未來的4G通信能滿足第三代移動通信尚不能達到的在覆蓋范圍、通信質量、造價上支持的高速數據和高分辨率多媒體服務的需要,第四代移動通信系統提供的無線多媒體通信服務包括語音、數據、影像等大量信息透過寬頻的信道傳送出去,為此未來的第四代移動通信系統也稱為“多媒體移動通信”。第四代移動通信不僅僅是為了因應用戶數的增加,更重要的是,必須要因應多媒體的傳輸需求,當然還包括通信品質的要求。總結來說,首先必須可以容納市場龐大的用戶數、改善現有通信品質不良,以及達到高速數據傳輸的要求。
7、頻率使用效率更高
相比第三代移動通信技術來說,第四代移動通信技術在開發研制過程中使用和引入許多功能強大的突破性技術,例如一些光纖通信產品公司為了進一步提高無線因特網的主干帶寬寬度,引入了交換層級技術,這種技術能同時涵蓋不同類型的通信接口,也就是說第四代主要是運用路由技術(Routing)為主的網絡架構。由于利用了幾項不同的技術,所以無線頻率的使用比第二代和第三代系統有效得多。按照最樂觀的情況估計,這種有效性可以讓更多的人使用與以前相同數量的無線頻譜做更多的事情,而且做這些事情的時候速度相當快。研究人員說,下載速率有可能達到5Mbps到10Mbps。
8、通信費用更加便宜
由于4G通信不僅解決了與3G通信的兼容性問題,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的通信技術,這些技術保證了4G通信能提供一種靈活性非常高的系統操作方式,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,通信營運商們會考慮直接在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行者和用戶的費用。據研究人員宣稱,4G通信的無線即時連接等某些服務費用會比3G通信更加便宜。
5、設施更新
在部署4G通信網絡系統之前,覆蓋全球的大部分無線基礎設施都是基于第三代移動通信系統建立的,如果要向第四代通信技術轉移的話,那么全球的許多無線基礎設施都需要經歷著大量的變化和更新.4G的發展展望
Clearwire公司09年1月表示,會把波特蘭改造為美國西部無線網絡速度最快的城市,以及全球四大 4G WiMAX 無線寬帶服務之一——Clear的使用基地。借助 Clear,波特蘭的消費者和企業會以真正的寬帶速度實現對互聯網的無線訪問,在家庭、辦公場所和地鐵等地暢游網絡。Clearwire 首席執行官 Benjamin G.Wolff 表示:“Clearwire 把互聯網的速度和移動性完美融合,令無線網的面貌煥然一新。人們以提高客戶工作效率和生活品質為導向,致力于為服務區內的每一位客戶提供優質服務。”
英特爾公司執行副總裁兼銷售與市場營銷事業部總經理馬宏升表示:“作為新一代無線技術,WiMAX 為消費者帶來了真正的平民化移動互聯網體驗。英特爾會攜手 Clearwire 及其合作伙伴,讓消費者以前所未有的方式,隨時在更多地點與互聯網進行交互。”
2.無線寬帶,一插即行
為了方便客戶,Clear 專門提供了幾種簡單的寬帶連接方式。移動用戶只需把 Clear 提供的支持移動 WiMAX 的小型 USB 調制解調器插入筆記本電腦,即可立即接入無線網絡。當住宅用戶需要上網時,只需把Clear 提供的無線高速調制解調器(小開本書大小)連接到普通電源和電腦主機。該款無線高速調制解調器同樣由摩托羅拉公司出品,客戶和企業無需提前預約,也不必穿墻布線,完全可以在不中斷日常工作的情況下輕松獲取高速互聯網服務。宏基、華碩、戴爾、富士通、聯想、松下、三星和東芝等電腦廠商紛紛宣布計劃在2009年上半年推出基于英特爾? 迅馳?2 處理器技術并嵌入 WiMAX 技術的筆記本電腦,以兼容 Clear 網絡。此外,還有數家 OEM 廠商計劃推出采用英特爾? 凌動? 處理器并支持嵌入式 WiMAX 的上網本模型,同樣也是為了迎接 Clear 網絡的到來。
世界第一個4G商用國
Telia是全球少數幾個建設LTE網絡的公司(最大的是Verizon),Telia與Verizon的4G基站、IP網絡和測試網絡設備均來自瑞典電信設備廠商愛立信,預計Verizon的LTE網絡在美國商用時間預計不會早于2010年,全面覆蓋時間要到2015年,而Telia明顯走在了前面.Telia表示,新的4G網絡可以帶來比3G快10倍的速度,這意味著他們已經實現了60-100Mbps的速度,并且由于瑞典的國土面積相對較小,Telia會很容易把4G信號覆蓋99%以上的瑞典人口.但和瑞典運營商的比拼中,Verizon擁有自己的優勢,那就是700MHz部分的無線頻譜,可以帶來比3.6GHz頻譜每個基站多5倍以上的覆蓋面積.人們有理由相信,第四代無線通信網絡技術會給人們未來的生活帶來無限美好的期待!
4G及其性能
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,會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。第四代移動通信技術可把上網速度提高到超過第三代移動技術50倍,可實現三維圖像高質量傳輸。4G移動通信技術的信息傳輸級數要比3G移動通信技術的信息傳輸級數高一個等級。對無線頻率的使用效率比第二代和第三代系統都高得多,且抗信號衰落性能更好,其最大的傳輸速度會是 “i-mode”服務的10000倍。除了高速信息傳輸技術外,它還包括高速移動無線信息存取系統、移動平臺的拉技術、安全密碼技術以及終端間通信技術等,具有極高的安全性,4G終端還可用作諸如定位、告警等。4G手機系統下行鏈路速度為100mbps,上行鏈路速度為30mbps。其基站天線可以發送更窄的無線電波波束,在用戶行動時也可進行跟蹤,可處理數量更多的通話。第四代移動電話不僅音質清晰,而且能進行高清晰度的圖像傳輸,用途會十分廣泛。在容量方面,可在FDMA、TDMA、CDMA的基礎上引入空分多址(SDMA),容量達到3G的5~10倍。另外,可以在任何地址寬帶接入互聯網,包含衛星通信,能提供信息通信之外的定位定時、數據采集、遠程控制等綜合功能。它包括廣帶無線固定接入、廣帶無線局域網、移動廣帶系統和互操作的廣播網絡(基于地面和衛星系統)。其廣帶無線局域網(WLAN)能與B-ISDN和ATM兼容,實現廣帶多媒體通信,形成綜合廣帶通信網(IBCN),通過IP進行通話。能全速移動用戶能提供150Mb/s的高質量的影像服務,實現三維圖像的高質量傳輸,無線用戶之間可以進行三維虛擬現實通信。能自適應資源分配,處理變化的業務流、信道條件不同的環境,有很強的自組織性和靈活性。能根據網絡的動態和自動變化的信道條件,使低碼率與高碼率的用戶能夠共存,綜合固定移動廣播網絡或其他的一些規則,實現對這些功能體積分布的控制。支持交互式多媒體業務,如視頻會議、無線因特網等,提供更廣泛的服務和應用。4G系統可以自動管理、動態改變自己的結構以滿足系統變化和發展的要求。用戶可能使用各種各樣的移動設備接入到4G系統中,各種不同的接入系統結合成一個公共的平臺,它們互相補充、互相協作以滿足不同的業務的要求,移動網絡服務趨于多樣化,最終會演變為社會上多行業、多部門、多系統與人們溝通的橋梁。
全球首個正式商用4G網絡 在全球各大網絡運營商都在籌劃下一代網絡的時候,北歐TeliaSonera率先完成了4G網絡的建設,并于宣布開始在瑞典首都斯德哥爾摩、挪威首都奧斯陸提供4G服務,這也是全球正式商用的第一個4G網絡。4G是市場上最快的移動通信技術,采用LTE技術的移動通信網絡最快下載速度可以達到100Mbps,相當于當前3G網絡的五十倍。
LTE定位為3G補充,而不是替代
眾多廠商紛紛推出3G和LTE,3G和2G的融合解決方案,至少到目前為止,4G仍定位為解決用戶密集的“熱點”地區高速上網需求的技術,不會做規模性的全覆蓋,而非熱點地區仍將依靠2G或其他技術,尤其是在LTE無法獲得較低的頻段時,這樣的網絡結構可能更合理。例如,LTESCDMA400,這樣的網絡,可能性價比更好,可以給用戶提供更好的服務。因此,3G至少還有十年以上的壽命(參見《4G標準競爭產業鏈應吸引3G教訓 》)。
展望2011年的4G
據大會主辦方全球移動通信系統協會預測,15年后將有500億件物品被移動互聯。屆時,手機的用途將大大增加,“隨時、隨地、無所不在”將成為移動通信的基本特征。關于移動寬帶的大會主論壇達成一致意見認為,手機的應用將取代手機的技術成為移動通信領域的主角,開發手機新用途將是未來競爭的焦點。寬帶化、智能化、個性化、媒體化、多功能化、環保化是世界移動通信發展的新趨勢。
提到手機的用途,很多人馬上會想到打電話、發短信,先進一些的手機還可以用來上網。但未來手機的用途可遠不止這些,它可以是“指尖上”的教室、銀行、影院,可以為你提供定位服務,甚至可以遠程指揮家中的洗衣機和微波爐,因為汽車、冰箱、微波爐等等都可以嵌入SIM卡,成為移動通信網的一個終端。
關于手機的定位功能,一些專家提出,它不能僅限于普通衛星導航儀的功能,還應發送用戶的地理位置,記錄用戶的行蹤,當用戶抵達目的地后,還應為用戶提供更多的服務。例如,用戶使用普通的導航功能抵達購物中心后,手機還可以提供購物中心各樓層、各柜臺的實時信息,用戶可以直接到適合的柜臺購物。隨著物聯網時代的到來,醫療設備將被大量嵌入SIM卡,手機將能廣泛地用于醫療保健領域。在這次大會上,全球移動通信系統協會宣布將進軍醫療保健領域,在該領域應用嵌入式移動通信技術,進行遠程疾病診斷、健康監測和報警。此外,手機用途還將涉及教育、新聞、娛樂、廣告等領域。很多專家都認為手機已經不僅僅是一個通信工具,它已經深入到日常工作和生活中,并改變著人們的工作和生活方式。為了迎接移動寬帶時代的到來,一些國家政府和企業已經開始采取行動。美國把發展移動寬帶作為振興經濟的一項措施。去年8月,歐盟宣布投資1800萬歐元用于LTE技術的研究與開發。法國在“數字法國2012”計劃中,準備將新頻譜分配給移動寬帶服務。日本和韓國也在加強移動寬帶技術的研究和開發,并在大會上進行了展示。谷歌公司首席執行官埃里克·施密特在大會上發表題為“移動優先”的主旨報告說,在印度尼西亞和南非通過手機使用谷歌搜索的人已經超過了使用臺式電腦用谷歌搜索的人數,谷歌已把移動通信定為主要研發對象。
第二篇:移動通信
五、簡答題:
1、簡述蜂窩移動通信系統中,用來提高頻譜利用率的技術(最少兩種)答:同頻復用和多信道共用、小區制;
2、簡述蜂窩移動通信系統中,用來提高抗干擾的幾種技術(最少四種)
3、答:分集、功率控制、跳頻、DTX
3、簡述GSM網絡中采用的DTX技術是如何實現的
答:在語音間隙期間,發送SDI幀后關閉發射機,收端根據SDI自動合成舒適噪聲;
4、實現跳頻有哪些方式?
答:按照跳變速率分為:慢跳頻和快跳頻; 按照基站跳變方式分為:基帶跳頻和射頻跳頻
5、簡述GSM網絡中慢跳頻
答:GSM中,跳頻屬于慢跳頻,每一TDMA幀的某個時隙跳變一次,速率為217跳/秒;
6、常用的分集技術和合并技術有哪些?
答:分集技術:空間分集、頻率分集、時間分集和極化分集; 合并技術: 選擇式合并、最大比值合并和等增益合并;
7、簡述直擴系統的兩種形式;
答:(1)、發端用戶數據信息首先進行地址調制,再與PN碼相乘進行擴頻調制;(2)、發端用戶數據直接與對應的PN碼相乘,進行地址調制的同時又進行擴頻調制。前者需要多個地址碼,一個PN碼,后者需要多個正交性良好的PN碼。
8、簡述CDMA系統中的更軟切換實現過程;
答:更軟切換是發生在同一基站具有相同頻率的不同扇區之間,它是由基站完成的,并不通知MSC。
9、簡述GSM中,主頻C0的時隙(信道)如何映射的?
答:TS0和TS1映射的是BCH,其余6個信道映射的是TCH。
10、簡述GSM的幀結構;
答:每一幀含8個時隙,時間4.62ms,包含數據156.25bit,51個26復幀或者26個51復幀組成一個超幀,2048個超幀構成一個超高幀。
11、什么是小區制?為何小區制能滿足用戶數不斷增大的需求? 答:小區制是將整個服務區劃分為若干個小無線區,每個小區設置一個基站負責本區的移動通信的聯絡和控制,同時又在MSC的同一控制下,實現小區間移動通信的轉接及其與PSTN網的聯系。采用小區制,可以很方便的利用同頻復用,所以可以滿足不斷增加的用戶需求。
12、正六邊形無線區群應滿足什么樣的條件?
答:無線區群數N=a*a+a*b+b*b(a,b分別為自然數且不同時為0)另外:
1、若干單位無線區群能彼此鄰接;
2、相鄰單位無線區群中的同頻小區中心間隔距離相等。
13、什么是多信道共用?有何優點?
答:是指網內大量用戶共同享有若干無線信道;
14、話務量是如何定義的?什么是呼損率?
答:話務量指在一個單位時間(1小時)呼叫次數與每次呼叫平均時間的乘積;一個通信系統里,造成呼叫失敗的概率稱為呼損率。
15、如何提高頻率利用率?
答:可采取同頻復用、多信道共用、小區制式;
16、什么叫位置登記?為什么必須進行位置登記?
答:當移動臺進入一個新的位置區LA時,由于位置信息的重要性,因此位置的變化一定要通知網絡,這就是位置登記;進行位置登記,是為了避免網絡發生一起呼叫現象。23.什么是軟容量?N-CDMA 系統軟容量的意義何在?(b)TD M A 答:在模擬頻分FDMA 系統和數字時分TDMA 系統中同時可接入的用戶數是固定的,當沒有空閑信道時,無法多接入任何一個其它的用戶,而DS-CDMA 系統中,多增加一個用戶只會使通信質量略有下降,不會出現硬阻塞現象。這就是N-CDMA 系統的軟容量。軟容量對于解決通信高峰期時的通信阻塞問題和提高移動用戶越區切換的成功率無疑是非常有意的。
17、什么是切換?切換實現過程可以分為哪幾類?
答: 移動臺在通信過程中,由一個小區進入相鄰小區,為了保持不間斷通信所進行的控制技術叫做切換;切換分為:同一個MSC下不同BSC的切換;同一MSC下同一BSC的切換;不同MSC之間的切換。
18、不同MSC下的切換是如何進行的?
答: 不同MSC,MS要通過原BSC通知原MSC,請求切換,原MSC負責建立與新MSC建立鏈路,再發送切換命令,MS建立鏈路后,拆除原鏈路。
19、什么是跳頻?為什么要進行跳頻?
答:通信過程中,載頻在幾個頻點上按照一定的序列變化,稱為跳頻; 跳頻可以改善由多徑衰落引起的誤碼特性。
20、什么是語音間斷傳輸?有何優點?
答:發送端在語音間隙,也就是無聲期間,發送SDI寂靜描述幀后關閉發射及,接收端在這一期間根據接收到的SDI自動合成舒適噪聲;利用DTX技術,可以降低干擾,可以節省移動臺耗電;
21、分集的含義是什么?
答:分集有2個含義:分散傳輸:使接收端能獲得多個統計獨立的、攜帶同一信息的數據流地衰落信號;二是集中合并處理,接收機把受到的多個獨立衰落信號進行合并,以降低衰落的影響;
22、常用的分集技術和合并技術有哪些?
答:分集技術: 空間分集、時間分集、頻率分集和極化分集; 合并技術: 選擇式合并、最佳比值合并和等增益合并;
23、什么是擴頻?擴頻系統是如何提高抗干擾能力的?
答:系統占用的頻帶寬度遠遠大于要傳輸的原始信號的帶寬,通常100倍以上增益比的系統叫做擴頻系統。
24、簡述CDMA系統的三大原理和三大必備條件?
答:CDMA系統,三大技術是:碼分多址、擴頻和同步。
26、計算第121號頻道上下行工作頻率。
答:f(上行)=890.2+(121-1)*0.2=914.2MHz; f(下行)=f1+45=959.2MHz 27、4*3復用方式的含義是什么?
答:指的是4個正六邊形構成一個無線區群,每個基站區用三個120度扇區
28、什么叫做突發脈沖序列?
答: GSM網絡中,每一幀中一個時隙中的信息格式就稱為一個突發脈沖序列。
29、GSM中有哪些突發脈沖序列?分別在什么信道中使用?
答:GSM有普通突發脈沖序列NB,頻率校正突發脈沖序列FB,同步突發脈沖序列SB,接入突發脈沖序列AB,空閑突發脈沖序列。
31、什么是PIN碼?什么是PUK碼?
答:PIN是SIM卡的個人身份識別碼,PUK是對應的解碼。
32、什么是GPRS?有哪些特點? 答:GPRS指通用無線分組業務,采用了分組交換技術,能高效的傳輸數據,優化了網絡資源利用。它定義了新的GPRS無線信道,且分配方式十分靈活;支持中高速率數據傳輸,最高理論達115kbps;接入網絡速度快;與GSM具有一樣的安全功能;實現按數據流量的計費功能;永遠在線的功能。
33、簡述3G的三大標準,及其發展基礎。
答:W-CDMA:GSM TD-SCDMA:GSM CDMA2000:IS-95CDMA
35、指出幾個移動設備供應商,及其所屬地區(國家)。
答:華為、中興:中國;阿爾卡特:法國;北電:加拿大; 愛立信:瑞典;三星:韓國
37、什么是軟切換?N-CDMA系統軟切換有什么優越性?
答:發生在使用同頻的相鄰小區間且在同一MSC下的切換稱為軟切換;
38、擴頻通信有哪些優點?
答:抗干擾能力好;保密性好;可以實現碼分多址、抗多徑衰落。
39、為什么CDMA系統容量稱為“軟容量”?
答:CDMA系統中眾多用戶共享一個載頻,互相用碼型區分,當系統容量滿載時,另外完全可以增加少數用戶,只會引起語音質量
輕微下降,增加用戶,意味著增加背景干擾,信噪比略降,而不會出現信道阻塞現象; 40、移動通信的切換由哪三個步驟來完成?
答:
1、MS發送測試報告;
2、網絡對測試報告做出分析后,發送切換指令;
3、MS與新小區建立鏈路。
41、分集技術的作用是什么?它可以分成哪幾類?
答:分集技術,可以改善多徑衰落引起的誤碼,可分為空間分集、頻率分集、時間分集、極化分集等。
42、說明GSM系統中MSC的作用。
答:MSC是網絡的核心,完成系統的電話交換功能;負責建立呼叫,路由選 擇,控制和終止呼叫;負責管理交換區內部的切換和補充業務;負責計費和賬單 功能;協調與固定電話公共交換電話網間的業務,完成公共信道信令及網絡的接 口。
44、GSM提供的控制信道有哪幾種?它們的作用是什么? 答:
1、廣播控制信道,分為:
FCCH:頻率校正信道,傳送校正MS頻率的信息; SCH:傳送MS的幀同步、BTS的識別碼BSIC; BCCH:傳播每個BTS小區特定的通用信息;
2、公共控制信道CCCH:基站與移動臺間點到點的雙向信道;
3、專用控制信道DCCH
45、什么是CDMA的雙模式?
答:指移動臺既可以工作在CDMA系統,也可以工作在AMPS系統;
46、什么是GSM雙頻手機? 答:是指MS能在GSM900和GSM1800之間切換;
47、簡述三方切換。答:若移動臺處于三個基站交界區,將會發生三方切換,只要另兩個中有一方的容量有余,都優先進行軟切換。
48、GSM網絡由幾部分組成。
答:有網絡子系統NSS、基站子系統BSS,操作子系統OSS、移動臺子系統MSS。
49、簡述AUC的功能。
答:用戶鑒權,對無線接口上的語音、數據和信號進行保密等,這些工作都是由AUC來完成的。
50、簡述射頻跳頻。
答:射頻跳頻又稱為頻率合成器,是采用改變頻率合成器的輸出頻率,從而使得無線收發信機的工作頻率由一個頻率跳到另一個頻率的。
第三篇:移動通信
1、什么叫移動通信?
答:通信雙方至少有一方處在移動情況下(或臨時靜止)的相互信息傳輸和交換。
2、移動通信的特點。
答:
1、移動通信必須利用無線電波進行信息傳輸
2、移動通信是在復雜的干擾環境中運行的3、移動通信可以利用的頻譜資源非常有限
4、移動通信系統的網絡結構多種多樣,網絡管理和控制必須有效
5、移動臺必須適合于在移動環境中使用
單工通信與雙工通信有何區別?各自的優缺點
通訊分單工通信和雙工通信,單工通信是一條線路只能用來發送或者只能用來接受,通信是單向的。半雙工通訊是一條線路可以用來發送,也可以接收,通信是雙向的,但不能同時進行。全雙工是一條線路既可以接收信號也可發送信號,通信是雙向的,并且是同時進行的。
各自的優缺點 現在手機都是雙工通信,早期的對講機是單工的,現在用的對講機也是半雙工,介于單工與雙工之間。
使用的話肯定是雙工方便,通信雙方可以同時溝通。
單工系統的投資相對便宜,(電信現在還有一項業務叫集群通信也是半雙工,可以多人對講的系統;原來是中衛國脈的業務。這個也挺方便較便宜。)
9、數字移動通信系統有哪些優點?
答:頻譜利用率高、容量大,同時可以自動漫游和自動切換,通信質量好,加上其業務種類多、易于加密、抗干擾能力強、用戶設備小、成本低。
10、移動通信有哪些主要技術?主要作用是什么
答:主要技術有:話音編碼技術、調制技術、跳頻技術、交織技術、分集技術、天線等技術。
4、常用的分集接收技術有哪幾種?
答:由于衰落具有頻率時間和空間的選擇性,因此常用分集技術包括:
空間分集、頻率分集、極化分集、場分量分集、角度分級、時間分集。
第四篇:移動通信
3G和4G最新的發展狀況
一、3G的發展狀況
“3G”(英語 3rd-generation)或“三代”是第三代移動通信技術的簡稱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(通話)及數據信息(電子郵件、即時通信等)。代表特征是提供高速數據業務。
目前國內支持國際電聯確定三個無線接口標準,分別是中國電信的CDMA2000,中國聯通的WCDMA,中國移動的TD-SCDMA。GSM設備采用的是時分多址,而CDMA使用碼分擴頻技術,先進功率和話音激活至少可提供大于3倍GSM網絡容量,業界將CDMA技術作為3G的主流技術,國際電聯確定三個無線接口標準,分別是美國CDMA2000,歐洲WCDMA,中國TD-SCDMA。原中國聯通的CDMA現在賣給中國電信,中國電信已經將CDMA升級到3G網絡,3G主要特征是可提供移動寬帶多媒體業務。
中國的3G之路剛剛開始,最先普及的3G應用是“無線寬帶上網”,六億的手機用戶隨時隨地手機上網。而無線互聯網的流媒體業務將逐漸成為主導。3G的核心應用包括:1.寬帶上網,寬帶上網是3G手機的一項很重要的功能,屆時我們能在手機上收發語音郵件、寫博客、聊天、搜索、下載圖鈴等??3G時代來了,手機變成小電腦就再也不是夢想了。2.手機辦公,手機辦公使得辦公人員可以隨時隨地與單位的信息系統保持聯系,完成辦公功能。這包括移動辦公、移動執法、移動商務等等。與傳統的OA系統相比,手機辦公擺脫了傳統OA局限于局域網的桎梏,辦公人員可以隨時隨地訪問政府和企業的數據庫,進行實時辦公和處理業務,極大地提高了辦公和執法的效率。3.視頻通話,3G時代,傳統的語音通話已經是個很弱的功能了,到時候視頻通話和語音信箱等新業務才是主流,傳統的語音通話資費會降低,而視覺沖擊力強,快速直接的視頻通話會更加普及和飛速發展。4.手機電視,從運營商層面來說,3G牌照的發放解決了一個很大的技術障礙,TD和CMMB等標準的建設也推動了整個行業的發展。手機流媒體軟件會成為3G時代最多使用的手機電視軟件,在視頻影像的流暢和畫面質量上不斷提升,突破技術瓶頸,真正大規模被應用。5.無線搜索,對用戶來說,這是比較實用型的移動網絡服務,也能讓人快速接受。隨時隨地用手機搜索將會變成更多手機用戶一種平常的生活習慣。6.手機音樂,在無線互聯網發展成熟的日本,手機音樂是最為亮麗的一道風景線,通過手機上網下載音樂是電腦的50倍。3G時代,只要在手機上安裝一款手機音樂軟件,就能通過手機網絡,隨時隨地讓手機變身音樂魔盒,輕松收納無數首歌曲,下載速度更快,耗費流量幾乎可以忽略不計。7.手機購物,不少人都有在淘寶上購物的經歷,但手機商城對不少人來說還是個新鮮事。事實上,移動電子商務是3G時代手機上網用戶的最愛。8.手機網游,與電腦的網游相比,手機網游的體驗并不好,但方便攜帶,隨時可以玩,這種利用了零碎時間的網游是目前年輕人的新寵,也是3G時代的一個重要資本增長點。
3G是第三代移動通信技術,是下一代移動通信系統的通稱。3G系統致力于為用戶提供更好的語音、文本和數據服務。與現有的技術相比較而言,3G技術的主要優點是能極大地增加系統容量、提高通信質量和數據傳輸速率。此外利用在不同網絡間的無縫漫游技術,可將無線通信系統和Internet連接起來,從而可對移動終端用戶提供更多更高級的服務。
二、4G的發展展望
4G是第四代移動通信及其技術的簡稱,是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質量視頻圖像以及圖像傳輸質量與高清晰度電視不相上下的技術產品。4G系統能夠以100Mbps的速度下載,比撥號上網快2000倍,上傳的速度也能達到20Mbps,并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求。
如果說2G、3G通信對于人類信息化的發展是微不足道的話,那么未來的4G通信卻給了人
們真正的溝通自由,并徹底改變人們的生活方式甚至社會形態。2009年在構思中的4G通信具有下面的特征:
1、通信速度更快,專家則預估,第四代移動通信系統可以達到10Mbps至20Mbps,甚至最高可以達到每秒高達100Mbps速度傳輸無線信息,這種速度會相當于2009年最新手機的傳輸速度的1萬倍左右。
2、網絡頻譜更寬,據研究4G通信的AT&T的執行官們說,估計每個4G信道會占有100MHz的頻譜,相當于W-CDMA 3G網路的20倍。
3、通信更加靈活,從嚴格意義上說4G手機更應該算得上是一只小型電腦了,4G手機從外觀和式樣上,會有更驚人的突破,人們可以想象的是,眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋,以方便和個性為前提,任何一件能看到的物品都有可能成為4G終端,只是人們還不知應該怎么稱呼它。
4、智能性能更高,不僅表現于4G通信的終端設備的設計和操作具有智能化,更重要的4G手機可以實現許多難以想象的功能。
5、兼容性能更平滑,未來的第四代移動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第二代平穩過渡等特點。
6、提供各種增值服務,3G移動通信系統主要是以CDMA為核心技術,而4G移動通信系統技術則以正交多任務分頻技術(OFDM)最受矚目,利用這種技術人們可以實現例如無線區域環路(WLL)、數字音訊廣播(DAB)等方面的無線通信增殖服務。
7、實現更高質量的多媒體通信,第四代移動通信系統提供的無線多媒體通信服務包括語音、數據、影像等大量信息透過寬頻的信道傳送出去,為此未來的第四代移動通信系統也稱為“多媒體移動通信”。
8、頻率使用效率更高,相比第三代移動通信技術來說,第四代移動通信技術在開發研制過程中使用和引入許多功能強大的突破性技術,按照最樂觀的情況估計,這種有效性可以讓更多的人使用與以前相同數量的無線頻譜做更多的事情,而且做這些事情的時候速度相當快。研究人員說,下載速率有可能達到5Mbps到10Mbps。
9、通信費用更加便宜,由于4G通信不僅解決了與3G通信的兼容性問題,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的通信技術,這些技術保證了4G通信能提供一種靈活性非常高的系統操作方式,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,通信營運商們會考慮直接在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行者和用戶的費用。據研究人員宣稱,4G通信的無線即時連接等某些服務費用會比3G通信更加便宜。
4G TD-LTE將風卷中國無線寬帶市場,當長期演進技術Long-Term Evolution(LTE)和WiMax在全球電信業大力推進時,前者(LTE)也是最強大的4G 移動通訊主導技術,正異軍突起,迅速占領中國市場。雖然Qualcomm 和Yota兩家公司的TD-LTE尚未成熟,但很多國內外的無線運營公司都相繼轉向TD-LTE。
對于人們來說,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發明的最復雜的技術系統,的確第四代無線通信網絡在具體實施的過程中出現大量令人頭痛的技術問題,大概一點也不會使人們感到意外和奇怪,第四代無線通信網絡存在的技術問題多和互聯網有關,并且需要花費好幾年的時間才能解決。
第五篇:移動通信
單工通信與雙工通信有何區別?各有何優缺點?答:區別:(1)單工通信是指通信雙方電臺交替的進行收信和發信(2)雙工通信是指通信雙方可同時進行傳輸消息的工作方式。優缺點(1)雙工《1》優點:TDD減少對系統頻帶的要求,上下行速率質量完全一致《2》缺點:電源消耗較大(2)單工:<1>優點:設備簡單,省電,且只占用一個頻點<2>缺點:只允許一方發送一方接收常用移動通信系統包括哪幾種類型?答:無線電尋呼系統,蜂窩移動通信系統,無繩電話系統,集群移動通信系統,移動衛星通信系統,分組無線網蜂窩通信系統采用了那些技術?它與無線尋呼、無繩電話、集群系統的主要差別是什么?答(1)蜂窩移動通信采用了頻率再用、小區覆蓋、小區分裂、越區切換等技術(2)差別:<1>無線尋呼是單向傳輸系統,蜂窩移動通信是雙向傳輸系統<2>無繩電話是以有線電話網為依托的通信方式,大多數只具有單方向呼叫功能,也沒有過區切換功能<3>集群系統是采用頻率共用技術,半雙工的通信方式,而蜂窩移動通信采用頻道再用技術,全雙工的通信方式