第一篇：2G3G4G移動通信技術發展概論

一、2G通信

2G，是第二代移動通信技術規格的簡稱，它替代第一代移動通信系統完成了模擬技術向數字技術的轉變，主要特性是為移動用戶提供數字化的語音業務以及低速數據業務，一般定義為無法直接傳送如電子郵件、軟件等信息；只具有通話和一些如時間日期等傳送的手機通信技術規格。第二代移動通信系統主要有歐洲的GSM和北美的DAMPS和CDMA技術等，目前我國廣泛應用的是GSM系統。

2G技術基本可被分為兩種，一種是基于TDMA所發展出來的以GSM為代表，另一種則是CDMA規格，復用﹙Multiplexing﹚形式的一種。

主要的第二代手機通訊技術規格標準有：

GSM：基于TDMA所發展、源于歐洲、目前已全球化。

IDEN：基于TDMA所發展、美國獨有的系統。被美國電信系統商Nextell使用。D-AMPS﹙也叫做IS-136﹚：基于TDMA所發展，是美國最簡單的TDMA系統，用于美洲。

IS-95﹙也叫做cdmaOne﹚：基于CDMA所發展、是美國最簡單的CDMA系統、用GSN處理器，用于美洲和亞洲一些國家。

PDC﹙Personal Digital Cellular﹚：基于TDMA所發展，僅在日本普及。

GSM系統

GSM數字移動通信系統是由歐洲主要電信運營者和制造廠家組成的標準化委員會設計出來的，它是在蜂窩系統的基礎上發展而成。1991年在歐洲開通了第一個系統，同時MoU組織為該系統設計和注冊了市場商標，將GSM更名為“全球移動通信系統”（Global System for Mobile Communications）。從此移動通信的發展跨入了第二代數字移動通信系統。

GSM系統有幾項重要特點：防盜拷能力佳、網絡容量大、手機號碼資源豐富、通話清晰、穩定性強不易受干擾、信息靈敏、通話死角少、手機耗電量低。

其主要技術特點如下：

1.頻譜效率。由于采用了高效調制器、信道編碼、交織、均衡和語音編碼技術，使系統具有高頻譜效率。

2.容量。由于每個信道傳輸帶寬增加，使同頻復用栽干比要求降低至9dB，故GSM系統的同頻復用模式可以縮小到4/12或3/9甚至更小（模擬系統為7/21）；加上半速率話音編 碼的引入和自動話務分配以減少越區切換的次數，使GSM系統的容量效率（每兆赫每小區的信道數）比TACS系統高3～5倍。

3.話音質量。鑒于數字傳輸技術的特點以及GSM規范中有關空中接口和話音編碼的定義，在門限值以上時，話音質量總是達到相同的水平而與無線傳輸質量無關。

4.開放的接口。GSM標準所提供的開放性接口，不僅限于空中接口，而且報刊網絡直接以及網絡中個設備實體之間，例如A接口和Abis接口。

5.安全性。通過鑒權、加密和TMSI號碼的使用，達到安全的目的。鑒權用來驗證用戶的入網權利。加密用于空中接口，由SIM卡和網絡AUC的密鑰決定。TMSI是一個由業務網絡給用戶指定的臨時識別號，以防止有人跟蹤而泄漏其地理位置。

6.與ISDN、PSTN等的互連。與其他網絡的互連通常利用現有的接口，如ISUP或TUP等。

7.在SIM卡基礎上實現漫游。漫游是移動通信的重要特征，它標志著用戶可以從一個網絡自動進入另一個網絡。

GPRS為GSM系統的延伸，為2.5G。

IDEN系統

iDEN(集成數字增強型網絡)是美國摩托羅拉公司研制和生產的一種數字集群移動通信系統.iDEN 具有以下一些特點：首先，在功能方面，iDEN在傳統的調度通信基礎上，大量吸收了數字蜂窩通信系統的優點，增強了電話互聯功能，其無線電話功能與個人移動通信系統同在一個水平上，同時將數字蜂窩通信系統的增值業務如短信息服務、語音信箱及基于IWF上的電路數據應用于iDEN系統中；第二，iDEN可以較高效率地使用傳統的頻譜，iDEN采納傳統的800MHz頻譜(806MHz～825MHz，85lMHz～870MHz)，該段頻譜在全球被廣泛應用于集群通信，iDEN可以使用不連續頻點，頻率利用率較高；第三，iDEN采納獨特的MI6QAM的調制技術，使每一個25kHz的物理信道(含6個通信時隙)的速率達到64Kbps，同時使鄰道抑制達到60dB以上，這一高效的調制技術保證了集群通信數字化進程中數字與模擬系統的共存；第四，蜂窩式的小區結構提高了網絡的覆蓋能力，同時，還可以采取全向基站的方式；第五，可以實現跨系統調度通信。

目前iDEN技術體制主要用于數字集群共網系統應用，美洲和亞洲為其主要市場。D-AMPS（IS-136）系統

D-AMPS也被稱為時分多址聯接方式IS-136。D-AMPS（數字先進移動電話服務），也可以拼寫為DAMPS，是AMPS（先進移動電話服務）的數字版本，是美國cellulartelephone（移動電話）服務的最開始的類似標準。

D-AMPS是使用了TDMA的三大無線數字技術之一。兩外兩大技術分別是GSM和PDC。每個人技術對TDMA的解釋都不同，所以是不兼容的。D-AMPS的一個優勢就在于他從現有的類似AMPS網絡更容易升級。還有一種D-AMPS的替代技術以及另外兩種TDMA技術都是直接的順序碼分多址聯接方式（CDMA）。

IS-95系統

IS-95是由高通公司發起的第一個基于CDMA數字蜂窩標準。基于IS-95的第一個品牌是cdmaOne。IS-95也叫TIA-EIA-95。它是一個使用CDMA的2G移動通信標準，一個數據無線電多接入方案，其用來發送聲音，數據和在無線電話和蜂窩站點間發信號數據（如被撥電話號碼）。IS-95是TIA為最主要基于CDMA技術2G移動通信的空中接口標準分配的編號，IS全稱為Interim Standard，即暫時標準。它也常作為整系列名稱使用。CDG為該技術申請了cdmaOne的商標。IS-95及其相關標準是最早商用的基于CDMA技術的移動通信標準，IS-95B也就是大眾所熟知的CDMA。

PDC系統

PDC(Personal Digital Cellular)是一種由日本開發及使用的2G移動電話通訊標準。

與D-AMPS及GSM相似，PDC采用TDMA技術。標準由RCR(其后變成ARIB)在1991年4月制定。

提供的服務包括話音(全速及本速)，增值服務包括來電等候、留言信箱、三人會議、來電轉駁等，數據服務(最高為 9.6 kbit/s CSD)，及封包轉換無線數據(packet-switched wireless data，最高為28.8 kbit/s PDC-P)。與GSM相比，PDC的較弱廣播強度讓生產商造出較細小的手機及使用較輕的電池，但話音質素則低于標準，而維持網絡連接能力亦較為遜色，特別是在密閉環境如電梯內。故其逐漸被3G淘汰。

總結

第二代移動通信技術主要包括CMAEL(客戶化應用移動網絡增強邏輯)，S0(支持最佳路由)、立即計費，GSM 900/1800雙頻段工作等內容，也包含了與全速率完全兼容的增強型話音編解碼技術，使得話音質量得到了質的改進；半速率編解碼器可使GSM系統的容量提近一 倍。在GSM Phase2+階段中，采用更密集的頻率復用、多復用、多重復用結構技術，引入智能天線技術、雙頻段等技術，有效地克服了隨著業務量劇增所引發的GSM系統容量不足的缺陷；自適應語音編碼(AMR)技術的應用，極大提高了系統通話質量；GPRs/EDGE技術的引入，使GSM與計算機通信/Internet有機相結合，數據傳送速率可達115/384kbit/s，從而使GSM功能得到不斷增強，初步具備了支持多媒體業務的能力。盡管2G技術在發展中不斷得到完善，但隨著用戶規模和網絡規模的不斷擴大，頻率資源己接近枯竭，語音質量不能達到用戶滿意的標準，數據通信速率太低，無法在真正意義上滿足移動多媒體業務的需求。

所以，3G登上了通信技術的舞臺。

二、3G通信

3G是什么？3G就是出租車里的視頻會議；3G就是你坐火車也不會錯過的肥皂劇； 3G就是從現場發回總部供分析用的圖像；3G就是與朋友共享你在摩洛哥的美妙假期。

3G定義 “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。速度更快、選擇更個性化、網絡覆蓋更寬廣、業務更豐富是3G的幾個特點。

相對第一代模擬制式手機(1G)和第二代GSM、CDMA等數字手機(2G)，第三代手機（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，提供包括網頁瀏覽、電話會議、電子商務等多種信息服務。為了提供這種服務，無線網絡必須能夠支持不同的數據傳輸速度，也就是說在室內、室外和行車的環境中能夠分別支持至少2Mbps（兆比特/每秒）、384kbps（千比特/每秒）以及144kbps(千比特/每秒)的傳輸速度。

目前國內不支持除GSM和CDMA以外的網絡，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WCDMA，CDMA2000，TD-SCDMA，也就是說國內CDMA可以平滑過渡到3G網絡，3G主要特征是可提供移動寬帶多媒體業務。國際電信聯盟（ITU）在2000年5月確定了W-CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA和 WIMAX四大主流無線接口標準。

W-CDMA 也稱為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，是歐洲提出的寬帶CDMA技術，它與日本提出的寬帶CDMA技術基本相同，目前正在進一步融合。該標準提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演進策略。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。預計在GSM系統相當普及的亞洲，對這套新技術的接受度會相當高。因此W-CDMA具有先天的市場優勢。

CDMA2000 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，它是由美國高通北美公司為主導提出。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。但目前使用CDMA的地區只有日、韓和北美，所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。

該標準提出了從CDMA IS95(2G)-CDMA20001x-CDMA20003x(3G)的演進策略。CDMA20001x被稱為2.5代移動通信技術。CDMA20003x與CDMA20001x的主要區別在于應用了多路載波技術，通過采用三載波使帶寬提高。目前中國電信正在采用這一方案向3G過渡，并已建成了CDMA IS95網絡。

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。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。該標準提出不經過2.5代的中間環節，直接向3G過渡，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。

WIMAX WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，即全球微波互聯接入是一種為企業和家庭用戶提供“最后一英里”的寬帶無線連接方案。WiMAX也叫 802·16無線城域網或802.16。WiMAX是一項新興的寬帶無線接入技術，能提供面向互聯網的高速連接，數據傳輸距離最遠可達50km。WiMAX還具有QoS保障、傳輸速率高、業務豐富多樣等優點。WiMAX的技術起點較高，采用了代表未來通信技術發展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先進技術，隨著技術標準的發展，WiMAX逐步實現寬帶業務的移動化，而3G則實現移動業務的寬帶化，兩種網絡的融合程度會越來越高。

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，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.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。

3.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。

4.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。

5.手機音樂

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。

6.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。專家預計，中國未來手機購物會有一個高速增長期，用戶只要開通手機上網服務，就可以通過手機查詢商品信息，并在線支付購買產品。高速3G可以讓手機購物變得更實在，高質量的圖片與視頻會話能使商家與消費者的距離拉近，提高購物體驗，讓手機購物變為新潮流。

7.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。3G時代到來之后，游戲平臺會更加穩定和快速，兼容性更高，即“更好玩了”，像是升級的版本一樣，讓用戶在游戲的視覺和效果方面感覺更有體驗。

3G業務在不同行業應用方面的簡介：

一、政務應急通——基于3G/WCDMA的政府應急通信網.政務應急通業務是基于WCDMA網絡，通過建設政務應急通平臺，實現政府應急指揮調度、視訊會議、實時監控、移動辦公等功能的一項3G業務。業務的優勢在于WCDMA網絡的高速數據傳輸性能，使用戶可以隨時隨地的通過3G手機召開視訊會議、傳送視頻，滿足政府應急通信需求。

相對于2G時代，基于WCDMA網絡的政府應急通業務除了實現指揮調度、電話會議、移動辦公等功能外，還可以擴展到M2M視頻傳輸、點對點視訊通話等，極大的提升了政府處理應急事件的能力及工作效率。

二、金融無線——基于3G/WCDMA網絡的金融信息化方案.金融無線業務是基于WCDMA網絡，通過與銀行內部系統的安全連接，實現無線網點步放、實時監控、移動辦公等功能的一項3G業務。業務的優勢在于WCDMA網絡的安全、高速數據傳輸性能，使銀行可以無限擴展服務空間，完善安全監控網絡，提高服務質量。

相對于2G時代，基于WCDMA網絡的金融無線業務可以充分利用帶寬擴展所帶來的空間，實現無線ATM（含視頻監控）、移動辦公、營業前移等功能，提高銀行工作效率及服務質量，從而極大的提升銀行形象。

三、3G警務通——基于3G/WCDMA的警務移動執法網.3G警務通業務是基于WCDMA網絡，通過WCDMA網絡與警務平臺的直連，實現各種警務移動執法功能的一種3G行業應用平臺，可以滿足公安部門實時查詢、事故處理上報、事故現場監控、警務指揮調度、現場執法、視訊會議、移動辦公等需求。業務的優勢在于WCDMA網絡的高速數據傳輸性能，能夠滿足數據、視頻無線高速傳輸需求。

相對于2G時代，基于WCDMA網絡的3G警務通業務除了實現指揮調度、電話會議、移動執法等功能外，還可以擴展到M2M視頻傳輸、點對點視訊通話等，極大的擴展了警務執法的能力，提升了工作效率。

四、無線技監——基于3G/WCDMA的特種設備技監網.無線技監業務是基于WCDMA網絡，通過WCDMA系統與特種設備技監平臺的安全直連，實現技監信息、視頻圖像等大容量數據的實時上傳功能的一項3G業務。業務的優勢在于WCDMA網絡的高速數據傳輸性能，使執法人員可以隨時隨地的通過3G手機采集、上報、查詢特種設備信息。

相對于2G時代，基于WCDMA網絡的無線技監業務可以借助3G強大的無線數據傳輸能力，傳送大容量數據，并可以擴展到M2M視頻傳輸、點對點視訊通話、移動辦公等，極大的提升了技監工作信息化水平及工作效率。

五、海防無線崗——基于3G/WCDMA的海防視頻監控系統.海防無線崗業務是基于WCDMA網絡，通過建設3G無線海防視頻監控平臺，實現對沿海關鍵位置的實時監控功能的一項3G業務。業務的優勢在于WCDMA網絡的高速數據傳輸性能，能夠滿足聯通3G網絡覆蓋下的任何地點的實時視頻采集需求，解決政府海防部門實時監控選點難等問題。

相對于2G時代，基于WCDMA網絡的海防無線崗業務除了實現監控中心對各監控點的實時監控外，還可以擴展到手機端，通過3G手機實現對各視頻采集點的實時視頻監控等功能，極大的提升了的辦公效率和監控能力。

六、3G路路通——基于3G/WCDMA的公路移動執法系統.3G路路通業務是基于WCDMA網絡，通過WCDMA網絡與公路局數據中心的安全直連，實現公路移動執法、移動辦公、路政監查等功能的一項3G業務。業務的優勢在于WCDMA網絡的高速數據傳輸性能，使用戶可以隨時隨地的通過3G手機查詢上報執法信息、傳送視頻等，滿足公路無線數據傳輸需求。

相對于2G時代，基于WCDMA網絡的3G路路通業務除了實現車輛信息查詢、養路費繳納信息查詢、移動辦公等功能外，還可以利用3G的高速數據傳輸能力，擴展到無線視頻監控、M2M視頻傳輸、視訊通話等，拓展了公路。總結

三代移動通信系統(3G)，也稱IMT 2000，是正在全力開發的系統，其最基本的特征是智能信號處理技術，智能信號處理單元將成為基本功能模塊，支持話音和多媒體數據通信，它可以提供前兩代產品不能提供的各種寬帶信息業務，例如高速數據、慢速圖像與電視圖像等。如WCDMA的傳輸速率在用戶靜止時最大為2Mbps，在用戶高速移動是最大支持144Kbps，說占頻帶寬度5MHz左右。但是，第三代移動通信系統的通信標準共有WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同組成一個IMT 2000家庭，成員間存在相互兼容的問題，因此已有的移動通信系統不是真正意義上的個人通信和全球通信；再者，3G的頻譜利用率還比較低，不能充分地利用寶貴的頻譜資源；第三，3G支持的速率還不夠高，如單載波只支持最大2~fDps的業務，等等。這些不足點遠遠不能適應未來移動通信發展的需要，因此尋求一種既能解決現有問題，又能適應未來移動通信的需求的新技術(即新一代移動通信：next generation mobile communication)是必要的。4G技術由此產生。

三、4G通信

4G，即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。2012.1.20 ITU（國際電信聯盟）正式審議通過的的4G（IMT-Advanced）標準：LTE-Advanced：LTE(Long Term Evolution,長期演進)的后續研究標準;WirelessMAN-Advanced(802.16m)：WiMAX的后續研究標準.而TD-LTE作為LTE-Advanced標準分支之一入選；這是由我國主要提出的。

LTE

LTE(Long Term Evolution,長期演進)項目是3G的演進，它改進并增強了3G的空中接入技術，采用OFDM和MIMO作為其無線網絡演進的唯一標準。相對于3G網絡大大的提高了小區的容量，同時將網絡延遲大大降低。并且這一標準也是3GPP長期演進(LTE)項目，是近兩年來3GPP啟動的最大的新技術研發項目，其演進的歷史如下：

GSM-->GPRS-->EDGE-->WCDMA-->HSDPA/HSUPA-->HSDPA+/HSUPA+-->FDD-LTE。這 一4G標準獲得了最大的支持，也將是未來4G標準的主流。該網絡提供媲美固定寬帶的網速和移動網絡的切換速度，網絡瀏覽速度大大提升。LTE終端設備當前有耗電太大和價格昂貴的缺點，按照摩爾定律測算，估計至少還要6年后，才能達到當前3G終端的量產成本。

LTE-Advanced LTE-Advanced的正式名稱為 Further Advancements for E-UTRA，它滿足 ITU-R的IMT-Advanced技術征集的需求，是3GPP形成歐洲IMT-Advanced技術提案的一個重要來源。LTE-Advanced是 一個后向兼容的技術，完全兼容LTE，是演進而不是革命，相當于HSPA和WCDMA這樣的關系。

如果嚴格的講，LTE作為3.9G移動互聯網技術，那么LTE-Advanced作為4G標準更加確切一些。LTE-Advanced的入圍，包含 TDD和FDD兩種制式，其中TD-SCDMA將能夠進化到TDD制式，而WCDMA網絡能夠進化到FDD制式。移動主導的TD-SCDMA網絡期望能夠 直接繞過HSPA+網絡而直接進入到LTE。

Wireless MAN

WirelessMAN-Advanced：WirelessMAN-Advanced事實上就是WiMax的升級版，即IEEE 802.16m標準，802.16系列標準在IEEE正式稱為WirelessMAN，而WirelessMAN-Advanced極為IEEE 802.16m。其優勢如下：1.提高網絡覆蓋，改建鏈路預算；2.提高頻譜效率；

3．提高數據和VOIP容量；4.低時延&QoS增強；5.功耗節省。WirelessMAN-Advanced得到ITU的認可并成為4G標準的可能性極大。

目前正在開發和研制中的4G通信將具有以下特征：

（一）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。

（二）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WCDMA 3G網絡的20倍。

（三）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。

（四）智能性能更高

第四代移動通信的智能性更高，表現在4G通信的終端設備的設計和操作具有智能化。

（五）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。

（六）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”。

（七）通信費用更加便宜

由于4G通信解決了與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，因此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。

發展的阻力：

1、標準難以統一

雖然從理論上講，3G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。

2、技術難以實現

盡管未來的4G通信能夠給人帶來美好的明天，現已研究出來，但并未普及。據研究這項技術的開發人員而言，要實現4G通信的下載速度還面臨著一系列技術問題。例如，如何保證樓區、山區，及其它有障礙物等易受影響地區的信號強度等問題。

3、容量受到限制

人們對未來的4G通信的印象最深的莫過于它的通信傳輸速度會得到極大提升，從理論上說其所謂的每秒100MB的寬帶速度，比2009年最新手機信息傳輸速度每秒10KB要快

萬多倍，但手機的速度會受到通信系統容量的限制，如系統容量有限，手機用戶越多，速度就越慢。據有關行家分析，4G手機會很難達到其理論速度。如果速度上不去，4G手機就要大打折扣。

4、市場難以消化

有專家預測在10年以后，第三代移動通信的多媒體服務會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，第三代技術仍然在緩慢地進入市場，到那時整個行業正在消化吸收第三代技術，對于第四代移動通信系統的接受還需要一個逐步過渡的過程。

5、設施難以更新

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，這種變化和更新勢必減緩4G通信技術全面進入市場、占領市場的速度。而且到那時，還必須要求3G通信終端升級到能進行更高速數據傳輸及支持4G通信各項數據業務的4G終端，不能讓通信終端的生產滯后于網絡建設。

6、其他相關困難

4G通信還只處于研究和開發階段，具體的設備和用到的技術還沒有完全成型，因此對應的軟件開發也會遇到困難；費率和計費方式對于4G通信的移動數據市場的發展尤為重要，因此必須及早慎重研究基于4G通信的收費系統。還有4G通信不僅需要區分語音流量和互聯網數據，還需要具備能到數據傳輸速度很慢的第三代無線通信網絡上平穩使用的性能。到了4G通信真正開始推行時，熟悉4G通信業務的經驗和專門技術人才還不多，這樣同樣也會延緩4G通信在市場上迅速推廣的速度。

總結

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。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通訊的核心技術尚在研發階段，且以目前3G通訊技術應用現況為如預期熱絡的情況 來看，要使3G通訊成為主流通訊應用技術還得等一等，專家便預測市場消化并完全吸收3G技術的時間約需十年左右，而接踵而至的還有往后的5G以上技術。盡管4G比起3G有著更強大的應用優勢，但目前已可見到4G在發展與往后實際應用上所以面臨的問題，但是市場不變的趨勢是，新技術和新需求將不斷出現，有朝一日4G必然會取代3G，成為新一代行動通訊的主流技術。

四、移動發展趨勢的展望

綜觀移動通信的發展歷程，當代移動通信可分為三個階段：

（1）第一代移動通信以模擬調頻，頻分多址為主體技術，包括以蜂窩網系統為代表的公共移動通信系統、以集群系統為代表的專用移動通信系統以及無繩電話。

（2）第二代移動通信系統是以數字傳輸、時分多址或碼分多址為主體技術，簡稱數字移動通信。包括數字蜂窩系統、數字無繩電話系統和數字集群系統等。

（3）第三代移動通信系統以世界范圍內的個人通信為目標，實現任何人在任何時候任何地方進行任何類型信息的交換。

（4）第四代移動通信系統以實現高質量的通話以及高速度的數據傳輸為目標，然而，這一切還在醞釀之中。

21世紀我們進入了信息社會——一個以人為本、更加注重精神糧食的社會，人性、環境和信息將成為這個社會的關鍵詞。因此在21世紀的信息通信系統必須圍繞以人為本來進行研究開發。潛在的研究方向包括：如何滿足人性的需求和充分利用五個感官（觸、嘗、聽、看、聞）及人工智能；如何通過智能化來補充人的能力；如何通過機器人和可佩帶設備來實現新的通信方式；如何克服通信質量的限制來擴大人的空間。

在人類通信中，如何很好地實現感情的相互傳遞是今后十分重要的課題。雖然可視電話和虛擬現實能夠完成用戶影像和活動情況（在電腦空間的有限范圍之內）的傳遞，但是對傳遞感情而言它們是遠遠不夠的。如果我們能把聲音、圖像或數據加在一起，再加入真實的感覺（包括通信時的感情、用戶周圍的氛圍以及用戶實際活動情況），那么就有可能建立更加充滿感情的通信方式，有人把這種通信方式稱作“遙現”。例如，日本現正在開發一種叫“替身”的接口。這種接口能把你自己的實際感覺傳送給有形的機器人，利用手勢和機器人的攝像頭來遙控機器人，完成與另一方的通信。人的腦電波、肌電能力和其它生物信息通過無線網傳給替身機器人，此機器人不僅用作虛擬替身，而且還用作有重量和大小的實際替身。這種全新的無線通信方式的應用領域將極其廣泛，包括公共場所、住家和娛樂場所等。

在21世紀，同時移動通信在信息通信領域的發展將達到頂峰，世界各國的用戶數將繼續增長。移動通信將成為寬帶信息通信的使能器，使無所不在的通信成為現實。為了使移動多媒體得到充分的發展，除了在每個國家及時引入和不斷擴展ＩＭＴ－2000之外，還需要不斷改進無線系統和核心網，開拓新的服務應用，開發小型高功能終端。我認為，未來的移動通信將是一個以個人通信為主的通信系統：無論任何人無論在任何時間任何地方都能與任何人進行任何類型信息的交換。各種無線技術都將在這個系統中發揮自己的作用，找到自己的天地。從大范圍公眾移動通信來看，隨著人們對生活質量要求的提高，1G和2G將會逐步由3G取代。第三代移動通信系統（3G）在未來幾年內將是主導，它將以各種新技術為基礎，綜合各種通信網絡，發揮各自的優點，取長補短，在統一要求和統一標準的條件下，突破關鍵技術，解決各種網絡之間的互連互通，加強通信網絡的智能化管理功能，以實現全球性的個人通信網。

更遠的未來，按當前專家們的預想，移動通信系統將向下一代第四代移動通信系統發展。4G移動通信系統可將現有的無線技術（包括GSM無線局域網和藍牙技術等）無縫地聯系在一起，支持更加廣泛、個性化的服務，提供更加穩定的網絡性能和服務質量，從而形成集固定無線手段于一體，各種接入方式綜合發揮效用，各種業務形成全網絡配置的一體化綜合網絡。4G系統是基于不同種類網絡互聯的全IP網，允許用戶在任何時間、地點使用任何系統，用戶攜帶一個互聯的移動終端就可以使用由多個無線網絡提供的大范圍服務。那時，多媒體業務將會普及，移動系統將更加可靠更加穩定，用戶只要支付較低的傳輸費用就可以享受VIP式的服務。當然，這一進程將是漫長的，也必將遇到很多挫折，我們期待著這一天的到來。

第二篇：移動通信技術發展

移動通信技術的發展

內容摘要：回顧移動通信技術發展史，主要的發展都在近幾十年，而且發展的速度越來越快，藍牙、WAP和GPRS僅僅是目前移動新技術的幾個亮點而已。北美國家對3G的發展持觀望態度，積極探索窄帶備選方案。歐洲、亞洲各國正積極準備著3G的商用。中國目前正在論證3G許可證的發放方式。

移動通信技術的發展：

移動通信技術發展史是怎樣的呢?移動通信可以說從無線電通信發明之日就產生了。1897年，M.G.馬可尼所完成的無線通信試驗就是在固定站與一艘拖船之間進行的，距離為18海里。現代移動通信技術的發展始于本世紀20年代，大致經歷了五個發展階段。

第一階段從本世紀20年代至40年代，為早期發展階段。在這期間，首先在短波幾個頻段上開發出專用移動通信系統，其代表是美國底特律市警察使用的車載無線電系統。該系統工作頻率為2MHz，到40年代提高到30～40MHz可以認為這個階段是現代移動通信的起步階段，特點是專用系統開發，工作頻率較低。

第二階段從40年代中期至60年代初期。在此期間內，公用移動通信業務開始問世。1946年，根據美國聯邦通信委員會(FCC)的計劃，貝爾系統在圣路易斯城建立了世界上第一個公用汽車電話網，稱為“城市系統”。當時使用三個頻道，間隔為120kHz，通信方式為單工，隨后，西德(1950 年)、法國(1956年)、英國(1959年)等國相繼研制了公用移動電話系統。美國貝爾實驗室完成了人工交換系統的接續問題。這一階段的特點是從專用移動網向公用移動網過渡，接續方式為人工，網的容量較小。

第三階段從60年代中期至70年代中期。在此期間，美國推出了改進型移動電話系統(1MTS)，使用150MHz和450MHz頻段，采用大區制、中小容量，實現了無線頻道自動選擇并能夠自動接續到公用電話網。德國也推出了具有相同技術水平的B網。可以說，這一階段是移動通信系統改進與完善的階段，其特點是采用大區制、中小容量，使用450MHz頻段，實現了自動選頻與自動接續。

第四階段從70年代中期至80年代中期。這是移動通信蓬勃發展時期。1978年底，美國貝爾試驗室研制成功先進移動電話系統(AMPS)，建成了蜂窩狀移動通信網，大大提高了系統容量。1983年，首次在芝加哥投入商用。同年12月，在華盛頓也開始啟用。之后，服務區域在美國逐漸擴大。到 1985年3月已擴展到47個地區，約10萬移動用戶。其它工業化國家也相繼開發出蜂窩式公用移動通信網。日本于1979年推出800MHz汽車電話系統(HAMTS)，在東京、大膠、神戶等地投入商用。西德于1984年完成C網，頻段為450MHz。英國在1985年開發出全地址通信系統(TACS)，首先在倫敦投入使用，以后覆蓋了全國，頻段為900MHz。法國開發出450系統。加拿大推出450MHz移動電話系統MTS。瑞典等北歐四國于1980 年開發出NMT—450移動通信網，并投入使用，頻段為450MHz。

第五階段從80年代中期開始。這是數字移動通信系統發展和成熟時期。回顧移動通信的發展歷程，移動通信的發展大致經歷了幾個發展階段：第一代移動通信技術主要指蜂窩式模擬移動通信，技術特征是蜂窩網絡結構克服了大

區制容量低、活動范圍受限的問題。第二代移動通信是蜂窩數字移動通信，使蜂窩系統具有數字傳輸所能提供的綜合業務等種種優點。第三代移動通信的主要特征是除了能提供第二代移動通信系統所擁有的各種優點，克服了其缺點外，還能夠提供寬帶多媒體業務，能提供高質量的視頻寬帶多媒體綜合業務，并能實現全球漫游。現在用的大多是第二代技術，第三代技術還不太成功，但已有了第四代技術的設想。第四代移動通信系統（4G）標準比第三代具有更多的功能。

接下來，回到十年前，我們來重點看一下當時第三代移動通信系統在世界各國的發展情況。

1、美國3G系統的發展情況

從近年來北美運營者在發展第３代移動通信系統的做法來看，似乎許多北美國家的運營者在承諾實施第３代或者甚至在測試真正的高速3G技術之前一直持著觀望的態度。

GSM2.5G系統比起先前的系統只是在數據傳輸速率和容量上有所提高，而CDMA方面，2.5G系統不但能將數據速率提高到144kbit/ｓ，而且可以使老式的話音系統的容量提高一倍。CDMA的2.5G系統通常被運營者們稱為3G1ｘ。

盡管3G系統在世界范圍內已經得到了廣泛的認可，但是在成本降到一定程度或需求提高到一定程度之前，美國和加拿大將不會保證提供3G業務。因為確定是否要把網絡升級到3G的水平需要運營者解決許多問題。盡管亞洲和西歐在3G技術上已經取得了領先地位，但他們能取得這樣的地位也不完全是主動的，容量限制和當地的管制制度等促使這些地區形成現在的格局。

相比之下，美國的運營者仍在為2G網絡還債。因此，既然市場上還看不到什么需求，就沒有必要擔上更多的債務，這也許是美國許多運營者對3G態度曖昧的根本原因。

2、歐洲3G系統的發展情況

歐洲大部分國家第2代通信系統采用的是GSM系統，在移動數據業務市場的推動下，歐洲的運營者們一方面在積極開發新的技術，對現有GSM網絡進行升級，以滿足目前移動數據市場的需求，同時他們又未雨綢繆，積極為第3代移動通信系統的商用做準備。

(1)英國挑起許可證拍賣的“戰火”

近期英國發出第3代牌照，庫房進帳350億美元，惹來歐洲各國的羨慕目光。英國拍賣無線頻率的成功經驗使歐洲不少國家的財政部門垂涎欲滴，隨之紛紛效仿。

(2)德國3G許可證拍出天價

經過激烈的競爭，德國3G系統頻率使用權拍賣終于結束，并創下了移動通信頻率使用權總拍賣價988億馬克（1馬克約合0.46美元）的世界新紀錄。比不久前英國拍賣“3G頻段”使用權時所創下的世界紀錄高出了約35％。除德國的電信巨頭外，英國、法國、加拿大、芬蘭以及西班牙的無線通信企業也參加了此次競拍。后來，來自加拿大的企業退出了競爭，而堅持到最后的6家企業終于以平均165擁有了3G頻率使用權，誰就能夠在未來的無線通信市場中處于有利的地位，這也正是此次德國拍賣3G頻率使用權引起如此激烈競爭的重要原因。

(3)意大利先評審，后拍賣

意大利則將施行兩階段開放——先評審，后拍賣，預定發出5張3G許可證。根據意大利政府的設計，在評審階段，評審的重點在于技術基礎建設及容量、服務項目、市場預測及商業目標等。在競標階段，目前設定的底價是每張許可證為19.5億美元，而市場分析認為，業者將進行一場價格的捉迷藏，最后使得拍賣金不斷攀升。

(4)瑞典采取保守的態度發放許可證

在歐洲國家普遍以拍賣形式發放3G執照，為國家賺進大把大把鈔票之際，瑞典的傳統作法就顯得十分特別。瑞典政府強調消費者的權利，而堅持走“評審制”，僅收取1.1萬美元的權利金，往后每年則按業者營收收取0.15％的權利金，以降低業者經營成本。瑞典預定在2000年9月接受申請，預定在11月發出4張3G許可證，并希望業者能在2002年提供服務。

3、亞洲地區3G系統的發展情況

(1)日本

日本郵政電信部在2000年7月初將下一代移動電話運營牌照發放給了日本電報電話公司移動通信公司（NTT DoCoMo）、J-Phone集團和由DDI移動電話公司與Nippon I do Tsushin公司成立的合資公司。

這3家獲準建設第3代移動電話網的企業當中，日本電報電話公司移動通信公司的計劃最為超前，這家公司已計劃在2001年5月在東京地區開通第一期商業運營業務，到該年底將業務范圍擴展到日本第二大和第三大城市，即大阪和名古屋。日本電報電話公司是寬帶CDMA技術的主要研發力量。

J-Phone集團作為日本電信的下屬企業，計劃在2001年12月在東京、大阪和名古屋3地同時開通以寬帶CDMA為基礎的第3代移動電話網。DDI集團的計劃是在2002年開通自己的以CDMA2000為標準的移動網。

（2）韓國

韓國最多將發放4個3G許可證，采用“選秀”方式，投標者包括：移動網運營商Korea Telecom、K Telecom、Shisegi Telecom、Hansol PCS、KTFree-tel 和LG Telecom，以及固定網運營商Dacom、Onse Telecom 和 Hanaro Tele-com，計劃于2000年末發放許可證。3G的商業服務將于2002年初開始。

（3）香港

香港計劃于2000年發放許可證，商業服務將于2001年開始，將通過“混合的拍賣/選秀”方式發放4～6個許可證。征詢階段于2000年5月22日結束。全球移動電信系統設備與服務市場分析

系統設備與服務市場具有兩個特征。

第一，市場總量發展緩慢。由于電信運營業收入及利潤增長放緩，電信運營商嚴格控制成本支出，導致全球系統設備與服務的需求增長緩慢。根據Dell’Oro預測，未來四年的年均復合增長率約為3%。

第二，競爭格局不斷變化。由于技術更新放緩、設備成本快速下降，價格競爭成為設備與服務廠商競爭的主要手段，華為和中興不斷地在國際市場上進一步蠶食傳統電信設備制造廠商的市場份額。為了應對中興和華為的競爭壓力，傳統

設備與服務廠商一方面通過“節流”降低成本，譬如：將其研發與生產加速向中國、印度等低成本國家轉移，通過并購抱團取暖；另一方面通過“開源”獲得新的收入，譬如：大力挖掘專業服務領域并不斷開創新的交易模式，構筑新的競爭壁壘，以獲取長期平穩的收入。以“網絡托管”為例子，由于ARPU值的持續下降，運營商被迫加大市場開拓力度、擴大市場份額，以數量補質量。設備及系統廠商則接手其設備維護、后臺業務支撐系統和相關技術人員。這樣一來，設備與服務廠商不僅能夠持續獲得長期穩定的服務收入，還能夠更深入地掌握運營商的市場需求，不斷推出適合需求的業務解決方案，從而鞏固自身地位。尤其是在ITIME產業生態系統的環境下，是屏蔽競爭對手的殺手锏。與單純的設備供應相比，“網絡托管”需要設備與服務廠商提供技術、財務、供應鏈等多方面的服務，附加值更高，中國廠商限于條件，目前在這一領域開拓不深。

全球移動終端設備市場分析

終端的增長及功能演進取決于用戶數的增長及用戶需求。2006-2011年，全球終端的出貨量將維持平穩增長，約為7%。

從區域上看，增長率最快的是中東、非洲和西歐，這主要來源于用戶數的增長和3G所帶來的換機增長；而在總量上，2011年，中國、印度、西歐和亞太合計占到市場總量的60%，比2006年增長三個百分點。

從標準上看，GSM手機仍占主導地位，到2011年將占市場份額的51%，但WCDMA手機的出貨量將快速增長，2006-2011年均復合增長率達32%。

從功能上看，多功能手機將占主導地位，2006-2011年均增長10%，到2011年將占市場份額的91%。這也體現了數碼產品與電信終端的融合加速。

從價格上看，超低端手機（40美元以下）市場增長迅猛。

從廠商及產品特征看，一方面，諾基亞同時從事終端和系統設備，對電信業務的理解深刻，龍頭地位難以撼動；另一方面，越來越多的IT及消費電子廠商進入該領域，顯示了咄咄逼人的競爭力。以蘋果為例，對消費者需求和流行趨勢把握能力極強，市場反應迅速，產品創新速度快，獲得了巨大成功。

未來兩年，電信設備行業具有兩個投資催化劑。

第一，3G網絡建設。如果芯片及終端設備能夠達到大規模商用的成熟度——我們預測還需要有半年的時間，TD-SCDMA網絡建設必然全面鋪開。而一旦運營商重組成為現實，WCDMA的網絡建設也將提上日程。這對于整個電信設備行業而言都將是一個利好消息。

第二，中央企業整合與上市。目前涉及電信設備制造的中央企業共有11家。包括：原郵電部下屬的5家中央企業，原電子工業部下屬的4家中央企業4家，以及華僑城（康佳）和中國鐵路電信信號集團公司兩家主營與電信設備有關的中央企業。其中，原郵電部下屬的中央企業尤其值得關注。

總結

對于移動通信的標準及設備生產，第1代通信系統我們是看著國外發展起來的，第2代移動通信系統我們是在網絡建設起來之后才開始進行研發，第3代移動通信系統目前尚沒有大量進入市場。對于中國，在投入精力積極開拓第2代移動通信市場的同時，要積極為第3代移動通信系統的建設做好充分準備。

第三篇：移動通信技術發展及展望

移動通信技術發展及展望

Mobile communication technology development and

prospects

電子通信與物理學院 專業、班級：通信14-1

報告人：杜超 論文結題時間：2014.1

摘要：在過去的10年中，世界電信發生了巨大的變化，移動通信特別是蜂窩小區的迅速發展，使用戶徹底擺脫終端設備的束縛、實現完整的個人移動性、可靠的傳輸手段和接續方式。進入21世紀，移動通信將逐漸演變成社會發展和進步的必不可少的工具。移動通信技術日新月異,先后經歷了第一代、第二代移動通信技術的興起與淘汰,完成了第三代移動通信技術的快速覆蓋與普及,目前正在進行第四代移動通信技術的嘗試與推廣,以及第五代移動通信技術的研究與探索。相信在越來越先進的科學技術的強有力支持下,以及未來移動數據通信與多媒體業務需求發展的需求下,第四代移動通信技術會給人們帶來更加美好的未來。

關鍵詞：移動通信;發展歷程;發展趨勢

Abstract: In the past ten years, great changes have taken place in the world telecom, mobile communications, especially the rapid development of the cell, the user completely get rid of the bondage of terminal equipment, to achieve a complete personal mobility, reliable transmission means and ways.Entering the 21st century, mobile communication will gradually evolve into the tools of social development and progress.Mobile communication technology, has experienced the rise of the first generation and second generation of mobile communication technology and eliminated, completed the rapid coverage and popularity of the third generation mobile communication technology, is currently in the fourth generation mobile communication technology to try and promotion, as well as the fifth generation of mobile communication technology research and exploration.Believe that there are more and more advanced under the strong support of science and technology, and the future development of mobile data communication and multimedia business requirements, under the requirements of the fourth generation mobile communication technology will bring people a better future.Key words: Mobile communication;The development course;The development trend

目 錄

摘要 關鍵詞

一、第一代移動通信技術......................................................................1二、第二代移動通信技術.....................................................................1

三、第三代移動通信技術......................................................................2四、第四代移動通信技術......................................................................3 1.簡介......................................................................................3 2.核心技術................................................................................4 3.網絡結構................................................................................7 4.4G特點..................................................................................7 5.4G標準..................................................................................9

五、未來展望——第五代移動通信技術..................................................16

1.發展現狀..............................................................................16 2.最新研究成果........................................................................17

六、結束語......................................................................................19 參考文獻

一、第一代移動通信技術

第一代移動通信技術（1G）是指最初的模擬、僅限語音的蜂窩電話標準，制定于上世紀80年代。Nordic移動電話（NMT）就是這樣一種標準，應用于Nordic國家、東歐以及俄羅斯。其它還包括美國的高級移動電話系統（AMPS），英國的總訪問通信系統（TACS）以及日本的JTAGS，西德的 C-Netz，法國的Radiocom 2000和意大利的RTMI。模擬蜂窩服務在許多地方正被逐步淘汰。

第一代移動通信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漫游，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，如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通話質量不高、不能提供數據業務和不能提供自動漫游等。

二、第二代移動通信技術

第二代移動通信系統(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標準協會在1996年提出了GSMPhase2+，目的在于擴展和改進GSMPhase1及Phase2中原定的業務和性能。它主要包括CMAEL(客戶化應用移動網絡增強邏輯)，S0(支持最佳路由)、立即計費，GSM900／1800雙頻段工作等內容，也包含了與全速率完全兼容的增強型話音編解碼技術，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。

已有538個WCDMA運營商在246個國家和地區開通了WCDMA網絡，3G商用市場份額超過80%，而WCDMA向下兼容的GSM網絡已覆蓋184個國家，遍布全球，WCDMA用戶數已超過6億。

四、第四代移動通信技術

1、簡介

第四代移動通信技術（4G）該技術包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式（嚴格意義上來講，LTE只是3.9G，盡管被宣傳為4G無線標準，但它其實并未被3GPP認可為國際電信聯盟所描述的下一代無線通訊標準IMT-Advanced，因此在嚴格意義上其還未達到4G的標準。只有升級版的LTE Advanced才滿足國際電信聯盟對4G的要求）。4G是集3G與WLAN于一體，并能夠快速傳輸數據、高質量、音頻、視頻和圖像等。4G能夠以100Mbps以上的速度下載，比目前的家用寬帶ADSL（4兆）快25倍，并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求。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。

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。

2.4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，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。

2.5MIMO技術

（多輸入多輸出）技術是指利用多發射、多接收天線進行空間分集的技術，它采用的是分立式多天線，能夠有效的將通信鏈路分解成為許多并行的子信道，從而大大提高容量。信息論已經證明，當不同的接收天線和不同的發射天線之間互不相關時，MIMO系統能夠很好地提高系統的抗衰落和噪聲性能，從而獲得巨大的容量。例如：當接收天線和發送天線數目都為8根，且平均信噪比為20dB時，鏈路容量可以高達42bps/Hz，這是單天線系統所能達到容量的40多倍。因此，在功率帶寬受限的無線信道中，MIMO技術是實現高數據速率、提高系統容量、提高傳輸質量的空間分集技術。在無線頻譜資源相對匱乏的今天，MIMO系統已經體現出其優越性，也會在4G移動通信系統中繼續應用。

2.6軟件無線電技術

軟件無線電是將標準化、模塊化的硬件功能單元經過一個通用硬

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，多址干擾就成為寬帶CDMA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。

3、網絡結構

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。4、4G特點 4.1通信速度快

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。LG G3支持雙卡，支持2014年的主流4G，并內置可拆卸式3000毫安時電池。

4.4兼容性好

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。

4.5頻率效率高

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。5、4G標準 5.1 LTE LTE(Long Term Evolution，長期演進)項目是3G的演進，它改進

IMT-Advanced技術征集的需求，是3GPP形成歐洲IMT-Advanced技術提案的一個重要來源。LTE-Advanced是 一個后向兼容的技術，完全兼容LTE，是演進而不是革命，相當于HSPA和WCDMA這樣的關系。LTE-Advanced的相關特性如下： 帶寬：100MHz 峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps 峰值頻譜效率：下行30bps/Hz，上行15bps/Hz 針對室內環境進行優化 有效支持新頻段和大帶寬應用

峰值速率大幅提高，頻譜效率有限的改進

如果嚴格的講，LTE作為3.9G移動互聯網技術，那么LTE-Advanced作為4G標準更加確切一些。LTE-Advanced的入圍，包含 TDD和FDD兩種制式，其中TD-SCDMA將能夠進化到TDD制式，而WCDMA網絡能夠進化到FDD制式。移動主導的TD-SCDMA網絡期望能夠 直接繞過HSPA+網絡而直接進入到LTE。

5.3WiMax WiMax：WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，即全球微波互聯接入，WiMAX的另一個名字是IEEE 802.16。WiMAX的技術起點較高，WiMax所能提供的最高接入速度是70M，這個速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍。

對無線網絡來說，這的確是一個驚人的進步。WiMAX逐步實現寬帶業務的移動化，而3G則實現移動業務的寬帶化，兩種網絡的融合1

其實是最早的4G通信標準，大約出現于2000年。

5.4Wireless MAN WirelessMAN-Advanced：WirelessMAN-Advanced事實上就是WiMax的升級版，即IEEE 802.16m標準，802.16系列標準在IEEE正式稱為WirelessMAN，而WirelessMAN-Advanced即為IEEE 802.16m。其中，802.16m最高可以提供1Gbps無線傳輸速率，還將兼容未來的4G無線網絡。802.16m可在“漫游”模式或高效率/強信號模式下提供1Gbps的下行速率。該標準還支持“高移動”模式，能夠提供1Gbps速率。

WirelessMAN-Advanced有5種網絡數據規格，其中極低速率為16kbps，低數率數據及低速多媒體為144kbps，中速多媒 體為2Mbps，高速多媒體為30Mbps超高速多媒體則達到了30Mbps--1Gbps。

但是該標準可能會被率先被軍方所采用，IEEE方面表示軍方 的介入將能夠促使WirelessMAN-Advanced更快的成熟和完善，而且軍方的今天就是民用的明天。不論怎樣，WirelessMAN-Advanced得到ITU的認可并成為4G標準的可能性極大。

5.5國際標準

2012年1月18日下午5時，國際電信聯盟在2012年無線電通信全會全體會議上，正式審議通過將LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced(802.16m)技術規范確立為IMT-Advanced(俗稱“4G”)國際標準，中國主導制定的TD-LTE-Advanced和FDD-LTE-Advance同時并列成為4G國際標準。

度Augere預計2012年2月開始預商用。審議通過后，將有利于TD-LTE技術進一步在全球推廣。同時，國際主流的電信設備制造商基本全部支持TD-LTE，而在芯片領域，TD-LTE已吸引17家廠商加入，其中不乏高通等國際芯片市場的領導者。

5.6速率對比

無線蜂窩技術：CDMA2000 1x/EVDo;GSM EDGE;TD-SCDMA HSPA;WCDMA HSPA;TD-LTE;FDD-LTE

4G網絡的下行速率能達到100Mbps～150Mbps，比3G快20倍～30倍，上傳的速度也能達到20Mbps～40Mbps。這種速率能滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求。有人曾這樣比較3G和4G的網速，3G的網速相當于“高速公路”，4G的網速相當于“磁懸浮”。

多模多頻芯片

支持LTE/3G多模多頻是LTE終端的明確發展方向，也是國內運營商的發展思路。目前國內某些運營商已經公開表示將建設TDD/FDD融合組網，這對多模多頻也提出了很高要求。[14] 中國移動也多次強調，TDD/FDD混合組網、支持5模10頻、5模12頻及Band 41是中國移動發展LTE智能終端的重點。[15]

關于多模多頻，業界普遍認為頻段不統一是當今全球LTE終端設計的最大障礙——當前，全球2G、3G 和4G LTE網絡頻段的多樣性對移動終端開發構成了挑戰。全球2G和3G技術各采用4到5個不同的頻段，加上4G LTE，網絡頻段的總量將近40個。要支持多模多頻，首先就需要終端集成能同時支持多種制式和頻段的芯片。

第五代移動通信技術（5G）。也是4G之后的延伸，目前正在研究中。目前還沒有任何電信公司或標準訂定組織（像3GPP、WiMAX論壇及ITU-R）的公開規格或官方文件有提到5G。

第五代移動通信技術，2014年還沒有一個具體標準。不過在有消息報道韓國成功研發第五代移動通信技術，手機在利用該技術后無線下載速度可以達到每秒10G。這一新的通信技術名為“流浪本地無線接入”（外語：NOmadic Local Area wireless access、外語縮寫：NOLA）。

而作為全球最大的電信設備商華為日前已正式宣布，其目前已經在包括加拿大、英國等地為5G投入200多位研發人員，并將在未來5年內為此繼續投資6億美元。

2.最新研究進展 2.1三星

三星電子計劃以2020年實現該技術的商用化為目標，全面研發5G移動通信核心技術。隨著三星電子研發出這一技術，世界各國的第五代移動通信技術的研究將更加活躍，其國際標準的出臺和商用化也將提速。

據悉，韓國電子通信研究院的專家稱，NoLA可作為鋪設5G網絡的基礎技術。使用NoLA技術下載一部DVD格式標準電影只需要幾秒時間。目前世界上最快的無線通訊技術是由三星公司研發的，使用三星的這一技術可實現每秒1G的下載速度。韓國電子通信研究院院長稱：“我們一直在同其他國家爭奪第一個4G標準，現在我們成功研

中國移動表示啟動5G研發，分析人士指出，三大運營商均在參與5G研發，一是為了技術跟上時代變化，二是需求快于技術發展。

2.2華為

全球4G建設部署方興未艾，5G研究開發卻悄然開啟大幕。在2014年，全球最大的電信設備商華為稱，已經在包括加拿大、英國等地為5G投入200多位研發人員，并將在未來5年內為此繼續投資6億美元。

英國Surrey大學5G創新中心主任Rahim Tafazolli表示，到2010年，全球已經有140億終端連接起來，但當今世界還有90%的東西未被連接，互聯網將是未來真正的殺手級應用，而不是大家討論的音樂、視頻等。

按照華為的設想，5G基站網絡能力要達到4G的1千倍，移動數據傳輸率達到10Gbps的級別，并且傳輸延遲不超過1毫秒。

據介紹, 華為公司為5G設定的目標至少是，一個基站的容量要達到4G的1000倍，消費者端可以獲得的速率將是10G。

六、結束語

移動通信在20多年的時間里得到了飛速的發展，給人們的生活方式、工作方式以及社會的政治、經濟等各方面都帶來了巨大的影響。人類社會進入了高效率的信息化時代，各個方面的業務應用需求呈現爆發式增長，給未來無線移動寬帶系統在頻率、技術以及運營等各方面都帶來了巨大的挑戰。

第四篇：移動通信技術發展分析報告

移動通信技術發展分析報

告

完成人： 學

號：

完成時間：

摘要：移動通信是指通信中的移動一方通過無線的方式在移動狀態下進行的通信，這種通信方式可以借助于有線通信網，通過通信網實現與世界上任何國家任何地方任何人進行通信，因此，從某種程度上說，移動通信是無線通信和有線通信的結合。移動通信的發展先后經歷了第一代蜂窩模擬通信，第二代蜂窩數字通信，以及未來的第三代多媒體傳輸、無線Internet等寬帶通信，它的最終目標是實現任何人在任何時間任何地點以任何方式與任何人進行信息傳輸的個人通信 關鍵詞：移動通信

發展與現狀

主要關鍵技術

特點

正文： 移動通信的基本概述：

目前，移動通信已從模擬通信發展到了數字移動通信階段，并且正朝著個人通信這一更高級階段發展。1978年底，美國貝爾實驗室研制成功先進移動電話系統（AMPS），建成了蜂窩狀模擬移動通信網，大大提高了系統容量。與此同時，其它發達國家也相繼開發出蜂窩式公共移動通信網。這一階段的特點是蜂窩移動通信網成為實用系統，并在世界各地迅速發展,這個系統一般被當作是第一代移動通信系統。

從20世紀80年代中期開始，數字移動通信系統進入發展和成熟時期。蜂窩模擬網的容量已不能滿足日益增長的移動用戶的需求。80年代中期，歐洲首先推出了全球移動通信系統（GSM：Global System for Mobile）。隨后美國和日本也相繼指定了各自的數字移動通信體制。20世紀90年代初，美國Qualcomm公司推出了窄帶碼分多址（CDMA：Code-Division Multiple Access）蜂窩移動通信系統，這是移動通信系統中具有重要意義的事件。從此，碼分多址這種新的無線接入技術在移動通信領域占有了越來越重要的地位。

現代移動通信是一門復雜的高新技術，不但集中了無線通信和有線通信的最新技術成就，而且集中了網絡接收和計算機技術的許多成果。移動通信系統包括無繩電話、無線尋呼、陸地蜂窩移動通信、衛星移動通信等，幾乎集中了有線和無線通信的最新技術成就，普遍應用于社會的各個領域。目前，移動通信已從模擬通信發展到了數字移動通信階段，并且正朝著個人通信這一更高級階段發展。無線通信具有跨越時空進行信息溝通的靈活性，以及連接全球的無縫隙覆蓋特性，這使它成為最具吸引力的通信方式。2 移動通信的現狀與發展概況：

目前我國移動通信的現狀可從兩個方面來敘述。第一、中國移動通信市場發展狀況：近年來，移動通信在全球范圍內迅猛發展，數字化和網絡化已成為不可逆轉的趨勢。我國的移動通信業也改革、重組為動力、改善服務質量，加大市場開發力度，保持了快速健康的發展勢頭。第二、技術門檻高，研發投入資本巨大一直發展緩慢。

移動通信業務之所以發展迅猛主要是其滿足了人們在任何時間。任何地點與任何個人進行通信的愿望。移動通信是實現未來理想的個人通信服務的必由之路。在信息支撐技術、市場競爭和需求的共同作用下，移動通信技術的發展更是突飛猛進，呈現出以下幾大趨勢：網絡業務數據化、分組化，網絡技術寬帶化，網絡技術智能化，更高的頻段，更有效利用頻率，各種網絡趨于融合。了解、掌握這些趨勢對移動通信運營商和設備制造商均具有重要的現實意義。

21世紀我們將進入信息社會——一個以人為本、更加注重精神糧食的社會，人性、環境和信息將成為這個社會的關鍵詞。因此在21世紀的信息通信系統必須圍繞以人為本來進行研究開發。潛在的研究方向包括：如何滿足人性的需求和充分利用五個感官（觸、嘗、聽、看、聞）及人工智能；如何通過智能化來補充人的能力；如何通過機器人和可佩帶設備來實現新的通信方式；如何克服通信質量的限制來擴大人的空間。

在人類通信中，如何很好地實現感情的相互傳遞是今后十分重要的課題。雖然可視電話和虛擬現實能夠完成用戶影像和活動情況的傳遞，但是對傳遞感情而言它們是遠遠不夠的。在21世紀，預計移動通信在信息通信領域的發展將達到頂峰，世界各國的用戶數將繼續增長。移動通信將成為寬帶信息通信的使能器，使無所不在的通信成為現實。技術創新和挑戰在未來必將接二連三。為了迎接挑戰，全世界從事移動通信的研究人員需要互相交流、共同合作，在全球范圍內一起推動研發工作和標準化工作的開展，攜手共進。3 4G 5G通信及關鍵技術簡介： 3.1 4G 大家知道，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。我們都知道最早的移動通信電話是采用的模擬蜂窩通信技術，這種技術只能提供區域性話音業務，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，通信運營商們又將推出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也將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，現在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將由現在的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，無線通信技術最終將邁向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，今后十年將會是3G移動通信系統正興的時期，或許到了十年以后將會是第四代移動通信的天下。但我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。如果說現在的3G能為我們提供一個高速傳輸的無線通信環境的話，那么4G通信將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，目前的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通信費用也要比目前的通信費用低。隨著對帶寬的需求的增加，通信技術的發展一度出現2.5G和2.75G的中間過渡代。當3G移動業務剛剛邁出腳步，就出現了支持語音、數據和視頻三種格式的傳輸技術高速下行鏈路分組接入技術。與此同時，真正意義上的寬帶數據速率標準4G概念也開始出現，它包括寬帶無線固定接入、寬帶無線局域網、移動寬帶系統、互操作的廣播網絡和衛星系統等，將是多功能集成的寬帶移動通信系統，可以提供的數據傳輸速率高達100Mbit/s甚至更高，也是寬帶接入IP系統。從通信技術標準的發展歷程來看，可分成四大主線和兩大派別。其中四大主線指：3GPP、3GPP2，WiMAX和區域性標準;兩大派別指：北美的IEEE802.xx標準和歐洲的3G的UMTS標準。標準的分化加大了低成本建設網絡的復雜度。定義可用的頻譜資源是另一種分化標準，而且這種分化標準便于引入新的技術。最佳的分配方案就是在全球范圍下進行資源的統一分配，但是由于無線規劃需要與異構頻譜資源的部署相適應，隨著頻譜需求區域規模的擴大，很難達成統一的無線規劃方案。但是我們可以在相同頻帶內使用不同的標準，前提是終端用戶能自由選擇無線接入方式。4G的概念和要求?簡單而言，4G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形式實現全方位虛擬連接。4G最突出的特點之一，就是網路傳輸速率達到了前所未有的100Mbit/s，完全能夠滿足用戶的上網需求。4G系統總的技術目標和特點可以概括為：系統應具有更高的數據率、更好的業務質量(QoS)、更高的頻譜利用率、更高的安全性、更高的智能性、更高的傳輸質量、更高的靈活性;4G系統應能支持非對稱性業務，并能支持多種業務;4G系統應體現移動與無線接入網和IP網絡不斷融合的發展趨勢。以下從不同的角度討論4G系統的要求。從網絡角度?統一的移動性和安全性管理，要求考慮不同網絡對等實體的交互。主要解決的問題是漫游時會話的不間斷性和服務的流動性，目前已經出現一些解決方案來完成此項功能，如移動IP技術和會話初始協議(SIP)。端到端的QoS協商支持，涉及到網絡層及以上的互聯網協議體系。3GPP起草了UMTS網絡的綜合QoS架構，現在正致力于通用的QoS架構的研究。采用中介服務器進行用戶認證、授權和計費。隨著IP網絡的發展，運營商需要必需為上千并發用戶經由不同技術同時接入網絡提供AAA服務，還必須能安全地支持跨網AAA服務，且應具有良好的擴展性，這就要求擴展現有AAA協議的功能。鑒此，IETF正著手開發下一代AAA協議，即Diameter協議。Diameter是一個輕型的對等式的AAA協議，采用了改進的重發機制，提高網絡可靠性，同時還提供一種新的端到端的安全機制。Diameter新引入的中介服務器向漫游用戶提供AAA服務。采用中介服務器可以減少訪問網絡代理服務器的配置工作量，網絡擴展時只需要更新中介服務器的配置，有利于提高協議的可擴展性。Diameter中介服務器從終端角度支持多種通信模式，具有適應能力和重配置能力。終端可以通過自身的重配置來改變接入方式，開放式的軟件無線電架構和標準化環境為此提供可能。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。軟件無線電技術有助于不同標準和系統的融合。采用軟件無線電實現的基站可同時為多個網絡服務;當終端移動時，可重新配置，如當移動終端移動到一個采用不同標準的移動系統中時，終端可按照該系統的標準重新自動配置該終端。ABC連接。ABC(AlwaysBestConnected)使終端在不同無線接入網中實現無縫切換，通過給每個用戶提供最合適的服務來達到整個網絡的最優性能和資源利用率。實現ABC業務的關鍵技術在于接入網絡的選擇，影響接入網選擇的QoS因子有：可達性、吞吐量、時間集、可靠性、安全性和成本。我們用X代表越小越好的因子集，如功率，誤碼率等，用Y代表越大越好的因子集，如安全性，可靠性，吞吐量等。Sb代表大于門限值Ts才符合要求的元素集合，如帶寬、覆蓋面積，Ss代表小于門限值Tb才符合要求的元素集合，如抖動、時延。這樣網絡選擇就可歸結為基于約束的優化問題： W1，W2是權重，用戶可以通過改變形W1，W2和Ts，Tb的值來選擇滿足自己要求的接入網，從而實現個性化服務。接入網的發現和選擇。在GSM網中，基站通過周期性地廣播信號到終端進行業務處理，但在4G異構網絡中，由于不同的接入協議和無線技術，需要用到比較復雜的技術，這里提供兩種參考方案：一種是使用軟件無?線電技術掃描可用網絡;另一種是使用無線廣播信道廣播終端用戶所能到達的接入網。從用戶角度用戶信息管理。在ABC服務中，需要考慮用戶的參數選擇來決定網絡的選擇。通過廣播自己的配置參數，用戶可以接入相同的無線廣播信道并發現可達接入網。單識別機制。每個用戶分配一個獨立于終端和接入網的唯一標識碼和動態的移動IP地址，并且運用動態的移動IP地址管理架構方便內部用戶交互式地實時通信管理。從業務角度?在有限的接入網和終端資源條件下，業務相對于接入網和終端的適應性以及復雜環境中的業務部署和實施，需要充分利用終端和基礎網絡的可配置性，才可以使資源利用率達到最優。?可以使用相同的無線廣播信道，完成接入網的業務廣播和檢測功能。這樣做有利于業務的快速建立。根據前面提到的ABC技術，網絡總是能給用戶提供一個在相對區域范圍內的最好服務。4G中的IP網絡結構IPv6技術?IPv6技術以其巨大的地址空間將在一段可預見的時期內，它能夠為所有網絡設備提供一個全球唯一的地址。IPv6的基本特性是支持無狀態和有狀態兩種地址自動分配方式，在這種方式下，需要配置地址的節點使用一種鄰居發現機制獲得一個局部連接地址。一旦得到這個地址之后，它使用另一種即插即用的機制，在沒有任何人工干預的情況下，獲得一個全球唯一的路由地址。從協議的角度看，IPv6與目前的IPv4提供相同的QoS，但是IPv6的優點體現在能提供不同的服務。移動IPv6(MIPv6)在新功能和新服務方面可提供更大的靈活性。每個移動設備設有一個固定的家鄉地址，這個地址與設備當前接入互聯網的位置無關。當設備在家鄉以外的地方使用時，通過一個轉交地址來提供移動節點當前的位置信息。移動設備每次改變位置，都要將它的轉交地址告訴給家鄉地址和它所對應的通信節點。在家鄉以外的地方，移動設備傳送數據包時，通常在IPv6報頭中將轉交地址作為源地址。IP網絡架構?在4G中網絡的設計架構將會簡化。對于基于IP網絡的寬帶無線接入，可以有兩種設計架構，一種是全IP網絡架構。在這種網絡設計模型中，基站不僅可以具有信號的物理傳輸功能，還可以對無線資源進行管理，扮演接入路由器的功能，缺點是會引入較大的開銷，尤其是在移動終端進行切換時對移動IP地址進行的配置的過程。另一種是基于子網的IP架構，其中幾個相鄰基站組成子網接入基于IP接入網的路由器。這時，基站和接入路由器分別負責管理第二層和第三層的協議，當用戶在相鄰基站間發生切換時，只涉及到第二層的切換協議，不需要改變第三層的移動IP的地址。4G全IP網絡基于子網的4GIP網絡結束語本文從不同的角度給出了4G概念的定義和要求，同時，我們給出了兩種4G中IP網絡的接入技術，并且對各自的特點做了比較。未來幾代移動通信系統最明顯的趨勢是要求高數據速率、高機動性和無縫隙漫游。隨著新技術和新需求的不斷出現，4G必然會取代3G，成為未來移動通信領域的主導技術。

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，可以提供比目前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，都將采用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。移動通信將向數據化，高速化、寬帶化、頻段更高化方向發展，移動數據、移動IP將成為未來移動網的主流業務。3.2 5G

2013年12月，第四代移動通信(4G)牌照發放，4G技術正式走向商用。與此同時，面向下一代移動通信需求的第五代移動通信(5G)的研發也早已在世界范圍內如火如荼地展開。5G研發的進程如何，在研發過程中會遇到哪些問題？ 在移動通信的演進歷程中，我國依次經歷了“2G跟蹤，3G突破，4G同步”的各個階段。在5G時代，我國立志于占據技術制高點，全面發力5G相關工作。組織成立IMT-2020(5G)推進組，推動重大專項“新一代寬帶無線移動通信網”向5G轉變，啟動“5G系統前期研究開發”等，從5G業務、頻率、無線傳輸與組網技術、評估測試驗證技術、標準化及知識產權等各個方面，探究5G的發展愿景。

在5G研發剛剛起步的情況下，如何建立一套全面的5G關鍵技術評估指標體系和評估方法，實現客觀有效的第三方評估，服務技術與資源管理的發展需要，同樣是當前5G技術發展所面臨的重要問題。

作為國家無線電管理技術機構，國家無線電監測中心(以下簡稱監測中心)正積極參與到5G相關的組織與研究項目中。目前，監測中心頻譜工程實驗室正在大力建設基于面向服務的架構(SOA)的開放式電磁兼容分析測試平臺，實現大規模軟件、硬件及高性能測試儀器儀表的集成與應用，將為無線電管理機構、科研院所及業界相關單位等提供良好的無線電系統研究、開發與驗證實驗環境。面向5G關鍵技術評估工作，監測中心計劃利用該平臺搭建5G系統測試與驗證環境，從而實現對5G各項關鍵技術客觀高效的評估。

為充分把握5G技術命脈，確保與時俱進，監測中心積極投入到5G關鍵技術的跟蹤梳理與研究工作當中，為5G頻率規劃、監測以及關鍵技術評估測試驗證等工作提前進行技術儲備。下面對其中一些關鍵技術進行簡要剖析和解讀。

移動通信傳統工作頻段主要集中在3GHz以下，這使得頻譜資源十分擁擠，而在高頻段(如毫米波、厘米波頻段)可用頻譜資源豐富，能夠有效緩解頻譜資源緊張的現狀，可以實現極高速短距離通信，支持5G容量和傳輸速率等方面的需求。

高頻段在移動通信中的應用是未來的發展趨勢，業界對此高度關注。足夠量的可用帶寬、小型化的天線和設備、較高的天線增益是高頻段毫米波移動通信的主要優點，但也存在傳輸距離短、穿透和繞射能力差、容易受氣候環境影響等缺點。射頻器件、系統設計等方面的問題也有待進一步研究和解決。

監測中心目前正在積極開展高頻段需求研究以及潛在候選頻段的遴選工作。高頻段資源雖然目前較為豐富，但是仍需要進行科學規劃，統籌兼顧，從而使寶貴的頻譜資源得到最優配置。

多天線技術經歷了從無源到有源，從二維(2D)到三維(3D)，從高階MIMO到大規模陣列的發展，將有望實現頻譜效率提升數十倍甚至更高，是目前5G技術重要的研究方向之一。

由于引入了有源天線陣列，基站側可支持的協作天線數量將達到128根。此外，原來的2D天線陣列拓展成為3D天線陣列，形成新穎的3D-MIMO技術，支持多用戶波束智能賦型，減少用戶間干擾，結合高頻段毫米波技術，將進一步改善無線信號覆蓋性能。

目前研究人員正在針對大規模天線信道測量與建模、陣列設計與校準、導頻信道、碼本及反饋機制等問題進行研究，未來將支持更多的用戶空分多址(SDMA)，顯著降低發射功率，實現綠色節能，提升覆蓋能力。

最近幾年，同時同頻全雙工技術吸引了業界的注意力。利用該技術，在相同的頻譜上，通信的收發雙方同時發射和接收信號，與傳統的TDD和FDD雙工方式相比，從理論上可使空口頻譜效率提高1倍。

全雙工技術能夠突破FDD和TDD方式的頻譜資源使用限制，使得頻譜資源的使用更加靈活。然而，全雙工技術需要具備極高的干擾消除能力，這對干擾消除技術提出了極大的挑戰，同時還存在相鄰小區同頻干擾問題。在多天線及組網場景下，全雙工技術的應用難度更大。

傳統的蜂窩通信系統的組網方式是以基站為中心實現小區覆蓋，而基站及中繼站無法移動，其網絡結構在靈活度上有一定的限制。隨著無線多媒體業務不斷增多，傳統的以基站為中心的業務提供方式已無法滿足海量用戶在不同環境下的業務需求。

D2D技術無需借助基站的幫助就能夠實現通信終端之間的直接通信，拓展網絡連接和接入方式。由于短距離直接通信，信道質量高，D2D能夠實現較高的數據速率、較低的時延和較低的功耗；通過廣泛分布的終端，能夠改善覆蓋，實現頻譜資源的高效利用；支持更靈活的網絡架構和連接方法，提升鏈路靈活性和網絡可靠性。目前，D2D采用廣播、組播和單播技術方案，未來將發展其增強技術，包括基于D2D的中繼技術、多天線技術和聯合編碼技術等。

在未來的5G通信中，無線通信網絡正朝著網絡多元化、寬帶化、綜合化、智能化的方向演進。隨著各種智能終端的普及，數據流量將出現井噴式的增長。未來數據業務將主要分布在室內和熱點地區，這使得超密集網絡成為實現未來5G的1000倍流量需求的主要手段之一。超密集網絡能夠改善網絡覆蓋，大幅度提升系統容量，并且對業務進行分流，具有更靈活的網絡部署和更高效的頻率復用。未來，面向高頻段大帶寬，將采用更加密集的網絡方案，部署小小區/扇區將高達100個以上。

與此同時，愈發密集的網絡部署也使得網絡拓撲更加復雜，小區間干擾已經成為制約系統容量增長的主要因素，極大地降低了網絡能效。干擾消除、小區快速發現、密集小區間協作、基于終端能力提升的移動性增強方案等，都是目前密集網絡方面的研究熱點。4 結論

新的移動通信技術的發展是時代的必然選擇，而且隨著科技的進步，新的技術必定會得到普及，惠及全體人民，是我們的是我們的生活更加方便快捷、稱心如意。

第五篇：淺談5G移動通信技術發展現狀及未來趨勢

淺談5G移動通信技術發展現狀及未來趨勢

劉遠石

（通信工程 1312402-11）

摘要：隨著現代社會的快速發展，現代科學技術的發展也日新月異，而通信技術方面的技術變革，更是站在當今發展最快的技術變革行列的前茅。4G移動網絡是我國當前正大力推廣的移動通信技術，現已發展的十分成熟，而5G移動網絡則是面向2020年的第五代移動通信技術。很多國家自2013年起就開始研究5G移動網絡，目前我國5G移動網絡正處于探索階段。文章根據我國5G移動網絡應用現狀，對5G移動網絡的發展趨勢進行了分析與預測。關鍵詞：5G、移動通信、發展現狀、未來趨勢 1、5G發展現狀及應用前景

隨著社會經濟以及科學技術的不斷發展，移動通信技術也有突飛猛進餓進步和發展。從2G到3G，再到當前的4G，短短幾年移動通信技術有質的飛躍。不同類型的通信技術具有各自的發展階段和技術特點。接下來的通信技術朝什么方向發展，有什么創新技術，這些都是人們對移動通信技術發展的期望和關注點。5G通信技術是接下來發展的趨向，也將成為新一代的的移動通信系統。每一代網絡的出現與應用都是對移動網絡技術進步的充分肯定與證明。為進一步促進移動網絡技術發展，加快新一代5G移動網絡的來臨，有需要對5G移動網絡應用現狀與發展趨勢進行關注與分析。5G是未來十年的發展方向，在2020年以后將成為第五代的移動通信系統。根據以往的移動通信技術發展的規律分析，5G應具有著超高的頻譜利用率及利用能效，在傳輸速率和資源的利用效率方面，將比現今的4G技術有一個高度和質的提升，在其無線信號的[1]覆蓋性能、傳輸時效、通信安全及用戶體驗方面也將會有明顯的提高和進步。5G移動通信技術和其他無線移動技術有著深入的聯系和結合，形成了新一代的全面性的通信網絡。滿足未來十年互聯網移動通信網速的1000倍要求。未來5G移動通信還須很強的靈活性，可實現自動化和智能化的網絡調整。移動互聯網技術的發展為5G移動通信提供了動力基礎。移動互聯網將成為未來各種技術的基礎性平臺。當前的移動通信技術和無線技術將成為5G通信系統的基礎，但有著更高的通信傳輸質量和系統效率的要求。未來5G技術的發展方向將在三個方面得到提升：（1）無線傳輸效率；（2）通信系統的智能化和系統吞吐率；（3）無線通信頻率資源。當前科學信息技術處于新的發展和變革時期，5G技術的發展將有這樣的特點：一，更加注重用戶的體驗，提高和改善通信網絡的傳輸速率、吞吐效率及3D等下能力，將成為5G性能的重要指標；二，完善和健全網絡，實現多點、多面、多用戶多無線，提高系統性能；三，5G技術將實現無處不在的無線信號覆蓋，優化系統的設計目標；四，充分利用高頻段頻譜資源，實現5G的普遍廣泛應用；五，可靈活化的配置5G移動無線通信網絡，相關通信運營商科根據實時的流量動態調整網絡資源，降低成本和消耗。

5G移動通信技術，已經成為移動通信領域的全球性研究熱點。隨著科學技術的深入發展，5G移動通信系統的關鍵支撐技術會得以明確，在未來幾年，該技術會進入實質性的發展階段，即標準化的研究與制定階段。同時，5G移動通信系統的容量也會大大提升，其途徑主要是進一步提高頻譜效率、變革網絡結構、開發并利用新的頻譜資源等。2013年初，歐盟等國家的第7框架計劃中啟動了關于5G的研發項目，共有29個參加方，我國的華為公司也參與其中。隨著該項目的啟動，各種5G移動通信技術的研發組織應運而生，如韓國成立的5G技術論壇，中國成立的IMT-2020(5G)推進組等。目前，世界各個國家正積極的就5G移動通信技術的應用需求、關鍵技術指標、使能技術、候選頻段、發展愿景等各個方面進行全面的研討，以期在2015年召開世界無線電大會時達成共識，在2016年后積極啟動關于5G移動通信技術的相關行業標準進程。

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[2]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，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。

5G移動通信技術的發展，在移動通信技術領域掀起了新一輪的競爭熱潮，加快5G技術的研發應用，力求在5G通信領域的商業競爭中脫穎而出，已成為各國信息領域發展的重要任務。5G移動通信技術，必將會得到空前的發展，并給社會的進步帶來前所未有的推動力。

2、5G移動通信的核心技術

2.1 非正交多址接入技術

非正交多址技術（Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA）的基本思想是在發送端采用非正交發送，主動引入干擾信息，在接收端通過串行干擾刪除（SIC）接收機實現正確解調。NOMA的子信道傳輸依然采用正交頻分復用（OFDM）技術，子信道之間是正交的，互不干擾，但是一個子信道上不再只分配給一個用戶，而是多個用戶共享。同一子信道上不同用戶之間是非正交傳輸，這樣就會產生用戶間干擾問題，這也就是在接收端要采用SIC技術進行多用戶檢測的目的。

2.2 高頻段傳輸技術

移動通信傳統工作頻段主要集中在3GHz以下，這使得頻譜資源十分擁擠，而在高頻段(如毫米波、厘米波頻段)可用頻譜資源豐富，能夠有效緩解頻譜資源緊張的現狀，可以實現極高速短距離通信，支持5G容量和傳輸速率等方面的需求。[3]高頻段在移動通信中的應用是未來的發展趨勢，業界對此高度關注。足夠量的可用帶寬、小型化的天線和設備、較高的天線增益是高頻段毫米波移動通信的主要優點，但也存在傳輸距離短、穿透和繞射能力差、容易受氣候環境影響等缺點。射頻器件、系統設計等方面的問題也有待進一步研究和解決。

2.3 超密集組網技術

超密集網絡能夠改善網絡覆蓋，大幅度提升系統容量，并且對業務進行分流，具有更靈活的網絡部署和更高效的頻率復用。未來，面向高頻段大帶寬，將采用更加密集的網絡方案，部署小區/扇區將高達100個以上。與此同時，愈發密集的網絡部署也使得網絡拓撲更加復雜，小區間干擾已經成為制約系統容量增長的主要因素，極大地降低了網絡能效。干擾消除、小區快速發現、密集小區間協作、基于終端能力提升的移動性增強方案等，都是目前密集網絡方面的研究熱點。

2.4 大規模 MIMO（multiple input multiple output）技術

現有4G網絡的 8 端口多用戶MIMO不能滿足頻譜效率和能量效率的數量級提升需求，而大規模 MIMO系統可以顯著提高頻譜效率和能量效率。大規模MIMO 技術是MIMO技術的擴展和延伸，其基本特征是在基站側配置大規模的天線陣列(從幾十至幾千)，其中基站天線的數量比每個信令資源的設備數量大得多，利用空分多址原理，同時服務多個用戶.此外，大規模 MIMO系統中，使用簡單的線性預編碼和檢測方法，噪聲和快速衰落對系統的影響將逐漸消失，因此小區內干擾也得到了降低.這些優勢使得大規模 MIMO系統成為5G 的一大潛在關鍵技術。

3、對5G的看法

目前，5G標準正處于技術研究和評估的階段。2016年，產業界將進一步遴選出5G采用的技術，進行單一技術的仿真與驗證，開展系統性的仿真工作及原理驗證工作。同時，5G在網絡架構上也將產生深刻變化，SDN/NFV技術的引入，將使5G網絡能夠更靈活、更智能地適合應用需求。5G是基于第四代移動通信的演進，其未來的發展方向必定以“人的體驗”為中心，在終端、無線、業務、網絡等領域進行融合以及創新。同時，5G在用戶感知、獲取、參與和控制信息的能力上帶來革命性的影響。5G網未來將會結合蜂窩網和局域網的優點，形成一個更加智能、友好的環境。

4、總結

根據移動通信發展規律和本文對5G移動網絡發展趨勢分析來看，5G移動網絡預計將在2020年正式實現商用，以滿足未來移動通信用戶和移動互聯網業務飛速增長的高需求。雖然我國關于5G移動網絡的研究尚處于起步階段，但隨著研究力度與深度的逐漸加大，今后幾年時間里我國5G移動網絡研究工作將進入技術研究的關鍵時期，從而為5G移動網絡的形成打下堅實基礎。參考文獻

[1]尤肖虎.5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術[J].中國科學，2014(5)[2]唐興.移動通信技術的歷史和發展趨勢[J].江西通信科技，2010（2）

[3]孔令兵.5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術[J].通信電源技術，2015,04：124-125.