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移动通信技术论文赏析八篇

发布时间:2023-03-10 14:54:40

序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的移动通信技术论文样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。

移动通信技术论文

第1篇

绿色移动通信技术主要是指通过降低项目成本、提高工作效率和资源利用率、降低能源消耗等途径来实现移动通信技术的生态环保化。其主要目标是研发绿色移动通信网络、绿色通信设备,从而利用绿色通信技术与设备达到绿色通信服务。

1.1优化网络设计规划

优化网络设计是指能够实现各类网元组织结构的优化设计,降低网络能源消耗。整合分散的多个处理器核心、存储以及网络宽带等物理资源,从各个角度降低网络项目的建造和运营维护成本,实现资源优化。对网络进行优化设计更能提高移动通信各项资源的灵活性和扩展性,提高工作效率;简化拓扑结构和层次结构,这样不仅能够提高通信设备的资源集成度,降低能源消耗,还可以节约网络项目构建成本。

1.2网络实现

网络实现主要基于通信设备和项目建设来讲。首先,必须保证通信设备的性能优异,在通信设备的采购和测试阶段应该全面把握好质量关,从而在网络实现过程中做到节能减排;其次,项目建设过程中应该充分利用基础设施,做到基础设施的共建共享,避免浪费与重复。同时,为缓解用量高峰,应该尽快拓展无线局域网的范围。

1.3网络运营管理创新

21世纪是知识爆炸时代,创新和人才是这个阶段必不可少的两个因素。在网络建设工程项目中,对管理制度进行创新设计十分重要。在网络运营的整个过程中,保证每一个环节,比如设计、评估、整合等,都要做到环环相扣,这就要求管理制度要极具创新性,同时也要求创新性的人才管理团队。只有这样,才可以更好地节约资源,降低能耗,保护生态环境,实现经济效益与生态效益的最优化。

2绿色通信设备

2.1体系结构中的绿色创新

采用新型节能通信设备对于体系结构的绿色创新具有很重要的意义,可以起到很好的推动作用。对体系结构各个层面都利用绿色节能设备和技术对于实现绿色移动通信至关重要。比如,在物理层采用光子技术,可以降低能源消耗,积极研发新型能源电池,可以延长手机续航时间;在信号处理层应用新型高科技绿色元件,例如软件无线电技术,其应用简单方便,节省硬件成本和人力资源,前景十分广阔;在信息系统硬件平台可采用基于精简指令集CPU的硬件平台的半导体元件和性能优异、节约空间的闪存内存;在信息系统软件平台可尝试由用户DIY安装的开源操作系统,降低成本,同时要对电源进行升级和优化,提高工作效率。

2.2绿色生命周期

元器件的报废给环境带来很大压力,如果将通信设备内部的元器件使用周期加以延长,可以减少报废的次数,有效提高设备利用率,同时也可以避免设备制造过程原材料的浪费,减少污染。此外,还要做到对原材料积极回收再利用,避免其对环境造成的负面效应。

2.3绿色技术标准

将绿色移动通信技术标准化,可以大大降低生产成本,促进经济效益的提升,同时还可以保障用户投资的长期有效性,维护用户权益。比如IEEE1888绿色社区控制网络标准,是在全世界得到认可的情况下中国的创新技术标准,展示了国际合作的重要成果。绿色技术标准的应用,在节能减排、构建和谐社会的道路上扮演着重要角色。

3绿色通信服务

3.1手机终端服务

手机终端服务在通信业务和实践过程中发挥着重大作用。可以提高人机交互效率,为人们的生活带来方便,还可以为用户提供优良服务。比如,通过感知用户所在具体地理位置,为其提供最佳行程路线。手机终端服务有很好的市场竞争力和发展前途。

3.2智能化通道

利用智能化通道可以对整个通信过程中业务实现底层网络能力的封装输出、独占资源的封装销售等,形成整合通信、IT和网络资源的垂直行业解决方案。可以有效提高通信系统的资源利用率,降低项目建设成本。

3.3信息化和云服务

第2篇

第二代移动通信技术是数字移动通信系统,采用数字调制技术,具有频谱利用率高,保密性好的特点,不仅可以支持话音业务,也可以支持低速数据业务,因而又称为窄带数字通信系统。第二代数字移动通信系统典型代表有美国的DAMPS系统、IS-95系统和欧洲GSM系统,其中DAMPS和GSM都采用TDMA多址接入方式,而IS-95采用则采用CDMA多址接入方式,系统容量比GSM和DAMPS要大的多。第二代数字移动通信技术是目前广泛应用的蜂窝移动通信技术,但由于只能提供窄带业务,已经不能满足人们越来越多的对于移动宽带多媒体业务的需求。

第三代移动通信系统是宽带数字通信系统,它的目标是提供移动宽带多媒体通信,多址方式基本都采用CDMA多址接入,属于宽带CDMA移动通信技术。第三代移动通信系统能提供多种类型的高质量多媒体业务,能实现全球无缝覆盖,具有全球漫游能力并与固定网络相兼容。它可以实现小型便携式终端在任何时候、任何地点进行任何种类的通信。第三代移动通信技术的标准化工作由3GPP和3GPP2两个标准化组织来推动和实施。目前,在世界范围内应用最为广泛的第三代移动通信系统体制为WCDMA和CDMA2000。下面将对这两种体制的第三代移动通信技术以及相应的二代半过渡性技术进行介绍。

WCDMA体制移动宽带无线接入技术

1.GPRS技术:

GPRS技术是从第二代移动通信GSM技术向3G移动通信技术WCDMA发展演进的一种过渡技术,也即属于所谓的2.5G移动通信技术。GPRS全称为通用分组无线业务(GeneralPacketRadioService),是一种新的分组数据承载业务。相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式,GPRS是分组交换技术,它以一种有效的方式采用分组交换模式来传送数据和信令。

如图1中所示,GPRS是在GSM网络基础上,对原有GSM网络子系统和无线子系统的设备及功能进行增强而成。在网络子系统中增加了GGSN(网关GPRS支持节点)和SGSN(服务GPRS支持节点)。这样,在GPRS网络子系统中,GGSN和SGSN一起构成了分组交换域,可与外部分组交换网络如X.25网络、IP网络直接相连;而原有的MSC和GMSC则构成了电路交换域,与PSTN网络相连。此外,GPRS还用用户数据和路由信息将GSM网络中的HLR增强为GPRS的数据库(GR)。在无线子系统中,GPRS增强了BSC的功能,增加了GSM业务信道和控制信道的种类,以支持GPRS的多种数据业务。

GPRS频道采用TDMA,一个TDMA帧划分8个时隙,每个时隙对应一个物理信道。在GPRS中,每个物理信道可以由多个用户共享,并可根据语音和数据的业务要求动态分配。GPRS还采用了更好物理信道编码方案,当使用8个时隙时,每个用户的最高接入速率可达164kbps。GPRS支持IP,X.25等数据通信协议,可提供移动台与移动台之间,移动台与外部分组交换网络之间的数据通信。

GPRS可优化利用网络和无线资源,维护无线子系统和网络子系统的严格分离,并允许采用其他非GSM标准的无线子系统接入GPRS网络子系统,这有利于GPRS网络的升级,便于向3G演进。GPRS的缺点是其可提供的接入速率有限,可提供的多媒体业务相当有限。

2.EDGE技术:

EDGE是一种基于GSM/GPRS网络的数据增强型技术,其英文全称为EnhancedDataRateforGSMEvolution,中文含义为“增强数据速率的GSM演进技术”。EDGE相比GPRS最大的变化是在数据传输时采用8PSK调制替代原先GSM/GPRS中的GMSK调制(高斯最小频移键控,为2PSK调制),再结合不同纠错检错能力的信道编码方案,EDGE共提供9种不同的调制编码方案(MCS),而GPRS采用单一GMSK调制,仅提供四种编码方案(CS)。这样EDGE可以适应更恶劣更复杂多变的无线传播环境。此外,EDGE在链路层数据发送和重传机制上,采用了“链路适配”和“增量冗余”技术,提高了数据重发成功率。链路适配技术可在不同MCS之间根据实时的无线链路质量及时调整采用最佳MCS方案;增量冗余技术在重发信息种加入更多的冗余信息来提高接收端正确解调的概率。综合以上各项技术,EDGE技术理论数据传输速率可高达384Kbps~473.6Kbps,与GPRS相比大大提高了用户数据接入速率,因为也被称之为2.75G技术。目前,北美和亚洲少数运营商已经开通了基于EDGE的服务,但由于运营时间尚短,其成熟性和可靠性还有待进一步观察。

3.WCDMA技术:

WCDMA属于3G移动通信技术,目前有R99、R4、R5以及R6共4个版本。

R99版本接入部分主要定义了全新的5MHz每载频的宽带码分多址无线接入网,采纳了功率控制、软切换及更软切换等CDMA关键技术,提高了频谱效率和数据传送能力。基站只做基带处理和扩频,接入系统智能集中于RNC统一管理,引入了适于分组数据传输的协议和机制,数据速率可支持144Kbps、384Kbps,最高可达2Mbps。基站和RNC之间采用基于ATM的Iub接口,而RNC则分别通过基于ATMAAL2的Iu-CS和AAL5的Iu-PS分别与核心网的CS域和PS域相连。

R99版本核心网部分向下兼容GPRS,分为CS电路交换域和PS分组交换域,CS域和PS域分别基于演进的MSC/GMSC和SGSN/GGSN,CS域主要负责与电路型业务相关的呼叫控制和移动性管理等功能,呼叫控制采用TUP,ISUP等标准ISDN信令,移动性管理上采用了进一步演进的MAP协议,物理实体与GSM类似包括了MSC,GMSC,VLR。PS域主要负责与分组型业务相关的会话控制和移动性管理等功能,在原有的GPRS系统基础上对一些接口协议,工作流和和业务功能作部分改动,相对于GPRS,增加了服务级别的概念,分组域的业务质量保证能力提高,带宽增加;语音编解码器在核心网实现,支持系统间切换(GSM/UMTS),增强了安全和计费功能。

R4版本相对于R99,无线接入网网络结构没有改变,改变的只是一些接口协议的特性和功能的增强;但在核心网CS域改变较大。R4核心网CS域采用开放式结构,控制与底层承载相分离,由MSC服务器和MGW媒体网关配合,替代原有的节点式MSC交换机实现呼叫接续和控制功能,整个CS核心网由TDM中心节点交换型演进为典型的分组话音分布式体系结构。同时,CS核心网采用ATM/IP分组交换网替代原来的TDM电路交换,提高了带宽利用效率。R4版本在无线宽带接入速率方面与R99基本相同。

R5版本在无线接入网方面引入了IPUTRAN和HSDPA高速下行分组接入。IPUTRAN在无线接入网部分采用IP来承载用户信令和用户数据;HSDPA(高速下行分组接入)用于实现WCDMA网络高速下行数据业务,下行数据接入速率理论上可高达14.4Mbps,同时可以把同样无线频段中的系统数据容量提高一倍以上。HSDPA能达到这样高的接入速率,在于其引入了先进技术以及相应的无线接入网结构的一些改进,如引入了高速下行共享信道HS-DSCH,采用缩短的子帧和高阶QAM调制、采用自适应调制编码AMC和物理层混合自动重传HARQII/III,直接在NodeB中进行快速包调度等。R5版本在核心网方面增加了IP多媒体子系统(IMS),但IMS域还无法完全取代R4分组化的CS域,R5只是R4的补充和满足IP多媒体业务的需求的一个版本。

R6版本中引入了HSUPA高速上行分组接入以及MBMS多媒体广播和组播业务。与HSDPA相类似,HSUPA采用自适应调制编码AMC、混合自动重传HARQ以及更加灵活的NodeB快速调度等技术,理论上可为用户提供5.8Mbps的上行数据接入。MBMS可在无线接入网中实现点到多点的高速多媒体业务广播和组播,实现了网络资源的共享,提高了网络资源特别是无线资源的利用效率。目前R6版本还没完全确定,还在3GPP的讨论和不断演化之中。

CDMA2000体制移动宽带无线接入技术

1.CDMA20001X:

cdma20001x是由IS-95A/B演化而来的,它是cdma2000第三代移动通信系统的第一个阶段,可以看作是2.5G技术。cdma20001x在IS-95A/B的基础上,对无线接入网络部分进行了改进,采用比IS295A/B更先进的技术,在无线信道类型、物理信道调制和无线分组接口功能上都有很大的增强。cdma20001x的话音容量大约是IS-95A/B的1.5~2倍,能够在1.25MHz的带宽上提供高达153.6kbit/s的双向数据业务。核心网部分则原来的电路交换网基础上,增加了一个分组交换网络,支持移动IP业务,支持QoS,能适应更多、更复杂的多媒体业务。

根据IMT-2000原定计划,cdma2000系统将从1x起步,即首先使用单载波系统来保证与第二代移动通信系统的兼容。随着技术的发展,通过把三个或三个以上的载波捆绑在一起的方式,进一步提高性能。但之后,多个载波的方式没有成为主要的研究方向。而是在单个载波的基础上,提出了一系列新的技术,来增强cdma2000的性能。这些新的技术被叫做1xEV技术,即1x技术的演进。这些1xEV技术主要包括1xEV-DO和1xEV-DV。

2.CDMA20001XEV-DO:

1xEV-DO采用将数据业务和和语音业务分离的思想,在独立于cdma20001x的载波上向移动终端提供高速无线数据业务,不支持话音业务。1xEV-DO针对高速分组数据传输的特点,在前向链路上采用了诸如前向最大功率发送、高阶调制、动态速率控制、自适应编码调制、HARQ、多用户分集和调度以及时分调度等多项技术,前向链路速率可达2.46Mbps;而对于反向链路上的数据传输,和cdma20001x基本相同。

1xEV-DO与1x不完全兼容,1xEV-DO单模终端不能在cdma20001x网络中通信,同样cdma20001x单模终端也不能在1xEV-DO网络中通信。在组网方面,对于那些只需要分组数据业务的用户,1xEV-DO可以单独组网,此时的核心网配置可采用基于IP的、较为简单的网络结构;对于同时需要语音、数据业务的用户,可以与cdma20001x联合组网,同时提供语音与高速分组数据业务,不过这时用户终端需要采用同时支持1xEV-DO与cdma20001x的双模终端。

1xEV-DO保持了与cdma20001x在设计和网络结构上的兼容性。在无线射频部分,1xEV-DO具有与cdma20001x相同的射频特性及实现方式,升级时可以直接使用已有的cdma20001x射频部分;在核心网部分,1xEV-DO也可以与cdma20001x共用相同的分组数据核心网。目前国际上,1xEV-DO已经商用,技术较为成熟。

3.CDMA20001XEV-DV:

与1xEV-DO只提供高速数据业务不同,1xEV-DV的设计目标要求能提供混合高速数据和话音业务。1xEV-DV可完全后向兼容cdma20001x,便于从1x网络升级,其空中接口标准分两个版本:Rel.C和Rel.D。Rev.C主要改进和增强了CDMA20001X的前向链路,前向峰值速率达到3.1Mbps,Rev.D则改进和增强了反向链路,反向峰值速率达到1.8Mbps,而在Rev.C中反向峰值速率仅为230.4kb/s。但Rev.C和Rev.D版本中对话音容量都没有很大的改善。

Rel.C结合诸多新技术如自适应调频编码(AMC)、混合自动重发请求(HARQ)、使用TDM/CDM混合的新高速分组数据信道(F-PDCH);可支持多种业务组合;后向兼容cdma20001x,不必采用双模终端,可由1X系统平滑演进到1XEV-DV;能更有效地支持数据业务等。

第3篇

本研究出于对网络覆盖范围以及维护难易程度的考虑,使用以太网线连接装置(ethernetlineterminationequipment,eLTE)宽带集群作为本地大局域网的承载。使用1.8GHz频段集群,eLTE集群单站可以最远覆盖4km距离,在4km范围内通过部署长期演进(longtermevolution,LTE)计划技术、用户端设备(customerpremiseequipment,CPE),将LTE信号转换成WiFi信号供CPE周边WiFi设备接入。集群单站与CPE之间不需要线缆连接,通过无线LTE信号进行通信,只需对CPE进行供电即可快速搭建起帐篷周边局域网络。

2车载式移动医疗通信网络系统设计

2.1业务需求分析

围绕医疗通讯车设置“帐篷医疗点”,帐篷相当于科室,内设医疗设备和电脑等,设备需要通过本地无线网络,访问车内数据中心的医院信息系统、实验室信息系统和影像归档及传输系统。同时,本地桌面会诊、远程医疗及物资管理信息等也需要通过无线网络进行通信。

2.2带宽设计

根据现场救援环境需要,本网络按可承受全网80台业务访问终端进行设计。其中带宽需求最大的是PACS传输、远程视频及本地桌面会诊3个业务;HIS、LIS访问及语音通信等业务带宽需求较小。文件传输保留1.2Mbps带宽,桌面共享平均每方60K。由于终端的局限性,本研究设计语音按8并发、2路视频并发、1路文件传输及5路桌面共享计算,共需带宽设计为4种。

2.3传输距离设计

通常帐篷医疗点围绕在通讯车220m范围以内,相互间距<60m。在特殊地形地貌的救援现场,系统应能支持扩展1倍的距离,提供400m左右的通信能力。为进一步发挥移动医疗通信车的作用,如与离开一定距离的医护人员进行通信、从山上对山沟下需要救助人员进行现场环境采集等,系统若能提供千米(km)级的无线通信能力则更好,如支持4km长距离的通信,能够使医疗通信系统适应各种救援现场环境下的灵活部署。

3基于LTE和WLAN的无线通信技术

LTE技术,即3.9G无线宽带技术(准4G),是未来的通信发展趋势和发展目标。基于LTE的无线宽带专网集群系统作为新一代宽带无线移动通讯技术,具备同时传输大容量的下行和上行数据的能力。单站情况下,单小区的下行峰值速率可达到90Mbps,上行峰值速率可达到40Mbps。在4km超长距离下,系统认可提供0.9Mbps的通信带宽。通过强大的宽带数据接入功能,现场人员可以通过无线网络实现远端数据快速查询、现场采集信息便捷上报以及工作电子流现场处理等业务,极大的提高应急救援人员的工作效率。单个CPE的WiFi可覆盖40~90m的范围,<60m范围的WiFi信号衰减较弱,不影响通信带宽,相邻数个CPE同时存在时WiFi设备可以接入信号最强的CPE中。为保障系统能够提供WLAN无线定位功能,本研究在系统设计时将LTE网络上叠加WLAN网络,形成LTE和WLAN的本地无线网络。AP通过CPE提供的LAN接口接入到网络中,以LTE为管道承载数据通信业务,AP由AC集中管控,上电后可自动部署。采用LTE通信技术能够同时提供基于LTE的集群通信功能,实现清晰、易于操作的语音通话以及语音对讲功能。

4LTE和WLAN安全性分析

医疗信息涉及个人隐私,属于保密信息,故整个系统建设需要充分考虑信息安全。LTE高安全加密集群通信和WLAN无线信号支持WIDS/WIPS无线攻击检测;MAC/802.1x接入认证等保障无线网络安全,能够满足一般民用设计的要求。

5结语

第4篇

根据当前应用情况,由于各种限制条件的存在,大规模推广应用移动办公的优势还难以实现。一方面,由于受到应用开发、网速带宽、网络技术等方面的影响,移动办公仅能够满足简单移动办公业务的要求。由于当前网络技术在传输的质量和速度方面确实存在一定问题,导致其在线视频电话会议、办公文档流转等常用的办公事项上还存在一定限制。另一方面,在移动办公进行企业内部网络访问的同时,涉及到一定的商业秘密,这就需要安全性方面的较高要求应用在移动办公系统中。在常规的传统移动办公中,则是利用VPN访问,再辅以用户身份的检验,但是存在伪造上述信息的可能,这使得安全问题存在较大隐患。在移动办公应用的发展中存在上述两个方面的制约因素。基于此,本文主要探讨了移动办公系统中应用物联网技术和4G通信技术的相关问题。通过利用物联网技术,把智能芯片植入目标物体,能够较好实现接入终端之间的联网和感知功能;利用4G通信技术,能够实现更为灵活的通信方式,具有更宽的网络频谱以及更快的通信速度。

2物联网与4G在移动办公中的应用

在基于物联网和4G移动技术的基础上,移动办公系统体系构架能够很好体现出移动办公应用的有效性,形成相应的一体化组网方案,具体包括移动网传输、移动终端、移动应用接入、后台应用管理等几个方面,具体包括以下四个部分。

(1)移动通信网区。移动服务的接入是通过IP核心网实现,服务信号利用4G通信基站向各个移动终端发送,这样就可以实现传输和分发基础数据信息。从安全角度考虑,运营商分配独立的接入点也可以完成此项任务,通过连接运营商GGSN与后台的业务内网的一条专线可以完成。私有IP就可以在客户端路由器、运营商GGSN之间采用并进行相关通信,使得内网信息安全得到有效保证。

(2)移动终端区。这也被称作目标用户端,也是移动服务应用的最前端,相关的无线终端设备主要包括笔记本、手持PAD设备、智能手机等多种,利用4G移动通信网络的移动基站进行相关接入,进行有效的移动办公服务。另外,通过把智能芯片预置在终端设备中,能够通过物联网,对授权使用的终端设备进行有效的集成管理。

(3)移动服务管理区。在此区域主要负责对业务内网中的服务进行管理,主要涉及到数据库服务、邮件服务和Web服务等。对于Web服务之一的移动办公系统来说,可以在服务管理区内进行直接部署,并授权相应的物联网里的终端设备,能够实现4G网络平台的访问,能够应用于企业内部的办公系统。

(4)移动应用接入区。在此区域内,主要能够实现把交换机、路由器、防火墙等接入内网的业务系统,可以把一个VPN服务器部署在此区域内,这样就能够使专用VPN访问通道为终端用户使用。还可在此区域部署物联网的集成信息管理平台,可以使得物联网传感器所采集的数据能够被平台接受,使终端的集成化管理成为可能。另外,各终端还能通过服务的方式,完成终端的信息展示、管理和浏览等功能,从而形成智能化、集成化较高的内部管理网络。总体来看,在移动办公业务中应用物联网技术和4G技术,能够使得移动办公体系的安全性、智能性、效率性和可用性大大提高。

3结语

第5篇

软交换技术在移动通信中有很强的功能,如:控制、协议等,其可连接不同级别正在演进的网络,辅助移动网络的资源规划,还能自主认证移动通信,在移动通信中落实软交换的基础性。结合软交换技术在移动通信中的应用,分析软交换技术的功能和特点,如下:

1.1软交换技术的功能

软交换技术在移动通信中的功能有:(1)适配功能,连接移动通信中的应用媒体,还能连接不同通信层次的网关,保障移动通信能够适应各种类型的配置。(2)控制功能,其为软交换中最为根本的技术,有目的的控制移动通信中的功能。(3)业务功能,软交换技术拓宽了移动通信的业务范围,支持移动通信的配置分布及完整性。(4)支持移动通信协议的互通应用,实践兼容性的协议运行。

1.2软交换技术的特点

软交换技术的特点比较明显,其在移动通信中具有改造的特性,推进了移动通信网络的改造应用。软交换技术在移动通信中表现出的优势有:(1)成本低,利用控制中心即可实现多样化的任务应用,借助协议维持通信的速度。(2)安全性高,软交换技术中引入了MSCPool,提升移动通信可靠性,落实移动通信中的业务。(3)及时性,软交换技术适用于复杂的移动通信内,其可在短时间内拓宽移动通信中的新业务,不会出现较长的时间周期。

2软交换技术在移动通信中的应用

软交换技术在移动通信中的应用始终保持积极性的状态,现代移动通信朝向成熟化的方向发展,促使软交换技术在应用中面临着一系列的压力。结合移动通信的现状,分析软交换技术的应用。

2.1数据业务中的应用

移动通信中包含了大量的数据业务,软交换技术能够优化移动通信中的数据业务,为移动通信数据提供可靠的业务支持。软交换技术在数据业务中的应用表现有:(1)基本数据业务,软交换技术在基本数据业务中,可以为用户提供接入的条件,控制接入点的数据,保障移动通信在用户群体中保持高效率的数据传输能力。(2)电信数据业务,是指用户所需要的数据业务,软交换技术确保了电信数据的完整性,满足用户的业务需求。(3)补充数据业务,软交换技术在补充数据业务中,主要是维持补充与基础业务的一致性,强化移动通信的稳定性,提高补充业务的改进速度。

2.22G核心网的应用

软交换技术在2G核心网中,负责关口、汇接等内容,基于软交换技术的2G核心网,构建出分布式的框架结构,而且实现了统一的运行和维护。例如:2G核心网中的MSC-SERVER,MSC-SERVER是软交换节点,确保2G核心网中的呼叫、控制等业务都能在MSC-SERVER上进行,提高2G核心网的承载能力。如果2G核心网覆盖在城市区域内时,还要配合MGW的应用,软交换技术连接了城市的中心网络与边缘网,由此完善了分布式的2G核心网,通过软交换技术弥补传统组网的缺陷,推进了2G核心网的成熟化发展。2.33G网络中的应用软交换技术在3G网络中,属于一项核心的技术,全面应用在移动网络的3G制式中。3G网络的层次之间并没有太大的差别,实际差别体现在无线接入方面,在3G网络演进的过程中,不同的3G只是可以在软交换技术的作用下,同时使用一个核心网,如:WCDMA、TD-SCDMA。软交换技术为了达到3G网络应用的业务目的,遵循3G网络的版本发展,参与网络框架的设计,拓宽3G网络的应用范围。以3G网络中的R99为例,分析软交换技术的应用。软交换技术在R99网络中,分解了R99的网关部分,加强了网关运行的控制力度,而且软交换技术在R99中提供了协议接口,支持R99的演进,推进3G网络的积极发展。

3移动通信中软交换技术的发展

软交换技术在移动通信中具有高价值的应用水平,同时具有良好的发展潜力。移动通信网络的发展速度非常快,目前,4G网络服务已经投入应用,深化了软交换技术的应用,软交换技术在4G移动网络中,朝向成熟化的方向发展,重点研究软交换技术的具体应用,推进移动网络的发展。软交换技术在移动通信中的发展,需要遵循移动通信本身的发展原则,顺应通信网络的演进,确保软交换技术的应用标准,实现规范化的软交换处理,规避现行软交换技术中潜在的通信风险,保障软交换技术的稳定性。软交换技术在未来发展中,应该将重点放在效率与质量两个方面,为移动通信提供更多的服务,全面应用到软交换技术中,完善移动通信的结构,优化移动通信运行的环境,体现软交换技术的实践性发展,符合移动通信的基本需求。

4结束语

第6篇

关键词:第三代移动通信WCDMACDMA2000LTEUMB

1第三代移动通信(3G)与前两代的主要是提升了传输声音和数据的速度,能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括电话会议、电子商务等多种信息服务

3G系统采用码分多址(CDMA)和分组交换技术。三种主流的技术标准:WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。主要问题在于:没有一个统一的世界标准;语音不是在IP网络结构上;数据传输达不到速度要求。

国际两大3G标准化组织:3GPP和3GPP2。第三代合作伙伴计划(3rdGenerationPartnershipProject,即3GPP)成立于1998年12月。成员包括欧洲ETSI、日本ARIB和TTC、中国CCSA、韩国TTA和北美ATIS。3GPP的目标是在ITU的IMT-2000计划范围内制订和实现全球性的(第三代)移动通信系统规范,致力于WCDMA的发展。第三代合作伙伴计划2(3rdGenerationPartnershipProject2,即3GPP2)成立于1998年12月,成员包括:TIA(北美)、CCSA(中国)、ARIB/TTC(日本)和TTA(韩国)。3GPP2其致力于使ITU的IMT-2000计划中的(3G)移动电话系统规范在全球的发展,它是从2G的CDMA或者IS-95发展而来的CDMA2000标准体系的标准化机构。

WCDMA有Release99、Release4、Release5、Release6等版本。WCDMA(宽带码分多址)采用直接序列扩频码分多址(DS-CDMA)、频分双工(FDD)方式,码片速率为3.84Mcps,载波带宽为5MHz。基于Release99/Release4版本,可在5MHz的带宽内,提供最高384kbps的用户数据传输速率。WCDMA能够支持移动/手提设备之间的语音、图象、数据以及视频通信,速率可达2Mb/s(对于局域网而言)或者384Kb/s(对于宽带网而言)。

HSDPA(高速下行分组接入,HighSpeedDownlinkPackagesAccess)技术是实现提高WCDMA网络高速下行数据传输速率最为重要的技术,是3GPP在R5协议中为了满足上下行数据业务不对称的需求提出来的,HSDPA是与R99的信道在同一载波上,只是为HSDPA增加了专门的信道,只需要进行软件升级即可。HSDPA下行峰值速率理论最大值可达14.4Mbps。

HSUPA(高速上行链路分组接入,highspeeduplinkpacketaccess)。HSUPA通过采用多码传输、HARQ、基于NodeB的快速调度等关键技术,使得单小区最大上行数据吞吐率达到5.76Mbit/s,大大增强了WCDMA上行链路的数据业务承载能力和频谱利用率。HSUPA引入了五条新的物理信道E-DPDCH、E-DPCCH、E-AGCH、E-RGCH、E-HICH和两个新的MAC实体MAC-e和MAC-es,并把分组调度功能从RNC下移到NodeB,实现了基于NodeB的快速分组调度,并通过混合自动重传HARQ、2ms无线短帧及多码传输等关键技术,使得上行链路的数据吞吐率最高可达到5.76Mbit/s,大大提高的上行链路数据业务的承载能力。

HSDPA是WCDMA下行链路方向(从无线接入网络到移动终端的方向)针对分组业务的优化和演进。与HSDPA类似,HSUPA是上行链路方向(从移动终端到无线接入网络的方向)针对分组业务的优化和演进。HSUPA是继HSDPA后,WCDMA标准的又一次重要演进。

CDMA2000即CDMA20001×EV,1xEV的意思为“Evolution”,表示标准的发展,DO意为DataOnly(后来把DataOnly改为DataOptimized,表示EV-DO是对CDMA20001X网络在提供数据业务方面的一个有效的增强)。CDMA20001×EV-DO(DataOnly),采用话音分离的信道传输数据。CDMA20001×EV-DV(DateandVoice),即数据信道于话音信道合一。CDMA网提供两大类应用,语音和数据。根据应用CDMA2000演进可分为继续提高语音容量,从CDMA20001X演进到1X增强版或从CDMA20001X标准演进到EV-DO版本0,然后从EV-DO版本0演进到EV-DO版本A以及EV-DO版本B再到EV-DO增强版。

CDMA20001X到1X增强版的平滑演进是利用1/8空白速率帧,使用更有效的闭环功控、反向链路提早结束、前向链路提早结束、前向链路干扰抵消(QLIC)、QOF等技术,采用双天线接收的话,则每扇区的容量可达120个同时通话。1X增强版显著增加了语音容量,同时让网络和频谱投资最大化。

从CDMA20001X演进到EV-DO版本0,在原有的1X基站上增加一个专门用来做高速数据传输的载频,还需要增加新的PCF(分组控制功能模块)。兼容特性使得1xEV-DO可沿用现有网络的规划及射频部件。1xEV-DO基站还可与CDMA20001X的基站合一,并允许用户经由1X的载波使用高质量的话音服务和通过1xEV-DO的载波使用高性能的移动数据业务。

从EV-DO版本0演进到EV-DO版本A,只需对EV-DO版本0网络设备进行软件更新,升级基站中的信道板,基站系统中的其他硬件设备则完全可以保留重用。针对网络的不同情况,EV-DO版本A标准还支持终端在EV-DO版本A和EV-DO版本0网络之间的快速切换。终端和网络的后向兼容性保证了运营商可以逐步向版本A演进,保护了对原版本0网络和终端的投资。由于EV-DO版本A设备已经成熟,可以选择跳过EV-DO版本0而直接从CDMA20001X升级为EV-DO版本A。EV-DO版本A到EV-DO版本B,基站和终端之间可以在前反向多个载波上同时传送数据,从而获得更高的峰值传输速率和系统吞吐量。EV-DO版本B可以通过支持多个载频的EV-DO版本A基站进行升级来实现,这需要对基站和基站控制器进行软件更新。EV-DO版本B完全后向兼容EV-DO版本0和EV-DO版本A。EV-DO版本A和EV-DO版本0终端可以无缝接入到EV-DO版本B网络中获取服务。EV-DO版本B网络可以更有效地支持VoIP和可视电话等实时业务。EV-DO增强版完全后向兼容EV-DO版本0、EV-DO版本A和EV-DO版本B。EV-DO版本B、EV-DO版本A和EV-DO版本0的终端可以无缝接入到EV-DO增强版网络中获取服务。

2在3G之后,第四代(4G)移动通信更先进的技术旨在建立一个新的全IP化的接入网和与固网融合的纯IP核心网,目的是提供宽带移动无线接入

3G向4G的演进路线为:WCDMA和TD-SCDMA,均从HSDPA演进至HSUPA,进而到LTE(3GPP长期演进项目);CDMA2000沿着1xEV-DO.0、1xEV-DO.A、1xEV-DO.B,最终到UMB,超移动宽带(UltraMobileBroadband)。中国-3GLTE使用OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing、正交频分复用技术)以及它的后续技术OFDMA(OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess、正交频分多址技术)是未来无线宽带技术的基础。同UMB一样,LTE也采用了OFDM/OFDMA作为物理层的核心技术,不同的是LTE不再支持CDMA,而UMB为了保持良好的兼容性仍然支持在总带宽中分出一部分带宽来支持CDMA。LTE在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率;改善小区边缘用户的性能;提高小区容量;降低系统延迟,用户平面内部单向传输时延低于5ms,控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms,从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms;支持100Km半径的小区覆盖;能够为350Km/h高速移动用户提供大于100kbps的接入服务;支持成对或非成对频谱,并可灵活配置1.25MHz到20MHz多种带宽。UMB是可以在1.25MHz和20MHz间以约150KHz的频率增量灵活部署,支持频段包括450MHz、700MHz、850MHz、1700MHz、1900MHz、1700/2100MHz、1900/2100MHz(IMT)和2500MHz(3G扩展频段),可与现有的CDMA20001X和1xEV-DO系统兼容,但在数据传输速率、延迟性、覆盖度、移动能力及布建弹性等方面都更具优势。UMB系统继承了1xEV-DO系统的自适应编码调制、HARQ(物理层混合重传)以及QoS控制机制,结合了CDMA、TDM、QOFDMA(准OFDMA)、LDPC(低密度奇偶校验码)等其它先进技术,同时引入了基于MIMO(多路输入输出)、SDMA(空分复用接入)和Beamforming(波束赋性)等多天线技术。在4G网络中将主要使用以下一些核心技术。

正交频分复用(OFDM)/正交频分多址接入(OFDMA).OFDM是在频域内将给定信道分成许多正交子信道,在每个子信道上使用一个子载波进行调制,子载波并行传输。每个子信道是相对平坦的,在每个子信道上进行的是窄带传输,信号带宽小于信道的相应带宽。OFDM可以消除或减小信号波形间的干扰,提高了频谱利用率。OFDMA是OFDM调制的一种形式,具有更高的频谱效率和更好的抗衰落性能。对于低数据率用户,需要更低的发射功耗,具有恒定而不是随时间变化的更短延迟。OFDMA会把副载波的子集分配给各个用户,以信道状态的反馈能执行自适应用户到副载波的分配。与OFDM相比,快速衰退、窄带同频干扰性能都得到了提高,改进了系统的频谱效率。

软件无线电是把尽可能多的无线及个人通信功能通过可编程软件来实现,使其成为一种多工作频段、多工作模式、多信号传输与处理的无线电系统。也可以说,是一种用软件来实现物理层连接的无线通信方式。智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能,智能天线应用数字信号处理技术,产生空间定向波束,使天线主波束对准用户信号到达方向,旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向,达到充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。多输入多输出(MIMO、Multiple-InputMultiple-Out-put)技术利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术,采用分立式多天线能够有效地将通信链路分解成为许多并行的子信道,从而大大提高容量。MIMO系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能,从而获得巨大的容量。在功率带宽受限的无线信道中,MIMO技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。

第四代移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络,可以实现不同网络间的无缝互联。核心网独立于各种具体的无线接入方案,能提供端到端的IP业务,能同已有的核心网和PSTN兼容。核心网具有开放的结构,能允许各种空中接口接入核心网;同时核心网能把业务、控制和传输等分开。采用IP后,所采用的无线接入方式和协议与核心网络(CN)协议、链路层是分离独立的。IP与多种无线接入协议相兼容,因此在设计核心网络时具有很大的灵活性,不需要考虑无线接入究竟采用何种方式和协议。

综上,随着移动通信的发展呈现趋势传送宽带化、应用个性化、接入多样化、网络数据化、系统互补化及有线、无线一体化的大趋势,宽带无线市场必定潜力巨大,发展前景一片光明。

参考文献:

[1]彭林.第三代移动通信技术.电子工业出版社.【ISBN】750538361.

[2]康桂霞,田辉,朱禹涛,杜娟.CDMA20001x无线网络技术.人民邮电出版社[ISBN].978-7-115-16664-7.

[3]张智江,朱士钧,严斌峰,张云勇.3G业务技术及应用.人民邮电出版社[ISBN]978-7-115-14353-2.

第7篇

【论文关键词】移动通信;3G;发展;展望

伴随着移动通信市场的快速发展,用户对更高性能的移动通信系统提出了更高要求,希望享受更为丰富和高速的通信业务。第二代移动通信运营商发展速度趋于缓和而竞争越加激烈,为寻找新的增长点,通过发展数据业务来提高自身的服务质量和业务类型,需要3G的支持。同时由于第二代移动通信无线频率资源日趋紧张,已不能满足长期的通信需求发展需要。

1移动通信的发展历程

第一代移动通信系统是在20世纪80年代初提出的,它完成于20世纪90年代初。第一代移动通信系统是基于模拟传输的,其特点是业务量小、质量差、交全性差、没有加密和速度低。

第二代移动通信系统(2G)起源于90年代初期。欧洲电信标准协会在1996 年提出了GSM Phase 2+,目的在于扩展和改进GSM Phase 1及Phase 2中原定的业务和性能。它主要包括CMAEL(客户化应用移动网络增强逻辑),SO(支持最佳路由)、立即计费,GSM 900/1800双频段工作等内容,也包含了与全速率完全兼容的增强型话音编解码技术,使得话音质量得到了质的改进;半速率编解码器可使GSM系统的容量提高近一倍。在GSM Phase2+ 阶段中,采用更密集的频率复用、多复用、多重复用结构技术,引入智能天线技术、双频段等技术,有效地克服了随着业务量剧增所引发的GSM 系统容量不足的缺陷;自适应语音编码(AMR)技术的应用,极大提高了系统通话质量;GPRS/EDGE技术的引入,使GSM与计算机通信/Internet有机相结合,数据传送速率可达115/384kbit/s,从而使GSM 功能得到不断增强,初步具备了支持多媒体业务的能力。尽管2G技术在发展中不断得到完善,但随着用户规模和网络规模的不断扩大,频率资源己接近枯竭,语音质量不能达到用户满意的标准,数据通信速率太低,无法在真正意义上满足移动多媒体业务的需求。

2第三代移动通信系统概述

第三代移动通信业务主要是话音和中低速数据, 码率为384 kb/ s (局域网可达2 Mb/ s) , 因而可传送比目前GSM (第二代移动通信) 更高码率的信息。随着多媒体业务的发展, 2 Mb/ s 的码率将越来越不能满足用户各种新的宽带业务的需要, 因此国际上已开始研究第四代移动通信系统, 第一步目标是10 Mb/ s 以上。我们国内则尚未启动。因此需尽早开始研究其关键技术。需要解决的关键技术有: 宽带多媒体移动通信系统的体系结构, 包括频段、多址方法、无线接入技术、软件无线电的硬件和软件、多载波调制和OFDM 技术、自适应天线阵、高效信道编码技术(如Turbo 码) 等。

第三代移动通信系统(3G),也称IMT2000,是正在全力开发的系统,其最基本的特征是智能信号处理技术,智能信号处理单元将成为基本功能模块,支持话音和多媒体数据通信,它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务,例如高速数据、慢速图像与电视图像等。如WCDMA的传输速率在用户静止时最大为2Mbps,在用户高速移动时最大支持144Kbps,所占频带宽度5MHz 左右。但是,第三代移动通信系统的通信标准共有WCDMA,CDMA2000和TD-SCDMA三大分支,共同组成一个IMT 2000家庭,成员间存在相互兼容的问题,因此已有的移动通信系统不是真正意义上的个人通信和全球通信;再者,3G的频谱利用率还比较低,不能充分地利用宝贵的频谱资源;第三,3G支持的速率还不够高,如单载波只支持最大2Mbps 的业务,等等。这些不足点远远不能适应未来移动通信发展的需要,因此寻求一种既能解决现有问题,又能适应未来移动通信的需求的新技术(即新一代移动信:next generation mobile communication)是必要的。

第三代移动通信技术的基本特点:(1)全球统一频段,统一标准,全球无缝覆盖和漫游。(2)频谱利用率高。(3)在144kbps(最好能在384kbps)能达到全覆盖和全移动性,还能提供最高速率达2Mbps的多媒体业务。(4)支持高质量话音、分组多媒体业务和多用户速率通信。(5)有按需分配带宽和根据不同业务设置不同服务等级的能力。(6)适应多用户环境,包括室内、室外、快速移动和卫星环境。(7)安全保密性能优良。(8)便于从第二代移动通信向第三代移动通信平滑过渡。(9)可与各种移动通信系统融合,包括蜂窝、无绳电话和卫星移动通信等。(10)终端(手机)结构简单,便于携带,价格较低。

3第四代移动通信系统

4G系统中有两个基本目标:一是实现无线通信全球覆盖;二是提供无缝的高质量无线业务。目前正在构思中的4G通信具有以下特征:(1)网络频谱更宽。要想使4G通信达到100Mbps的传输速率,通信运营商必须在3G网络的基础上进行大幅度的改造,以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的带宽高出许多。据研究,每个4G信道将占有100MHz的频谱,相当于W-CDMA 3G网络的20倍;(2)通信速度更快。人们研究4G通信的最初目的是为了提高蜂窝电话和其他移动终端访问Internet的速率,因此,4G通信最显著的特征就是它有更快的无线传输速率。据专家估计,第四代移动通信系统的传输速率速率可以达到10M~20Mbps,最高可以达到100Mbps;(3)通信更加灵活。从严格意义上说,4G手机的功能已不能简单划归“电话机”的范畴,因为语音数据的传输只是4G移动电话的功能之一而已。而且4G手机从外观和式样上看将有更惊人的突破,可以想象的是,眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋都有可能成为4G终端;(4)智能性更高。第四代移动通信的智能性更高,不仅表现在4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化,更重要的是4G手机可以实现许多目前还难以想象的功能;(5)兼容性更平滑。要使4G通信尽快地被人们接收,还应该考虑到让更多的用户在投资最少的情况下较为容易地过渡到4G通信。因此,从这个角度来看,4G通信系统应当具备全球漫游、接口开放、能跟多种网络互联、终端多样化以及能从3G平稳过渡等特点。

总之,随着新问题、新要求的不断出现, 第四代移动通信技术将会相应地调整、完善和进一步发展。纵观移动通信技术的发展规律和第四代通信技术的优点,我们相信,不远的将来,人们将不受时间、地点限制,可以自由自在地利用移动网络获取和传递信息。从而人们的学习、工作、生活将会发生更深刻的变化。

第8篇

论文摘要:21世纪移动通信技术和市场飞速发展,在新技术和市场需求的共同作用下,未来移动通信技术将呈现以下几大趋势:网络业务数据化、分组化,移动互联网逐步形成;网络技术数字化、宽带化;网络设备智能化、小型化;应用于更高的频段,有效利用频率;移动网络的综合化、全球化、个人化;各种网络的融合;高速率、高质量、低费用。这正是第四代(4G)移动通信技术发展的方向和目标。

一、引言

移动通信是指移动用户之间,或移动用户与固定用户之间的通信。随着电子技术的发展,特别是半导体、集

成电路和计算机技术的发展,移动通信得到了迅速的发展。随着其应用领域的扩大和对性能要求的提高,促使移动通信在技术上和理论上向更高水平发展。20世纪80年代以来,移动通信已成为现代通信网中不可缺少并发展最快的通信方式之一。

回顾移动通信的发展历程,移动通信的发展大致经历了几个发展阶段:第一代移动通信技术主要指蜂窝式模拟移动通信,技术特征是蜂窝网络结构克服了大区制容量低、活动范围受限的问题。第二代移动通信是蜂窝数字移动通信,使蜂窝系统具有数字传输所能提供的综合业务等种种优点。第三代移动通信的主要特征是除了能提供第二代移动通信系统所拥有的各种优点,克服了其缺点外,还能够提供宽带多媒体业务,能提供高质量的视频宽带多媒体综合业务,并能实现全球漫游。现在用的大多是第二代技术,第三代技术还不太成功,但已有了第四代技术的设想。第四代移动通信系统(4G)标准比第三代具有更多的功能。

二、4G移动通信简介

第四代移动通信技术的概念可称为宽带接入和分布网络,具有非对称的超过2Mbit/s的数据传输能力。它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和交互式广播网络。第四代移动通信标准比第三代标准拥有更多的功能。第四代移动通信可以在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无线服务,可以在任何地方用宽带接入互联网(包括卫星通信和平流层通信),能够提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。此外,第四代移动通信系统是集成多功能的宽带移动通信系统,是宽带接入IP系统。目前正在开发和研制中的4G通信将具有以下特征:

(一)通信速度更快

由于人们研究4G通信的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问Internet的速率,因此4G通信的特征莫过于它具有更快的无线通信速度。专家预估,第四代移动通信系统的速度可达到10-20Mbit/s,最高可以达到100Mbit/s。

(二)网络频谱更宽

要想使4G通信达到100Mbit/s的传输速度,通信运营商必须在3G通信网络的基础上对其进行大幅度的改造,以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的带宽高出许多。据研究,每个4G信道将占有100MHz的频谱,相当于W-CDMA3G网络的20倍。

(三)多种业务的完整融合

个人通信、信息系统、广播、娱乐等业务无缝连接为一个整体,满足用户的各种需求。4G应能集成不同模式的无线通信——从无线局域网和蓝牙等室内网络、蜂窝信号、广播电视到卫星通信,移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。各种业务应用、各种系统平台间的互联更便捷、安全,面向不同用户要求,更富有个性化。而且4G手机从外观和式样上看将有更惊人的突破,可以想象的是,眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋都有可能成为4G终端。

(四)智能性能更高

第四代移动通信的智能性更高,不仅表现在4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化,更重要的是4G手机可以实现许多难以想象的功能。例如,4G手机将能根据环境、时间以及其他因素来适时提醒手机的主人。

(五)兼容性能更平滑

要使4G通信尽快地被人们接受,还应该考虑到让更多的用户在投资最少的情况下轻易地过渡到4G通信。因此,从这个角度来看,4G通信系统应当具备全球漫游、接口开放、能跟多种网络互联、终端多样化以及能从2G、3G平稳过渡等特点。

(六)实现更高质量的多媒体通信

4G通信提供的无线多媒体通信服务将包括语音、数据、影像等,大量信息透过宽频的信道传送出去,为此4G也称为“多媒体移动通信”。

(七)通信费用更加便宜

由于4G通信不仅解决了与3G的兼容性问题,让更多的现有通信用户能轻易地升级到4G通信,而且4G通信引入了许多尖端通信技术,因此,相对其他技术来说,4G通信部署起来就容易、迅速得多。同时在建设4G通信网络系统时,通信运营商们将考虑直接在3G通信网络的基础设施之上,采用逐步引入的方法,这样就能够有效地降低运营成本。

三、4G移动通信的接入系统

4G移动通信接入系统的显著特点是,智能化多模式终端(multi-modeterminal)基于公共平台,通过各种接技术,在各种网络系统(平台)之间实现无缝连接和协作。在4G移动通信中,各种专门的接入系统都基于一个公共平台,相互协作,以最优化的方式工作,来满足不同用户的通信需求。当多模式终端接入系统时,网络会自适应分配频带、给出最优化路由,以达到最佳通信效果。目前,4G移动通信的主要接入技术有:无线蜂窝移动通信系统(例如2G、3G);无绳系统(如DECT);短距离连接系统(如蓝牙);WLAN系统;固定无线接入系统;卫星系统;平流层通信(STS);广播电视接入系统(如DAB、DVB-T、CATV)。随着技术发展和市场需求变化,新的接入技术将不断出现。

不同类型的接入技术针对不同业务而设计,因此,我们根据接入技术的适用领域、移动小区半径和工作环境,对接入技术进行分层。

分配层:主要由平流层通信、卫星通信和广播电视通信组成,服务范围覆盖面积大。

蜂窝层:主要由2G、3G通信系统组成,服务范围覆盖面积较大。

热点小区层:主要由WLAN网络组成,服务范围集中在校园、社区、会议中心等,移动通信能力很有限。

个人网络层:主要应用于家庭、办公室等场所,服务范围覆盖面积很小。移动通信能力有限,但可通过网络接入系统连接其他网络层。

固定网络层:主要指双绞线、同轴电缆、光纤组成的固定通信系统。

网络接入系统在整个移动网络中处于十分重要的位置。未来的接入系统将主要在以下三个方面进行技术革新和突破:为最大限度开发利用有限的频率资源,在接入系统的物理层,优化调制、信道编码和信号传输技术,提高信号处理算法、信号检测和数据压缩技术,并在频谱共享和新型天线方面做进一步研究。为提高网络性能,在接入系统的高层协议方面,研究网络自我优化和自动重构技术,动态频谱分配和资源分配技术,网络管理和不同接入系统间协作。提高和扩展IP技术在移动网络中的应用;加强软件无线电技术;优化无线电传输技术,如支持实时和非实时业务、无缝连接和网络安全。

四、4G移动通信系统中的关键技术

(一)定位技术

定位是指移动终端位置的测量方法和计算方法。它主要分为基于移动终端定位、基于移动网络定位或者混合定位三种方式。在4G移动通信系统中,移动终端可能在不同系统(平台)间进行移动通信。因此,对移动终端的定位和跟踪,是实现移动终端在不同系统(平台)间无缝连接和系统中高速率和高质量的移动通信的前提和保障。(二)切换技术

切换技术适用于移动终端在不同移动小区之间、不同频率之间通信或者信号降低信道选择等情况。切换技术是未来移动终端在众多通信系统、移动小区之间建立可靠移动通信的基础和重要技术。它主要有软切换和硬切换。在4G通信系统中,切换技术的适用范围更为广泛,并朝着软切换和硬切换相结合的方向发展。

(三)软件无线电技术

在4G移动通信系统中,软件将会变得非常繁杂。为此,专家们提议引入软件无线电技术,将其作为从第二代移动通信通向第三代和第四代移动通信的桥梁。软件无线电技术能够将模拟信号的数字化过程尽可能地接近天线,即将A/D和D/A转换器尽可能地靠近RF前端,利用DSP进行信道分离、调制解调和信道编译码等工作。它旨在建立一个无线电通信平台,在平台上运行各种软件系统,以实现多通路、多层次和多模式的无线通信。因此,应用软件无线电技术,一个移动终端,就可以实现在不同系统和平台之间,畅通无阻的使用。目前比较成熟的软件无线电技术有参数控制软件无线电系统。

(四)智能天线技术

智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能,能满足数据中心、移动IP网络的性能要求。智能天线成形波束能在空间域内抑制交互干扰,增强特殊范围内想要的信号,这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。

(五)交互干扰抑制和多用户识别

待开发的交互干扰抑制和多用户识别技术应成为4G的组成部分,它们以交互干扰抑制的方式引入到基站和移动电话系统,消除不必要的邻近和共信道用户的交互干扰,确保接收机的高质量接收信号。这种组合将满足更大用户容量的需求,还能增加覆盖范围。交互干扰抑制和多用户识别两种技术的组合将大大减少网络基础设施的部署,确保业务质量的改善。

(六)新的调制和信号传输技术

在高频段进行高速移动通信,将面临严重的选频衰落(frequency-selectivefading)。为提高信号性能,研究和发展智能调制和解调技术,来有效抑制这种衰落。例如正交频分复用技术(OFDM)、自适应均衡器等。另一方面,采用TPC、Rake扩频接收、跳频、FEC(如AQR和Turbo编码)等技术,来获取更好的信号能量噪声比。

五、OFDM技术在4G中的应用

若以技术层面来看,第三代移动通信系统主要是以CDMA为核心技术,第四代移动通信系统技术则以正交频分复用(OrthogonalFreqencyDivisionMultiplexer,OFDM)最受瞩目,特别是有不少专家学者针对OFDM技术在移动通信技术上的应用,提出相关的理论基础。例如无线区域环路(WLL)、数字音讯广播(DAB)等,都将在未来采用OFDM技术,而第四代移动通信系统则计划以OFDM为核心技术,提供增值服务。

在时代交替之际,旧有系统之整合与升级是产业关心的话题,目前大家谈的是GSM如何升级到第三代移动通信系统;而未来则是CDMA如何与OFDM技术相结合。可以预计,CDMA绝对不会在第四代移动通信系统中消失,而是成为其应用技术的一部份,或许未来也会有新的整合技术如OFDM/CDMA产生,前文所提到的数字音讯广播,其实它真正运用的技术是OFDM/FDMA的整合技术,同样是利用两种技术的结合。因此未来以OFDM为核心技术的第四代移动通信系统,也将会结合两项技术的优点,一部份将是以CDMA的延伸技术。超级秘书网

六、结束语

对于现在的人来说,未来的4G通信的确显得很神秘,不少人都认为第四代无线通信网络系统是人类有史以来最复杂的技术系统。总的来说,要顺利、全面地实施4G通信,还将可能遇到一些困难。

首先,人们对未来的4G通信的需求是它的通信传输速度将会得到极大提升,从理论上说最高可达到100Mbit/s,但手机的速度将受到通信系统容量的限制。据有关行家分析,4G手机将很难达到其理论速度。

其次,4G的发展还将面临极大的市场压力。有专家预测,在10年以后,2G的多媒体服务将进入第三个发展阶段,此时覆盖全球的3G网络已经基本建成,全球25%以上的人口使用3G,到那时,整个行业正在消化吸收第三代技术,对于4G技术的接受还需要一个逐步过渡的过程。

因此,在建设4G通信网络系统时,通信运营商们将考虑直接在3G通信网络的基础设施之上,采用逐步引入的方法,使移动通信从3G逐步向4G过渡。

参考文献:

1、谢显忠等.基于TDD的第四代移动通信技术[M].电子工业出版社,2005.