發布時間：2023-03-10 14:54:40
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的移動通信技術論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
綠色移動通信技術主要是指通過降低項目成本、提高工作效率和資源利用率、降低能源消耗等途徑來實現移動通信技術的生態環保化。其主要目標是研發綠色移動通信網絡、綠色通信設備，從而利用綠色通信技術與設備達到綠色通信服務。
1.1優化網絡設計規劃
優化網絡設計是指能夠實現各類網元組織結構的優化設計，降低網絡能源消耗。整合分散的多個處理器核心、存儲以及網絡寬帶等物理資源，從各個角度降低網絡項目的建造和運營維護成本，實現資源優化。對網絡進行優化設計更能提高移動通信各項資源的靈活性和擴展性，提高工作效率；簡化拓撲結構和層次結構，這樣不僅能夠提高通信設備的資源集成度，降低能源消耗，還可以節約網絡項目構建成本。
1.2網絡實現
網絡實現主要基于通信設備和項目建設來講。首先，必須保證通信設備的性能優異，在通信設備的采購和測試階段應該全面把握好質量關，從而在網絡實現過程中做到節能減排；其次，項目建設過程中應該充分利用基礎設施，做到基礎設施的共建共享，避免浪費與重復。同時，為緩解用量高峰，應該盡快拓展無線局域網的范圍。
1.3網絡運營管理創新
21世紀是知識爆炸時代，創新和人才是這個階段必不可少的兩個因素。在網絡建設工程項目中，對管理制度進行創新設計十分重要。在網絡運營的整個過程中，保證每一個環節，比如設計、評估、整合等，都要做到環環相扣，這就要求管理制度要極具創新性，同時也要求創新性的人才管理團隊。只有這樣，才可以更好地節約資源，降低能耗，保護生態環境，實現經濟效益與生態效益的最優化。
2綠色通信設備
2.1體系結構中的綠色創新
采用新型節能通信設備對于體系結構的綠色創新具有很重要的意義，可以起到很好的推動作用。對體系結構各個層面都利用綠色節能設備和技術對于實現綠色移動通信至關重要。比如，在物理層采用光子技術，可以降低能源消耗，積極研發新型能源電池，可以延長手機續航時間；在信號處理層應用新型高科技綠色元件，例如軟件無線電技術，其應用簡單方便，節省硬件成本和人力資源，前景十分廣闊；在信息系統硬件平臺可采用基于精簡指令集CPU的硬件平臺的半導體元件和性能優異、節約空間的閃存內存；在信息系統軟件平臺可嘗試由用戶DIY安裝的開源操作系統，降低成本，同時要對電源進行升級和優化，提高工作效率。
2.2綠色生命周期
元器件的報廢給環境帶來很大壓力，如果將通信設備內部的元器件使用周期加以延長，可以減少報廢的次數，有效提高設備利用率，同時也可以避免設備制造過程原材料的浪費，減少污染。此外，還要做到對原材料積極回收再利用，避免其對環境造成的負面效應。
2.3綠色技術標準
將綠色移動通信技術標準化，可以大大降低生產成本，促進經濟效益的提升，同時還可以保障用戶投資的長期有效性，維護用戶權益。比如IEEE1888綠色社區控制網絡標準，是在全世界得到認可的情況下中國的創新技術標準，展示了國際合作的重要成果。綠色技術標準的應用，在節能減排、構建和諧社會的道路上扮演著重要角色。
3綠色通信服務
3.1手機終端服務
手機終端服務在通信業務和實踐過程中發揮著重大作用。可以提高人機交互效率，為人們的生活帶來方便，還可以為用戶提供優良服務。比如，通過感知用戶所在具體地理位置，為其提供最佳行程路線。手機終端服務有很好的市場競爭力和發展前途。
3.2智能化通道
利用智能化通道可以對整個通信過程中業務實現底層網絡能力的封裝輸出、獨占資源的封裝銷售等，形成整合通信、IT和網絡資源的垂直行業解決方案。可以有效提高通信系統的資源利用率，降低項目建設成本。
3.3信息化和云服務
第二代移動通信技術是數字移動通信系統,采用數字調制技術,具有頻譜利用率高,保密性好的特點,不僅可以支持話音業務,也可以支持低速數據業務,因而又稱為窄帶數字通信系統。第二代數字移動通信系統典型代表有美國的DAMPS系統、IS-95系統和歐洲GSM系統,其中DAMPS和GSM都采用TDMA多址接入方式,而IS-95采用則采用CDMA多址接入方式,系統容量比GSM和DAMPS要大的多。第二代數字移動通信技術是目前廣泛應用的蜂窩移動通信技術,但由于只能提供窄帶業務,已經不能滿足人們越來越多的對于移動寬帶多媒體業務的需求。
第三代移動通信系統是寬帶數字通信系統,它的目標是提供移動寬帶多媒體通信,多址方式基本都采用CDMA多址接入,屬于寬帶CDMA移動通信技術。第三代移動通信系統能提供多種類型的高質量多媒體業務,能實現全球無縫覆蓋,具有全球漫游能力并與固定網絡相兼容。它可以實現小型便攜式終端在任何時候、任何地點進行任何種類的通信。第三代移動通信技術的標準化工作由3GPP和3GPP2兩個標準化組織來推動和實施。目前,在世界范圍內應用最為廣泛的第三代移動通信系統體制為WCDMA和CDMA2000。下面將對這兩種體制的第三代移動通信技術以及相應的二代半過渡性技術進行介紹。
WCDMA體制移動寬帶無線接入技術
1.GPRS技術:
GPRS技術是從第二代移動通信GSM技術向3G移動通信技術WCDMA發展演進的一種過渡技術,也即屬于所謂的2.5G移動通信技術。GPRS全稱為通用分組無線業務(GeneralPacketRadioService),是一種新的分組數據承載業務。相對原來GSM的撥號方式的電路交換數據傳送方式,GPRS是分組交換技術,它以一種有效的方式采用分組交換模式來傳送數據和信令。
如圖1中所示,GPRS是在GSM網絡基礎上,對原有GSM網絡子系統和無線子系統的設備及功能進行增強而成。在網絡子系統中增加了GGSN(網關GPRS支持節點)和SGSN(服務GPRS支持節點)。這樣,在GPRS網絡子系統中,GGSN和SGSN一起構成了分組交換域,可與外部分組交換網絡如X.25網絡、IP網絡直接相連;而原有的MSC和GMSC則構成了電路交換域,與PSTN網絡相連。此外,GPRS還用用戶數據和路由信息將GSM網絡中的HLR增強為GPRS的數據庫(GR)。在無線子系統中,GPRS增強了BSC的功能,增加了GSM業務信道和控制信道的種類,以支持GPRS的多種數據業務。
GPRS頻道采用TDMA,一個TDMA幀劃分8個時隙,每個時隙對應一個物理信道。在GPRS中,每個物理信道可以由多個用戶共享,并可根據語音和數據的業務要求動態分配。GPRS還采用了更好物理信道編碼方案,當使用8個時隙時,每個用戶的最高接入速率可達164kbps。GPRS支持IP,X.25等數據通信協議,可提供移動臺與移動臺之間,移動臺與外部分組交換網絡之間的數據通信。
GPRS可優化利用網絡和無線資源,維護無線子系統和網絡子系統的嚴格分離,并允許采用其他非GSM標準的無線子系統接入GPRS網絡子系統,這有利于GPRS網絡的升級,便于向3G演進。GPRS的缺點是其可提供的接入速率有限,可提供的多媒體業務相當有限。
2.EDGE技術:
EDGE是一種基于GSM/GPRS網絡的數據增強型技術,其英文全稱為EnhancedDataRateforGSMEvolution,中文含義為“增強數據速率的GSM演進技術”。EDGE相比GPRS最大的變化是在數據傳輸時采用8PSK調制替代原先GSM/GPRS中的GMSK調制(高斯最小頻移鍵控,為2PSK調制),再結合不同糾錯檢錯能力的信道編碼方案,EDGE共提供9種不同的調制編碼方案(MCS),而GPRS采用單一GMSK調制,僅提供四種編碼方案(CS)。這樣EDGE可以適應更惡劣更復雜多變的無線傳播環境。此外,EDGE在鏈路層數據發送和重傳機制上,采用了“鏈路適配”和“增量冗余”技術,提高了數據重發成功率。鏈路適配技術可在不同MCS之間根據實時的無線鏈路質量及時調整采用最佳MCS方案;增量冗余技術在重發信息種加入更多的冗余信息來提高接收端正確解調的概率。綜合以上各項技術,EDGE技術理論數據傳輸速率可高達384Kbps～473.6Kbps,與GPRS相比大大提高了用戶數據接入速率,因為也被稱之為2.75G技術。目前,北美和亞洲少數運營商已經開通了基于EDGE的服務,但由于運營時間尚短,其成熟性和可靠性還有待進一步觀察。
3.WCDMA技術:
WCDMA屬于3G移動通信技術,目前有R99、R4、R5以及R6共4個版本。
R99版本接入部分主要定義了全新的5MHz每載頻的寬帶碼分多址無線接入網,采納了功率控制、軟切換及更軟切換等CDMA關鍵技術,提高了頻譜效率和數據傳送能力。基站只做基帶處理和擴頻,接入系統智能集中于RNC統一管理,引入了適于分組數據傳輸的協議和機制,數據速率可支持144Kbps、384Kbps,最高可達2Mbps。基站和RNC之間采用基于ATM的Iub接口,而RNC則分別通過基于ATMAAL2的Iu-CS和AAL5的Iu-PS分別與核心網的CS域和PS域相連。
R99版本核心網部分向下兼容GPRS,分為CS電路交換域和PS分組交換域,CS域和PS域分別基于演進的MSC/GMSC和SGSN/GGSN,CS域主要負責與電路型業務相關的呼叫控制和移動性管理等功能,呼叫控制采用TUP,ISUP等標準ISDN信令,移動性管理上采用了進一步演進的MAP協議,物理實體與GSM類似包括了MSC,GMSC,VLR。PS域主要負責與分組型業務相關的會話控制和移動性管理等功能,在原有的GPRS系統基礎上對一些接口協議,工作流和和業務功能作部分改動,相對于GPRS,增加了服務級別的概念,分組域的業務質量保證能力提高,帶寬增加;語音編解碼器在核心網實現,支持系統間切換(GSM/UMTS),增強了安全和計費功能。
R4版本相對于R99,無線接入網網絡結構沒有改變,改變的只是一些接口協議的特性和功能的增強;但在核心網CS域改變較大。R4核心網CS域采用開放式結構,控制與底層承載相分離,由MSC服務器和MGW媒體網關配合,替代原有的節點式MSC交換機實現呼叫接續和控制功能,整個CS核心網由TDM中心節點交換型演進為典型的分組話音分布式體系結構。同時,CS核心網采用ATM/IP分組交換網替代原來的TDM電路交換,提高了帶寬利用效率。R4版本在無線寬帶接入速率方面與R99基本相同。
R5版本在無線接入網方面引入了IPUTRAN和HSDPA高速下行分組接入。IPUTRAN在無線接入網部分采用IP來承載用戶信令和用戶數據;HSDPA(高速下行分組接入)用于實現WCDMA網絡高速下行數據業務,下行數據接入速率理論上可高達14.4Mbps,同時可以把同樣無線頻段中的系統數據容量提高一倍以上。HSDPA能達到這樣高的接入速率,在于其引入了先進技術以及相應的無線接入網結構的一些改進,如引入了高速下行共享信道HS-DSCH,采用縮短的子幀和高階QAM調制、采用自適應調制編碼AMC和物理層混合自動重傳HARQII/III,直接在NodeB中進行快速包調度等。R5版本在核心網方面增加了IP多媒體子系統(IMS),但IMS域還無法完全取代R4分組化的CS域,R5只是R4的補充和滿足IP多媒體業務的需求的一個版本。
R6版本中引入了HSUPA高速上行分組接入以及MBMS多媒體廣播和組播業務。與HSDPA相類似,HSUPA采用自適應調制編碼AMC、混合自動重傳HARQ以及更加靈活的NodeB快速調度等技術,理論上可為用戶提供5.8Mbps的上行數據接入。MBMS可在無線接入網中實現點到多點的高速多媒體業務廣播和組播,實現了網絡資源的共享,提高了網絡資源特別是無線資源的利用效率。目前R6版本還沒完全確定,還在3GPP的討論和不斷演化之中。
CDMA2000體制移動寬帶無線接入技術
1.CDMA20001X:
cdma20001x是由IS-95A/B演化而來的,它是cdma2000第三代移動通信系統的第一個階段,可以看作是2.5G技術。cdma20001x在IS-95A/B的基礎上,對無線接入網絡部分進行了改進,采用比IS295A/B更先進的技術,在無線信道類型、物理信道調制和無線分組接口功能上都有很大的增強。cdma20001x的話音容量大約是IS-95A/B的1.5～2倍,能夠在1.25MHz的帶寬上提供高達153.6kbit/s的雙向數據業務。核心網部分則原來的電路交換網基礎上,增加了一個分組交換網絡,支持移動IP業務,支持QoS,能適應更多、更復雜的多媒體業務。
根據IMT-2000原定計劃,cdma2000系統將從1x起步,即首先使用單載波系統來保證與第二代移動通信系統的兼容。隨著技術的發展,通過把三個或三個以上的載波捆綁在一起的方式,進一步提高性能。但之后,多個載波的方式沒有成為主要的研究方向。而是在單個載波的基礎上,提出了一系列新的技術,來增強cdma2000的性能。這些新的技術被叫做1xEV技術,即1x技術的演進。這些1xEV技術主要包括1xEV-DO和1xEV-DV。
2.CDMA20001XEV-DO:
1xEV-DO采用將數據業務和和語音業務分離的思想,在獨立于cdma20001x的載波上向移動終端提供高速無線數據業務,不支持話音業務。1xEV-DO針對高速分組數據傳輸的特點,在前向鏈路上采用了諸如前向最大功率發送、高階調制、動態速率控制、自適應編碼調制、HARQ、多用戶分集和調度以及時分調度等多項技術,前向鏈路速率可達2.46Mbps;而對于反向鏈路上的數據傳輸,和cdma20001x基本相同。
1xEV-DO與1x不完全兼容,1xEV-DO單模終端不能在cdma20001x網絡中通信,同樣cdma20001x單模終端也不能在1xEV-DO網絡中通信。在組網方面,對于那些只需要分組數據業務的用戶,1xEV-DO可以單獨組網,此時的核心網配置可采用基于IP的、較為簡單的網絡結構;對于同時需要語音、數據業務的用戶,可以與cdma20001x聯合組網,同時提供語音與高速分組數據業務,不過這時用戶終端需要采用同時支持1xEV-DO與cdma20001x的雙模終端。
1xEV-DO保持了與cdma20001x在設計和網絡結構上的兼容性。在無線射頻部分,1xEV-DO具有與cdma20001x相同的射頻特性及實現方式,升級時可以直接使用已有的cdma20001x射頻部分;在核心網部分,1xEV-DO也可以與cdma20001x共用相同的分組數據核心網。目前國際上,1xEV-DO已經商用,技術較為成熟。
3.CDMA20001XEV-DV:
與1xEV-DO只提供高速數據業務不同,1xEV-DV的設計目標要求能提供混合高速數據和話音業務。1xEV-DV可完全后向兼容cdma20001x,便于從1x網絡升級,其空中接口標準分兩個版本:Rel.C和Rel.D。Rev.C主要改進和增強了CDMA20001X的前向鏈路,前向峰值速率達到3.1Mbps,Rev.D則改進和增強了反向鏈路,反向峰值速率達到1.8Mbps,而在Rev.C中反向峰值速率僅為230.4kb/s。但Rev.C和Rev.D版本中對話音容量都沒有很大的改善。
Rel.C結合諸多新技術如自適應調頻編碼(AMC)、混合自動重發請求(HARQ)、使用TDM/CDM混合的新高速分組數據信道(F-PDCH);可支持多種業務組合;后向兼容cdma20001x,不必采用雙模終端,可由1X系統平滑演進到1XEV-DV;能更有效地支持數據業務等。
本研究出于對網絡覆蓋范圍以及維護難易程度的考慮，使用以太網線連接裝置(ethernetlineterminationequipment，eLTE)寬帶集群作為本地大局域網的承載。使用1.8GHz頻段集群，eLTE集群單站可以最遠覆蓋4km距離，在4km范圍內通過部署長期演進(longtermevolution，LTE)計劃技術、用戶端設備(customerpremiseequipment，CPE)，將LTE信號轉換成WiFi信號供CPE周邊WiFi設備接入。集群單站與CPE之間不需要線纜連接，通過無線LTE信號進行通信，只需對CPE進行供電即可快速搭建起帳篷周邊局域網絡。
2車載式移動醫療通信網絡系統設計
2.1業務需求分析
圍繞醫療通訊車設置“帳篷醫療點”，帳篷相當于科室，內設醫療設備和電腦等，設備需要通過本地無線網絡，訪問車內數據中心的醫院信息系統、實驗室信息系統和影像歸檔及傳輸系統。同時，本地桌面會診、遠程醫療及物資管理信息等也需要通過無線網絡進行通信。
2.2帶寬設計
根據現場救援環境需要，本網絡按可承受全網80臺業務訪問終端進行設計。其中帶寬需求最大的是PACS傳輸、遠程視頻及本地桌面會診3個業務；HIS、LIS訪問及語音通信等業務帶寬需求較小。文件傳輸保留1.2Mbps帶寬，桌面共享平均每方60K。由于終端的局限性，本研究設計語音按8并發、2路視頻并發、1路文件傳輸及5路桌面共享計算，共需帶寬設計為4種。
2.3傳輸距離設計
通常帳篷醫療點圍繞在通訊車220m范圍以內，相互間距＜60m。在特殊地形地貌的救援現場，系統應能支持擴展1倍的距離，提供400m左右的通信能力。為進一步發揮移動醫療通信車的作用，如與離開一定距離的醫護人員進行通信、從山上對山溝下需要救助人員進行現場環境采集等，系統若能提供千米(km)級的無線通信能力則更好，如支持4km長距離的通信，能夠使醫療通信系統適應各種救援現場環境下的靈活部署。
3基于LTE和WLAN的無線通信技術
LTE技術，即3.9G無線寬帶技術(準4G)，是未來的通信發展趨勢和發展目標。基于LTE的無線寬帶專網集群系統作為新一代寬帶無線移動通訊技術，具備同時傳輸大容量的下行和上行數據的能力。單站情況下，單小區的下行峰值速率可達到90Mbps，上行峰值速率可達到40Mbps。在4km超長距離下，系統認可提供0.9Mbps的通信帶寬。通過強大的寬帶數據接入功能，現場人員可以通過無線網絡實現遠端數據快速查詢、現場采集信息便捷上報以及工作電子流現場處理等業務，極大的提高應急救援人員的工作效率。單個CPE的WiFi可覆蓋40～90m的范圍，＜60m范圍的WiFi信號衰減較弱，不影響通信帶寬，相鄰數個CPE同時存在時WiFi設備可以接入信號最強的CPE中。為保障系統能夠提供WLAN無線定位功能，本研究在系統設計時將LTE網絡上疊加WLAN網絡，形成LTE和WLAN的本地無線網絡。AP通過CPE提供的LAN接口接入到網絡中，以LTE為管道承載數據通信業務，AP由AC集中管控，上電后可自動部署。采用LTE通信技術能夠同時提供基于LTE的集群通信功能，實現清晰、易于操作的語音通話以及語音對講功能。
4LTE和WLAN安全性分析
醫療信息涉及個人隱私，屬于保密信息，故整個系統建設需要充分考慮信息安全。LTE高安全加密集群通信和WLAN無線信號支持WIDS/WIPS無線攻擊檢測；MAC/802.1x接入認證等保障無線網絡安全，能夠滿足一般民用設計的要求。
5結語
關鍵詞：3G；技術；標準；發展
3G是國際電信聯盟(ITU)在1985年提出的工作在2000MHz頻段的系統。與第一代模擬移動通信和第二代數字移動通信系統相比，第三代的最主要特征是可提供移動多媒體業務。
13G技術概述
3G是“3rdGeneration”(第三代)的縮寫，即第三代移動通信系統(IMT-2000)，它是高速移動數據網絡通信領域的行業術語。狹義地講，3G就是指國際電信聯盟(ITU)確定的三大主流無線接口標準：W-CDMA(寬頻分碼多重存取)、CDMA2000(多載波分復用擴頻調制)和TDS-CDMA(時分同步碼分多址接入)。縱觀移動通訊系統的發展歷史，模擬移動手機被稱作“第一代”；數字移動手機被列入“第二代”；而其后的發展技術被稱作“第三代”。當前全球還存在多種第一代和第二代通訊系統，它們成為全球范圍內普及單一通訊終端設備的一個阻力。另外，3G技術面臨的最大挑戰是系統的標準化，如何能夠支持單一通訊終端設備可以在全球范圍內得到通用。3G技術的設計基礎是支持全系列的移動多媒體系統，其對多種數據速率提供靈活的支持，不僅可以傳送語音數據，還可以根據需要傳送視頻數據。使用3G網絡，我們可以傳輸需要高帶寬的應用數據，它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，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(兆字節/每秒)、384kbps(千字節/每秒)以及144kbps的傳輸速度。
23G發展的必然性
由于第二代（2G）系統頻譜資源的有限性、頻譜利用率的較低性、支持移動多媒體業務的局限性，以及2G系統之間的不兼容性，因而導致了系統的容量較小、難以滿足高速寬帶業務的需求和不能實現用戶全球漫游等不足，發展3G移動通信將是第二代移動通信前進的必然結果。
發展3G的原動力有市場驅動和技術驅動兩方面原因。從市場驅動方面看，發展3G可以滿足未來移動用戶容量的需求，并且可以提供移動數據和多媒體通信業務。從技術驅動上看，發展3G是更高頻譜效率的要求，是各大網絡兼容性的要求，是全球統一頻段、統一標準，全球無縫覆蓋，全球漫游的要求所決定的。
3G可使人們享受到更多的通信樂趣，除了獲得更清晰的話音業務外，還可以隨時隨地通過個人移動終端進行多媒體通信，比如上網瀏覽、多媒體數據庫訪問、實時股市行情查詢、可視電話、移動電子商務、交互游戲，無線個人隨身聽和視頻傳送等。3G移動電話將成為人們生活和工作的好幫手。33G的主要技術標準
在ITU確認的無線接口標準的基礎上，目前己經形成主要技術標準：有基于FDD方式的WCDMA和CD-MA2000、基于TDD方式的TD-SCDMA。
3.1WCDMA
由3GPP1的WCDMA方案與3GPP2的CDMA2000方案的直接擴頻(DS)部分融合而來，主要源于歐洲的ETSI和日本的ARIB標準化組織，主要倡導者有愛立信和諾基亞等公司。它的核心網基于GSM-MAP，通過網絡擴展方式提供基于ANSI-41的運行能力。WCDMA系統能同時支持電路交換業務(如PSTN.ISDN)和分組交換業務(如IP網)。該系統使用靈活的無線協議，可在一個載波內同時支持話音、數據和多媒體業務，并通過透明或非透明傳輸支持實時、非實時業務。
3.2CDMA2000
即3GPP2提交方案中的多載波(MC)方案，源于美國TIA(電話工業協會)的TR45.5標準，由美國高盛公司提出。CDMA2000是從CDMAOne發展而來，目的是為已有的CDMA運營商平滑升級到3G提供途徑，核心是Lucent，Motorola，Nortel和Qualcomm聯合提出的寬帶CDMAOne技術。主要特點是與現有的TIA/EIA-95-B標準向后兼容，并與IS-95B系統的頻段實現共享或重疊，使運營商可在IS-95B系統的基礎上平滑地過渡，保護已有投資。CDMA2000的核心網基于ANSI-41，但經網絡擴展方式；也可提供基于GSM-MAP核心網上的運行能力。
3.3TD-SCDMA
它是一種高性能和低成本的系統，是在TDD模式下，采用在周期重復的時間幀里傳輸基本的TDMA突發脈沖的工作模式(和GSM相同)，通過周期性地切換傳輸方向，在同一載波上交替地進行上下行鏈路傳輸。可以控制上下行的發送時間，發送時間段內不接受，接受時間段內不發送，且可靈活控制和改變發送和接受的時段長短比例。其優勢是上下行鏈路間的轉折點可因業務的不同而認識調整。對于因特網等非對等業務的數據傳輸，下行數據量遠大于上行數據量，可增加下行的時段時間，縮短上行的時段時間，以達到高效傳送非對等數據業務的目的，從而實現3G所要求的兩類業務(對稱的電路交換業務和非對稱的分組交換業務)。
43G系統面臨的主要問題
4.1多徑衰落
這存在于所有的移動通信系統中。無線電波在傳播過程中將發生折射、反射和散射，從而產生多條傳播路徑。不同路徑的信號到達接收機時，由于天線的位置、方向和極化不同，使接收信號的幅度、相位起伏變化，產生嚴重的衰落現象。為了保證通信質量，不得不增加信號功率，這就直接影響了系統的容量。
4.2時延擴展
不同路徑的信號有不同的傳播時延，當時延超過檢測脈沖寬度的10%時，脈沖間的干擾就明顯存在，從而限制了移動通信的數據速率。
4.3多址干擾
由于3G系統采用CDMA技術，即采用不同的擴頻碼字來區分用戶，這就要求各用戶的擴頻碼具有強自相關性和弱互相關性。但實際上各用戶間的互干擾不可能完全消失，所以CDMA系統是干擾受限系統，就是說來自本小區和鄰近小區用戶的干擾成了決定系統容量和性能的主要因素。多址干擾是3G系統所特有的一種干擾。
4.4遠近效應
在各移動臺均以相同功率發射信號時，基站接收到的近處移動臺發射的信號功率將遠大于遠處移動臺發射的信號功率。遠近效應就是指近處大功率信號對遠處小功率信號產生的很強的干擾。它也是一類多址干擾，不過在3G系統中這種多址干擾表現十分突出。
4.5體制問題
軟交換技術在移動通信中有很強的功能，如：控制、協議等，其可連接不同級別正在演進的網絡，輔助移動網絡的資源規劃，還能自主認證移動通信，在移動通信中落實軟交換的基礎性。結合軟交換技術在移動通信中的應用，分析軟交換技術的功能和特點，如下：
1.1軟交換技術的功能
軟交換技術在移動通信中的功能有：（1）適配功能，連接移動通信中的應用媒體，還能連接不同通信層次的網關，保障移動通信能夠適應各種類型的配置。（2）控制功能，其為軟交換中最為根本的技術，有目的的控制移動通信中的功能。（3）業務功能，軟交換技術拓寬了移動通信的業務范圍，支持移動通信的配置分布及完整性。（4）支持移動通信協議的互通應用，實踐兼容性的協議運行。
1.2軟交換技術的特點
軟交換技術的特點比較明顯，其在移動通信中具有改造的特性，推進了移動通信網絡的改造應用。軟交換技術在移動通信中表現出的優勢有：（1）成本低，利用控制中心即可實現多樣化的任務應用，借助協議維持通信的速度。（2）安全性高，軟交換技術中引入了MSCPool，提升移動通信可靠性，落實移動通信中的業務。（3）及時性，軟交換技術適用于復雜的移動通信內，其可在短時間內拓寬移動通信中的新業務，不會出現較長的時間周期。
2軟交換技術在移動通信中的應用
軟交換技術在移動通信中的應用始終保持積極性的狀態，現代移動通信朝向成熟化的方向發展，促使軟交換技術在應用中面臨著一系列的壓力。結合移動通信的現狀，分析軟交換技術的應用。
2.1數據業務中的應用
移動通信中包含了大量的數據業務，軟交換技術能夠優化移動通信中的數據業務，為移動通信數據提供可靠的業務支持。軟交換技術在數據業務中的應用表現有：（1）基本數據業務，軟交換技術在基本數據業務中，可以為用戶提供接入的條件，控制接入點的數據，保障移動通信在用戶群體中保持高效率的數據傳輸能力。（2）電信數據業務，是指用戶所需要的數據業務，軟交換技術確保了電信數據的完整性，滿足用戶的業務需求。（3）補充數據業務，軟交換技術在補充數據業務中，主要是維持補充與基礎業務的一致性，強化移動通信的穩定性，提高補充業務的改進速度。
2.22G核心網的應用
軟交換技術在2G核心網中，負責關口、匯接等內容，基于軟交換技術的2G核心網，構建出分布式的框架結構，而且實現了統一的運行和維護。例如：2G核心網中的MSC-SERVER，MSC-SERVER是軟交換節點，確保2G核心網中的呼叫、控制等業務都能在MSC-SERVER上進行，提高2G核心網的承載能力。如果2G核心網覆蓋在城市區域內時，還要配合MGW的應用，軟交換技術連接了城市的中心網絡與邊緣網，由此完善了分布式的2G核心網，通過軟交換技術彌補傳統組網的缺陷，推進了2G核心網的成熟化發展。2.33G網絡中的應用軟交換技術在3G網絡中，屬于一項核心的技術，全面應用在移動網絡的3G制式中。3G網絡的層次之間并沒有太大的差別，實際差別體現在無線接入方面，在3G網絡演進的過程中，不同的3G只是可以在軟交換技術的作用下，同時使用一個核心網，如：WCDMA、TD-SCDMA。軟交換技術為了達到3G網絡應用的業務目的，遵循3G網絡的版本發展，參與網絡框架的設計，拓寬3G網絡的應用范圍。以3G網絡中的R99為例，分析軟交換技術的應用。軟交換技術在R99網絡中，分解了R99的網關部分，加強了網關運行的控制力度，而且軟交換技術在R99中提供了協議接口，支持R99的演進，推進3G網絡的積極發展。
3移動通信中軟交換技術的發展
軟交換技術在移動通信中具有高價值的應用水平，同時具有良好的發展潛力。移動通信網絡的發展速度非常快，目前，4G網絡服務已經投入應用，深化了軟交換技術的應用，軟交換技術在4G移動網絡中，朝向成熟化的方向發展，重點研究軟交換技術的具體應用，推進移動網絡的發展。軟交換技術在移動通信中的發展，需要遵循移動通信本身的發展原則，順應通信網絡的演進，確保軟交換技術的應用標準，實現規范化的軟交換處理，規避現行軟交換技術中潛在的通信風險，保障軟交換技術的穩定性。軟交換技術在未來發展中，應該將重點放在效率與質量兩個方面，為移動通信提供更多的服務，全面應用到軟交換技術中，完善移動通信的結構，優化移動通信運行的環境，體現軟交換技術的實踐性發展，符合移動通信的基本需求。
4結束語
關鍵詞：第三代移動通信WCDMACDMA2000LTEUMB
1第三代移動通信（3G）與前兩代的主要是提升了傳輸聲音和數據的速度，能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括電話會議、電子商務等多種信息服務
3G系統采用碼分多址（CDMA）和分組交換技術。三種主流的技術標準：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。主要問題在于：沒有一個統一的世界標準；語音不是在IP網絡結構上；數據傳輸達不到速度要求。
國際兩大3G標準化組織：3GPP和3GPP2。第三代合作伙伴計劃（3rdGenerationPartnershipProject，即3GPP）成立于1998年12月。成員包括歐洲ETSI、日本ARIB和TTC、中國CCSA、韓國TTA和北美ATIS。3GPP的目標是在ITU的IMT-2000計劃范圍內制訂和實現全球性的(第三代)移動通信系統規范，致力于WCDMA的發展。第三代合作伙伴計劃2（3rdGenerationPartnershipProject2，即3GPP2）成立于1998年12月，成員包括：TIA(北美)、CCSA(中國)、ARIB/TTC(日本)和TTA(韓國)。3GPP2其致力于使ITU的IMT-2000計劃中的(3G)移動電話系統規范在全球的發展，它是從2G的CDMA或者IS-95發展而來的CDMA2000標準體系的標準化機構。
WCDMA有Release99、Release4、Release5、Release6等版本。WCDMA（寬帶碼分多址）采用直接序列擴頻碼分多址（DS-CDMA）、頻分雙工（FDD）方式，碼片速率為3.84Mcps，載波帶寬為5MHz。基于Release99/Release4版本，可在5MHz的帶寬內，提供最高384kbps的用戶數據傳輸速率。WCDMA能夠支持移動/手提設備之間的語音、圖象、數據以及視頻通信，速率可達2Mb/s（對于局域網而言）或者384Kb/s（對于寬帶網而言）。
HSDPA（高速下行分組接入，HighSpeedDownlinkPackagesAccess）技術是實現提高WCDMA網絡高速下行數據傳輸速率最為重要的技術，是3GPP在R5協議中為了滿足上下行數據業務不對稱的需求提出來的，HSDPA是與R99的信道在同一載波上，只是為HSDPA增加了專門的信道，只需要進行軟件升級即可。HSDPA下行峰值速率理論最大值可達14.4Mbps。
HSUPA(高速上行鏈路分組接入，highspeeduplinkpacketaccess)。HSUPA通過采用多碼傳輸、HARQ、基于NodeB的快速調度等關鍵技術，使得單小區最大上行數據吞吐率達到5.76Mbit/s，大大增強了WCDMA上行鏈路的數據業務承載能力和頻譜利用率。HSUPA引入了五條新的物理信道E-DPDCH、E-DPCCH、E-AGCH、E-RGCH、E-HICH和兩個新的MAC實體MAC-e和MAC-es，并把分組調度功能從RNC下移到NodeB，實現了基于NodeB的快速分組調度，并通過混合自動重傳HARQ、2ms無線短幀及多碼傳輸等關鍵技術，使得上行鏈路的數據吞吐率最高可達到5.76Mbit/s，大大提高的上行鏈路數據業務的承載能力。
HSDPA是WCDMA下行鏈路方向(從無線接入網絡到移動終端的方向)針對分組業務的優化和演進。與HSDPA類似，HSUPA是上行鏈路方向(從移動終端到無線接入網絡的方向)針對分組業務的優化和演進。HSUPA是繼HSDPA后，WCDMA標準的又一次重要演進。
CDMA2000即CDMA20001×EV，1xEV的意思為“Evolution”，表示標準的發展，DO意為DataOnly（后來把DataOnly改為DataOptimized，表示EV-DO是對CDMA20001X網絡在提供數據業務方面的一個有效的增強）。CDMA20001×EV-DO（DataOnly），采用話音分離的信道傳輸數據。CDMA20001×EV-DV（DateandVoice），即數據信道于話音信道合一。CDMA網提供兩大類應用，語音和數據。根據應用CDMA2000演進可分為繼續提高語音容量，從CDMA20001X演進到1X增強版或從CDMA20001X標準演進到EV-DO版本0，然后從EV-DO版本0演進到EV-DO版本A以及EV-DO版本B再到EV-DO增強版。
CDMA20001X到1X增強版的平滑演進是利用1/8空白速率幀，使用更有效的閉環功控、反向鏈路提早結束、前向鏈路提早結束、前向鏈路干擾抵消（QLIC）、QOF等技術，采用雙天線接收的話，則每扇區的容量可達120個同時通話。1X增強版顯著增加了語音容量，同時讓網絡和頻譜投資最大化。
從CDMA20001X演進到EV-DO版本0，在原有的1X基站上增加一個專門用來做高速數據傳輸的載頻，還需要增加新的PCF（分組控制功能模塊）。兼容特性使得1xEV-DO可沿用現有網絡的規劃及射頻部件。1xEV-DO基站還可與CDMA20001X的基站合一，并允許用戶經由1X的載波使用高質量的話音服務和通過1xEV-DO的載波使用高性能的移動數據業務。
從EV-DO版本0演進到EV-DO版本A，只需對EV-DO版本0網絡設備進行軟件更新，升級基站中的信道板，基站系統中的其他硬件設備則完全可以保留重用。針對網絡的不同情況，EV-DO版本A標準還支持終端在EV-DO版本A和EV-DO版本0網絡之間的快速切換。終端和網絡的后向兼容性保證了運營商可以逐步向版本A演進，保護了對原版本0網絡和終端的投資。由于EV-DO版本A設備已經成熟，可以選擇跳過EV-DO版本0而直接從CDMA20001X升級為EV-DO版本A。EV-DO版本A到EV-DO版本B，基站和終端之間可以在前反向多個載波上同時傳送數據，從而獲得更高的峰值傳輸速率和系統吞吐量。EV-DO版本B可以通過支持多個載頻的EV-DO版本A基站進行升級來實現，這需要對基站和基站控制器進行軟件更新。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終端可以無縫接入到EV-DO版本B網絡中獲取服務。EV-DO版本B網絡可以更有效地支持VoIP和可視電話等實時業務。EV-DO增強版完全后向兼容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的終端可以無縫接入到EV-DO增強版網絡中獲取服務。
2在3G之后，第四代（4G）移動通信更先進的技術旨在建立一個新的全IP化的接入網和與固網融合的純IP核心網，目的是提供寬帶移動無線接入
3G向4G的演進路線為：WCDMA和TD-SCDMA，均從HSDPA演進至HSUPA，進而到LTE（3GPP長期演進項目）；CDMA2000沿著1xEV-DO.0、1xEV-DO.A、1xEV-DO.B，最終到UMB，超移動寬帶（UltraMobileBroadband）。中國-3GLTE使用OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing、正交頻分復用技術)以及它的后續技術OFDMA(OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess、正交頻分多址技術)是未來無線寬帶技術的基礎。同UMB一樣，LTE也采用了OFDM/OFDMA作為物理層的核心技術，不同的是LTE不再支持CDMA，而UMB為了保持良好的兼容性仍然支持在總帶寬中分出一部分帶寬來支持CDMA。LTE在20MHz頻譜帶寬能夠提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；改善小區邊緣用戶的性能；提高小區容量；降低系統延遲，用戶平面內部單向傳輸時延低于5ms，控制平面從睡眠狀態到激活狀態遷移時間低于50ms，從駐留狀態到激活狀態的遷移時間小于100ms；支持100Km半徑的小區覆蓋；能夠為350Km/h高速移動用戶提供大于100kbps的接入服務；支持成對或非成對頻譜，并可靈活配置1.25MHz到20MHz多種帶寬。UMB是可以在1.25MHz和20MHz間以約150KHz的頻率增量靈活部署，支持頻段包括450MHz、700MHz、850MHz、1700MHz、1900MHz、1700/2100MHz、1900/2100MHz(IMT)和2500MHz(3G擴展頻段)，可與現有的CDMA20001X和1xEV-DO系統兼容，但在數據傳輸速率、延遲性、覆蓋度、移動能力及布建彈性等方面都更具優勢。UMB系統繼承了1xEV-DO系統的自適應編碼調制、HARQ(物理層混合重傳)以及QoS控制機制，結合了CDMA、TDM、QOFDMA(準OFDMA)、LDPC(低密度奇偶校驗碼)等其它先進技術，同時引入了基于MIMO(多路輸入輸出)、SDMA(空分復用接入)和Beamforming(波束賦性)等多天線技術。在4G網絡中將主要使用以下一些核心技術。
正交頻分復用（OFDM）/正交頻分多址接入(OFDMA).OFDM是在頻域內將給定信道分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進行調制，子載波并行傳輸。每個子信道是相對平坦的，在每個子信道上進行的是窄帶傳輸，信號帶寬小于信道的相應帶寬。OFDM可以消除或減小信號波形間的干擾，提高了頻譜利用率。OFDMA是OFDM調制的一種形式，具有更高的頻譜效率和更好的抗衰落性能。對于低數據率用戶，需要更低的發射功耗，具有恒定而不是隨時間變化的更短延遲。OFDMA會把副載波的子集分配給各個用戶，以信道狀態的反饋能執行自適應用戶到副載波的分配。與OFDM相比，快速衰退、窄帶同頻干擾性能都得到了提高，改進了系統的頻譜效率。
軟件無線電是把盡可能多的無線及個人通信功能通過可編程軟件來實現，使其成為一種多工作頻段、多工作模式、多信號傳輸與處理的無線電系統。也可以說，是一種用軟件來實現物理層連接的無線通信方式。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，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。多輸入多輸出（MIMO、Multiple-InputMultiple-Out-put）技術利用多發射、多接收天線進行空間分集的技術，采用分立式多天線能夠有效地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。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。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。
第四代移動通信系統的核心網是一個基于全IP的網絡，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。
綜上，隨著移動通信的發展呈現趨勢傳送寬帶化、應用個性化、接入多樣化、網絡數據化、系統互補化及有線、無線一體化的大趨勢，寬帶無線市場必定潛力巨大，發展前景一片光明。
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【論文關鍵詞】移動通信;3G;發展;展望
伴隨著移動通信市場的快速發展，用戶對更高性能的移動通信系統提出了更高要求，希望享受更為豐富和高速的通信業務。第二代移動通信運營商發展速度趨于緩和而競爭越加激烈，為尋找新的增長點，通過發展數據業務來提高自身的服務質量和業務類型，需要3G的支持。同時由于第二代移動通信無線頻率資源日趨緊張，已不能滿足長期的通信需求發展需要。
1移動通信的發展歷程
第一代移動通信系統是在20世紀80年代初提出的，它完成于20世紀90年代初。第一代移動通信系統是基于模擬傳輸的，其特點是業務量小、質量差、交全性差、沒有加密和速度低。
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GSM Phase 2+，目的在于擴展和改進GSM Phase 1及Phase 2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)，SO(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系統的容量提高近一倍。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。
2第三代移動通信系統概述
第三代移動通信業務主要是話音和中低速數據, 碼率為384 kb/ s (局域網可達2 Mb/ s) , 因而可傳送比目前GSM (第二代移動通信) 更高碼率的信息。隨著多媒體業務的發展, 2 Mb/ s 的碼率將越來越不能滿足用戶各種新的寬帶業務的需要, 因此國際上已開始研究第四代移動通信系統, 第一步目標是10 Mb/ s 以上。我們國內則尚未啟動。因此需盡早開始研究其關鍵技術。需要解決的關鍵技術有: 寬帶多媒體移動通信系統的體系結構, 包括頻段、多址方法、無線接入技術、軟件無線電的硬件和軟件、多載波調制和OFDM 技術、自適應天線陣、高效信道編碼技術(如Turbo 碼) 等。
第三代移動通信系統(3G)，也稱IMT2000，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，在用戶高速移動時最大支持144Kbps，所占頻帶寬度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2Mbps 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(即新一代移動信:next generation mobile communication)是必要的。
第三代移動通信技術的基本特點：(1)全球統一頻段,統一標準,全球無縫覆蓋和漫游。(2)頻譜利用率高。(3)在144kbps(最好能在384kbps)能達到全覆蓋和全移動性,還能提供最高速率達2Mbps的多媒體業務。(4)支持高質量話音、分組多媒體業務和多用戶速率通信。(5)有按需分配帶寬和根據不同業務設置不同服務等級的能力。(6)適應多用戶環境,包括室內、室外、快速移動和衛星環境。(7)安全保密性能優良。(8)便于從第二代移動通信向第三代移動通信平滑過渡。(9)可與各種移動通信系統融合,包括蜂窩、無繩電話和衛星移動通信等。(10)終端(手機)結構簡單,便于攜帶,價格較低。
3第四代移動通信系統
4G系統中有兩個基本目標：一是實現無線通信全球覆蓋；二是提供無縫的高質量無線業務。目前正在構思中的4G通信具有以下特征：（1）網絡頻譜更寬。要想使4G通信達到100Mbps的傳輸速率，通信運營商必須在3G網絡的基礎上進行大幅度的改造，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-CDMA 3G網絡的20倍；（2）通信速度更快。人們研究4G通信的最初目的是為了提高蜂窩電話和其他移動終端訪問Internet的速率，因此，4G通信最顯著的特征就是它有更快的無線傳輸速率。據專家估計，第四代移動通信系統的傳輸速率速率可以達到10M~20Mbps，最高可以達到100Mbps；（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，因為語音數據的傳輸只是4G移動電話的功能之一而已。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；（4）智能性更高。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手機可以實現許多目前還難以想象的功能；（5）兼容性更平滑。要使4G通信盡快地被人們接收，還應該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下較為容易地過渡到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3G平穩過渡等特點。
總之，隨著新問題、新要求的不斷出現, 第四代移動通信技術將會相應地調整、完善和進一步發展。縱觀移動通信技術的發展規律和第四代通信技術的優點,我們相信,不遠的將來,人們將不受時間、地點限制,可以自由自在地利用移動網絡獲取和傳遞信息。從而人們的學習、工作、生活將會發生更深刻的變化。
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。
一、引言
移動通信是指移動用戶之間，或移動用戶與固定用戶之間的通信。隨著電子技術的發展，特別是半導體、集
成電路和計算機技術的發展，移動通信得到了迅速的發展。隨著其應用領域的擴大和對性能要求的提高，促使移動通信在技術上和理論上向更高水平發展。20世紀80年代以來，移動通信已成為現代通信網中不可缺少并發展最快的通信方式之一。
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。
二、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：
（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W-CDMA3G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。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。
（四）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。
（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。
三、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。
四、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。
五、OFDM技術在4G中的應用
若以技術層面來看，第三代移動通信系統主要是以CDMA為核心技術，第四代移動通信系統技術則以正交頻分復用（OrthogonalFreqencyDivisionMultiplexer，OFDM）最受矚目，特別是有不少專家學者針對OFDM技術在移動通信技術上的應用，提出相關的理論基礎。例如無線區域環路（WLL）、數字音訊廣播（DAB）等，都將在未來采用OFDM技術，而第四代移動通信系統則計劃以OFDM為核心技術，提供增值服務。
在時代交替之際，舊有系統之整合與升級是產業關心的話題，目前大家談的是GSM如何升級到第三代移動通信系統；而未來則是CDMA如何與OFDM技術相結合。可以預計，CDMA絕對不會在第四代移動通信系統中消失，而是成為其應用技術的一部份，或許未來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，也將會結合兩項技術的優點，一部份將是以CDMA的延伸技術。超級秘書網
六、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.
