第一篇：淺談5G移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢(shì)[大全]

淺談5G移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢(shì)

劉遠(yuǎn)石

（通信工程 1312402-11）

摘要：隨著現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也日新月異，而通信技術(shù)方面的技術(shù)變革，更是站在當(dāng)今發(fā)展最快的技術(shù)變革行列的前茅。4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是我國(guó)當(dāng)前正大力推廣的移動(dòng)通信技術(shù)，現(xiàn)已發(fā)展的十分成熟，而5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)則是面向2020年的第五代移動(dòng)通信技術(shù)。很多國(guó)家自2013年起就開始研究5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，目前我國(guó)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)正處于探索階段。文章根據(jù)我國(guó)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析與預(yù)測(cè)。關(guān)鍵詞：5G、移動(dòng)通信、發(fā)展現(xiàn)狀、未來趨勢(shì) 1、5G發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，移動(dòng)通信技術(shù)也有突飛猛進(jìn)餓進(jìn)步和發(fā)展。從2G到3G，再到當(dāng)前的4G，短短幾年移動(dòng)通信技術(shù)有質(zhì)的飛躍。不同類型的通信技術(shù)具有各自的發(fā)展階段和技術(shù)特點(diǎn)。接下來的通信技術(shù)朝什么方向發(fā)展，有什么創(chuàng)新技術(shù)，這些都是人們對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的期望和關(guān)注點(diǎn)。5G通信技術(shù)是接下來發(fā)展的趨向，也將成為新一代的的移動(dòng)通信系統(tǒng)。每一代網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)與應(yīng)用都是對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)步的充分肯定與證明。為進(jìn)一步促進(jìn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，加快新一代5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的來臨，有需要對(duì)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行關(guān)注與分析。5G是未來十年的發(fā)展方向，在2020年以后將成為第五代的移動(dòng)通信系統(tǒng)。根據(jù)以往的移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的規(guī)律分析，5G應(yīng)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(xiàn)今的4G技術(shù)有一個(gè)高度和質(zhì)的提升，在其無線信號(hào)的[1]覆蓋性能、傳輸時(shí)效、通信安全及用戶體驗(yàn)方面也將會(huì)有明顯的提高和進(jìn)步。5G移動(dòng)通信技術(shù)和其他無線移動(dòng)技術(shù)有著深入的聯(lián)系和結(jié)合，形成了新一代的全面性的通信網(wǎng)絡(luò)。滿足未來十年互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)通信網(wǎng)速的1000倍要求。未來5G移動(dòng)通信還須很強(qiáng)的靈活性，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化的網(wǎng)絡(luò)調(diào)整。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為5G移動(dòng)通信提供了動(dòng)力基礎(chǔ)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將成為未來各種技術(shù)的基礎(chǔ)性平臺(tái)。當(dāng)前的移動(dòng)通信技術(shù)和無線技術(shù)將成為5G通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)，但有著更高的通信傳輸質(zhì)量和系統(tǒng)效率的要求。未來5G技術(shù)的發(fā)展方向?qū)⒃谌齻€(gè)方面得到提升：（1）無線傳輸效率；（2）通信系統(tǒng)的智能化和系統(tǒng)吞吐率；（3）無線通信頻率資源。當(dāng)前科學(xué)信息技術(shù)處于新的發(fā)展和變革時(shí)期，5G技術(shù)的發(fā)展將有這樣的特點(diǎn)：一，更加注重用戶的體驗(yàn)，提高和改善通信網(wǎng)絡(luò)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(biāo)；二，完善和健全網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)、多面、多用戶多無線，提高系統(tǒng)性能；三，5G技術(shù)將實(shí)現(xiàn)無處不在的無線信號(hào)覆蓋，優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)；四，充分利用高頻段頻譜資源，實(shí)現(xiàn)5G的普遍廣泛應(yīng)用；五，可靈活化的配置5G移動(dòng)無線通信網(wǎng)絡(luò)，相關(guān)通信運(yùn)營(yíng)商科根據(jù)實(shí)時(shí)的流量動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)資源，降低成本和消耗。

5G移動(dòng)通信技術(shù)，已經(jīng)成為移動(dòng)通信領(lǐng)域的全球性研究熱點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的深入發(fā)展，5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐技術(shù)會(huì)得以明確，在未來幾年，該技術(shù)會(huì)進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的發(fā)展階段，即標(biāo)準(zhǔn)化的研究與制定階段。同時(shí)，5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的容量也會(huì)大大提升，其途徑主要是進(jìn)一步提高頻譜效率、變革網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、開發(fā)并利用新的頻譜資源等。2013年初，歐盟等國(guó)家的第7框架計(jì)劃中啟動(dòng)了關(guān)于5G的研發(fā)項(xiàng)目，共有29個(gè)參加方，我國(guó)的華為公司也參與其中。隨著該項(xiàng)目的啟動(dòng)，各種5G移動(dòng)通信技術(shù)的研發(fā)組織應(yīng)運(yùn)而生，如韓國(guó)成立的5G技術(shù)論壇，中國(guó)成立的IMT-2020(5G)推進(jìn)組等。目前，世界各個(gè)國(guó)家正積極的就5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用需求、關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)、使能技術(shù)、候選頻段、發(fā)展愿景等各個(gè)方面進(jìn)行全面的研討，以期在2015年召開世界無線電大會(huì)時(shí)達(dá)成共識(shí)，在2016年后積極啟動(dòng)關(guān)于5G移動(dòng)通信技術(shù)的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程。

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展是推動(dòng)5G移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?，移?dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是各種新興業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)平臺(tái)，目前現(xiàn)有的固定互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的各種服務(wù)業(yè)務(wù)將通過無線網(wǎng)絡(luò)的方式提供給用戶，后臺(tái)服務(wù)及云計(jì)算的廣泛應(yīng)用勢(shì)必會(huì)對(duì)5G移動(dòng)通信技術(shù)系統(tǒng)提出較高的要求，尤其是在系統(tǒng)容量要求與傳輸質(zhì)量要求上。5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)主要定位在要密切銜接其他各種無線移動(dòng)通信技術(shù)上，為快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)提供全方位和基礎(chǔ)性的業(yè)務(wù)服務(wù)。就世界各國(guó)的初步估計(jì)，包括5G移動(dòng)通信技術(shù)在內(nèi)的無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，其在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)能力上的提升勢(shì)必會(huì)在三個(gè)維度上同步進(jìn)行：第一，引進(jìn)先進(jìn)的[2]無線傳輸技術(shù)之后，網(wǎng)絡(luò)資源的利用率將在4G移動(dòng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上提高至少10倍以上；第二，新的體系結(jié)構(gòu)（如高密集型的小區(qū)結(jié)構(gòu)等）的引入，智能化能力在深度上的擴(kuò)展，有望推進(jìn)整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的吞吐率提升大概25倍左右；第三，深入挖掘更為先進(jìn)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(dòng)通信資源較4G時(shí)代擴(kuò)展4倍左右。為了提升5G移動(dòng)通信技術(shù)的業(yè)務(wù)支撐能力，其在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面和無線傳輸技術(shù)方面勢(shì)必會(huì)有新的突破。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面，將采用更智能、更靈活的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，比如采用控制與轉(zhuǎn)發(fā)相互分離的軟件來定義網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、異構(gòu)超密集的部署等。在無線傳輸技術(shù)方面，將會(huì)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(shù)、編碼調(diào)制技術(shù)、多址接入技術(shù)等等。

5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，在移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域掀起了新一輪的競(jìng)爭(zhēng)熱潮，加快5G技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用，力求在5G通信領(lǐng)域的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，已成為各國(guó)信息領(lǐng)域發(fā)展的重要任務(wù)。5G移動(dòng)通信技術(shù)，必將會(huì)得到空前的發(fā)展，并給社會(huì)的進(jìn)步帶來前所未有的推動(dòng)力。

2、5G移動(dòng)通信的核心技術(shù)

2.1 非正交多址接入技術(shù)

非正交多址技術(shù)（Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA）的基本思想是在發(fā)送端采用非正交發(fā)送，主動(dòng)引入干擾信息，在接收端通過串行干擾刪除（SIC）接收機(jī)實(shí)現(xiàn)正確解調(diào)。NOMA的子信道傳輸依然采用正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)，子信道之間是正交的，互不干擾，但是一個(gè)子信道上不再只分配給一個(gè)用戶，而是多個(gè)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(huì)產(chǎn)生用戶間干擾問題，這也就是在接收端要采用SIC技術(shù)進(jìn)行多用戶檢測(cè)的目的。

2.2 高頻段傳輸技術(shù)

移動(dòng)通信傳統(tǒng)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(xiàn)狀，可以實(shí)現(xiàn)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(dòng)通信中的應(yīng)用是未來的發(fā)展趨勢(shì)，業(yè)界對(duì)此高度關(guān)注。足夠量的可用帶寬、小型化的天線和設(shè)備、較高的天線增益是高頻段毫米波移動(dòng)通信的主要優(yōu)點(diǎn)，但也存在傳輸距離短、穿透和繞射能力差、容易受氣候環(huán)境影響等缺點(diǎn)。射頻器件、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面的問題也有待進(jìn)一步研究和解決。

2.3 超密集組網(wǎng)技術(shù)

超密集網(wǎng)絡(luò)能夠改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋，大幅度提升系統(tǒng)容量，并且對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行分流，具有更靈活的網(wǎng)絡(luò)部署和更高效的頻率復(fù)用。未來，面向高頻段大帶寬，將采用更加密集的網(wǎng)絡(luò)方案，部署小區(qū)/扇區(qū)將高達(dá)100個(gè)以上。與此同時(shí)，愈發(fā)密集的網(wǎng)絡(luò)部署也使得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓訌?fù)雜，小區(qū)間干擾已經(jīng)成為制約系統(tǒng)容量增長(zhǎng)的主要因素，極大地降低了網(wǎng)絡(luò)能效。干擾消除、小區(qū)快速發(fā)現(xiàn)、密集小區(qū)間協(xié)作、基于終端能力提升的移動(dòng)性增強(qiáng)方案等，都是目前密集網(wǎng)絡(luò)方面的研究熱點(diǎn)。

2.4 大規(guī)模 MIMO（multiple input multiple output）技術(shù)

現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)的 8 端口多用戶MIMO不能滿足頻譜效率和能量效率的數(shù)量級(jí)提升需求，而大規(guī)模 MIMO系統(tǒng)可以顯著提高頻譜效率和能量效率。大規(guī)模MIMO 技術(shù)是MIMO技術(shù)的擴(kuò)展和延伸，其基本特征是在基站側(cè)配置大規(guī)模的天線陣列(從幾十至幾千)，其中基站天線的數(shù)量比每個(gè)信令資源的設(shè)備數(shù)量大得多，利用空分多址原理，同時(shí)服務(wù)多個(gè)用戶.此外，大規(guī)模 MIMO系統(tǒng)中，使用簡(jiǎn)單的線性預(yù)編碼和檢測(cè)方法，噪聲和快速衰落對(duì)系統(tǒng)的影響將逐漸消失，因此小區(qū)內(nèi)干擾也得到了降低.這些優(yōu)勢(shì)使得大規(guī)模 MIMO系統(tǒng)成為5G 的一大潛在關(guān)鍵技術(shù)。

3、對(duì)5G的看法

目前，5G標(biāo)準(zhǔn)正處于技術(shù)研究和評(píng)估的階段。2016年，產(chǎn)業(yè)界將進(jìn)一步遴選出5G采用的技術(shù)，進(jìn)行單一技術(shù)的仿真與驗(yàn)證，開展系統(tǒng)性的仿真工作及原理驗(yàn)證工作。同時(shí)，5G在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上也將產(chǎn)生深刻變化，SDN/NFV技術(shù)的引入，將使5G網(wǎng)絡(luò)能夠更靈活、更智能地適合應(yīng)用需求。5G是基于第四代移動(dòng)通信的演進(jìn)，其未來的發(fā)展方向必定以“人的體驗(yàn)”為中心，在終端、無線、業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域進(jìn)行融合以及創(chuàng)新。同時(shí)，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(wǎng)未來將會(huì)結(jié)合蜂窩網(wǎng)和局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)，形成一個(gè)更加智能、友好的環(huán)境。

4、總結(jié)

根據(jù)移動(dòng)通信發(fā)展規(guī)律和本文對(duì)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)分析來看，5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)計(jì)將在2020年正式實(shí)現(xiàn)商用，以滿足未來移動(dòng)通信用戶和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)飛速增長(zhǎng)的高需求。雖然我國(guó)關(guān)于5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)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(shí)間里我國(guó)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)研究工作將進(jìn)入技術(shù)研究的關(guān)鍵時(shí)期，從而為5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的形成打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)

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第二篇：移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展

移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展

內(nèi)容摘要：回顧移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展史，主要的發(fā)展都在近幾十年，而且發(fā)展的速度越來越快，藍(lán)牙、WAP和GPRS僅僅是目前移動(dòng)新技術(shù)的幾個(gè)亮點(diǎn)而已。北美國(guó)家對(duì)3G的發(fā)展持觀望態(tài)度，積極探索窄帶備選方案。歐洲、亞洲各國(guó)正積極準(zhǔn)備著3G的商用。中國(guó)目前正在論證3G許可證的發(fā)放方式。

移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展：

移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展史是怎樣的呢?移動(dòng)通信可以說從無線電通信發(fā)明之日就產(chǎn)生了。1897年，M.G.馬可尼所完成的無線通信試驗(yàn)就是在固定站與一艘拖船之間進(jìn)行的，距離為18海里。現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展始于本世紀(jì)20年代，大致經(jīng)歷了五個(gè)發(fā)展階段。

第一階段從本世紀(jì)20年代至40年代，為早期發(fā)展階段。在這期間，首先在短波幾個(gè)頻段上開發(fā)出專用移動(dòng)通信系統(tǒng)，其代表是美國(guó)底特律市警察使用的車載無線電系統(tǒng)。該系統(tǒng)工作頻率為2MHz，到40年代提高到30～40MHz可以認(rèn)為這個(gè)階段是現(xiàn)代移動(dòng)通信的起步階段，特點(diǎn)是專用系統(tǒng)開發(fā)，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(nèi)，公用移動(dòng)通信業(yè)務(wù)開始問世。1946年，根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)的計(jì)劃，貝爾系統(tǒng)在圣路易斯城建立了世界上第一個(gè)公用汽車電話網(wǎng)，稱為“城市系統(tǒng)”。當(dāng)時(shí)使用三個(gè)頻道，間隔為120kHz，通信方式為單工，隨后，西德(1950 年)、法國(guó)(1956年)、英國(guó)(1959年)等國(guó)相繼研制了公用移動(dòng)電話系統(tǒng)。美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室完成了人工交換系統(tǒng)的接續(xù)問題。這一階段的特點(diǎn)是從專用移動(dòng)網(wǎng)向公用移動(dòng)網(wǎng)過渡，接續(xù)方式為人工，網(wǎng)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(guó)推出了改進(jìn)型移動(dòng)電話系統(tǒng)(1MTS)，使用150MHz和450MHz頻段，采用大區(qū)制、中小容量，實(shí)現(xiàn)了無線頻道自動(dòng)選擇并能夠自動(dòng)接續(xù)到公用電話網(wǎng)。德國(guó)也推出了具有相同技術(shù)水平的B網(wǎng)。可以說，這一階段是移動(dòng)通信系統(tǒng)改進(jìn)與完善的階段，其特點(diǎn)是采用大區(qū)制、中小容量，使用450MHz頻段，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)選頻與自動(dòng)接續(xù)。

第四階段從70年代中期至80年代中期。這是移動(dòng)通信蓬勃發(fā)展時(shí)期。1978年底，美國(guó)貝爾試驗(yàn)室研制成功先進(jìn)移動(dòng)電話系統(tǒng)(AMPS)，建成了蜂窩狀移動(dòng)通信網(wǎng)，大大提高了系統(tǒng)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(wù)區(qū)域在美國(guó)逐漸擴(kuò)大。到 1985年3月已擴(kuò)展到47個(gè)地區(qū)，約10萬移動(dòng)用戶。其它工業(yè)化國(guó)家也相繼開發(fā)出蜂窩式公用移動(dòng)通信網(wǎng)。日本于1979年推出800MHz汽車電話系統(tǒng)(HAMTS)，在東京、大膠、神戶等地投入商用。西德于1984年完成C網(wǎng)，頻段為450MHz。英國(guó)在1985年開發(fā)出全地址通信系統(tǒng)(TACS)，首先在倫敦投入使用，以后覆蓋了全國(guó)，頻段為900MHz。法國(guó)開發(fā)出450系統(tǒng)。加拿大推出450MHz移動(dòng)電話系統(tǒng)MTS。瑞典等北歐四國(guó)于1980 年開發(fā)出NMT—450移動(dòng)通信網(wǎng)，并投入使用，頻段為450MHz。

第五階段從80年代中期開始。這是數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展和成熟時(shí)期?；仡櫼苿?dòng)通信的發(fā)展歷程，移動(dòng)通信的發(fā)展大致經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段：第一代移動(dòng)通信技術(shù)主要指蜂窩式模擬移動(dòng)通信，技術(shù)特征是蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)克服了大

區(qū)制容量低、活動(dòng)范圍受限的問題。第二代移動(dòng)通信是蜂窩數(shù)字移動(dòng)通信，使蜂窩系統(tǒng)具有數(shù)字傳輸所能提供的綜合業(yè)務(wù)等種種優(yōu)點(diǎn)。第三代移動(dòng)通信的主要特征是除了能提供第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)所擁有的各種優(yōu)點(diǎn)，克服了其缺點(diǎn)外，還能夠提供寬帶多媒體業(yè)務(wù)，能提供高質(zhì)量的視頻寬帶多媒體綜合業(yè)務(wù)，并能實(shí)現(xiàn)全球漫游?，F(xiàn)在用的大多是第二代技術(shù)，第三代技術(shù)還不太成功，但已有了第四代技術(shù)的設(shè)想。第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)（4G）標(biāo)準(zhǔn)比第三代具有更多的功能。

接下來，回到十年前，我們來重點(diǎn)看一下當(dāng)時(shí)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)在世界各國(guó)的發(fā)展情況。

1、美國(guó)3G系統(tǒng)的發(fā)展情況

從近年來北美運(yùn)營(yíng)者在發(fā)展第３代移動(dòng)通信系統(tǒng)的做法來看，似乎許多北美國(guó)家的運(yùn)營(yíng)者在承諾實(shí)施第３代或者甚至在測(cè)試真正的高速3G技術(shù)之前一直持著觀望的態(tài)度。

GSM2.5G系統(tǒng)比起先前的系統(tǒng)只是在數(shù)據(jù)傳輸速率和容量上有所提高，而CDMA方面，2.5G系統(tǒng)不但能將數(shù)據(jù)速率提高到144kbit/ｓ，而且可以使老式的話音系統(tǒng)的容量提高一倍。CDMA的2.5G系統(tǒng)通常被運(yùn)營(yíng)者們稱為3G1ｘ。

盡管3G系統(tǒng)在世界范圍內(nèi)已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)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(guó)和加拿大將不會(huì)保證提供3G業(yè)務(wù)。因?yàn)榇_定是否要把網(wǎng)絡(luò)升級(jí)到3G的水平需要運(yùn)營(yíng)者解決許多問題。盡管亞洲和西歐在3G技術(shù)上已經(jīng)取得了領(lǐng)先地位，但他們能取得這樣的地位也不完全是主動(dòng)的，容量限制和當(dāng)?shù)氐墓苤浦贫鹊却偈惯@些地區(qū)形成現(xiàn)在的格局。

相比之下，美國(guó)的運(yùn)營(yíng)者仍在為2G網(wǎng)絡(luò)還債。因此，既然市場(chǎng)上還看不到什么需求，就沒有必要擔(dān)上更多的債務(wù)，這也許是美國(guó)許多運(yùn)營(yíng)者對(duì)3G態(tài)度曖昧的根本原因。

2、歐洲3G系統(tǒng)的發(fā)展情況

歐洲大部分國(guó)家第2代通信系統(tǒng)采用的是GSM系統(tǒng)，在移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場(chǎng)的推動(dòng)下，歐洲的運(yùn)營(yíng)者們一方面在積極開發(fā)新的技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)，以滿足目前移動(dòng)數(shù)據(jù)市場(chǎng)的需求，同時(shí)他們又未雨綢繆，積極為第3代移動(dòng)通信系統(tǒng)的商用做準(zhǔn)備。

(1)英國(guó)挑起許可證拍賣的“戰(zhàn)火”

近期英國(guó)發(fā)出第3代牌照，庫(kù)房進(jìn)帳350億美元，惹來歐洲各國(guó)的羨慕目光。英國(guó)拍賣無線頻率的成功經(jīng)驗(yàn)使歐洲不少國(guó)家的財(cái)政部門垂涎欲滴，隨之紛紛效仿。

(2)德國(guó)3G許可證拍出天價(jià)

經(jīng)過激烈的競(jìng)爭(zhēng)，德國(guó)3G系統(tǒng)頻率使用權(quán)拍賣終于結(jié)束，并創(chuàng)下了移動(dòng)通信頻率使用權(quán)總拍賣價(jià)988億馬克（1馬克約合0.46美元）的世界新紀(jì)錄。比不久前英國(guó)拍賣“3G頻段”使用權(quán)時(shí)所創(chuàng)下的世界紀(jì)錄高出了約35％。除德國(guó)的電信巨頭外，英國(guó)、法國(guó)、加拿大、芬蘭以及西班牙的無線通信企業(yè)也參加了此次競(jìng)拍。后來，來自加拿大的企業(yè)退出了競(jìng)爭(zhēng)，而堅(jiān)持到最后的6家企業(yè)終于以平均165擁有了3G頻率使用權(quán)，誰就能夠在未來的無線通信市場(chǎng)中處于有利的地位，這也正是此次德國(guó)拍賣3G頻率使用權(quán)引起如此激烈競(jìng)爭(zhēng)的重要原因。

(3)意大利先評(píng)審，后拍賣

意大利則將施行兩階段開放——先評(píng)審，后拍賣，預(yù)定發(fā)出5張3G許可證。根據(jù)意大利政府的設(shè)計(jì)，在評(píng)審階段，評(píng)審的重點(diǎn)在于技術(shù)基礎(chǔ)建設(shè)及容量、服務(wù)項(xiàng)目、市場(chǎng)預(yù)測(cè)及商業(yè)目標(biāo)等。在競(jìng)標(biāo)階段，目前設(shè)定的底價(jià)是每張?jiān)S可證為19.5億美元，而市場(chǎng)分析認(rèn)為，業(yè)者將進(jìn)行一場(chǎng)價(jià)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(tài)度發(fā)放許可證

在歐洲國(guó)家普遍以拍賣形式發(fā)放3G執(zhí)照，為國(guó)家賺進(jìn)大把大把鈔票之際，瑞典的傳統(tǒng)作法就顯得十分特別。瑞典政府強(qiáng)調(diào)消費(fèi)者的權(quán)利，而堅(jiān)持走“評(píng)審制”，僅收取1.1萬美元的權(quán)利金，往后每年則按業(yè)者營(yíng)收收取0.15％的權(quán)利金，以降低業(yè)者經(jīng)營(yíng)成本。瑞典預(yù)定在2000年9月接受申請(qǐng)，預(yù)定在11月發(fā)出4張3G許可證，并希望業(yè)者能在2002年提供服務(wù)。

3、亞洲地區(qū)3G系統(tǒng)的發(fā)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(dòng)電話運(yùn)營(yíng)牌照發(fā)放給了日本電報(bào)電話公司移動(dòng)通信公司（NTT DoCoMo）、J-Phone集團(tuán)和由DDI移動(dòng)電話公司與Nippon I do Tsushin公司成立的合資公司。

這3家獲準(zhǔn)建設(shè)第3代移動(dòng)電話網(wǎng)的企業(yè)當(dāng)中，日本電報(bào)電話公司移動(dòng)通信公司的計(jì)劃最為超前，這家公司已計(jì)劃在2001年5月在東京地區(qū)開通第一期商業(yè)運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)，到該年底將業(yè)務(wù)范圍擴(kuò)展到日本第二大和第三大城市，即大阪和名古屋。日本電報(bào)電話公司是寬帶CDMA技術(shù)的主要研發(fā)力量。

J-Phone集團(tuán)作為日本電信的下屬企業(yè)，計(jì)劃在2001年12月在東京、大阪和名古屋3地同時(shí)開通以寬帶CDMA為基礎(chǔ)的第3代移動(dòng)電話網(wǎng)。DDI集團(tuán)的計(jì)劃是在2002年開通自己的以CDMA2000為標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)網(wǎng)。

（2）韓國(guó)

韓國(guó)最多將發(fā)放4個(gè)3G許可證，采用“選秀”方式，投標(biāo)者包括：移動(dòng)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商Korea Telecom、K Telecom、Shisegi Telecom、Hansol PCS、KTFree-tel 和LG Telecom，以及固定網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商Dacom、Onse Telecom 和 Hanaro Tele-com，計(jì)劃于2000年末發(fā)放許可證。3G的商業(yè)服務(wù)將于2002年初開始。

（3）香港

香港計(jì)劃于2000年發(fā)放許可證，商業(yè)服務(wù)將于2001年開始，將通過“混合的拍賣/選秀”方式發(fā)放4～6個(gè)許可證。征詢階段于2000年5月22日結(jié)束。全球移動(dòng)電信系統(tǒng)設(shè)備與服務(wù)市場(chǎng)分析

系統(tǒng)設(shè)備與服務(wù)市場(chǎng)具有兩個(gè)特征。

第一，市場(chǎng)總量發(fā)展緩慢。由于電信運(yùn)營(yíng)業(yè)收入及利潤(rùn)增長(zhǎng)放緩，電信運(yùn)營(yíng)商嚴(yán)格控制成本支出，導(dǎo)致全球系統(tǒng)設(shè)備與服務(wù)的需求增長(zhǎng)緩慢。根據(jù)Dell’Oro預(yù)測(cè)，未來四年的年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為3%。

第二，競(jìng)爭(zhēng)格局不斷變化。由于技術(shù)更新放緩、設(shè)備成本快速下降，價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)成為設(shè)備與服務(wù)廠商競(jìng)爭(zhēng)的主要手段，華為和中興不斷地在國(guó)際市場(chǎng)上進(jìn)一步蠶食傳統(tǒng)電信設(shè)備制造廠商的市場(chǎng)份額。為了應(yīng)對(duì)中興和華為的競(jìng)爭(zhēng)壓力，傳統(tǒng)

設(shè)備與服務(wù)廠商一方面通過“節(jié)流”降低成本，譬如：將其研發(fā)與生產(chǎn)加速向中國(guó)、印度等低成本國(guó)家轉(zhuǎn)移，通過并購(gòu)抱團(tuán)取暖；另一方面通過“開源”獲得新的收入，譬如：大力挖掘?qū)I(yè)服務(wù)領(lǐng)域并不斷開創(chuàng)新的交易模式，構(gòu)筑新的競(jìng)爭(zhēng)壁壘，以獲取長(zhǎng)期平穩(wěn)的收入。以“網(wǎng)絡(luò)托管”為例子，由于ARPU值的持續(xù)下降，運(yùn)營(yíng)商被迫加大市場(chǎng)開拓力度、擴(kuò)大市場(chǎng)份額，以數(shù)量補(bǔ)質(zhì)量。設(shè)備及系統(tǒng)廠商則接手其設(shè)備維護(hù)、后臺(tái)業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)和相關(guān)技術(shù)人員。這樣一來，設(shè)備與服務(wù)廠商不僅能夠持續(xù)獲得長(zhǎng)期穩(wěn)定的服務(wù)收入，還能夠更深入地掌握運(yùn)營(yíng)商的市場(chǎng)需求，不斷推出適合需求的業(yè)務(wù)解決方案，從而鞏固自身地位。尤其是在ITIME產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境下，是屏蔽競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的殺手锏。與單純的設(shè)備供應(yīng)相比，“網(wǎng)絡(luò)托管”需要設(shè)備與服務(wù)廠商提供技術(shù)、財(cái)務(wù)、供應(yīng)鏈等多方面的服務(wù)，附加值更高，中國(guó)廠商限于條件，目前在這一領(lǐng)域開拓不深。

全球移動(dòng)終端設(shè)備市場(chǎng)分析

終端的增長(zhǎng)及功能演進(jìn)取決于用戶數(shù)的增長(zhǎng)及用戶需求。2006-2011年，全球終端的出貨量將維持平穩(wěn)增長(zhǎng)，約為7%。

從區(qū)域上看，增長(zhǎng)率最快的是中東、非洲和西歐，這主要來源于用戶數(shù)的增長(zhǎng)和3G所帶來的換機(jī)增長(zhǎng)；而在總量上，2011年，中國(guó)、印度、西歐和亞太合計(jì)占到市場(chǎng)總量的60%，比2006年增長(zhǎng)三個(gè)百分點(diǎn)。

從標(biāo)準(zhǔn)上看，GSM手機(jī)仍占主導(dǎo)地位，到2011年將占市場(chǎng)份額的51%，但WCDMA手機(jī)的出貨量將快速增長(zhǎng)，2006-2011年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)32%。

從功能上看，多功能手機(jī)將占主導(dǎo)地位，2006-2011年均增長(zhǎng)10%，到2011年將占市場(chǎng)份額的91%。這也體現(xiàn)了數(shù)碼產(chǎn)品與電信終端的融合加速。

從價(jià)格上看，超低端手機(jī)（40美元以下）市場(chǎng)增長(zhǎng)迅猛。

從廠商及產(chǎn)品特征看，一方面，諾基亞同時(shí)從事終端和系統(tǒng)設(shè)備，對(duì)電信業(yè)務(wù)的理解深刻，龍頭地位難以撼動(dòng)；另一方面，越來越多的IT及消費(fèi)電子廠商進(jìn)入該領(lǐng)域，顯示了咄咄逼人的競(jìng)爭(zhēng)力。以蘋果為例，對(duì)消費(fèi)者需求和流行趨勢(shì)把握能力極強(qiáng)，市場(chǎng)反應(yīng)迅速，產(chǎn)品創(chuàng)新速度快，獲得了巨大成功。

未來兩年，電信設(shè)備行業(yè)具有兩個(gè)投資催化劑。

第一，3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。如果芯片及終端設(shè)備能夠達(dá)到大規(guī)模商用的成熟度——我們預(yù)測(cè)還需要有半年的時(shí)間，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)必然全面鋪開。而一旦運(yùn)營(yíng)商重組成為現(xiàn)實(shí)，WCDMA的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也將提上日程。這對(duì)于整個(gè)電信設(shè)備行業(yè)而言都將是一個(gè)利好消息。

第二，中央企業(yè)整合與上市。目前涉及電信設(shè)備制造的中央企業(yè)共有11家。包括：原郵電部下屬的5家中央企業(yè)，原電子工業(yè)部下屬的4家中央企業(yè)4家，以及華僑城（康佳）和中國(guó)鐵路電信信號(hào)集團(tuán)公司兩家主營(yíng)與電信設(shè)備有關(guān)的中央企業(yè)。其中，原郵電部下屬的中央企業(yè)尤其值得關(guān)注。

總結(jié)

對(duì)于移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備生產(chǎn)，第1代通信系統(tǒng)我們是看著國(guó)外發(fā)展起來的，第2代移動(dòng)通信系統(tǒng)我們是在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)起來之后才開始進(jìn)行研發(fā)，第3代移動(dòng)通信系統(tǒng)目前尚沒有大量進(jìn)入市場(chǎng)。對(duì)于中國(guó)，在投入精力積極開拓第2代移動(dòng)通信市場(chǎng)的同時(shí)，要積極為第3代移動(dòng)通信系統(tǒng)的建設(shè)做好充分準(zhǔn)備。

第三篇：數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

趙 學(xué) 明

（廣東工業(yè)大學(xué)，廣東 廣州 510006）

摘要：現(xiàn)在世界上很多發(fā)達(dá)的工業(yè)化國(guó)家在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用數(shù)控機(jī)床。隨著電子技術(shù)和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)功能已經(jīng)非常強(qiáng)大，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，世界先進(jìn)技術(shù)的興起和不斷成熟，對(duì)數(shù)控技術(shù)提出了更高的要求。當(dāng)今數(shù)控機(jī)床正在不斷采用最新成果，朝著高速化、超精度化、多功能化、智能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、高可靠性與環(huán)保等方向發(fā)展。

關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床、技術(shù)、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)

引言

從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來，數(shù)控機(jī)床給機(jī)械制造業(yè)帶來了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點(diǎn)：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)效益的提高。數(shù)控機(jī)床是一種高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價(jià)格昂貴不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求100%檢驗(yàn)的零件。數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍使其成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。

進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)與國(guó)際全面接軌，進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期。機(jī)床制造業(yè)既面臨著機(jī)械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī)，也遭遇到加入世界貿(mào)易組織后激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力，加速推進(jìn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的大量需求以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的飛速進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。1 數(shù)控機(jī)床的簡(jiǎn)單介紹

車、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等都是機(jī)械加工方法，所謂機(jī)械加工，就是把金屬毛坯零件加工成所需要的形狀，包含尺寸精度和幾何精度兩個(gè)方面。能完成以上功能的設(shè)備都稱為機(jī)床，數(shù)控機(jī)床就是在普通機(jī)床上發(fā)展過來的，數(shù)控的意思就是數(shù)字控制。數(shù)控系統(tǒng)是由顯示器、控制器伺服、伺服電機(jī)、和各種開關(guān)、傳感器構(gòu)成。目前世界上最大的三家廠商是：日本法拉克、德國(guó)西門子、日本三菱；其余還有法國(guó)扭姆、西

班牙凡高等。國(guó)內(nèi)有華中數(shù)控、航天數(shù)控等。從目前來看，我們國(guó)家機(jī)床業(yè)最薄弱的環(huán)節(jié)就在數(shù)控系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛才開始，產(chǎn)業(yè)化、質(zhì)量、技術(shù)水平一般，故障率比較高，質(zhì)量精度一般。因此，高檔次的數(shù)控系統(tǒng)全都是依賴進(jìn)口，每年國(guó)家需要在此方面花費(fèi)大量的外匯。給機(jī)床裝上數(shù)控系統(tǒng)后，機(jī)床就成了數(shù)控機(jī)床。當(dāng)然，普通機(jī)床發(fā)展到數(shù)控機(jī)床不只是加裝數(shù)控系統(tǒng)這么簡(jiǎn)單，例如：從銑床發(fā)展到加工中心，機(jī)床結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，最主要的是加了刀庫(kù)，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是銑、鏜、鉆的功能。我們一般所說的數(shù)控設(shè)備，主要是指數(shù)控車床和加工中心。我國(guó)數(shù)控機(jī)床的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

近6年來我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量一直處于持續(xù)地以年均增長(zhǎng)超過30％快速發(fā)展，據(jù)初步統(tǒng)計(jì)2004年數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量為51860臺(tái)，同比年增長(zhǎng)40.8％，數(shù)控機(jī)床的消費(fèi)量約70000余臺(tái)，同比年增長(zhǎng)約30％。數(shù)控機(jī)床需求的旺盛也促進(jìn)了2004年內(nèi)新建的三資和民營(yíng)機(jī)床廠以及數(shù)控機(jī)床品種的明顯增加。但是，另一方面進(jìn)口的數(shù)控機(jī)床數(shù)量也在逐年同步增加，而且進(jìn)口數(shù)控機(jī)床的消費(fèi)額的增長(zhǎng)趨勢(shì)更快。2004年數(shù)控機(jī)床的進(jìn)口數(shù)量同比年增長(zhǎng)30％，而進(jìn)口消費(fèi)額的增長(zhǎng)卻達(dá)52％，從而導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)消費(fèi)額中的所占比例已不足30％。之所以出現(xiàn)這一現(xiàn)象，其主要原因在于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)技術(shù)和附加值高的高效精密數(shù)控機(jī)床和高性能大重型數(shù)控機(jī)床需求增長(zhǎng)，要依靠進(jìn)口解決。大量的高檔數(shù)控機(jī)床的進(jìn)口，主要由于以下三個(gè)領(lǐng)域發(fā)展的需求：高新技術(shù)和國(guó)防工業(yè)領(lǐng)域；重大基礎(chǔ)裝備制造領(lǐng)域。國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域等。因此，對(duì)于高速超精密數(shù)控機(jī)床，國(guó)內(nèi)還是欠缺的，主要依賴進(jìn)口。

但是最近幾年國(guó)家也加大了對(duì)數(shù)控機(jī)床研發(fā)的大力支持?？萍疾繉閿?shù)控機(jī)床專項(xiàng)研發(fā)投入2億元，主要圍繞數(shù)控設(shè)備支撐技術(shù)和航天、交通、能源等方面需要的超大型超精密加工設(shè)備。第一個(gè)建立在企業(yè)的數(shù)控機(jī)床國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)進(jìn)入審批階段。科技部還將組織重大專項(xiàng)研究，在關(guān)鍵功能部件等配套技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)上取得核心技術(shù)。國(guó)家的政策支持，產(chǎn)業(yè)扶持，這是數(shù)控機(jī)床業(yè)的春天，將會(huì)促進(jìn)我國(guó)數(shù)控機(jī)床朝向世界頂級(jí)技術(shù)邁進(jìn)。3 數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)高速度與超精度化

速度和精度是數(shù)控機(jī)床的兩個(gè)重要指標(biāo)，它直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。高速度、超精度加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)(CIRP)

將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。特別是在超高速切削、超精密加工技術(shù)的實(shí)施中，對(duì)機(jī)床各坐標(biāo)軸位移速度和定位精度提出了更高的要求；另外，這兩項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)又是相互制約的，也就是說要求位移速度越高，定位精度就越難提高。

目前，在超高速加工中，車削和銑削的切削速度已達(dá)到5000～8000m/min以上；主軸轉(zhuǎn)數(shù)在30000轉(zhuǎn)/分(有的高達(dá)10萬轉(zhuǎn)/分)以上；工作臺(tái)的移動(dòng)速度(進(jìn)給速度)：在分辨率為l微米時(shí)，在100m/min(有的到200m/min)以上，在分辨率為0.1um時(shí)，在24m/min以上；自動(dòng)換刀速度在1秒以內(nèi)；小線段插補(bǔ)進(jìn)給速度達(dá)到12m/min。

在加工精度方面，近10年來，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10um 提高到5um，精密級(jí)加工中心則從3～5um，提高到1～1．5um,并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(jí)(0．01um)。2 高可靠性

隨著數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的高可靠性已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)制造商和數(shù)控機(jī)床制造商追求的目標(biāo)。對(duì)于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在l6小時(shí)內(nèi)連續(xù)正常工作，無故障率在P(t)>99％以上，則數(shù)控機(jī)床的平均無故障運(yùn)行時(shí)間MTBF就必須大于3000小時(shí)。我們只對(duì)一臺(tái)數(shù)控機(jī)床而言，如主機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為l0：1(數(shù)控的可靠比主機(jī)高一個(gè)數(shù)量級(jí))。此時(shí)數(shù)控系統(tǒng)的MTBF就要大于33333．3小時(shí)，而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅(qū)動(dòng)等的MTBF就必須大于l0萬小時(shí)。當(dāng)前國(guó)外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000小時(shí)以上，驅(qū)動(dòng)裝置達(dá)30000小時(shí)以上，但是，可以看到距理想的目標(biāo)還有差距。多功能化

在零件加工過程中有大量的無用時(shí)間消耗在工件搬運(yùn)、上下料、安裝調(diào)整、換刀和主軸的升、降速上，為了盡可能降低這些無用時(shí)間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺(tái)機(jī)床上，因此數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多能，以最大限度地提高設(shè)備利用率。另外前臺(tái)加工、后臺(tái)編輯的前后臺(tái)功能，充分提高其工作效率和機(jī)床利用率。數(shù)控機(jī)床還具有更高的通訊功能，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床除具有通信口，DNC功能外，還具有網(wǎng)絡(luò)功能。多軸化

隨著5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)和編程軟件的普及，5軸聯(lián)動(dòng)控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個(gè)開發(fā)熱點(diǎn)，由于在加工自由曲面時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)控制對(duì)球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡(jiǎn)單，并且能使球頭銑刀在銑削3維曲面的過程中始終保持合理的切速，從而顯著改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率，而在3軸聯(lián)動(dòng)控制的機(jī)床無法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參與切削，因此，5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床以其無可替代的性能優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為各大機(jī)床廠家積極開發(fā)和競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。

數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化，主要指機(jī)床通過所配裝的數(shù)控系統(tǒng)與外部的其它控制系統(tǒng)或上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)控制。數(shù)控機(jī)床一般首先面向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)，然后再經(jīng)由因特網(wǎng)通向企業(yè)外部，這就是所謂Internet/Intranet技術(shù)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟和發(fā)展，最近業(yè)界又提出了數(shù)字制造的概念。數(shù)字制造，是機(jī)械制造企業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，也是國(guó)際先進(jìn)機(jī)床制造商當(dāng)今標(biāo)準(zhǔn)配置的供貨方式。

隨著信息化技術(shù)的大量采用，越來越多的國(guó)內(nèi)用戶在進(jìn)口數(shù)控機(jī)床時(shí)要求具有遠(yuǎn)程通訊服務(wù)等功能。機(jī)械制造企業(yè)在普遍采用CAD/CAM的基礎(chǔ)上，越加廣泛地使用數(shù)控加工設(shè)備。數(shù)控應(yīng)用軟件日趨豐富和具有“人性化”。虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造等高端技術(shù)也越來越多地為工程技術(shù)人員所追求。通過軟件智能替代復(fù)雜的硬件，正在成為當(dāng)代機(jī)床發(fā)展的重要趨勢(shì)。在數(shù)字制造的目標(biāo)下，通過流程再造和信息化改造，ERP等一批先進(jìn)企業(yè)管理軟件已經(jīng)脫穎而出，為企業(yè)創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟(jì)效益。柔性化、智能化

數(shù)控機(jī)床向柔性自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)是：從點(diǎn)(數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床)、線(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段車間獨(dú)立制造島、FA)、體(CIMS、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展，另一方面向注重應(yīng)用性和經(jīng)濟(jì)性方向發(fā)展。柔性自動(dòng)化技術(shù)是制造業(yè)適應(yīng)動(dòng)態(tài)市場(chǎng)需求及產(chǎn)品迅速更新的主要手段，是各國(guó)制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)，是先進(jìn)制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)。其重點(diǎn)是以提高系統(tǒng)的可靠性、實(shí)用化為前提，以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標(biāo)；注重加強(qiáng)單元技術(shù)的開拓、完善；CNC單機(jī)向高精度、高速度和高柔性方向發(fā)展；數(shù)控機(jī)床及其構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)能方便地與CAD、CAM、CAPP、MTS聯(lián)結(jié)，向信息集成方向發(fā)展；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開放、集成和智能化方向發(fā)展。

智能化是21世紀(jì)制造技術(shù)發(fā)展的一個(gè)大方向。智能加工是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和理論的加工，它是要在加工過程中模擬人類專家的智能活動(dòng)，以解決加工過程許多不確定性的、要由人工干預(yù)才能解決的問題。智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量的智能化，如自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作的智能化，如智能化的自動(dòng)編程，智能化的人機(jī)界面等；智能診斷、智能監(jiān)控，方便系統(tǒng)的診斷及維修等。世界上正在進(jìn)行研究的智能化切削加工系統(tǒng)很多，其中日本智能化數(shù)控裝置研究會(huì)針對(duì)鉆削的智能加工方案具有代表性。

21世紀(jì)的金切機(jī)床必須把環(huán)保和節(jié)能放在重要位置，即要實(shí)現(xiàn)切削加工工藝的綠色化。目前這一綠色加工工藝主要集中在不使用切削液上，這主要是因?yàn)榍邢饕杭任廴经h(huán)境和危害工人健康，又增加資源和能源的消耗。干切削一般是在大氣氛圍中進(jìn)行，但也包括在特殊氣體氛圍中(氮?dú)庵?、冷風(fēng)中或采用干式靜電冷卻技術(shù))不使用切削液進(jìn)行的切削。不過，對(duì)于某些加工方式和工件組合，完全不使用切削液的干切削目前尚難與實(shí)際應(yīng)用，故又出現(xiàn)了使用極微量潤(rùn)滑(MQL)的準(zhǔn)干切削。對(duì)于面向多種加工方法/工件組合的加工中心之類的機(jī)床來說，主要是采用準(zhǔn)干切削，通常是讓極微量的切削油與壓縮空氣的混合物經(jīng)由機(jī)床主軸與工具內(nèi)的中空通道噴向切削區(qū)。在各類金切機(jī)床中，采用干切削最多的是滾齒機(jī)。結(jié)束語

總之，數(shù)控(NC)機(jī)床技術(shù)已成為制造技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)床技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展為現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展提供了良好的條件，促使制造業(yè)向著高效、優(yōu)質(zhì)以及人性化的方向發(fā)展。為了滿足制造技術(shù)不斷發(fā)展的需要，NC機(jī)床將朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、數(shù)字化的方向發(fā)展。今后，隨著計(jì)算技術(shù)、測(cè)試技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、材料和機(jī)械結(jié)構(gòu)等方面的研究和科技的進(jìn)步，也必將面臨著新的挑戰(zhàn)?？梢灶A(yù)見，隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展和數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用 制造業(yè)將迎來一次足以撼動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)模式的深刻革命。

參考文獻(xiàn)：

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第四篇：光纖通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀及趨勢(shì)

光纖通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀及趨勢(shì)

年級(jí)：大一

學(xué)號(hào)：***

姓名：傅天一

專業(yè)：計(jì)科

指導(dǎo)老師：

二零一四年五月

摘要：由于光纖通信具有損耗低、傳榆頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優(yōu)點(diǎn),備受業(yè)內(nèi)人士青睞,發(fā)展非常迅速,文章概述光纖通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,并展望其發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù);趨勢(shì);光纖到戶;全光網(wǎng)絡(luò)

一、前 言

1966年,美籍華人高錕(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)發(fā)表論文,預(yù)見了低損耗的光纖能夠用于通信,敲開了光纖通信的大門,引起了人們的重視。1970年,美國(guó)康寧公司首次研制成功損耗為20dB/km的光纖,光纖通信時(shí)代由此開始。光纖通信是以很高頻率(1014Hz數(shù)量級(jí))的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質(zhì)的通信。由于光纖通信具有損耗低、傳輸頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優(yōu)點(diǎn),備受業(yè)內(nèi)人士青睞,發(fā)展非常迅速。光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量從

1980年到2000年增加了近1萬倍,傳輸速度在過去的10年中大約提高了10倍。

二、光纖通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和傳輸流量提高的需求,傳輸系統(tǒng)供應(yīng)商都在技術(shù)開發(fā)上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纖上進(jìn)行了55x20Gbit/s傳輸?shù)难芯?實(shí)現(xiàn)了1.1Tbit/s的傳輸。NEC公司進(jìn)行了132x20Gbit/s、120km傳輸?shù)难芯?實(shí)現(xiàn)了2.64Thit/s的傳輸。NTT公司實(shí)現(xiàn)了3Thit/s的傳輸。目前,以日本為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家,在光纖傳輸方面實(shí)現(xiàn)了10.96Thit/s(274xGbit/s)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)超長(zhǎng)距離的傳輸已達(dá)到4000km無電中繼的技術(shù)水平。在光網(wǎng)絡(luò)方面,光網(wǎng)技術(shù)合作計(jì)劃(ONTC)、多波長(zhǎng)光網(wǎng)絡(luò)(MONET)、泛歐光子傳送重疊網(wǎng)(PHOTON)、泛歐光網(wǎng)絡(luò)(OPEN)、光通信網(wǎng)管理(MOON)、光城域通信網(wǎng)(MTON)、波長(zhǎng)捷變光傳送和接入網(wǎng)(WOTAN)等一系列研究項(xiàng)目的相繼啟動(dòng)、實(shí)施與完成,為下一代寬帶信息網(wǎng)絡(luò),尤其為承載未來IP業(yè)務(wù)的下一代光通信網(wǎng)絡(luò)奠定了良好的基礎(chǔ)。

(一)復(fù)用技術(shù)

光傳輸系統(tǒng)中,要提高光纖帶寬的利用率,必須依靠多信道系統(tǒng)。常用的復(fù)用方式有:時(shí)分復(fù)用(TDM)、波分復(fù)用(WDM)、頻分復(fù)用(FDM)、空分復(fù)用(SDM)和碼分復(fù)用(CDM)。目前的光通信領(lǐng)域中,WDM技術(shù)比較成熟,它能幾十倍上百倍地提高傳輸容量。

(二)寬帶放大器技術(shù)

摻餌光纖放大器(EDFA)是WDM技術(shù)實(shí)用化的關(guān)鍵,它具有對(duì)偏振不敏感、無串?dāng)_、噪聲接近量子噪聲極限等優(yōu)點(diǎn)。但是普通的EDFA放大帶寬較窄,約有35nm(1530~1565nm),這就限制了能容納的波長(zhǎng)信道數(shù)。進(jìn)一步提高傳輸容量、增大光放大器帶寬的方法有:(1)摻餌氟化物光纖放大器(EDFFA),它可實(shí)現(xiàn)75nm的放大帶寬;(2)碲化物光纖放大器,它可實(shí)現(xiàn)76nm的放大帶寬;(3)控制摻餌光纖放大器與普通的EDFA組合起來,可放大帶寬約80nm;(4)拉曼光纖放大器(RFA),它可在任何波長(zhǎng)處提供增益,將拉曼放大器與EDFA結(jié)合起來,可放大帶寬大于100nm。

(三)色散補(bǔ)償技術(shù)

對(duì)高速信道來說,在1550nm波段約18ps(mmokm)的色散將導(dǎo)致脈沖展寬而引起誤碼,限制高速信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸。對(duì)采用常規(guī)光纖的10Gbit/s系統(tǒng)來說,色散限制僅僅為50km。因此,長(zhǎng)距離傳輸中必須采用色散補(bǔ)償技術(shù)。

(四)孤子WDM傳輸技術(shù)

超大容量傳輸系統(tǒng)中,色散是限制傳輸距離和容量的一個(gè)主要因素。在高速光纖通信系統(tǒng)中,使用孤子傳輸技術(shù)的好處是可以利用光纖本身的非線性來平衡光纖的色散,因而可以顯著增加無中繼傳輸距離。孤子還有抗干擾能力強(qiáng)、能抑制極化模色散等優(yōu)點(diǎn)。色散管理和孤子技術(shù)的結(jié)合,凸出了以往孤子只在長(zhǎng)距離傳輸上具有的優(yōu)勢(shì),繼而向高速、寬帶、長(zhǎng)距離方向發(fā)展。

(五)光纖接入技術(shù)

隨著通信業(yè)務(wù)量的增加,業(yè)務(wù)種類更加豐富。人們不僅需要語音業(yè)務(wù),而且高速數(shù)據(jù)、高保真音樂、互動(dòng)視頻等多媒體業(yè)務(wù)也已得到用戶青睞。這些業(yè)務(wù)不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò),用戶接人部分更是關(guān)鍵。傳統(tǒng)的接入方式已經(jīng)滿足不了需求,只有帶寬能力強(qiáng)的光纖接人才能將瓶頸打開,核心網(wǎng)和城域網(wǎng)的容量潛力才能真正發(fā)揮出來。光纖接入中極有優(yōu)勢(shì)的PON技術(shù)早就出現(xiàn)了,它可與多種技術(shù)相結(jié)合,例如ATM、SDH、以太網(wǎng)等,分別產(chǎn)生APON、GPON和EPON。由于ATM技術(shù)受到IP技術(shù)的挑戰(zhàn)等問題,APON發(fā)展基本上停滯不前,甚至走下坡路。但有報(bào)道指出由于ATM交換在美國(guó)廣泛應(yīng)用,APON將用于實(shí)現(xiàn)FITH方案。GPON對(duì)

電路交換性的業(yè)務(wù)支持最有優(yōu)勢(shì),又可充分利用現(xiàn)有的SDH,但是技術(shù)比較復(fù)雜,成本偏高。EPON繼承了以太網(wǎng)的優(yōu)勢(shì),成本相對(duì)較低,但對(duì)TDM類業(yè)務(wù)的支持難度相對(duì)較大。所謂EPON就是把全部數(shù)據(jù)裝在以太網(wǎng)幀內(nèi)傳送的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)?，F(xiàn)今95%的局域網(wǎng)都使用以太網(wǎng),所以選擇以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于對(duì)IP數(shù)據(jù)最佳的接入網(wǎng)是很合乎邏輯的,并且原有的以太網(wǎng)只限于局域網(wǎng),而且MAC技術(shù)是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接,在和光傳輸技術(shù)相結(jié)合后的EPON不再只限于局域網(wǎng),還可擴(kuò)展到城域網(wǎng),甚至廣域網(wǎng),EPON眾多的MAC技術(shù)是點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的連接。另外光纖到戶也采用EPON技術(shù)。

三、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

對(duì)光纖通信而言,超高速度、超大容量、超長(zhǎng)距離一直都是人們追求的目標(biāo),光纖到戶和全光網(wǎng)絡(luò)也是人們追求的夢(mèng)想。

(一)光纖到戶

現(xiàn)在移動(dòng)通信發(fā)展速度驚人,因其帶寬有限,終端體積不可能太大,顯示屏幕受限等因素,人們依然追求陸能相對(duì)占優(yōu)的固定終端,希望實(shí)現(xiàn)光纖到戶。光纖到戶的魅力在于它有極大的帶寬,它是解決從互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)到用戶桌面的“最后一公里”瓶頸現(xiàn)象的最佳方案。隨著技術(shù)的更新?lián)Q代,光纖到戶的成本大大降低,不久可降到與DSL和HFC網(wǎng)相當(dāng),這使FITH的實(shí)用化成為可能。據(jù)報(bào)道,1997年日本NTT公司就開始發(fā)展FTTH,2000年后由于成本降低而使用戶數(shù)量大增。美國(guó)在2002年前后的12個(gè)月中,FTTH的安裝數(shù)量增加了200%以上。在我國(guó),光纖到戶也是勢(shì)在必行,光纖到戶的實(shí)驗(yàn)網(wǎng)已在武漢、成都等市開展,預(yù)計(jì)2012年前后,我國(guó)從沿海到內(nèi)地將興起光纖到戶建設(shè)高潮?？梢哉f光纖到戶是光纖通信的一個(gè)亮點(diǎn),伴隨著相應(yīng)技術(shù)的成熟與實(shí)用化,成本降低到能承受的水平時(shí),FTTH的大趨勢(shì)是不可阻擋的。

(二)全光網(wǎng)絡(luò)

傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)間的全光化,但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)處仍用電器件,限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康奶岣?因此真正的全光網(wǎng)絡(luò)成為非常重要的課題。全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點(diǎn)代替電節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)之間也是全光化,信息始終以光的形式進(jìn)行傳輸與交換,交換機(jī)對(duì)用戶信息的處理不再按比特進(jìn)行,而是根據(jù)其波長(zhǎng)來決定路由。全光網(wǎng)絡(luò)具有良好的透明性、開放性、兼容性、可靠性、可擴(kuò)展性,并能提供巨大的帶寬、超大容量、極高的處理速度、較低的誤碼率,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,組網(wǎng)非常靈活,可以隨時(shí)增加新節(jié)點(diǎn)而不必安裝信號(hào)的交換和處理設(shè)備。當(dāng)然全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展并不可能獨(dú)立于眾多通信技術(shù),它必須要與因特網(wǎng)、ATM網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等相融合。目前全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展仍處于初期階段,但已顯示出良好的發(fā)展前景。從發(fā)展趨勢(shì)上看,形成一個(gè)真正的、以WDM技術(shù)與光交換技術(shù)為主的光網(wǎng)絡(luò)層,建立純粹的全光網(wǎng)絡(luò),消除電光瓶頸已成未來光通信發(fā)展的必然趨勢(shì),更是未來信息網(wǎng)絡(luò)的核心,也是通信技術(shù)發(fā)展的最高級(jí)別,更是理想級(jí)別。

四、結(jié) 語

光通信技術(shù)作為信息技術(shù)的重要支撐平臺(tái),在未來信息社會(huì)中將起到重要作用。在國(guó)內(nèi)各研發(fā)機(jī)構(gòu)、科研院所、大學(xué)的科研人員的共同努力下,我國(guó)已研制開發(fā)了一些具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的光通信高技術(shù)產(chǎn)品,取得了一批重要的研究與應(yīng)用成果。這些研究工作和突出成果為O-TIME(光時(shí)代)計(jì)劃的實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),有望在“十一五”期間取得更多的成果,為我國(guó)的信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)做出貢獻(xiàn)。

第五篇：移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展及展望

移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展及展望

Mobile communication technology development and

prospects

電子通信與物理學(xué)院 專業(yè)、班級(jí)：通信14-1

報(bào)告人：杜超 論文結(jié)題時(shí)間：2014.1

摘要：在過去的10年中，世界電信發(fā)生了巨大的變化，移動(dòng)通信特別是蜂窩小區(qū)的迅速發(fā)展，使用戶徹底擺脫終端設(shè)備的束縛、實(shí)現(xiàn)完整的個(gè)人移動(dòng)性、可靠的傳輸手段和接續(xù)方式。進(jìn)入21世紀(jì)，移動(dòng)通信將逐漸演變成社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步的必不可少的工具。移動(dòng)通信技術(shù)日新月異,先后經(jīng)歷了第一代、第二代移動(dòng)通信技術(shù)的興起與淘汰,完成了第三代移動(dòng)通信技術(shù)的快速覆蓋與普及,目前正在進(jìn)行第四代移動(dòng)通信技術(shù)的嘗試與推廣,以及第五代移動(dòng)通信技術(shù)的研究與探索。相信在越來越先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)的強(qiáng)有力支持下,以及未來移動(dòng)數(shù)據(jù)通信與多媒體業(yè)務(wù)需求發(fā)展的需求下,第四代移動(dòng)通信技術(shù)會(huì)給人們帶來更加美好的未來。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)通信;發(fā)展歷程;發(fā)展趨勢(shì)

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(guān)鍵詞

一、第一代移動(dòng)通信技術(shù)......................................................................1二、第二代移動(dòng)通信技術(shù).....................................................................1

三、第三代移動(dòng)通信技術(shù)......................................................................2四、第四代移動(dòng)通信技術(shù)......................................................................3 1.簡(jiǎn)介......................................................................................3 2.核心技術(shù)................................................................................4 3.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)................................................................................7 4.4G特點(diǎn)..................................................................................7 5.4G標(biāo)準(zhǔn)..................................................................................9

五、未來展望——第五代移動(dòng)通信技術(shù)..................................................16

1.發(fā)展現(xiàn)狀..............................................................................16 2.最新研究成果........................................................................17

六、結(jié)束語......................................................................................19 參考文獻(xiàn)

一、第一代移動(dòng)通信技術(shù)

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

第一代移動(dòng)通信主要采用的是模擬技術(shù)和頻分多址(FDMA)技術(shù)。由于受到傳輸帶寬的限制，不能進(jìn)行移動(dòng)通信的長(zhǎng)途漫游，只能是一種區(qū)域性的移動(dòng)通信系統(tǒng)。第一代移動(dòng)通信有多種制式，我國(guó)主要采用的是TACS。第一代移動(dòng)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(zhì)量不高、不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和不能提供自動(dòng)漫游等。

二、第二代移動(dòng)通信技術(shù)

第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)在1996年提出了GSMPhase2+，目的在于擴(kuò)展和改進(jìn)GSMPhase1及Phase2中原定的業(yè)務(wù)和性能。它主要包括CMAEL(客戶化應(yīng)用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)邏輯)，S0(支持最佳路由)、立即計(jì)費(fèi)，GSM900／1800雙頻段工作等內(nèi)容，也包含了與全速率完全兼容的增強(qiáng)型話音編解碼技術(shù)，設(shè)備采用的是時(shí)分多址，而CDMA使用碼分?jǐn)U頻技術(shù)，先進(jìn)功率和話音激活至少可提供大于3倍GSM網(wǎng)絡(luò)容量，業(yè)界將CDMA技術(shù)作為3G的主流技術(shù)，國(guó)際電聯(lián)確定三個(gè)無線接口標(biāo)準(zhǔn)，分別是美國(guó)CDMA2000，歐洲WCDMA，中國(guó)TD-SCDMA。原中國(guó)聯(lián)通的CDMA賣給中國(guó)電信，中國(guó)電信已經(jīng)將CDMA升級(jí)到3G網(wǎng)絡(luò)，3G主要特征是可提供移動(dòng)寬帶多媒體業(yè)務(wù)。

已有538個(gè)WCDMA運(yùn)營(yíng)商在246個(gè)國(guó)家和地區(qū)開通了WCDMA網(wǎng)絡(luò)，3G商用市場(chǎng)份額超過80%，而WCDMA向下兼容的GSM網(wǎng)絡(luò)已覆蓋184個(gè)國(guó)家，遍布全球，WCDMA用戶數(shù)已超過6億。

四、第四代移動(dòng)通信技術(shù)

1、簡(jiǎn)介

第四代移動(dòng)通信技術(shù)（4G）該技術(shù)包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式（嚴(yán)格意義上來講，LTE只是3.9G，盡管被宣傳為4G無線標(biāo)準(zhǔn)，但它其實(shí)并未被3GPP認(rèn)可為國(guó)際電信聯(lián)盟所描述的下一代無線通訊標(biāo)準(zhǔn)IMT-Advanced，因此在嚴(yán)格意義上其還未達(dá)到4G的標(biāo)準(zhǔn)。只有升級(jí)版的LTE Advanced才滿足國(guó)際電信聯(lián)盟對(duì)4G的要求）。4G是集3G與WLAN于一體，并能夠快速傳輸數(shù)據(jù)、高質(zhì)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(duì)于無線服務(wù)的要求。此外，4G可以在DSL和有線電視調(diào)制解調(diào)器沒有覆蓋的地方部署，然后再擴(kuò)展到整個(gè)地區(qū)。很明顯，4G有著不可比擬的優(yōu)越性。

可見對(duì)于4G系統(tǒng)，由于速率很高，對(duì)接收機(jī)的性能要求也要高得多。

2.4智能天線技術(shù)

智能天線具有抑制信號(hào)干擾、自動(dòng)跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能，被認(rèn)為是未來移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)。智能天線應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對(duì)準(zhǔn)用戶信號(hào)到達(dá)方向，旁瓣或零陷對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)到達(dá)方向，達(dá)到充分利用移動(dòng)用戶信號(hào)并消除或抑制干擾信號(hào)的目的。這種技術(shù)既能改善信號(hào)質(zhì)量又能增加傳輸容量。

2.5MIMO技術(shù)

（多輸入多輸出）技術(shù)是指利用多發(fā)射、多接收天線進(jìn)行空間分集的技術(shù)，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(jīng)證明，當(dāng)不同的接收天線和不同的發(fā)射天線之間互不相關(guān)時(shí)，MIMO系統(tǒng)能夠很好地提高系統(tǒng)的抗衰落和噪聲性能，從而獲得巨大的容量。例如：當(dāng)接收天線和發(fā)送天線數(shù)目都為8根，且平均信噪比為20dB時(shí)，鏈路容量可以高達(dá)42bps/Hz，這是單天線系統(tǒng)所能達(dá)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(shù)是實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率、提高系統(tǒng)容量、提高傳輸質(zhì)量的空間分集技術(shù)。在無線頻譜資源相對(duì)匱乏的今天，MIMO系統(tǒng)已經(jīng)體現(xiàn)出其優(yōu)越性，也會(huì)在4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中繼續(xù)應(yīng)用。

2.6軟件無線電技術(shù)

軟件無線電是將標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件功能單元經(jīng)過一個(gè)通用硬

存在的根源。由個(gè)別用戶產(chǎn)生的多址干擾固然很小，可是隨著用戶數(shù)的增加或信號(hào)功率的增大，多址干擾就成為寬帶CDMA通信系統(tǒng)的一個(gè)主要干擾。傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)完全按照經(jīng)典直接序列擴(kuò)頻理論對(duì)每個(gè)用戶的信號(hào)分別進(jìn)行擴(kuò)頻碼匹配處理，因而抗多址干擾能力較差；多用戶檢測(cè)技術(shù)在傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分利用造成多址干擾的所有用戶信號(hào)信息對(duì)單個(gè)用戶的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，從而具有優(yōu)良的抗干擾性能，解決了遠(yuǎn)近效應(yīng)問題，降低了系統(tǒng)對(duì)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(tǒng)容量。隨著多用戶檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種高性能又不是特別復(fù)雜的多用戶檢測(cè)器算法不斷提出，在4G實(shí)際系統(tǒng)中采用多用戶檢測(cè)技術(shù)將是切實(shí)可行的。

3、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

4G移動(dòng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為三層：物理網(wǎng)絡(luò)層、中間環(huán)境層、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層。物理網(wǎng)絡(luò)層提供接入和路由選擇功能，它們由無線和核心網(wǎng)的結(jié)合格式完成。中間環(huán)境層的功能有QoS映射、地址變換和完全性管理等。

物理網(wǎng)絡(luò)層與中間環(huán)境層及其應(yīng)用環(huán)境之間的接口是開放的，它使發(fā)展和提供新的應(yīng)用及服務(wù)變得更為容易，提供無縫高數(shù)據(jù)率的無線服務(wù)，并運(yùn)行于多個(gè)頻帶。4、4G特點(diǎn) 4.1通信速度快

座位情況顯示得清清楚楚，大家可以根據(jù)這些信息來進(jìn)行在線購(gòu)買自己滿意的電影票；4G手機(jī)可以被看作是一臺(tái)手提電視，用來看體育比賽之類的各種現(xiàn)場(chǎng)直播。LG G3支持雙卡，支持2014年的主流4G，并內(nèi)置可拆卸式3000毫安時(shí)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(qiáng)大外，還應(yīng)該考慮到現(xiàn)有通信的基礎(chǔ)，以便讓更多的現(xiàn)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(gè)角度來看，未來的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備全球漫游，接口開放，能跟多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，終端多樣化以及能從第二代平穩(wěn)過渡等特點(diǎn)。

4.5頻率效率高

相比第三代移動(dòng)通信技術(shù)來說，第四代移動(dòng)通信技術(shù)在開發(fā)研制過程中使用和引入許多功能強(qiáng)大的突破性技術(shù)，例如一些光纖通信產(chǎn)品公司為了進(jìn)一步提高無線因特網(wǎng)的主干帶寬寬度，引入了交換層級(jí)技術(shù)，這種技術(shù)能同時(shí)涵蓋不同類型的通信接口，也就是說第四代主要是運(yùn)用路由技術(shù)(Routing)為主的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

由于利用了幾項(xiàng)不同的技術(shù)，所以無線頻率的使用比第二代和第三代系統(tǒng)有效得多。5、4G標(biāo)準(zhǔn) 5.1 LTE LTE(Long Term Evolution，長(zhǎng)期演進(jìn))項(xiàng)目是3G的演進(jìn)，它改進(jìn)

IMT-Advanced技術(shù)征集的需求，是3GPP形成歐洲IMT-Advanced技術(shù)提案的一個(gè)重要來源。LTE-Advanced是 一個(gè)后向兼容的技術(shù)，完全兼容LTE，是演進(jìn)而不是革命，相當(dāng)于HSPA和WCDMA這樣的關(guān)系。LTE-Advanced的相關(guān)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(duì)室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化 有效支持新頻段和大帶寬應(yīng)用

峰值速率大幅提高，頻譜效率有限的改進(jìn)

如果嚴(yán)格的講，LTE作為3.9G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，那么LTE-Advanced作為4G標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)化到TDD制式，而WCDMA網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)化到FDD制式。移動(dòng)主導(dǎo)的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)期望能夠 直接繞過HSPA+網(wǎng)絡(luò)而直接進(jìn)入到LTE。

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

對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)來說，這的確是一個(gè)驚人的進(jìn)步。WiMAX逐步實(shí)現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)的移動(dòng)化，而3G則實(shí)現(xiàn)移動(dòng)業(yè)務(wù)的寬帶化，兩種網(wǎng)絡(luò)的融合1

其實(shí)是最早的4G通信標(biāo)準(zhǔn)，大約出現(xiàn)于2000年。

5.4Wireless MAN WirelessMAN-Advanced：WirelessMAN-Advanced事實(shí)上就是WiMax的升級(jí)版，即IEEE 802.16m標(biāo)準(zhǔn)，802.16系列標(biāo)準(zhǔn)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(wǎng)絡(luò)。802.16m可在“漫游”模式或高效率/強(qiáng)信號(hào)模式下提供1Gbps的下行速率。該標(biāo)準(zhǔn)還支持“高移動(dòng)”模式，能夠提供1Gbps速率。

WirelessMAN-Advanced有5種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)規(guī)格，其中極低速率為16kbps，低數(shù)率數(shù)據(jù)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(dá)到了30Mbps--1Gbps。

但是該標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)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(rèn)可并成為4G標(biāo)準(zhǔn)的可能性極大。

5.5國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

2012年1月18日下午5時(shí)，國(guó)際電信聯(lián)盟在2012年無線電通信全會(huì)全體會(huì)議上，正式審議通過將LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced(802.16m)技術(shù)規(guī)范確立為IMT-Advanced(俗稱“4G”)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)主導(dǎo)制定的TD-LTE-Advanced和FDD-LTE-Advance同時(shí)并列成為4G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

度Augere預(yù)計(jì)2012年2月開始預(yù)商用。審議通過后，將有利于TD-LTE技術(shù)進(jìn)一步在全球推廣。同時(shí)，國(guó)際主流的電信設(shè)備制造商基本全部支持TD-LTE，而在芯片領(lǐng)域，TD-LTE已吸引17家廠商加入，其中不乏高通等國(guó)際芯片市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者。

5.6速率對(duì)比

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

4G網(wǎng)絡(luò)的下行速率能達(dá)到100Mbps～150Mbps，比3G快20倍～30倍，上傳的速度也能達(dá)到20Mbps～40Mbps。這種速率能滿足幾乎所有用戶對(duì)于無線服務(wù)的要求。有人曾這樣比較3G和4G的網(wǎng)速，3G的網(wǎng)速相當(dāng)于“高速公路”，4G的網(wǎng)速相當(dāng)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(fā)展方向，也是國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商的發(fā)展思路。目前國(guó)內(nèi)某些運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)公開表示將建設(shè)TDD/FDD融合組網(wǎng)，這對(duì)多模多頻也提出了很高要求。[14] 中國(guó)移動(dòng)也多次強(qiáng)調(diào)，TDD/FDD混合組網(wǎng)、支持5模10頻、5模12頻及Band 41是中國(guó)移動(dòng)發(fā)展LTE智能終端的重點(diǎn)。[15]

關(guān)于多模多頻，業(yè)界普遍認(rèn)為頻段不統(tǒng)一是當(dāng)今全球LTE終端設(shè)計(jì)的最大障礙——當(dāng)前，全球2G、3G 和4G LTE網(wǎng)絡(luò)頻段的多樣性對(duì)移動(dòng)終端開發(fā)構(gòu)成了挑戰(zhàn)。全球2G和3G技術(shù)各采用4到5個(gè)不同的頻段，加上4G LTE，網(wǎng)絡(luò)頻段的總量將近40個(gè)。要支持多模多頻，首先就需要終端集成能同時(shí)支持多種制式和頻段的芯片。

第五代移動(dòng)通信技術(shù)（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(biāo)準(zhǔn)訂定組織（像3GPP、WiMAX論壇及ITU-R）的公開規(guī)格或官方文件有提到5G。

第五代移動(dòng)通信技術(shù)，2014年還沒有一個(gè)具體標(biāo)準(zhǔn)。不過在有消息報(bào)道韓國(guó)成功研發(fā)第五代移動(dòng)通信技術(shù)，手機(jī)在利用該技術(shù)后無線下載速度可以達(dá)到每秒10G。這一新的通信技術(shù)名為“流浪本地?zé)o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(shè)備商華為日前已正式宣布，其目前已經(jīng)在包括加拿大、英國(guó)等地為5G投入200多位研發(fā)人員，并將在未來5年內(nèi)為此繼續(xù)投資6億美元。

2.最新研究進(jìn)展 2.1三星

三星電子計(jì)劃以2020年實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的商用化為目標(biāo)，全面研發(fā)5G移動(dòng)通信核心技術(shù)。隨著三星電子研發(fā)出這一技術(shù)，世界各國(guó)的第五代移動(dòng)通信技術(shù)的研究將更加活躍，其國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)和商用化也將提速。

據(jù)悉，韓國(guó)電子通信研究院的專家稱，NoLA可作為鋪設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)技術(shù)。使用NoLA技術(shù)下載一部DVD格式標(biāo)準(zhǔn)電影只需要幾秒時(shí)間。目前世界上最快的無線通訊技術(shù)是由三星公司研發(fā)的，使用三星的這一技術(shù)可實(shí)現(xiàn)每秒1G的下載速度。韓國(guó)電子通信研究院院長(zhǎng)稱：“我們一直在同其他國(guó)家爭(zhēng)奪第一個(gè)4G標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在我們成功研

中國(guó)移動(dòng)表示啟動(dòng)5G研發(fā)，分析人士指出，三大運(yùn)營(yíng)商均在參與5G研發(fā)，一是為了技術(shù)跟上時(shí)代變化，二是需求快于技術(shù)發(fā)展。

2.2華為

全球4G建設(shè)部署方興未艾，5G研究開發(fā)卻悄然開啟大幕。在2014年，全球最大的電信設(shè)備商華為稱，已經(jīng)在包括加拿大、英國(guó)等地為5G投入200多位研發(fā)人員，并將在未來5年內(nèi)為此繼續(xù)投資6億美元。

英國(guó)Surrey大學(xué)5G創(chuàng)新中心主任Rahim Tafazolli表示，到2010年，全球已經(jīng)有140億終端連接起來，但當(dāng)今世界還有90%的東西未被連接，互聯(lián)網(wǎng)將是未來真正的殺手級(jí)應(yīng)用，而不是大家討論的音樂、視頻等。

按照華為的設(shè)想，5G基站網(wǎng)絡(luò)能力要達(dá)到4G的1千倍，移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到10Gbps的級(jí)別，并且傳輸延遲不超過1毫秒。

據(jù)介紹, 華為公司為5G設(shè)定的目標(biāo)至少是，一個(gè)基站的容量要達(dá)到4G的1000倍，消費(fèi)者端可以獲得的速率將是10G。

六、結(jié)束語

移動(dòng)通信在20多年的時(shí)間里得到了飛速的發(fā)展，給人們的生活方式、工作方式以及社會(huì)的政治、經(jīng)濟(jì)等各方面都帶來了巨大的影響。人類社會(huì)進(jìn)入了高效率的信息化時(shí)代，各個(gè)方面的業(yè)務(wù)應(yīng)用需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，給未來無線移動(dòng)寬帶系統(tǒng)在頻率、技術(shù)以及運(yùn)營(yíng)等各方面都帶來了巨大的挑戰(zhàn)。