第一篇：移動通信3G技術(shù)論文

移動通信3G技術(shù)分析淺談

2008080304133 譚紹維

3G第三代移動通信技術(shù)（3rd-generation，3G），是第三代移動通信技術(shù)的簡稱是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術(shù)。3G服務(wù)能夠同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps以上。代表特征是提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。相對第一代模擬制式手機(1G)和第二代GSM、CDMA等數(shù)字手機(2G)，第三代手機（3G）一般地講，是指將無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動通信系統(tǒng),未來的3G必將與社區(qū)網(wǎng)站進行結(jié)合，WAP與web的結(jié)合是一種趨勢，目前3G存在四種標(biāo)準(zhǔn)：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX。3G third generation mobile communication technology(3rd-generation, 3G), is the third generation of mobile communication technology is the support for high-speed data transmission in cellular mobile communication technology.The 3G service can simultaneously transmit voice and data information, rate of hundreds of more than kbps.A representative feature is to provide high-speed data business.Relative to the first generation analog mobile phone(1G)andthe second generation of GSM, CDMA and other digital mobile phone(2G), the third generation mobile phone(3G)generally speaking, refers to the wireless communication and Internet and other multimedia communications with a new generation of mobile communication system, the future 3G will and community website, WAP and web combination is a kind of trend, at present there are four kinds of standard 3G: CDMA2000, WCDMA, TD-SCDMA, WiMAX.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(wǎng)發(fā)展出來的3G技術(shù)規(guī)范，是歐洲提出的寬帶CDMA技術(shù)，它與日本提出的寬帶CDMA技術(shù)基本相同，目前正在進一步融合。

CDMA2000是由窄帶CDMA(CDMA IS95)技術(shù)發(fā)展而來的寬帶CDMA技術(shù)，也稱為CDMA Multi-Carrier，它是由美國高通北美公司為主導(dǎo)提出，摩托羅拉、Lucent和后來加入的韓國三星都有參與，韓國現(xiàn)在成為該標(biāo)準(zhǔn)的主導(dǎo)者。這套系統(tǒng)是從窄頻CDMAOne數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)衍生出來的，可以從原有的CDMAOne結(jié)構(gòu)直接升級到3G，建設(shè)成本低廉。

TD-SCDMA全稱為Time Division-Synchronous CDMA(時分同步CDMA)，該標(biāo)準(zhǔn)是由中國大陸?yīng)氉灾贫ǖ?G標(biāo)準(zhǔn)，1999年6月29日，中國原郵電部電信科學(xué)技術(shù)研究院（大唐電信）向ITU提出，但技術(shù)發(fā)明始祖于西門子公司，TD-SCDMA具有輻射低的特點，被譽為綠色3G。該標(biāo)準(zhǔn)將智能無線、同步CDMA和軟件無線電等當(dāng)今國際領(lǐng)先技術(shù)融于其中，在頻譜利用率、對業(yè)務(wù)支持具有靈活性、頻率靈活性及成本等方面的獨特優(yōu)勢。另外，由于中國內(nèi)地龐大的市場，該標(biāo)準(zhǔn)受到各大主要電信設(shè)備廠商的重視，全球一半以上的設(shè)備廠商都宣布可以支持TD—SCDMA標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)提出不經(jīng)過2.5代的中間環(huán)節(jié)，直接向3G過渡，非常適用于GSM系統(tǒng)向3G升級。軍用通信網(wǎng)也是TD-SCDMA的核心任務(wù)。

WiMAX 的全名是微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，又稱為802?16無線城域網(wǎng)，是又一種為企業(yè)和家庭用戶提供“最后一英里”的寬帶無線連接方案。將此技術(shù)與需要授權(quán)或免授權(quán)的微波設(shè)備相結(jié)合之后，由于成本較低，將擴大寬帶無線市場，改善企業(yè)與服務(wù)供應(yīng)商的認(rèn)知度。

隨著3G技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)用戶開始使用移動互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，甚至于一些不用互聯(lián)網(wǎng)的用戶也開始享用移動互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。因為移動互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)正在極大的改變?nèi)藗冊谛畔r代的社會生活。移動音樂、手機游戲、視頻應(yīng)用、手機支付、GPS定位等豐富多彩的移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用正在飛速的發(fā)展。3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展體現(xiàn)了寬帶化和融合的趨勢。3G終端發(fā)展則體現(xiàn)了應(yīng)用平臺的開放性、低功耗高能量、雙多/模終端、智能終端等趨勢。3G業(yè)務(wù)發(fā)展則體現(xiàn)了與2G/2.5G業(yè)務(wù)的繼承性，及向其他無線網(wǎng)絡(luò)、固網(wǎng)及廣播電視網(wǎng)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的擴張性特點,必將領(lǐng)跑移動通信技術(shù)的新革命。

第二篇：移動通信技術(shù)

GSM:全球移動通訊系統(tǒng)Global System of Mobile communication

GPRS---General Packet Radio Service，通用無線分組業(yè)務(wù)

EDGE---Enhanced Data Rate for GSM Evolution 的縮寫，即增強型數(shù)據(jù)速率GSM演進技術(shù)

UMTS---通信系統(tǒng)（Universal Mobile Telecommunications System）HSPA---High-Speed Packet Access高速數(shù)據(jù)信息包接入/存取技術(shù)

LTE---Long Term Evolution的縮寫，全稱應(yīng)為3GPP Long Term Evolution，中文一般翻譯為3GPP長期演進技術(shù)，為第三代合作伙伴計劃（3GPP）標(biāo)準(zhǔn)，使用“正交頻分復(fù)用”（OFDM）的射頻接收技術(shù)，以及2×2和4×4 MIMO的分集技術(shù)規(guī)格。同時支援FDD（頻分雙工）和TDD（時分雙工）。

第三篇：移動通信技術(shù)

移動通信技術(shù)

1、移動通信的概念

2、移動通信的特點（4點）

3、移動通信的工作方式

4、移動通信系統(tǒng)的組成5、移動通信中編號北京

6、移動通信中發(fā)射信號的處理

7、數(shù)字信號調(diào)制

8、移動通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)

9、移動通信的組網(wǎng)制式

10、小區(qū)制的特點

11、小區(qū)的形狀選擇

12、信道的分類

13、信道的概念

14、頻譜分配的基本原則

15、影響頻率選擇的因素

16、同頻費用

17、多信道公用

18、話務(wù)量

19、

第四篇：移動通信技術(shù)論文

淺談5G移動通信技術(shù)

摘要

2013年12月，我國工信部正式向三大運營商發(fā)放4G牌照，4G在中國正式走向商用。在4G技術(shù)剛剛走向商用，全球4G建設(shè)部署方興未艾之時，5G的研發(fā)工作已經(jīng)如火如荼，2013年2月，歐盟宣布，將撥款5000萬歐元，加快5G移動技術(shù)的發(fā)展，計劃到2020年推出成熟的標(biāo)準(zhǔn)。三星表示，其5G網(wǎng)絡(luò)已成功在28千兆赫（GHz）波段下達到了1Gbps，相比之下，當(dāng)前的第四代長期演進（4GLTE）服務(wù)的傳輸速率僅為75Mbps。2013年4月8日博鰲亞洲論壇，中國移動戰(zhàn)略決策咨詢委員會主任王建宙表示，從全球情況來看，4G快速發(fā)展已成為現(xiàn)實，5G的研究也在快速展開和成熟。

關(guān)鍵詞 5G、性能特點、發(fā)展動力、演進、無線傳輸、無線網(wǎng)絡(luò)

A Brief Introduction of the Fifth Generation Mobile Communication

Abstract：In December 2013, our industry and issuing 4G licenses in China, 4G officially into the commercial formally to the three operators Ministry of Information.4G technology is only in business, construction rising global deployment of 4G, 5G research work has been in full swing, in February 2013, the EU announced 50 million euros in funding to accelerate the development of 5G mobile technology, plans to launch a mature standard 2020.Samsung said it has successfully issued 5G network to 1Gbps 28000 MHz band(GHz), compared to the current fourth-generation Long Term Evolution(4GLTE)transfer rate of service is only just 75Mbps.Boao Forum for Asia, April 8, 2013 were, director Wang China Mobile said the strategic decision of the Advisory Committee, from a global perspective, the rapid development of 4G has become a reality, 5G research is still in the rapid expansion and maturation.Key Words: 5G, performance characteristics, the development of dynamic evolution, wireless transmission, wireless network

1、簡要介紹

二十一世紀(jì)以來，智能終端的普及以及移動業(yè)務(wù)應(yīng)用的蓬勃發(fā)展，促使移動互聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)出爆炸式發(fā)展趨勢，統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，無線業(yè)務(wù)流量以每年接近100%的速度增長，這意味著未來十年，無線數(shù)據(jù)流量將增長1000倍。數(shù)據(jù)表明，2020年后，現(xiàn)階段正在部署的4G技術(shù)已經(jīng)無法滿足日益增長的移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展需求。這正是5G發(fā)展的主要驅(qū)動力，未來的5G將服務(wù)于人們?nèi)粘W(xué)習(xí)工作生活的方方面面，如：無線支付、移動辦公、智能家居、位置服務(wù)、遠程醫(yī)療等等。同時，也將與電網(wǎng)、交通、醫(yī)療、家居等傳統(tǒng)行業(yè)深度融合，衍生出大量以物為主體的終端。這些都對未來的5G的性能指標(biāo)提出了更多，更高的要求，與4G相比，除了速率、時延等傳統(tǒng)的空口性能指標(biāo)需要進一步提升外，還需要考慮用戶體驗速率、連接數(shù)密度、頻譜效率、能效以及成本等進一步體現(xiàn)5G系統(tǒng)的先進性的指標(biāo)。1.1 頻帶利用率高

在 5G 移動通信技術(shù)中，高頻段的頻譜資源將被應(yīng)用的更為廣泛，但是在目前科技水平條件下，由于會受到高頻段無線電波的穿透能力影響，高頻段頻譜資源的利用效率還是會受到某種程度的限制，但這不會影響光載無線組網(wǎng)、有線與無線寬帶技術(shù)的融合等技術(shù)的普遍應(yīng)用。1.2.通信系統(tǒng)性能有很大提高

傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)理念，是將信息編譯碼、點點之間的物理層面?zhèn)鬏數(shù)燃夹g(shù)作為核心目標(biāo)，而 5G 移動通信技術(shù)的不同之處在于，它將更加廣泛的多點、多天線、多用戶、多小區(qū)的相互協(xié)作、相互組網(wǎng)作為重點的研究突破點，以大幅度提高通信系統(tǒng)的性能。1.3.設(shè)計理念先進

在通信業(yè)務(wù)中，占據(jù)主導(dǎo)地位的是室內(nèi)通信業(yè)務(wù)的應(yīng)用，5G 移動通信系統(tǒng)的優(yōu)先設(shè)計目標(biāo)定位在室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能及其業(yè)務(wù)支撐能力上，這將改變傳統(tǒng)移動通信系統(tǒng)的設(shè)計理念。1.4.能耗和運營成本降低

5G 無線網(wǎng)絡(luò)的“軟”配置設(shè)計，將是未來該技術(shù)的重要研究、探索方向，網(wǎng)絡(luò)資源可以由運營商根據(jù)動態(tài)的業(yè)務(wù)流量變化而實時調(diào)整，這樣，可以有效降低能耗和網(wǎng)絡(luò)資源運營成本。1.5 主要的考量指標(biāo)

5G 通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究，將更為注重用戶體驗，交互式游戲、3D、虛擬實現(xiàn)、傳輸延時、網(wǎng)絡(luò)的平均吞吐速度和效率等指標(biāo)將成為考量 5G 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能的關(guān)鍵指標(biāo)。1.6 5G 移動通信技術(shù)的優(yōu)點

5G 移動通信技術(shù)，作為最新一代的移動通信技術(shù)，其應(yīng)用必將大大提高頻譜利用效率及其能效，在資源利用和傳輸速度效率方面較 4G 移動通信技術(shù)能提高至少一個等級，在系統(tǒng)安全、傳輸時延、用戶體驗、無線覆蓋的性能等各個方面也將得到顯著的提升。5G 移動通信技術(shù)結(jié)合其他無線通信技術(shù)后，將構(gòu)成新一代高效、完美的移動信息網(wǎng)絡(luò)，可以滿足未來十年的移動信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需求。不久的將來，5G 移動通信系統(tǒng)一定程度上還將具備較大的靈活性，實現(xiàn)自我調(diào)整、網(wǎng)絡(luò)自感知等智能化功能，可以有充分的準(zhǔn)備應(yīng)對未來移動網(wǎng)絡(luò)信息社會的不可預(yù)測的飛速發(fā)展。

2、主要推動力

2.1互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展

移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展是推動5G移動通信技術(shù)發(fā)展的主要動力，移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是各種新興業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)平臺，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，后臺服務(wù)及云計算的廣泛應(yīng)用勢必會對5G移動通信技術(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)。

就世界各國的初步估計，包括5G移動通信技術(shù)在內(nèi)的無線移動網(wǎng)絡(luò)，其在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)能力上的提升勢必會在三個維度上同步進行：第一，引進先進的無線傳輸技術(shù)之后，網(wǎng)絡(luò)資源的利用率將在4G移動通信技術(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展，有望推進整個無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的吞吐率提升大概25倍左右；第三，深入挖掘更為先進的頻率資源，頻譜資源是推動移動通信與信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心資源，4G時代頻譜資源已經(jīng)很緊缺，未來的5G不得不考慮這個嚴(yán)峻的問題，故需要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(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)方面勢必會有新的突破。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。2.2商業(yè)發(fā)展

技術(shù)與商業(yè)發(fā)展是相輔相成的關(guān)系有時候是技術(shù)推動商業(yè)發(fā)展，有時候是商業(yè)競爭推動技術(shù)進步。在韓國，引入5G的一個主要原因就是助推經(jīng)濟發(fā)展，通過5G，韓國政府希望能夠加大韓國運營商與制造商的投資和合作，實現(xiàn)國家基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備業(yè)的發(fā)展。而在國內(nèi)，運營企業(yè)和知名設(shè)備制造商對此也是摩拳擦掌，以期取得市場先機。據(jù)了解，華為早在2009年就啟動了5G研究，并表示將在2013年~2018年間至少投資6億美元進行5G研發(fā)。3、5G的演進路線

目前，4G已經(jīng)進入規(guī)模商用階段，5G是繼4G后新一代的移動通信技術(shù)，從移動通信發(fā)展現(xiàn)狀以及技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)業(yè)的演進趨勢來看，未來5G移動通信技術(shù)的演進存在三條重要的演進路線，分別為以LTE/LTE-Advanced為代表的蜂窩演進路線、WLAN演進路線和革命性演進路線。3.1 LTE/LTE-Advanced LTE/LTE-Advanced已經(jīng)是事實上的全球統(tǒng)一的4G標(biāo)準(zhǔn)，由于LTE的大規(guī)模技術(shù)革新已經(jīng)大量使用了近20年來學(xué)術(shù)界積累的先進信號處理技術(shù)，如OFDM，MIMO，自適應(yīng)技術(shù)等，在繼續(xù)完善技術(shù)應(yīng)用的同時，LTE-Advanced的技術(shù)發(fā)展將更多地集中在RRM（無線資源管理）技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)層的優(yōu)化方面。并將會在5G階段繼續(xù)演進。在產(chǎn)業(yè)化方面，LTE在全球范圍內(nèi)的商用化進程在不斷加快。標(biāo)準(zhǔn)化方面，雖然由于LTE與現(xiàn)有3Gpp版本存在版本兼容性差，導(dǎo)致4G商用在LTE方面需要投入較大的部署成本和較長的普及時間，但是3GPP R12版本的標(biāo)準(zhǔn)化工作正在對小小區(qū)增強技術(shù)、新型多天線技術(shù)、終端直通技術(shù)、機器間通信等新技術(shù)開展研究和標(biāo)準(zhǔn)化工作，新技術(shù)的投入帶來的是更快，更好的LTE版本完善。隨著更多的先進技術(shù)融入到LTE/LTE-Advanced技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，給蜂窩移動通信帶來了強大的生命力和發(fā)展?jié)摿Α?.2 WLAN 無線局域網(wǎng)（WLAN）是當(dāng)今全球應(yīng)用最為普及的寬帶無線接入技術(shù)之一，擁有良好的產(chǎn)業(yè)和用戶基礎(chǔ)，巨大的市場需求推動了WLAN技術(shù)的發(fā)展，大量的非授權(quán)頻段也給WLAN技術(shù)提供了巨大的發(fā)展空間。在強大的市場需求推動下，WLAN與移動通信系統(tǒng)逐漸走向全方位的融合，在終端方面，WLAN已成為智能手機的必備功能，智能手機支持手機流量和WLAN之間的自動切換。在網(wǎng)絡(luò)方面，越來越多地廠商開始提供完整地“蜂窩+WLAN”解決方案，實現(xiàn)了WLAN和蜂窩資源共享，不僅方便網(wǎng)絡(luò)部署、運營、管理和維護、也可節(jié)約大量開支。由此可見，在移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)快速增長的有力推動下，WLAN與移動通信走向廣泛深入地融合已是未來的趨勢，也許會在5G發(fā)展中出現(xiàn)根本性的變化。

目前，IEEE已經(jīng)啟動了下一代WLAN標(biāo)準(zhǔn)“High-efficiency WLAN”的研究，將進一步提升運營商業(yè)務(wù)能力，推動WLAN技術(shù)與蜂窩網(wǎng)絡(luò)的融合。3.3革命性技術(shù)

此外，我們還應(yīng)當(dāng)特別關(guān)注可能出現(xiàn)的革命性5G技術(shù)。從蜂窩移動通信的演進路線來看，每一代演進都有革命性技術(shù)出現(xiàn)，從2G的GSM到3G的CDMA，再到4G的OFDM，那么，5G是否會出現(xiàn)新一代的革命性技術(shù)，而這種革命性技術(shù)是否需要與LTE演進采用不同的技術(shù)路線，進而產(chǎn)生新一代的空中接口技術(shù)，將成為我們重點關(guān)注的內(nèi)容。4、5G關(guān)鍵性技術(shù)

為提升其業(yè)務(wù)支撐能力, 5G 在無線傳輸技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面將有新突破。在無線傳輸技術(shù)方面, 將引入能進一步挖掘頻譜效率提升潛力的技術(shù)，如先進的多址接入技術(shù)、多天線技術(shù)、編碼調(diào)制技術(shù)、新的波形設(shè)計技術(shù)等;在無線網(wǎng)絡(luò)方面, 將采用更靈活、更智能的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和組網(wǎng)技術(shù), 如采用控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離的軟件定義無線網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)、統(tǒng)一的自組織網(wǎng)絡(luò)(SON)、異構(gòu)超密集部署等。5G移動通信標(biāo)志性的關(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在超高效能的無線傳輸技術(shù)和高密度無線網(wǎng)絡(luò)(high den-sity wireless network)技術(shù)。其中基于大規(guī)模 MIMO 的無線傳輸技術(shù)將有可能使頻譜效率和功率效率在4G的基礎(chǔ)上再提升一個量級, 該項技術(shù)走向?qū)嵱没闹饕款i問題是高維度信道建模與估計以及復(fù)雜度控制。全雙工(full duplex)技術(shù)將可能開辟新一代移動通信頻譜利用的新格局。超密集網(wǎng)絡(luò)(ultra dense network, UDN)已引起業(yè)界的廣泛關(guān)注, 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同與干擾管理將是提升高密度無線網(wǎng)絡(luò)容量的核心關(guān)鍵問題。

體系結(jié)構(gòu)變革將是新一代無線移動通信系統(tǒng)發(fā)展的主要方向.現(xiàn)有的扁平化 SAE/LTE(systemarchitecture evolution/long term evolution)體系結(jié)構(gòu)促進了移動通信系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)的高度融合, 高密度、智能化、可編程則代表了未來移動通信演進的進一步發(fā)展趨勢, 而內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(CDN)向核心網(wǎng)絡(luò)的邊緣部署, 可有效減少網(wǎng)絡(luò)訪問路由的負(fù)荷, 并顯著改善移動互聯(lián)網(wǎng)用戶的業(yè)務(wù)體驗。

1)超密集組網(wǎng): 未來網(wǎng)絡(luò)將進一步使現(xiàn)有的小區(qū)結(jié)構(gòu)微型化、分布化, 并通過小區(qū)間的相互協(xié)作,化干擾信號為有用信號, 從而解決小區(qū)微型化和分布化所帶來的干擾問題, 并最大程度地提高整個網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量。

2)智能化: 未來網(wǎng)絡(luò)將在已有 SON 技術(shù)的基礎(chǔ)上, 具備更為廣泛的感知能力和更為強大的自優(yōu)化能力, 通過感知網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及用戶業(yè)務(wù)需求, 在異構(gòu)環(huán)境下為用戶提供最佳的服務(wù)體驗.3)可編程: 未來網(wǎng)絡(luò)將具備軟件可定義(SDN)能力, 數(shù)據(jù)平面與控制平面將進一步分離, 集中控制、分布控制或兩者的相互結(jié)合, 將是網(wǎng)絡(luò)演進發(fā)展中需要解決的技術(shù)路線問題?；九c路由交換等基礎(chǔ)設(shè)施具備可編程與靈活擴展能力, 以統(tǒng)一融合的平臺適應(yīng)各種復(fù)雜的及不同規(guī)模的應(yīng)用場景。

4)內(nèi)容分發(fā)邊緣化部署: 移動終端訪問的內(nèi)容雖然呈海量化趨勢, 但大部分集中在一些熱點內(nèi)容和大型門戶網(wǎng)站, 在未來的 5G 網(wǎng)絡(luò)中采用 CDN 技術(shù)將是提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率的重要潛在手段。4.1無線傳輸技術(shù)（1）大規(guī)模MOMI技術(shù)

多天線技術(shù)作為提高系統(tǒng)頻譜效率和傳輸可靠性的有效手段, 已經(jīng)應(yīng)用于多種無線通信系統(tǒng), 如3G系統(tǒng)、LTE、LTE-A、WLAN 等。根據(jù)信息論, 天線數(shù)量越多, 頻譜效率和可靠性提升越明顯。尤其是, 當(dāng)發(fā)射天線和接收天線數(shù)量很大時, MIMO 信道容量將隨收發(fā)天線數(shù)中的最小值近似線性增長。因此, 采用大數(shù)量的天線, 為大幅度提高系統(tǒng)的容量提供了一個有效的途徑。由于多天線所占空間、實現(xiàn)復(fù)雜度等技術(shù)條件的限制, 目前的無線通信系統(tǒng)中, 收發(fā)端配置的天線數(shù)量都不多, 比如在 LTE 系統(tǒng)中最多采用了 4 根天線, LTE-A 系統(tǒng)中最多采用了 8 根天線但由于其巨大的容量和可靠性增益, 針對大天線數(shù)的 MIMO 系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的研究吸引了研究人員的關(guān)注, 如單個小區(qū)情況下, 基站配有大大超過移動臺天線數(shù)量的天線的多用戶 MIMO 系統(tǒng)的研究等進而, 2010 年, 貝爾實驗室的Marzetta研究了多小區(qū)、TDD(time division duplexing)情況下, 各基站配置無限數(shù)量天線的極端情況的多用戶 MIMO 技術(shù), 提出了大規(guī)模 MIMO(large scale MIMO, 或者稱 Massive MIMO)的概念發(fā)現(xiàn)了一些與單小區(qū)、有限數(shù)量天線時的不同特征。之后, 眾多的研究人員在此基礎(chǔ)上研究了基站配置有限天線數(shù)量的情況.在大規(guī)模 MIMO 中, 基站配置數(shù)量非常大(通常幾十到幾百根, 是現(xiàn)有系統(tǒng)天線數(shù)量的 1～2 個數(shù)量級以上)的天線, 在同一個時頻資源上同時服務(wù)若干個用戶。在天線的配置方式上, 這些天線可以是集中地配置在一個基站上, 形成集中式的大規(guī)模 MIMO, 也可以是分布式地配置在多個節(jié)點上, 形成分布式的大規(guī)模 MIMO。值得一提的是, 我國學(xué)者在分布式 MIMO 的研究一直走在國際的前列。

大規(guī)模 MIMO 帶來的好處主要體現(xiàn)在以下幾個方面: 第一, 大規(guī)模 MIMO 的空間分辨率與現(xiàn)有MIMO相比顯著增強, 能深度挖掘空間維度資源, 使得網(wǎng)絡(luò)中的多個用戶可以在同一時頻資源上利用大規(guī)模 MIMO 提供的空間自由度與基站同時進行通信, 從而在不需要增加基站密度和帶寬的條件下大幅度提高頻譜效率。第二, 大規(guī)模 MIMO 可將波束集中在很窄的范圍內(nèi), 從而大幅度降低干擾。第三, 可大幅降低發(fā)射功率,從而提高功率效率.第四, 當(dāng)天線數(shù)量足夠大時, 最簡單的線性預(yù)編碼和線性檢測器趨于最優(yōu), 并且噪聲和不相關(guān)干擾都可忽略不計。

（2）基于濾波器組的多載波技術(shù)

由于在頻譜效率、對抗多徑衰落、低實現(xiàn)復(fù)雜度等方面的優(yōu)勢, OFDM(orthogonal frequency di-vision multiplexing)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各類無線通信系統(tǒng),如 WiMaX、LTE和LTE-A系統(tǒng)的下行鏈路,但 OFDM 技術(shù)也存在很多不足之處。比如, 需要插入循環(huán)前綴以對抗多徑衰落,從而導(dǎo)致無線資源的浪費；對載波頻偏的敏感性高, 具有較高的峰均比;另外, 各子載波必須具有相同的帶寬, 各子載波之間必須保持同步, 各子載波之間必須保持正交等, 限制了頻譜使用的靈活性。此外,由于OFDM技術(shù)采用了方波作為基帶波形,載波旁瓣較大,從而在各載波同步不能嚴(yán)格保證的情況下使得相鄰載波之間的干擾比較嚴(yán)重。在 5G 系統(tǒng)中, 由于支撐高數(shù)據(jù)速率的需要, 將可能需要高達 1 GHz 的帶寬。但在某些較低的頻段, 難以獲得連續(xù)的寬帶頻譜資源, 而在這些頻段, 某些無線傳輸系統(tǒng), 如電視系統(tǒng)中, 存在一些未被使用的頻譜資源(空白頻譜).但是, 這些空白頻譜的位置可能是不連續(xù)的, 并且可用的帶寬也不一定相同, 采用 OFDM 技術(shù)難以實現(xiàn)對這些可用頻譜的使用。靈活有效地利用這些空白的頻譜, 是 5G 系統(tǒng)設(shè)計的一個重要問題。

為了解決這些問題, 尋求其他多載波實現(xiàn)方案引起了研究人員的關(guān)注其中, 基于濾波器組的多載波(FBMC, filter-bank based multicarrier)實現(xiàn)方案是被認(rèn)為是解決以上問題的有效手段, 被我國學(xué)者最早應(yīng)用于國家 863 計劃后 3G 試驗系統(tǒng)中。濾波器組技術(shù)起源于 20 世紀(jì) 70 年代, 并在20世紀(jì) 80 年代開始受到關(guān)注, 現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于圖像處理、雷達信號處理、通信信號處理等諸多領(lǐng)域。在基于濾波器組的多載波技術(shù)中, 發(fā)送端通過合成濾波器組來實現(xiàn)多載波調(diào)制, 接收端通過分析濾波器組來實現(xiàn)多載波解調(diào).合成濾波器組和分析濾波器組由一組并行的成員濾波器構(gòu)成, 其中各個成員濾波器都是由原型濾波器經(jīng)載波調(diào)制而得到的調(diào)制濾波器與 OFDM 技術(shù)不同, FBMC 中, 由于原型濾波器的沖擊響應(yīng)和頻率響應(yīng)可以根據(jù)需要進行設(shè)計, 各載波之間不再必須是正交的, 不需要插入循環(huán)前綴；能實現(xiàn)各子載波帶寬設(shè)置、各子載波之間的交疊程度的靈活控制, 從而可靈活控制相鄰子載波之間的干擾, 并且便于使用一些零散的頻譜資源；各子載波之間不需要同步, 同步、信道估計、檢測等可在各資載波上單獨進行處理, 因此尤其適合于難以實現(xiàn)各用戶之間嚴(yán)格同步的上行鏈路。但另一方面, 由于各載波之間相互不正交, 子載波之間存在干擾；采用非矩形波形, 導(dǎo)致符號之間存在時域干擾, 需要通過采用一些技術(shù)來進行干擾的消除。（3）全雙工技術(shù)

全雙工通信技術(shù)指同時、同頻進行雙向通信的技術(shù).由于在無線通信系統(tǒng)中, 網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終端側(cè)存在固有的發(fā)射信號對接收信號的自干擾, 現(xiàn)有的無線通信系統(tǒng)中, 由于技術(shù)條件的限制, 不能實現(xiàn)同時同頻的雙向通信, 雙向鏈路都是通過時間或頻率進行區(qū)分的, 對應(yīng)于 TDD 和 FDD 方式.由于不能進行同時、同頻雙向通信, 理論上浪費了一半的無線資源(頻率和時間)。

由于全雙工技術(shù)理論上可提高頻譜利用率一倍的巨大潛力, 可實現(xiàn)更加靈活的頻譜使用, 同時由于器件技術(shù)和信號處理技術(shù)的發(fā)展, 同頻同時的全雙工技術(shù)逐漸成為研究熱點, 是 5G 系統(tǒng)充分挖掘無線頻譜資源的一個重要方向但全雙工技術(shù)同時也面臨一些具有挑戰(zhàn)性的難題.由于接收和發(fā)送信號之間的功率差異非常大, 導(dǎo)致嚴(yán)重的自干擾(典型值為 70 dB), 因此實現(xiàn)全雙工技術(shù)應(yīng)用的首要問題是自干擾的抵消近年來, 研究人員發(fā)展了各類干擾抵消技術(shù), 包括模擬端干擾抵消、對已知的干擾信號的數(shù)字端干擾抵消及它們的混合方式、利用附加的放置在特定位置的天線進行干擾抵消的技術(shù)等以及后來的一些改進技術(shù)通過這些技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用, 在特定的場景下, 能消除大部分的自干擾。研究人員也開發(fā)了實驗系統(tǒng), 通過實驗來驗證全雙工技術(shù)的可行性。在部分條件下達到了全雙工系統(tǒng)理論容量的 90%左右。雖然這些實驗證明了全雙工技術(shù)是可行的, 但這些實驗系統(tǒng)都基本是單基站、小終端數(shù)量的, 沒有對大量基站和大量終端的情況進行實驗驗證, 并且現(xiàn)有結(jié)果顯示, 全雙工技術(shù)并不能在所有條件下都獲得理想的性能增益。比如, 天線抵消技術(shù)中需要多個發(fā)射天線, 對大帶寬情況下的消除效果還不理想, 并且大都只能支持單數(shù)據(jù)流工作, 不能充分發(fā)揮 MIMO、的能力, 因此, 還不能適用于 MIMO 系統(tǒng)；MIMO 條件下的全雙工技術(shù)與半雙工技術(shù)的性能分析還大多是一些簡單的、面向小天線數(shù)的仿真結(jié)果的比較, 特別是對大規(guī)模 MIMO 條件下的性能差異還缺乏深入的理論分析需要在建立更合理的干擾模型的基礎(chǔ)上對之進行深入系統(tǒng)的分析；目前,對全雙工系統(tǒng)的容量分析大多是面向單小區(qū)、用戶數(shù)比較少, 并且是發(fā)射功率和傳輸距離比較小的情況,缺乏對多小區(qū)、大用戶數(shù)等條件下的研究結(jié)果, 因此在多小區(qū)大動態(tài)范圍下的全雙工技術(shù)中的干擾消除技術(shù)、資源分配技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)、容量分析、與 MIMO 技術(shù)的結(jié)合, 以及大規(guī)模組網(wǎng)條件下的實驗驗證, 是需要深入研究的重要問題。4.2無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

（1）超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

由于5G系統(tǒng)既包括新的無線傳輸技術(shù),也包括現(xiàn)有的各種無線接入技術(shù)的后續(xù)演進, 5G網(wǎng)絡(luò)必然是多種無線接入技術(shù), 如 5G, 4G, LTE, UMTS(universal mobile telecommunications system)和 WiFi(wireless fidelity)等共存, 既有負(fù)責(zé)基礎(chǔ)覆蓋的宏站, 也有承擔(dān)熱點覆蓋的低功率小站, 如Micro, Pico,Relay和Femto 等多層覆蓋的多無線接入技術(shù)多層覆蓋異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)在這些數(shù)量巨大的低功率節(jié)點中, 一些是運營商部署, 經(jīng)過規(guī)劃的宏節(jié)點低功率節(jié)點；更多的可能是用戶部署, 沒有經(jīng)過規(guī)劃的低功率節(jié)點, 并且這些用戶部署的低功率節(jié)點可能是 OSG(open subscriber group)類型的,也可能是CSG(closed subscriber group)類型的, 從而使得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜吞匦宰兊脴O為復(fù)雜。

在超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中, 網(wǎng)絡(luò)的密集化使得網(wǎng)絡(luò)節(jié)點離終端更近, 帶來了功率效率、頻譜效率的提升, 大幅度提高了系統(tǒng)容量, 以及業(yè)務(wù)在各種接入技術(shù)和各覆蓋層次間分擔(dān)的靈活性。雖然超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)展示了美好的前景, 由于節(jié)點之間距離的減少, 將導(dǎo)致一些與現(xiàn)有系統(tǒng)不同的問題。在 5G 網(wǎng)絡(luò)中, 可能存在同一種無線接入技術(shù)之間同頻部署的干擾、不同無線接入技術(shù)之間由于共享頻譜的干擾、不同覆蓋層次之間的干擾, 如何解決這些干擾帶來的性能損傷, 實現(xiàn)多種無線接入技術(shù)、多覆蓋層次之間的共存, 是一個需要深入研究的重要問題由于近鄰節(jié)點傳輸損耗差別不大, 可能存在多個強度接近的干擾源, 導(dǎo)致更嚴(yán)重的干擾, 使現(xiàn)有的面向單個干擾源的干擾協(xié)調(diào)算法不能直接適用于 5G 系統(tǒng)；由于不同業(yè)務(wù)和用戶的 QoS(quality of service)要求的不同, 不同業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)中的分擔(dān)、各類節(jié)點之間的協(xié)同策略、網(wǎng)絡(luò)選擇、基于用戶需求的系統(tǒng)能效最低的小區(qū)激活、節(jié)能配置策略是保證系統(tǒng)性能的關(guān)鍵問題。為了實現(xiàn)大規(guī)模的節(jié)點協(xié)作, 需要準(zhǔn)確、有效地發(fā)現(xiàn)大量的相鄰節(jié)點。由于小區(qū)邊界更多、更不規(guī)則, 導(dǎo)致更頻繁、更為復(fù)雜的切換, 難以保證移動性性能, 因此, 需要針對超密集網(wǎng)絡(luò)場景發(fā)展新的切換算法。由于用戶部署的大量節(jié)點的突然、隨機的開啟和關(guān)閉, 使得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜透蓴_圖樣隨機、大動態(tài)范圍地動態(tài)變化, 各小站中的服務(wù)用戶數(shù)量往往比較少,使得業(yè)務(wù)的空間和時間分布出現(xiàn)劇烈的動態(tài)變化, 因此, 需要研究適應(yīng)這些動態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)動態(tài)部署技術(shù)；站點的密集部署將需要龐大、復(fù)雜的回傳網(wǎng)絡(luò), 如果采用有線回傳網(wǎng)絡(luò), 會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)部署的困難和運營商成本的大幅度增加.為了提高節(jié)點部署的靈活性, 降低部署成本, 利用和接入鏈路相同的頻譜和技術(shù)進行無線回傳傳輸, 是解決這個問題的一個重要方向.無線回傳方式中, 無線資源不僅為終端服務(wù), 而且為節(jié)點提供中繼服務(wù), 使無線回傳組網(wǎng)技術(shù)非常復(fù)雜, 因此, 無線回傳組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù), 包括組網(wǎng)方式、無線資源管理等是重要的研究內(nèi)容。（2）自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

在傳統(tǒng)的移動通信網(wǎng)絡(luò)中, 網(wǎng)絡(luò)部署、運維等基本依靠人工的方式, 需要投入大量的人力, 給運營商帶來巨大的運行成本。根據(jù)分析各大運營商的運營成本基本上占各自收入的 70%左右。并且,隨著移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展, 依靠人工的方式難以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化.因此, 為了解決網(wǎng)絡(luò)部署、優(yōu)化的復(fù)雜性問題, 降低運維成本相對總收入的比例, 使運營商能高效運營、維護網(wǎng)絡(luò), 在滿足客戶需求的同時,自身也能夠持續(xù)發(fā)展, 由 NGMN(next generation mobile network)聯(lián)盟中的運營商主導(dǎo), 聯(lián)合主要的設(shè)備制造商提出了自組織網(wǎng)絡(luò)(SON)的概念自組織網(wǎng)絡(luò)的思路是在網(wǎng)絡(luò)中引入自組織能力(網(wǎng)絡(luò)智能化), 包括自配置、自優(yōu)化、自愈合等實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、部署、維護、優(yōu)化和排障等各個環(huán)節(jié)的自動進行, 最大限度地減少人工干預(yù)。目前, 自組織網(wǎng)絡(luò)成為新鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)的必備特性, 逐漸進入商用, 并展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢。

5G將是融合、協(xié)同的多制式共存的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。從技術(shù)上看, 將存在多層、多無線接入技術(shù)的共存,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜, 各種無線接入技術(shù)內(nèi)部和各種覆蓋能力的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的關(guān)系錯綜復(fù)雜, 網(wǎng)絡(luò)的部署、運營、維護將成為一個極具挑戰(zhàn)性的工作。為了降低網(wǎng)絡(luò)部署、運營維護復(fù)雜度和成本, 提高網(wǎng)絡(luò)運維質(zhì)量, 未來 5G 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該能支持更智能的、統(tǒng)一的 SON 功能, 能統(tǒng)一實現(xiàn)多種無線接入技術(shù)、覆蓋層次的聯(lián)合自配置、自優(yōu)化、自愈合。目前, 針對 LTE、LTE-A 以及 UMTS、WiFi 的 SON 技術(shù)發(fā)展已經(jīng)比較完善, 逐漸開始在新部署的網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。但現(xiàn)有的 SON 技術(shù)都是面向各自網(wǎng)絡(luò), 從各自網(wǎng)絡(luò)的角度出發(fā)進行獨立的自部署和自配置、自優(yōu)化和自愈合, 不能支持多網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)同.因此, 需要研究支持協(xié)同異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的 SON 技術(shù), 如支持在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的基于無線回傳的節(jié)點自配置技術(shù), 異系統(tǒng)環(huán)境下的自優(yōu)化技術(shù), 如協(xié)同無線傳輸參數(shù)優(yōu)化、協(xié)同移動性優(yōu)化技術(shù), 協(xié)同能效優(yōu)化技術(shù), 協(xié)同接納控制優(yōu)化技術(shù)等, 以及異系統(tǒng)下的協(xié)同網(wǎng)絡(luò)故障檢測和定位, 從而實現(xiàn)自愈合功能。

5、結(jié)束語

當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，將有力推動 5G 移動通信技術(shù)的發(fā)展進程，依據(jù)移動通信技術(shù)的發(fā)展規(guī)律，在 2020 年后，5G 移動通信技術(shù)將有望實現(xiàn)商用，能夠滿足未來移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展需求，并帶給移動互聯(lián)網(wǎng)用戶一種前所未有的全新體驗。目前，5G移動通信技術(shù)的科研尚處于起步階段，并即將邁入發(fā)展的關(guān)鍵時期，其關(guān)鍵指標(biāo)和技術(shù)需求都會在未來幾年內(nèi)陸續(xù)出臺，屆時將引領(lǐng)我國移動通信行業(yè)的新一輪變革。

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第五篇：移動通信論文

3G與4G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)概論

3G是第三代移動通信技術(shù)，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術(shù)。3G服務(wù)能夠同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps以上。3G是指將無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動通信系統(tǒng)，目前3G存在3種標(biāo)準(zhǔn)：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。

1．三種標(biāo)準(zhǔn)的簡單介紹

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(wǎng)發(fā)展出來的3G技術(shù)規(guī)范，這套系統(tǒng)能夠架設(shè)在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)上，對于系統(tǒng)提供商而言可以較輕易地過渡。因此WCDMA具有先天的市場優(yōu)勢。WCDMA已是當(dāng)前世界上采用的國家及地區(qū)最廣泛的，終端種類最豐富的一種3G標(biāo)準(zhǔn)，占據(jù)全球80%以上市場份額。CDMA2000是由窄帶CDMA（CDMA IS95）技術(shù)發(fā)展而來的寬帶CDMA技術(shù)，也稱為CDMA Multi-Carrier，韓國成為該標(biāo)準(zhǔn)的主導(dǎo)者。這套系統(tǒng)是從窄頻CDMAOne數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)衍生出來的，可以從原有的CDMAOne結(jié)構(gòu)直接升級到3G，建設(shè)成本低廉。雖然CDMA2000的支持者不如W-CDMA多但是CDMA2000的研發(fā)技術(shù)卻是目前各標(biāo)準(zhǔn)中進度最快的，許多3G手機已經(jīng)率先面世。該標(biāo)準(zhǔn)提出了從CDMAIS95（2G）-CDMA20001x-CDMA20003x（3G）的演進策略。TD—SCDMA全稱為Time Division-Synchronous CDMA（時分同步CDMA），該標(biāo)準(zhǔn)是由中國大陸?yīng)氉灾贫ǖ?G標(biāo)準(zhǔn)，TD-SCDMA具有輻射低的特點，被譽為綠色3G。該標(biāo)準(zhǔn)將智能無線、同步CDMA和軟件無線電等當(dāng)今國際領(lǐng)先技術(shù)融于其中，在頻譜利用率、對業(yè)務(wù)支持具有靈活性、頻率靈活性及成本等方面的獨特優(yōu)勢。，非常適用于GSM系統(tǒng)向3G升級。軍用通信網(wǎng)也是TD-SCDMA的核心任務(wù)。相對于另兩個主要3G標(biāo)準(zhǔn)CDMA2000和WCDMA它的起步較晚，技術(shù)不夠成熟。

2.三種標(biāo)準(zhǔn)的對比

WCDMA、CDMA2000與TD—SCDMA都屬于寬帶CDMA技術(shù)。寬帶CDMA進一步拓展了標(biāo)準(zhǔn)的CDMA概念，在一個相對更寬的頻帶上擴展信號，從而減少由多徑和衰減帶來的傳播問題，具有更大的容量，可以根據(jù)不同的需要使用不同的帶寬，具有較強的抗衰落能力與抗干擾能力，支持多路同步通話或數(shù)據(jù)傳輸，且兼容現(xiàn)有設(shè)備。WCDMA、CDMA2000與TD-SCDMA都能在靜止?fàn)顟B(tài)下提供2Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，但三者的一些關(guān)鍵技術(shù)仍存在著較大的差別，性能上也有所不同。

1、雙工模式

WCDMA與CDMA2000都是采用FDD(頻分?jǐn)?shù)字雙工)模式，TD-SCDMA采用TDD(時分?jǐn)?shù)字雙工)模式。WCDMA與CDMA2000能夠支持移動終端在時速500公里左右時的正常通信，而TD-SCDMA只能支持移動終端在時速120公里左右時的正常通信。TD-SCDMA在高速公路及鐵路等高速移動的環(huán)境中處于劣勢。

2、碼片速率與載波帶寬

碼片速率高能有效地利用頻率選擇性分集以及空間的接收和發(fā)射分集，可以有效地解決多徑問題和衰落問題，WCDMA在這方面最具優(yōu)勢。載波帶寬方面，帶寬越高，支持的用戶數(shù)就越多，在通信時發(fā)生網(wǎng)塞的可能性就越小。在這方面WCDMA具有比較明顯的優(yōu)勢。TD-SCDMA系統(tǒng)采用TDD雙工模式，因此只需占用單一的1.6M帶寬，因而TD-SCDMA對頻率資源的利用率是最高的。

3、智能天線技術(shù)

智能天線技術(shù)是TD-SCDMA采用的關(guān)鍵技術(shù)，已由大唐電信申請了專利，目前WCDMA與CDMA2000都還沒有采用這項技術(shù)。智能天線是一種安裝在基站現(xiàn)場的雙向天線獲取方向性，還可以減少小區(qū)間及小區(qū)內(nèi)的干擾。智能天線的這些特性可顯著提高移動通信系統(tǒng)的頻譜效率。

4、越區(qū)切換技術(shù)

WCDMA與CDMA2000都采用了越區(qū)“軟切換”技術(shù)，即當(dāng)手機發(fā)生移動或是目前與手機通信的基站話務(wù)繁忙使手機需要與一個新的基站通信時，并不先中斷與原基站的聯(lián)系，而是先與新的基站連接后，再中斷與原基站的聯(lián)系。而TD-SCDMA則是采用了越區(qū)“接力切換”技術(shù)，智能天線可大致定位用戶的方位和距離，基站和基站控制器可根據(jù)用戶的方位和距離信息，判斷用戶是否移動到應(yīng)切換給另一基站的臨近區(qū)域，如果進入切換區(qū)，便由基站控制器通知另一基站做好切換準(zhǔn)備，達到接力切換目的。

在切換的過程中，需要兩個基站間的協(xié)調(diào)操作。WCDMA無需基站間的同步，通過兩個基站間的定時差別報告來完成軟切換。CDMA2000與TD-SCDMA都需要基站間的嚴(yán)格同步，因而必須借助GPS等設(shè)備來確定手機的位置并計算出到達兩個基站的距離。由于GPS依賴于衛(wèi)星，CDMA2000與TD-SCDMA的網(wǎng)絡(luò)布署將會受到一些限制，而WCDMA的網(wǎng)絡(luò)在許多環(huán)境下更易于部署，即使在地鐵等GPS信號無法到達的地方也能安裝基站，實現(xiàn)真正的無縫覆蓋。而且GPS是美國的系統(tǒng)，若將移動通信系統(tǒng)建立在GPS可靠工作的基礎(chǔ)上，將會受制于美國的GPS政策，有一定的風(fēng)險。

3.三種標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)缺點

3G標(biāo)準(zhǔn)的確定 , 也就意味著其采用的一些關(guān)鍵技 術(shù)的確定。由于目前 3G采用很多技術(shù)的先進性 , 將來 4G在很大程度上將繼續(xù)沿用 3G的很多關(guān)鍵技術(shù)。下 面從 3G和 4G都要采用的核心技術(shù)和其他一些關(guān)鍵技 術(shù)來對它們進行分析。

3.1 核心技術(shù)的比較

在 3G中 ,采用的核心技術(shù)是 CDMA 技術(shù);在 4G中 采用 OFDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù)。對于 CDMA 技術(shù) ,由 于已經(jīng)比較成熟 ,這兒就不再做介紹。由于 OFDM技術(shù) 是一種可以有效對抗信號間干擾的高速傳輸技術(shù) , 具 有良好的抗干擾性能 , 所以逐漸在通信領(lǐng)域得到廣闊 的運用。由于無線信道傳輸特性的不理想 ,各類無線和 移動通信普遍存在著符號間干擾(ISI)。對這種符號間 干擾通常采用自適應(yīng)均衡器來加以克服 , 但是在高速 數(shù)字通信系統(tǒng)中 , 為了保證克服符號間干擾 , 往往要求 均衡器的抽頭數(shù)很大 , 尤其是在城市環(huán)境 , 可能使得均 衡器的抽頭數(shù)上百 , 這樣就必然大大增加均衡器的復(fù) 雜程度 ,提高設(shè)備造價和成本。為了能在下一代移動通 信中有效解決這一問題 ,OFDM技術(shù)因其頻譜利用率高 和抗多徑衰落性能好而被普遍看好 , 以取代復(fù)雜而昂 貴的自適應(yīng)均衡器。近年來 , 由于 DSP技術(shù)的飛速發(fā) 展 ,OFDM作為一種可以有效對抗符號間干擾的高速傳 輸技術(shù) ,引起了廣泛關(guān)注。OFDM技術(shù)在未來第四代移 動通信系統(tǒng)中的運用 , 將會使現(xiàn)在普遍使用的自適應(yīng) 均衡器在 4G中退出歷史舞臺。

3.2 智能天線

智能天線是一種基于自適應(yīng)天線原理的移動通信 新技術(shù)。它結(jié)合了自適應(yīng)天線技術(shù)的優(yōu)點 ,利用天線陣 列的波束匯成和指向 , 產(chǎn)生多個獨立的波束 , 可以自適 應(yīng)地調(diào)整其方向圖以跟蹤信號的變化。接收時 ,每個陣 元的輸入被自適應(yīng)地加權(quán)調(diào)整 , 并與其他的信號相加 , 以達到從混合的接收信號中解調(diào)出期望信號和抑制干 擾信號的目的 , 它對干擾方向調(diào)零以減少甚至抵消干 擾信號。發(fā)射時 ,根據(jù)從接收信號中獲知的 UE信號方 位圖 , 通過自適應(yīng)地調(diào)整每個輻射陣元輸出的幅度和 相位 , 使得它們的輸出在空間迭加而產(chǎn)生指向目標(biāo) UE 的賦形波束。智能天線的特點是能夠以較低的代價換 得天線覆蓋范圍、系統(tǒng)容量、業(yè)務(wù)質(zhì)量、抗阻塞和抗掉話等性能的提高。智能天線在消除干擾、擴大小區(qū)半徑、降低系統(tǒng)成 本、提高系統(tǒng)容量等方面具有不可比擬的優(yōu)越性。正因 為如此 , 在 IMT-2000 家族中 , WCDMA 和 CDMA2000 都希望能夠在系統(tǒng)中采用智能天線 , 但是因為其算法 復(fù)雜度高 , 因此 , 在 3G 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中 , 僅僅只有 TD-SCDMA 系統(tǒng)采用了這種技術(shù)。在 TD-SCDMA 系統(tǒng)中 的上、下行信道使用同一載頻 , 上下行射頻信道完全對 稱 ,從而有利于智能天線的使用(目前僅用于基站)。智 能天線系統(tǒng)由一組天線陣及相連的收發(fā)信機和先進的 數(shù)字信號處理算法構(gòu)成。在發(fā)送端 ,智能天線根據(jù)接收 到的終端到達信號在天線陣產(chǎn)生的相位差 , 利用先進 的數(shù)字信號處理算法提取出終端的位置信息 , 根據(jù)終 端的位置信息 , 有效地產(chǎn)生多波束賦形 , 每個波束指向 一個特定終端并自動地跟蹤終端移動 , 從而有效地減 少了同信道干擾 ,提高了下行容量?？臻g波束賦形的結(jié) 果使得在保持小區(qū)覆蓋不變的情況下 , 可以極大地降 低總的射頻發(fā)射功率 , 一方面改善了空間電磁環(huán)境 , 另 一方面也降低了無線基站的成本。在接收端 ,智能天線 通過空間選擇性分集 , 可大大提高接收靈敏度 , 減少不 同位置同信道用戶的干擾 , 有效合并多徑分量 , 抵消多 徑衰落 ,提高上行容量。在 4G中 , 為了達到高速通信的目的 , 必須更加有 效的使用智能天線。智能天線無法解決的問題是時延 超過碼片寬度的多徑干擾和高速移動的多普勒效應(yīng)造成的信道 ,這些問題在 4G中將得到有效的解決。因此 , 在多徑干擾嚴(yán)重的高速移動環(huán)境下 , 智能天線必須和 其它抗干擾的數(shù)字信號處理技術(shù)同時使用 , 才可能達 到最佳效果。這些數(shù)字信號處理技術(shù)包括聯(lián)合檢測、干 擾抵消及 Rake 接收等。

3.3 聯(lián)合檢測

聯(lián)合檢測技術(shù)的核心思想就是利用均衡技術(shù) , 將 來自其他用戶的 ISI也當(dāng)作 MAI而一并消除之。系統(tǒng)干 擾包括多徑干擾、小區(qū)內(nèi)多用戶干擾和小區(qū)間干擾。這 些干擾破壞各個信道的正交性 , 降低 CDMA 系統(tǒng)的頻 譜利用率。傳統(tǒng)的 Rake 接收機技術(shù)把小區(qū)內(nèi)的多用戶 干擾當(dāng)作噪聲處理 , 而沒有利用該干擾不同于噪聲干 擾的獨有特性。聯(lián)合檢測技術(shù)即“多用戶干擾”抑制技 術(shù) ,是消除和減輕多用戶干擾的主要技術(shù) ,它把所有用 戶的信號都當(dāng)作有用信號處理 , 這樣可充分利用用戶 信號的擴頻碼、幅度、定時、延遲等信息 ,從而大幅度降 低多徑多址干擾 , 但同時也存在多碼道處理過于復(fù)雜 和無法完全解決多址干擾等問題。將智能天線技術(shù)和 聯(lián)合檢測技術(shù)相結(jié)合 ,可獲得較為理想的效果。在 3 個 3G標(biāo)準(zhǔn)中 , TD-SCDMA 系統(tǒng)采用的低碼片速率有利 于各種聯(lián)合檢測算法的實現(xiàn)。4G中的聯(lián)合檢測技術(shù)為了獲得更加理想的效果 , 可能會采用低碼片速率 , 這樣有利于將智能天線和聯(lián) 合檢測技術(shù)相結(jié)合 , 4G的聯(lián)合檢測原理相同于 3G的 原理圖 ,如圖 2 所示。

3.4 軟件無線電

軟件無線電是利用數(shù)字信號處理軟件實現(xiàn)傳統(tǒng)上 由硬件電路來完成的無線功能的技術(shù) , 通過加載不同 的軟件 ,可實現(xiàn)不同的硬件功能。在 3G和 4G系統(tǒng)中 , 軟件無線電可用來實現(xiàn)智能天線、同步檢測、載波恢復(fù) 和各種基帶信號處理等功能模塊?？梢灶A(yù)料 ,在 4G中 , 軟件無線電的使用將會比 3G中更加廣闊。其優(yōu)點主要 表現(xiàn)在 :(1)通過軟件方式 ,靈活完成硬件功能;(2)良好的靈活性及可編程性;(3)可代替昂貴的硬件電路 ,實現(xiàn)復(fù)雜的功能;(4)對環(huán)境的適應(yīng)性好 ,不會老化;(5)便于系統(tǒng)升級 ,降低用戶設(shè)備費用。

3.5 功率控制

功率控制技術(shù)是 3G系統(tǒng)的核心技術(shù)。在 3G中 , CDMA 系統(tǒng)是一個自擾系統(tǒng) , 所有移動用戶都占用相 同帶寬和頻率 ,“遠近效用”問題特別突出。CDMA 功率 控制的目的就是克服“遠近效用” , 使系統(tǒng)既能維護高 質(zhì)量通信 ,又不對其他用戶產(chǎn)生干擾。功率控制分為前 向功率控制和反向功率控制 , 反向功率控制又可分為 僅由移動臺參與的開環(huán)功率控制和移動臺、基站同時 參與的閉環(huán)功率控制。(l)反向開環(huán)功率控制。它是移動臺根據(jù)在小區(qū)中 接收功率的變化 , 調(diào)節(jié)移動臺發(fā)射功率以達到所有移 動臺發(fā)出的信號在基站時都有相同的功率。它主要是 為了補償陰影、拐彎等效應(yīng) , 所以它有一個很大的動態(tài) 范圍 ,根據(jù) IS-95 標(biāo)準(zhǔn) ,它至少應(yīng)該達到正負(fù) 32 dB 的 動態(tài)范圍。(2)反向閉環(huán)功率控制。閉環(huán)功率控制的設(shè)計目標(biāo) 是使基站對移動臺的開環(huán)功率估計迅速做出糾正 , 以 使移動臺保持最理想的發(fā)射功率。(3)前向功率控制。在前向功率控制中 ,基站根據(jù) 測量結(jié)果調(diào)整每個移動臺的發(fā)射功率 , 其目的是對路 徑衰落小的移動臺分派較小的前向鏈路功率 , 而對那 些遠離基站的和誤碼率高的移動臺分派較大的前向鏈 路功率。在 4G系統(tǒng)中 , 功率控制的使用將會比 3G更加精 確 , 移動臺和基站都將同時使用功率控制 , 現(xiàn)在 3G中 比較顯著的“遠近效用”問題 ,通過 4G的嚴(yán)格的功率控 制將得到比較圓滿的解決。3.6 Turbo 編/ 譯碼(Turbo Encode/ Decode)自從 1993 年 C·Berrou 等學(xué)者在國際通信會議上 提出 Turbo 碼以來 , 有關(guān) Turbo 碼設(shè)計及其性能的研究 已成為國際信息與編碼理論界最為重要的研究領(lǐng)域之 一。Turbo 碼在低信噪比下所表現(xiàn)出的近Shannon 限的 性能 , 使得它在深空通信、移動通信等系統(tǒng)中有廣闊的 應(yīng)用前景。Turbo 碼之所以具有如此誘人的性能 , 主要 是由于 Turbo 碼譯碼器采用了軟輸出迭代譯碼算法 ,充 分利用了譯碼輸出的軟信息。另外 , Turbo 碼還采用了 偽隨機交織器分隔的遞歸系統(tǒng)卷積碼(RSC)作為分量碼。交織器除了抗信道突發(fā)錯誤外 ,還改變了碼的重量 分布 , 控制編碼序列的距離特性 , 使重量譜窄帶化 , 從 而使 Turbo 碼的整體糾錯性能得以提高。鑒于 Turbo 碼 的優(yōu)點 , 3GPP 協(xié)議已明確要求所有的系統(tǒng)都應(yīng)支持 Turbo 編/ 譯碼。在 4G中 , 雖然現(xiàn)在還沒有明確表示采用那種編碼 方式 ,但是鑒于 Turbo 碼的優(yōu)越的性能 ,可以預(yù)見 ,在未 來的 4G系統(tǒng)中 ,采用 Turbo 碼的可能性會很大。

4.4G在我國的發(fā)展現(xiàn)狀

4G 移動通信技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，在移動通信領(lǐng)域占據(jù)了重要地位，分析其技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀對于未來改善探索有重要意義?，F(xiàn)行應(yīng)用的 4G 通信技術(shù)主要以通信服務(wù)為主，比如IPv6為該技術(shù)提供統(tǒng)一地址支持，通過自動配置功能實現(xiàn)地址唯一，其高級別的服務(wù)能力滿足移動用戶不同位置同等通信信號的服務(wù)質(zhì)量，保障了信息傳輸速率與質(zhì)量；4G 通信技術(shù)中 SA（智能天線）技術(shù)可有效屏蔽外界干擾信號，保障技術(shù)運行的健康環(huán)境，還可對相關(guān)數(shù)據(jù)信號做自動跟蹤，有利于通信定位服務(wù)；OFDM（正交頻分復(fù)用技術(shù)）利用信息算法通過改變正交分割信道完成高速信號的轉(zhuǎn)化，形成具有低速特性的信息流完成信道的合理分配，在增強信號傳遞能力的同時也保障了高速傳輸效率，避免了不同信道之間的交叉干擾。的聯(lián)合運用共同構(gòu)成了現(xiàn)今的 4G 移動通信技術(shù)，引領(lǐng)著當(dāng)前通信領(lǐng)域行業(yè)發(fā)展，不僅超越 3G 技術(shù)帶來更加優(yōu)越的用戶體驗，且為通信服務(wù)的升級、服務(wù)形式多樣化提供了更多可能性，是未來移動領(lǐng)域通信技術(shù)實踐的主要方向。4G 技術(shù)當(dāng)前的基本應(yīng)用可以從移動通信行業(yè)的發(fā)展歷程中窺見一二，對 4G 技術(shù)的應(yīng)用認(rèn)知更多的還是集中在通信領(lǐng)域，雖然目前還存在不少問題影響該技術(shù)的推廣、普及與應(yīng)用效率，但是假以時日，通過改善探索那些阻礙 4G 技術(shù)發(fā)展的瓶頸必然會被突破。比如當(dāng)前移動通信行業(yè)備受關(guān)注的 4G 通信服務(wù)，以移動、電信、聯(lián)通等為代表的通信運營商在取得 4G 牌照后展開了激烈的市場競爭，幾大運營商對于4G 通信技術(shù)高度重視，在OTT 業(yè)務(wù)發(fā)展影響下用戶黏性的降低意味著 4G 技術(shù)應(yīng)用競爭必然會面臨更加嚴(yán)酷的挑戰(zhàn)，因此如何與 OTT 業(yè)務(wù)發(fā)展保持平衡、解決收費問題成為了未來競爭的關(guān)鍵，也是真正發(fā)揮 4G 通信技術(shù)經(jīng)濟價值與社會價值的實踐探索核心。4G移動通信技術(shù)改善探索鑒于 4G 移動通信技術(shù)的諸多優(yōu)勢，在未來其必然有更多的技術(shù)突破，對通信行業(yè)產(chǎn)生變革式影響，諸多運營商在體驗到 4G 技術(shù)的巨大發(fā)展?jié)摿r無疑將會持續(xù)推出更好的通信產(chǎn)品，以改善用戶體驗，提升通信市場份額，在競爭中占據(jù)優(yōu)勢地位。比如移動通信 4G 基站的建立，越來越多的 4G 基站代表著不斷提升的通信服務(wù)水準(zhǔn)，也意味著 4G 技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展與市場需求、用戶體驗密切相關(guān)，這意味著未來更多的先進技術(shù)會被投入到4G研究中，為通信領(lǐng)域行業(yè)變革服務(wù)。4G 技術(shù)將會更好的實現(xiàn)用戶的精準(zhǔn)識別，在保障技術(shù)工作效率的同時，在用戶識別方面持續(xù)升級，尤其是精準(zhǔn)識別的應(yīng)用，在用戶信息管理方面將會發(fā)揮更大價值，通過拓展終端設(shè)備儲存量可逐步縮減基礎(chǔ)裝置數(shù)量，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)基站的升級變革。4G 技術(shù)在自動報錯與修復(fù)方面表現(xiàn)出眾，通過利用相關(guān)處理器完成節(jié)點故障處理，避免信號過敏，還可利用自動修復(fù)技術(shù)及時排除故障，保障通信質(zhì)量與效率，這也是未來該技術(shù)的改革探索重點。4G 技術(shù)在抗干擾方面的卓越表現(xiàn)促使通信零干擾成為發(fā)展主流，確保了通信質(zhì)量有利于營造良性的通信環(huán)境，是未來技術(shù)探索改革的一大側(cè)重點。除此之外，4G 技術(shù)在多區(qū)域漫游、技術(shù)節(jié)能降耗等方面的實踐探索也是未來持續(xù)改革探索的主要方面，最終目的還是為提升通信服務(wù)質(zhì)量與效率，保障用戶體驗。綜上所述，4G 移動通信技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用目前正經(jīng)歷著諸多考驗，作為一種具有諸多優(yōu)勢的全面通信技術(shù)，其發(fā)展過程中面臨著巨大壓力，研究技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀將對于技術(shù)未來的改善探索提供了諸多參考助益。

參考資料

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