第一篇：文獻綜述-海洋通信技術發(fā)展研究

畢業(yè)設計（論文）文獻綜述

課題名稱:海洋通信技術發(fā)展研究學院:

專業(yè):

年級:

指導教師:

學生姓名:學號:

起迄日期:

一、前言

海洋通信在海洋發(fā)展史上是不可或缺的。一艘艘船舶航行在茫茫大洋上，隨時可能遇到危險需要救助，這時海洋通信技術和設備就發(fā)揮重大作用，就體現(xiàn)出了海洋通信的急迫性和重要性。

二十世紀初無線電報通過點火花式發(fā)射機產(chǎn)生高頻振蕩電波向外傳播，開創(chuàng)了現(xiàn)在海洋通信系統(tǒng)的新創(chuàng)元。海洋通信系統(tǒng)傳遞的信息內(nèi)容和技術手段，與陸地的其他通信有著不同的特點，主要表現(xiàn)在三個方面：①海洋環(huán)境和資源調查獲得的數(shù)據(jù)，要技術傳送到數(shù)據(jù)中心（包括海洋資料中心和海洋預報中心）②海洋預報信息要適時地傳遞給海上活動的船只、平臺和其他海上活動人員，以避開惡劣海況，保障安全。③對海上船只和其他海上設施調度指揮信息的及時傳遞。

時至今日，已經(jīng)過去了百余年，海洋通信技術和設備得到了長足的發(fā)展。我國的海洋通信系統(tǒng)也經(jīng)歷了50多年的風風雨雨。

二、主題

此次設計主要是通過運用所學的基礎知識，對海洋通信的發(fā)展進行研究，提出可行的未來海洋通信技術和設備的發(fā)展方案。所以通過網(wǎng)絡（http://.cn

/Article/CJFDTotal-GLKW199606255.htm）和劉國平老師編著的《船舶電氣與通信》、《船舶無線電通信和安全航行設備》、《2008-2009年船舶通信導航論文集，》找到關于其中海洋通信、船舶通信的部分并認真研讀，仔細發(fā)掘其中關于海洋通信發(fā)展的歷程和設備及技術的變遷。然后根據(jù)海洋發(fā)展的現(xiàn)狀和要求，提出未來海洋通信技術發(fā)展趨勢和設備發(fā)展的方向的方案并對其進行嚴謹?shù)目尚行?、實用性分析，最后定稿?/p>

三、總結

對于本畢業(yè)設計，首先要海洋通信的概念和海洋通信的要求、作用和設備以及其利弊，還要熟悉各個時代海洋通信技術的發(fā)展，綜合運用自己所學的電子、信息、計算機、通信等技術，對海洋通信技術進行研究。以培養(yǎng)我分析問題、解決問題及獨立工作的能力，為畢業(yè)后參加工作打好基礎，為自己以后踏入社會打下基礎。

參考文獻：

[1] 中國航海學會通信導航專業(yè)委員會.2008-2009年船舶通信導航論文集.[M]大連：大連海事大學出版社，2009

[2] 劉國平.船舶電氣與通信[M].[3] 交通部船舶檢驗局.船舶無線電通信和安全航行設備[M].1998.[4] 劉國平.海洋漁業(yè)船舶GPS導航通信系統(tǒng)[J].漁業(yè)現(xiàn)代化，1997(6)

[5] 張乃通，張中兆，李英濤.衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)[M].第2版.北京：電子工業(yè)出版社，2000.[6] 曹志剛等，現(xiàn)代通信原理[M]，北京：清華大學出版社，2006

第二篇：移動通信技術發(fā)展

移動通信技術的發(fā)展

內(nèi)容摘要：回顧移動通信技術發(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，藍牙、WAP和GPRS僅僅是目前移動新技術的幾個亮點而已。北美國家對3G的發(fā)展持觀望態(tài)度，積極探索窄帶備選方案。歐洲、亞洲各國正積極準備著3G的商用。中國目前正在論證3G許可證的發(fā)放方式。

移動通信技術的發(fā)展：

移動通信技術發(fā)展史是怎樣的呢?移動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就是在固定站與一艘拖船之間進行的，距離為18海里?，F(xiàn)代移動通信技術的發(fā)展始于本世紀20年代，大致經(jīng)歷了五個發(fā)展階段。

第一階段從本世紀20年代至40年代，為早期發(fā)展階段。在這期間，首先在短波幾個頻段上開發(fā)出專用移動通信系統(tǒng)，其代表是美國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可以認為這個階段是現(xiàn)代移動通信的起步階段，特點是專用系統(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)，公用移動通信業(yè)務開始問世。1946年，根據(jù)美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)的計劃，貝爾系統(tǒng)在圣路易斯城建立了世界上第一個公用汽車電話網(wǎng)，稱為“城市系統(tǒng)”。當時使用三個頻道，間隔為120kHz，通信方式為單工，隨后，西德(1950 年)、法國(1956年)、英國(1959年)等國相繼研制了公用移動電話系統(tǒng)。美國貝爾實驗室完成了人工交換系統(tǒng)的接續(xù)問題。這一階段的特點是從專用移動網(wǎng)向公用移動網(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，美國推出了改進型移動電話系統(tǒng)(1MTS)，使用150MHz和450MHz頻段，采用大區(qū)制、中小容量，實現(xiàn)了無線頻道自動選擇并能夠自動接續(xù)到公用電話網(wǎng)。德國也推出了具有相同技術水平的B網(wǎng)?？梢哉f，這一階段是移動通信系統(tǒng)改進與完善的階段，其特點是采用大區(qū)制、中小容量，使用450MHz頻段，實現(xiàn)了自動選頻與自動接續(xù)。

第四階段從70年代中期至80年代中期。這是移動通信蓬勃發(fā)展時期。1978年底，美國貝爾試驗室研制成功先進移動電話系統(tǒng)(AMPS)，建成了蜂窩狀移動通信網(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，服務區(qū)域在美國逐漸擴大。到 1985年3月已擴展到47個地區(qū)，約10萬移動用戶。其它工業(yè)化國家也相繼開發(fā)出蜂窩式公用移動通信網(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，頻段為900MHz。法國開發(fā)出450系統(tǒng)。加拿大推出450MHz移動電話系統(tǒng)MTS。瑞典等北歐四國于1980 年開發(fā)出NMT—450移動通信網(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)字移動通信系統(tǒng)發(fā)展和成熟時期?；仡櫼苿油ㄐ诺陌l(fā)展歷程，移動通信的發(fā)展大致經(jīng)歷了幾個發(fā)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(wǎng)絡結構克服了大

區(qū)制容量低、活動范圍受限的問題。第二代移動通信是蜂窩數(shù)字移動通信，使蜂窩系統(tǒng)具有數(shù)字傳輸所能提供的綜合業(yè)務等種種優(yōu)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(tǒng)所擁有的各種優(yōu)點，克服了其缺點外，還能夠提供寬帶多媒體業(yè)務，能提供高質量的視頻寬帶多媒體綜合業(yè)務，并能實現(xiàn)全球漫游?，F(xiàn)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(tǒng)（4G）標準比第三代具有更多的功能。

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

1、美國3G系統(tǒng)的發(fā)展情況

從近年來北美運營者在發(fā)展第３代移動通信系統(tǒng)的做法來看，似乎許多北美國家的運營者在承諾實施第３代或者甚至在測試真正的高速3G技術之前一直持著觀望的態(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)通常被運營者們稱為3G1ｘ。

盡管3G系統(tǒng)在世界范圍內(nèi)已經(jīng)得到了廣泛的認可，但是在成本降到一定程度或需求提高到一定程度之前，美國和加拿大將不會保證提供3G業(yè)務。因為確定是否要把網(wǎng)絡升級到3G的水平需要運營者解決許多問題。盡管亞洲和西歐在3G技術上已經(jīng)取得了領先地位，但他們能取得這樣的地位也不完全是主動的，容量限制和當?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，美國的運營者仍在為2G網(wǎng)絡還債。因此，既然市場上還看不到什么需求，就沒有必要擔上更多的債務，這也許是美國許多運營者對3G態(tài)度曖昧的根本原因。

2、歐洲3G系統(tǒng)的發(fā)展情況

歐洲大部分國家第2代通信系統(tǒng)采用的是GSM系統(tǒng)，在移動數(shù)據(jù)業(yè)務市場的推動下，歐洲的運營者們一方面在積極開發(fā)新的技術，對現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡進行升級，以滿足目前移動數(shù)據(jù)市場的需求，同時他們又未雨綢繆，積極為第3代移動通信系統(tǒng)的商用做準備。

(1)英國挑起許可證拍賣的“戰(zhàn)火”

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

(2)德國3G許可證拍出天價

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

(3)意大利先評審，后拍賣

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

(4)瑞典采取保守的態(tài)度發(fā)放許可證

在歐洲國家普遍以拍賣形式發(fā)放3G執(zhí)照，為國家賺進大把大把鈔票之際，瑞典的傳統(tǒng)作法就顯得十分特別。瑞典政府強調消費者的權利，而堅持走“評審制”，僅收取1.1萬美元的權利金，往后每年則按業(yè)者營收收取0.15％的權利金，以降低業(yè)者經(jīng)營成本。瑞典預定在2000年9月接受申請，預定在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。

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

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

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

（2）韓國

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

（3）香港

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

系統(tǒng)設備與服務市場具有兩個特征。

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

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

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

全球移動終端設備市場分析

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

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

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

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

從價格上看，超低端手機（40美元以下）市場增長迅猛。

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

未來兩年，電信設備行業(yè)具有兩個投資催化劑。

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

第二，中央企業(yè)整合與上市。目前涉及電信設備制造的中央企業(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）和中國鐵路電信信號集團公司兩家主營與電信設備有關的中央企業(yè)。其中，原郵電部下屬的中央企業(yè)尤其值得關注。

總結

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

第三篇：文獻綜述-機器人通信

文獻綜述

題 目 未知環(huán)境中多機器人通信技術研究 姓 名 杜帥鋒 專 業(yè) 通信工程 學 號 201251004 指導教師 邵杰

鄭州科技學院信息工程學院

二〇一六年三月

目錄

1前言.............................................................................................................................1

1.1概述..................................................................................................................1 1.2 設計研究的背景意義.....................................................................................1 2多機器人通信方式.....................................................................................................2

2.1多機器人通信方式介紹..................................................................................2 2.2基于多機器人通信模型研究.........................................................................2

2.2.1機器人通信訪問協(xié)議.........................................................................3 2.2.2智能體通信方式.................................................................................3

3基本通信模式.............................................................................................................4

3.1C/S模型...........................................................................................................4 3.2基于Zigbee通信...........................................................................................4 3.3云計算多機器人.............................................................................................5 4國內(nèi)外研究狀態(tài)與水平.............................................................................................5 5 多機器人通信系統(tǒng)研究展望....................................................................................6 致謝................................................................................................................................7 參考文獻........................................................................................................................7

1前言

目前，機器人技術是近年來發(fā)展起來的一門綜合學科，集中了機械、電子、計算機、自動控制等多學科最新研究成果，代表了機電一體化的最高成就。隨著機器人技術的發(fā)展，機器人的能力不斷提高,機器人應用領域也不斷開拓,尤其是一些危險的、特殊的領域人們對其“智能”的要求也日益提高，由于單機器人的局限性,一些復雜任務需要通過多機器人協(xié)調來完成，要求多機器人之間具有協(xié)作能力。主要通過書籍和網(wǎng)絡文獻了解國內(nèi)外群體機器人協(xié)調工作中通信技術研究歷史和現(xiàn)狀。

1.1概述

本文的主要研究內(nèi)容如下：主要介紹了多機器人通信研究發(fā)展歷史與研究現(xiàn)狀，指出了論文的課題背景。介紹了國內(nèi)外多機器人通信的各種通信方式，并重點介紹了三種主流的群體機器人通信方式，并以此引出兩種實驗與仿真。對全文內(nèi)容的總結說明，并指出了新的研究方向和仍然需要進一步解決的問題。

1.2 設計研究的背景意義

目前人們對多機器人的研究主要集中在運動控制層,即研究多機器人忽略了多機器人協(xié)調最基本的問題,即多機器人之間信息的傳遞;多機器人之間通過必要的信息交流,從多機器人的同步或協(xié)調,如坐標確定、路徑規(guī)劃、防止死鎖、避免碰撞等,這雖然是很有必要的,但忽略了多機器人系統(tǒng)的角度實現(xiàn)系統(tǒng)中單個機器人的控制。

多機器人協(xié)作和控制研究的基本思想就是將多機器人之間的協(xié)作看作一個群體，研究其協(xié)作機制，從而充分發(fā)揮多機器人系統(tǒng)各種內(nèi)在的優(yōu)勢。為了有效地交流和協(xié)商，必須解決機器人之間信息處理與傳輸問題，即多機器人通信問題。

多機器人技術是機器人學發(fā)展的一個新方向.一方面,由于某些任務的復雜性,單個機器人難以完成時,常通過多機器人之間的合作來完成;另一方面,通過多機器人間的合作,可提高機器人系統(tǒng)在作業(yè)過程中的效率,進而當工作環(huán)境發(fā)生變化或機器人系統(tǒng)局部發(fā)生故障時,多機器人系統(tǒng)仍可通過本身具有的合作關

系完成預定的任務.2多機器人通信方式 2.1多機器人通信方式介紹

在多機器人系統(tǒng)中，通過通信多機器人系統(tǒng)中各機器人了解其它機器人的意圖、目標和動作以及當前環(huán)境狀態(tài)等信息，進而進行有效的磋商，協(xié)作完成任務。機器人之間的通信一般分為隱式通信和顯式通信兩類隱式通信系統(tǒng)通過外界環(huán)境和自身傳感器來獲取所需的信息并實現(xiàn)相互之間的協(xié)作，機器人之間沒有直接進行信息交換。在隱式通信中機器人在環(huán)境中留下某些特定信息，其通過傳感器獲取外界環(huán)境信息的同時，也可能獲取到其它的機器人遺留下的信息。此多機器人系統(tǒng)中，各機器人之間不存在數(shù)據(jù)的顯式交換，所以無法使用一些高級的協(xié)調協(xié)作策略，降低了完成復雜任務的能力。使用顯式通信的多機器人系統(tǒng)利用特定的通信介質，快速有效地完成各機器人間信息的交互，實現(xiàn)許多在隱式通信下無法完成的高級協(xié)調協(xié)作策略。但由于多機器人系統(tǒng)在通信的實時性、可靠性等方面有特殊要求，所以針對適用于多機器人系統(tǒng)分布式控制結構的特定環(huán)境的通信機制的研究具有重要的意義。隱式通信與顯式通信是多機器人系統(tǒng)各具特色的兩種通信模式，如果將兩者各自的優(yōu)勢結合起來，則多機器人系統(tǒng)就可以靈活地應對各種動態(tài)未知環(huán)境，完成許多復雜任務。

多機器人通信拓撲結構大致分為：星形、環(huán)形、總線、網(wǎng)狀等。

在各種拓撲結構中，總線形拓撲結構在多機器人通信中應用得較多?？偩€拓撲的重要特征是可采用多址訪問和廣播介質，易于組成分布式系統(tǒng)?？偩€拓撲的典型代表是著名的以太網(wǎng)?？偩€結構是目前多機器人通信系統(tǒng)中采用最多的一種拓撲形式，其優(yōu)點是具有較好的堅固性。

2.2基于多機器人通信模型研究

協(xié)作是多機器人系統(tǒng)的重要特征，協(xié)作的實現(xiàn)離不開通信。在多智能體機器

人環(huán)境中，通信系統(tǒng)的構建與實現(xiàn)，要為多機器人系統(tǒng)提供良好的通信平臺以實現(xiàn)總體控制功能。

2.2.1機器人通信訪問協(xié)議

針對保證實時通信的研究工作有很多，如令牌總線、令牌環(huán)、分布式隊列雙總線、光纖分布數(shù)據(jù)接口等。這些解決方法都需要維持一個物理或邏輯環(huán)，增加的硬件設備導致費用較高，管理和分發(fā)很復雜，帶來的系統(tǒng)負擔將較大。在總線拓撲結構里總線式 CSMA/CA得到廣泛應用。CSMA/CA 的目的是避免沖突，而不是檢測沖突是否存在。CSMA/CA 存取方式存在的一個問題是報 分組沖突后，仍然繼續(xù)發(fā)送直至全部結束，如果沖突各方檢測到?jīng)_突后能及時停止發(fā)送，則可使信道有效利用率得到提高。而 CSMA/CD 協(xié)議的存取方式是根據(jù)上述要求改進而來的。采用C S M A / C D 控制方式時，不足的一面是，當各機器人發(fā)送請求的頻率越高信號沖突的可能性就越大，從而造成整個網(wǎng)絡信號處理量下降。

層協(xié)議的研究，目前基于多智能體的實時通信系統(tǒng)中，多采用T C P 協(xié)議，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，基本不發(fā)生丟包的現(xiàn)象。但是，這是以犧牲系統(tǒng)的實時性為代價的，往往達不到預期的效果。相反，無連接的、不可靠的、盡最大努力投遞報文的 U D P協(xié)議雖然沒有差錯控制、超時重發(fā)、擁塞控制等可靠性保證策略，但這也正是U D P 的特點所在。在基于 U D P 的通信中，沒有發(fā)送之前建立連接的過程，也沒有發(fā)送方等待確認包的“握手”過程，但保證了 U D P 的“輕量”、快速的特點，在網(wǎng)絡質量較好的情況下仍然是首要選擇。因此可考慮使用 TCP 協(xié)議和 U D P 協(xié)議結合的通信協(xié)議。

2.2.2智能體通信方式

在多智能體機器人系統(tǒng)中，常用通信方式有：黑板模式、聯(lián)邦方式、廣播方式、點到點方式。如下表。

3基本通信模式 3.1C/S模型

此模型適用于需要集中控制的應用，中心服務器利用其特殊地位了解各客戶機的需求，這有利于對客戶進程的管理以及實現(xiàn)通信資源的合理分配與調度；另外，C / S 模型結構簡單、易于實現(xiàn)，便于錯誤診斷及系統(tǒng)維護。其缺點也很明顯：客戶進程間通信效率低，服務器工作負荷大，服務器性能及網(wǎng)絡帶寬是影統(tǒng)性能的瓶頸；中心服務器的錯誤會導致整個系統(tǒng)的崩潰。

3.2基于Zigbee通信

P2P 通信模型由中心結構改變?yōu)榉植际浇Y構，節(jié)點間通信不經(jīng)過中心服的轉發(fā)，而是直接進行通信，提高了通信效率；系統(tǒng)運行不依賴于模型中某個節(jié)點，因此系統(tǒng)負載較為均衡、可靠性高。然而，P 2 P 模型并不適用于包含控制、調度、管理等任務的應用。我們希望有一種機制能對系統(tǒng)資源進行統(tǒng)一、可預計分配。如果采用 P2P 模型來實現(xiàn)，由于智能體的對等特性，那么每個智能體都要保存所有智能體的狀態(tài)信息，增加了本地存儲負擔；智能體內(nèi)部狀態(tài)的任何變化

都必須及時通知其它智能體，增加了網(wǎng)絡通信負擔；每個智能體都必須處理控制或調度相關的計算，增加了系統(tǒng)負擔。

綜合比較 C /S 和 P2P 模型，可考慮建立能支持系統(tǒng)復雜通信行為的基于 C/S 和 P2P 模型混合的模型結構。

3.3云計算多機器人

云計算或者我們聽起來很陌生，但是這是近幾年來國家大力推廣的一項業(yè)務，或許現(xiàn)階段人們還對云計算還沒有一個標準定義，也就是一個國際上承認的稱呼，但是目前來說基本上都會認為云計算是相比傳統(tǒng)，是一種大規(guī)模的分布式計算模式。云計算需要通過互聯(lián)網(wǎng)的人都可以請求資源池，云計算使人們可以分享更多的資源和資源更新速度，當系統(tǒng)不受影響時。用戶只需要有一個能夠連接硬件終端的網(wǎng)絡能夠利用云計算資源，云計算在近幾年已經(jīng)得到了廣泛的發(fā)展和應用，物聯(lián)網(wǎng)云、云安全、云存儲、私有云、云游戲、云教育、云會議、社會網(wǎng)絡和云。中國，云計算的生態(tài)系統(tǒng)正在建設，在政府、商界和科研人員共同的關切，云計算將會發(fā)揮越來越重要的作用，在衛(wèi)生領域的關心，包括電信、電子商務。電子設計機器人擬人內(nèi)幕信息從外面快速反應有很多的運算處理，機器人可以大量的算法處理在，“云”極大地簡化了結構的內(nèi)部設計，但也可以提高處理速度的反應，是可以通過網(wǎng)絡實現(xiàn)的最終控制遠端的機器人也使更多的機器人“集群效應”，以執(zhí)行更復雜的任務。

4國內(nèi)外研究狀態(tài)與水平

目前，多機器人系統(tǒng)應用領域廣泛。美、歐、日等國家從 20 世紀 80 年代中期就開始對多機器人系統(tǒng)做了大量研究，協(xié)作機器人學得到了較好的發(fā)展。日本對群體機器人系統(tǒng)的研究開展得比較早，著名的研究有 A C T R E S S系統(tǒng)和 C E B O T 系統(tǒng)。A C T E R E S S系統(tǒng)通過設計底層的通信結構而把機器人、周圍設備和計算機等連接起來的自治多機器人智能系統(tǒng)。C E B O T 系統(tǒng)中，每個

機器人可以自主地運動，整個系統(tǒng)沒有集中控制，可以根據(jù)任務和環(huán)境動態(tài)重構、可以具有學習和適應的群體智能。我國群體機器人的研究起步較晚，上海交通大學、中國科學院、哈爾濱工業(yè)大學機器人研究所、東北大學等已先后開發(fā)出各種形式的群體機器人系統(tǒng)。中科院沈陽自動化研究所以制造環(huán)境應用多機器人裝配為背景，建立了一個多機器人協(xié)作裝配系統(tǒng)。國內(nèi)外對群體機器人通信的研究已取得了令人矚目的進展，但與工業(yè)機器人相比，實用性尚有很大的差距，仍需要在通信協(xié)作，系統(tǒng)可靠性，任務分解與分配等方面繼續(xù)研究，不斷深入。多機器人通信系統(tǒng)研究展望

有限的通信范圍影響了多機器人系統(tǒng)完成任務的效率.目前的多機器人系統(tǒng)研究中，并沒有考慮機器人通信范圍的受限性，機器人往往不受任何通信范圍的約束而進行工作.深入討論了通信受限情況下的機器人探索策略，均提出了用/ 包機器人0來擴展機器人活動范圍的策略，類似的策略還有轉播節(jié)點和轉發(fā)器 Puck具有通信受限約束的機器探測環(huán)境時，比不含有此限制的情況困難得多，因此通信受限題是目前研究的熱點和難點。

通信質量問題機器人在移動過程中脫離了通信網(wǎng)絡，或者遇到通信故障時，沒有任何信息交流，可能去探測已探測過的區(qū)域，從而造成資源浪費若 1 個機器人與其他機器人脫離了聯(lián)系。第 2 個機器人可以自主地創(chuàng)建一個新的通信網(wǎng)絡,將丟失的機器人與團隊重新連接，則可以避免這種浪費。文獻進行了恢復通信和保證通信質量的研究.文獻提出了一個基于行為的導航方法，用于在機器人團隊間保持直線通信.利用其他機器人的信息，對通信質量進行實時檢測，并結合環(huán)境的先驗地圖近似計算出一個最佳的移動方向.實驗表明，該方法在機器人數(shù)增加時，可以提高機器人間的通信質量目前多機器人通信技術遠未成熟，還需要進行廣泛的研究，以實現(xiàn)在不可靠環(huán)境中機器人的可靠通信。因此，提高多機器人通信系統(tǒng)的通信質量是一個值得研究的方向。

通信復雜度和切換不適應性多機器人系統(tǒng)通信網(wǎng)絡研究的主要挑戰(zhàn)在于機器人系統(tǒng)是將控制、通信和計算三者相結合的復雜智能體系統(tǒng).結合通信問題，提出了一種多機器人運動控制算法,并提出了時間可計算理論和基于通信復雜度的運動協(xié)調算法。當多機器人需要適應其他特定的任務或環(huán)境時，這種變化會給整個團隊帶來混亂，即環(huán)境切換感知能力不足，針對如何達到無縫的環(huán)境切換感知能力,提出了一種規(guī)一化熵索引模型.該模型通過計算每個機器人對團隊的貢獻來估計系統(tǒng)狀態(tài)，進而做出相應的調整，以克服這種環(huán)境切換不適應性問題.智能體子系統(tǒng)間的相互通信具有較大的復雜性，目前對于多機器人系統(tǒng)中通信復雜度的研究已引起了研究人員的重視。

致謝

首先，真誠的感謝我的指導老師邵杰老師，自從選擇畢業(yè)論文課題以后，邵老師就一直很關心我們的畢業(yè)論文，給我進行論文課題的分析和講解，并幫助我分析了未知環(huán)境中多機器人通信技術研究發(fā)展歷史和國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，而且?guī)椭曳治鲱A測了論文撰寫過程中可能會出現(xiàn)的各種各樣的問題，提出了一些針對性的建議，使我少走了很多彎路。邵杰老師為人謙虛寬容，和藹可親，學識淵博，老師嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。邵杰老師不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，在此謹向邵杰老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。我還要感謝在一起愉快的度過畢業(yè)論文小組的同學們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。

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第四篇：移動通信技術發(fā)展分析報告

移動通信技術發(fā)展分析報

告

完成人： 學

號：

完成時間：

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

發(fā)展與現(xiàn)狀

主要關鍵技術

特點

正文： 移動通信的基本概述：

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

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

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

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

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

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

在人類通信中，如何很好地實現(xiàn)感情的相互傳遞是今后十分重要的課題。雖然可視電話和虛擬現(xiàn)實能夠完成用戶影像和活動情況的傳遞，但是對傳遞感情而言它們是遠遠不夠的。在21世紀，預計移動通信在信息通信領域的發(fā)展將達到頂峰，世界各國的用戶數(shù)將繼續(xù)增長。移動通信將成為寬帶信息通信的使能器，使無所不在的通信成為現(xiàn)實。技術創(chuàng)新和挑戰(zhàn)在未來必將接二連三。為了迎接挑戰(zhàn)，全世界從事移動通信的研究人員需要互相交流、共同合作，在全球范圍內(nèi)一起推動研發(fā)工作和標準化工作的開展，攜手共進。3 4G 5G通信及關鍵技術簡介： 3.1 4G 大家知道，所有技術的發(fā)展都不可能在一夜之間實現(xiàn)，從GSM、GPRS到第4代，需要不斷演進，而且這些技術可以同時存在。我們都知道最早的移動通信電話是采用的模擬蜂窩通信技術，這種技術只能提供區(qū)域性話音業(yè)務，而且通話效果差、保密性能也不好，用戶的接聽范圍也是很有限。隨著移動電話迅猛發(fā)展，用戶增長迅速，傳統(tǒng)的通信模式已經(jīng)不能滿足人們通信的需求，在這種情況下就出現(xiàn)了GSM通信技術，該技術用的是窄帶TDMA，允許在一個射頻(即‘蜂窩’)同時進行8組通話。它是根據(jù)歐洲標準而確定的頻率范圍在900～1800MHz之間的數(shù)字移動電話系統(tǒng)，頻率為1800MHz的系統(tǒng)也被美國采納。GSM是1991年開始投入使用的。到1997年底，已經(jīng)在100多個國家運營，成為歐洲和亞洲實際上的標準。GSM數(shù)字網(wǎng)也具有較強的保密性和抗干擾性，音質清晰，通話穩(wěn)定，并具備容量大，頻率資源利用率高，接口開放，功能強大等優(yōu)點。不過它能提供的數(shù)據(jù)傳輸率僅為9.6kbit/s，和五、六年前用固定電話撥號上網(wǎng)的速度相當，而當時的internet幾乎只提供純文本的信息。而時下正流行的數(shù)字移動通信手機是第二代（2G），一般采用GSM或CDMA技術。第二代手機除了可提供所謂“全球通”話音業(yè)務外，已經(jīng)可以提供低速的數(shù)據(jù)業(yè)務了，也就是收發(fā)短消息之類。雖然從理論上講，2G手機用戶在全球范圍都可以進行移動通信，但是由于沒有統(tǒng)一的國際標準，各種移動通信系統(tǒng)彼此互不兼容，給手機用戶帶來諸多不便。

針對GSM通信出現(xiàn)的缺陷，人們在2000年又推出了一種新的通信技術GPRS，該技術是在GSM的基礎上的一種過渡技術。GPRS的推出標志著人們在GSM的發(fā)展史上邁出了意義最重大的一步，GPRS在移動用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡之間提供一種連接，給移動用戶提供高速無線IP和X.25分組數(shù)據(jù)接入服務。在這之后，通信運營商們又將推出EDGE技術，這種通信技術是一種介于現(xiàn)有的第二代移動網(wǎng)絡與第三代移動網(wǎng)絡之間的過渡技術，因此也有人稱它為“二代半”技術，它有效提高了GPRS信道編碼效率的高速移動數(shù)據(jù)標準，它允許高達384KbPs的數(shù)據(jù)傳輸速率，可以充分滿足未來無線多媒體應用的帶寬需求。EDGE提供了一個從GPRS到第三代移動通信的過渡性方案，從而使現(xiàn)有的網(wǎng)絡運營商可以最大限度地利用現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡設備，在第三代移動網(wǎng)絡商業(yè)化之前提前為用戶提供個人多媒體通信業(yè)務。

在新興通信技術的不斷推動之下，象征著3G通信的標志技術WCDMA也將成為未來通信技術的主流。該技術能為用戶帶來了最高2Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，在這樣的條件下，現(xiàn)在計算機中應用的任何媒體都能通過無線網(wǎng)絡輕松的傳遞。WCDMA通過有效的利用寬頻帶，不僅能順暢的處理聲音、圖像數(shù)據(jù)、與互聯(lián)網(wǎng)快速連接；此外WCDMA和MPEG-4技術結合起來還可以處理真實的動態(tài)圖像。人們之間溝通的瓶頸將由現(xiàn)在的網(wǎng)絡傳輸速率轉變?yōu)楦鞣N新型應用的提供：如何讓無線網(wǎng)絡更好的為人們服務而不是給人們帶來騷擾，如何讓每個人都能從信息的海洋中快速的得到自己需要的信息，如何能夠方便的攜帶、使用各種終端設備，各種終端設備之間如何更好的自動協(xié)同工作等等。在上述通信技術的基礎之上，無線通信技術最終將邁向4G通信技術時代。

從無線通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程來看，第一代移動通信系統(tǒng)的任務已經(jīng)達成，而現(xiàn)階段是第二代移動通信系統(tǒng)的時代，今后十年將會是3G移動通信系統(tǒng)正興的時期，或許到了十年以后將會是第四代移動通信的天下。但我們不難發(fā)現(xiàn)每一個不同的移動通信系統(tǒng)均會有重復性的時間點，大約每十年就有一項技術更新，不過隨著通信科技的日新月異，或許轉變會更快、時間也會更短。對于移動通信服務業(yè)者、系統(tǒng)設備供貨商或其他相關產(chǎn)業(yè)來說，必須隨時注意移動通信技術的變化，以適應市場需求。

4G通信技術并沒有脫離以前的通信技術，而是以傳統(tǒng)通信技術為基礎，并利用了一些新的通信技術，來不斷提高無線通信的網(wǎng)絡效率和功能的。如果說現(xiàn)在的3G能為我們提供一個高速傳輸?shù)臒o線通信環(huán)境的話，那么4G通信將是一種超高速無線網(wǎng)絡，一種不需要電纜的信息超級高速公路，這種新網(wǎng)絡可使電話用戶以無線及三維空間虛擬實境連線。

與傳統(tǒng)的通信技術相比，4G通信技術最明顯的優(yōu)勢在于通話質量及數(shù)據(jù)通信速度。然而，在通話品質方面，目前的移動電話消費者還是能接受的。隨著技術的發(fā)展與應用，現(xiàn)有移動電話網(wǎng)中手機的通話質量還在進一步提高。數(shù)據(jù)通信速度的高速化的確是一個很大優(yōu)點，它的最大數(shù)據(jù)傳輸速率達到100Mbit/s，簡直是不可思議的事情。另外由于技術的先進性確保了成本投資的大大減少，未來的4G通信費用也要比目前的通信費用低。隨著對帶寬的需求的增加，通信技術的發(fā)展一度出現(xiàn)2.5G和2.75G的中間過渡代。當3G移動業(yè)務剛剛邁出腳步，就出現(xiàn)了支持語音、數(shù)據(jù)和視頻三種格式的傳輸技術高速下行鏈路分組接入技術。與此同時，真正意義上的寬帶數(shù)據(jù)速率標準4G概念也開始出現(xiàn)，它包括寬帶無線固定接入、寬帶無線局域網(wǎng)、移動寬帶系統(tǒng)、互操作的廣播網(wǎng)絡和衛(wèi)星系統(tǒng)等，將是多功能集成的寬帶移動通信系統(tǒng)，可以提供的數(shù)據(jù)傳輸速率高達100Mbit/s甚至更高，也是寬帶接入IP系統(tǒng)。從通信技術標準的發(fā)展歷程來看，可分成四大主線和兩大派別。其中四大主線指：3GPP、3GPP2，WiMAX和區(qū)域性標準;兩大派別指：北美的IEEE802.xx標準和歐洲的3G的UMTS標準。標準的分化加大了低成本建設網(wǎng)絡的復雜度。定義可用的頻譜資源是另一種分化標準，而且這種分化標準便于引入新的技術。最佳的分配方案就是在全球范圍下進行資源的統(tǒng)一分配，但是由于無線規(guī)劃需要與異構頻譜資源的部署相適應，隨著頻譜需求區(qū)域規(guī)模的擴大，很難達成統(tǒng)一的無線規(guī)劃方案。但是我們可以在相同頻帶內(nèi)使用不同的標準，前提是終端用戶能自由選擇無線接入方式。4G的概念和要求?簡單而言，4G是一種超高速無線網(wǎng)絡，一種不需要電纜的信息超級高速公路。這種新網(wǎng)絡可使電話用戶以無線形式實現(xiàn)全方位虛擬連接。4G最突出的特點之一，就是網(wǎng)路傳輸速率達到了前所未有的100Mbit/s，完全能夠滿足用戶的上網(wǎng)需求。4G系統(tǒng)總的技術目標和特點可以概括為：系統(tǒng)應具有更高的數(shù)據(jù)率、更好的業(yè)務質量(QoS)、更高的頻譜利用率、更高的安全性、更高的智能性、更高的傳輸質量、更高的靈活性;4G系統(tǒng)應能支持非對稱性業(yè)務，并能支持多種業(yè)務;4G系統(tǒng)應體現(xiàn)移動與無線接入網(wǎng)和IP網(wǎng)絡不斷融合的發(fā)展趨勢。以下從不同的角度討論4G系統(tǒng)的要求。從網(wǎng)絡角度?統(tǒng)一的移動性和安全性管理，要求考慮不同網(wǎng)絡對等實體的交互。主要解決的問題是漫游時會話的不間斷性和服務的流動性，目前已經(jīng)出現(xiàn)一些解決方案來完成此項功能，如移動IP技術和會話初始協(xié)議(SIP)。端到端的QoS協(xié)商支持，涉及到網(wǎng)絡層及以上的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議體系。3GPP起草了UMTS網(wǎng)絡的綜合QoS架構，現(xiàn)在正致力于通用的QoS架構的研究。采用中介服務器進行用戶認證、授權和計費。隨著IP網(wǎng)絡的發(fā)展，運營商需要必需為上千并發(fā)用戶經(jīng)由不同技術同時接入網(wǎng)絡提供AAA服務，還必須能安全地支持跨網(wǎng)AAA服務，且應具有良好的擴展性，這就要求擴展現(xiàn)有AAA協(xié)議的功能。鑒此，IETF正著手開發(fā)下一代AAA協(xié)議，即Diameter協(xié)議。Diameter是一個輕型的對等式的AAA協(xié)議，采用了改進的重發(fā)機制，提高網(wǎng)絡可靠性，同時還提供一種新的端到端的安全機制。Diameter新引入的中介服務器向漫游用戶提供AAA服務。采用中介服務器可以減少訪問網(wǎng)絡代理服務器的配置工作量，網(wǎng)絡擴展時只需要更新中介服務器的配置，有利于提高協(xié)議的可擴展性。Diameter中介服務器從終端角度支持多種通信模式，具有適應能力和重配置能力。終端可以通過自身的重配置來改變接入方式，開放式的軟件無線電架構和標準化環(huán)境為此提供可能。軟件無線電使得系統(tǒng)具有靈活性和適應性，能夠適應不同的網(wǎng)絡和空中接口。軟件無線電技術能支持采用不同空中接口的多模式手機和基站，能實現(xiàn)各種應用的可變QoS。軟件無線電技術有助于不同標準和系統(tǒng)的融合。采用軟件無線電實現(xiàn)的基站可同時為多個網(wǎng)絡服務;當終端移動時，可重新配置，如當移動終端移動到一個采用不同標準的移動系統(tǒng)中時，終端可按照該系統(tǒng)的標準重新自動配置該終端。ABC連接。ABC(AlwaysBestConnected)使終端在不同無線接入網(wǎng)中實現(xiàn)無縫切換，通過給每個用戶提供最合適的服務來達到整個網(wǎng)絡的最優(yōu)性能和資源利用率。實現(xiàn)ABC業(yè)務的關鍵技術在于接入網(wǎng)絡的選擇，影響接入網(wǎng)選擇的QoS因子有：可達性、吞吐量、時間集、可靠性、安全性和成本。我們用X代表越小越好的因子集，如功率，誤碼率等，用Y代表越大越好的因子集，如安全性，可靠性，吞吐量等。Sb代表大于門限值Ts才符合要求的元素集合，如帶寬、覆蓋面積，Ss代表小于門限值Tb才符合要求的元素集合，如抖動、時延。這樣網(wǎng)絡選擇就可歸結為基于約束的優(yōu)化問題： W1，W2是權重，用戶可以通過改變形W1，W2和Ts，Tb的值來選擇滿足自己要求的接入網(wǎng)，從而實現(xiàn)個性化服務。接入網(wǎng)的發(fā)現(xiàn)和選擇。在GSM網(wǎng)中，基站通過周期性地廣播信號到終端進行業(yè)務處理，但在4G異構網(wǎng)絡中，由于不同的接入?yún)f(xié)議和無線技術，需要用到比較復雜的技術，這里提供兩種參考方案：一種是使用軟件無?線電技術掃描可用網(wǎng)絡;另一種是使用無線廣播信道廣播終端用戶所能到達的接入網(wǎng)。從用戶角度用戶信息管理。在ABC服務中，需要考慮用戶的參數(shù)選擇來決定網(wǎng)絡的選擇。通過廣播自己的配置參數(shù)，用戶可以接入相同的無線廣播信道并發(fā)現(xiàn)可達接入網(wǎng)。單識別機制。每個用戶分配一個獨立于終端和接入網(wǎng)的唯一標識碼和動態(tài)的移動IP地址，并且運用動態(tài)的移動IP地址管理架構方便內(nèi)部用戶交互式地實時通信管理。從業(yè)務角度?在有限的接入網(wǎng)和終端資源條件下，業(yè)務相對于接入網(wǎng)和終端的適應性以及復雜環(huán)境中的業(yè)務部署和實施，需要充分利用終端和基礎網(wǎng)絡的可配置性，才可以使資源利用率達到最優(yōu)。?可以使用相同的無線廣播信道，完成接入網(wǎng)的業(yè)務廣播和檢測功能。這樣做有利于業(yè)務的快速建立。根據(jù)前面提到的ABC技術，網(wǎng)絡總是能給用戶提供一個在相對區(qū)域范圍內(nèi)的最好服務。4G中的IP網(wǎng)絡結構IPv6技術?IPv6技術以其巨大的地址空間將在一段可預見的時期內(nèi)，它能夠為所有網(wǎng)絡設備提供一個全球唯一的地址。IPv6的基本特性是支持無狀態(tài)和有狀態(tài)兩種地址自動分配方式，在這種方式下，需要配置地址的節(jié)點使用一種鄰居發(fā)現(xiàn)機制獲得一個局部連接地址。一旦得到這個地址之后，它使用另一種即插即用的機制，在沒有任何人工干預的情況下，獲得一個全球唯一的路由地址。從協(xié)議的角度看，IPv6與目前的IPv4提供相同的QoS，但是IPv6的優(yōu)點體現(xiàn)在能提供不同的服務。移動IPv6(MIPv6)在新功能和新服務方面可提供更大的靈活性。每個移動設備設有一個固定的家鄉(xiāng)地址，這個地址與設備當前接入互聯(lián)網(wǎng)的位置無關。當設備在家鄉(xiāng)以外的地方使用時，通過一個轉交地址來提供移動節(jié)點當前的位置信息。移動設備每次改變位置，都要將它的轉交地址告訴給家鄉(xiāng)地址和它所對應的通信節(jié)點。在家鄉(xiāng)以外的地方，移動設備傳送數(shù)據(jù)包時，通常在IPv6報頭中將轉交地址作為源地址。IP網(wǎng)絡架構?在4G中網(wǎng)絡的設計架構將會簡化。對于基于IP網(wǎng)絡的寬帶無線接入，可以有兩種設計架構，一種是全IP網(wǎng)絡架構。在這種網(wǎng)絡設計模型中，基站不僅可以具有信號的物理傳輸功能，還可以對無線資源進行管理，扮演接入路由器的功能，缺點是會引入較大的開銷，尤其是在移動終端進行切換時對移動IP地址進行的配置的過程。另一種是基于子網(wǎng)的IP架構，其中幾個相鄰基站組成子網(wǎng)接入基于IP接入網(wǎng)的路由器。這時，基站和接入路由器分別負責管理第二層和第三層的協(xié)議，當用戶在相鄰基站間發(fā)生切換時，只涉及到第二層的切換協(xié)議，不需要改變第三層的移動IP的地址。4G全IP網(wǎng)絡基于子網(wǎng)的4GIP網(wǎng)絡結束語本文從不同的角度給出了4G概念的定義和要求，同時，我們給出了兩種4G中IP網(wǎng)絡的接入技術，并且對各自的特點做了比較。未來幾代移動通信系統(tǒng)最明顯的趨勢是要求高數(shù)據(jù)速率、高機動性和無縫隙漫游。隨著新技術和新需求的不斷出現(xiàn)，4G必然會取代3G，成為未來移動通信領域的主導技術。

4G移動系統(tǒng)網(wǎng)絡結構可分為三層：物理網(wǎng)絡層、中間環(huán)境層、應用網(wǎng)絡層。物理網(wǎng)絡層提供接入和路由選擇功能，它們由無線和核心網(wǎng)的結合格式完成。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)絡層與中間環(huán)境層及其應用環(huán)境之間的接口是開放的，它使發(fā)展和提供新的應用及服務變得更為容易，提供無縫高數(shù)據(jù)率的無線服務，并運行于多個頻帶。這一服務能自適應多個無線標準及多模終端能力，跨越多個運營者和服務，提供大范圍服務。第四代移動通信系統(tǒng)的關鍵技術包括信道傳輸；抗干擾性強的高速接入技術、調制和信息傳輸技術；高性能、小型化和低成本的自適應陣列智能天線；大容量、低成本的無線接口和光接口；系統(tǒng)管理資源；軟件無線電、網(wǎng)絡結構協(xié)議等。第四代移動通信系統(tǒng)主要是以正交頻分復用（OFDM）為技術核心。OFDM技術的特點是網(wǎng)絡結構高度可擴展，具有良好的抗噪聲性能和抗多信道干擾能力，可以提供比目前無線數(shù)據(jù)技術質量更高（速率高、時延?。┑姆蘸透玫男阅軆r格比，能為4G無線網(wǎng)提供更好的方案。例如無線區(qū)域環(huán)路（WLL）、數(shù)字音訊廣播（DAB）等，都將采用OFDM技術。4G移動通信對加速增長的廣帶無線連接的要求提供技術上的回應，對跨越公眾的和專用的、室內(nèi)和室外的多種無線系統(tǒng)和網(wǎng)絡保證提供無縫的服務。通過對最適合的可用網(wǎng)絡提供用戶所需求的最佳服務，能應付基于因特網(wǎng)通信所期望的增長，增添新的頻段，使頻譜資源大擴展，提供不同類型的通信接口，運用路由技術為主的網(wǎng)絡架構，以傅利葉變換來發(fā)展硬件架構實現(xiàn)第四代網(wǎng)絡架構。移動通信將向數(shù)據(jù)化，高速化、寬帶化、頻段更高化方向發(fā)展，移動數(shù)據(jù)、移動IP將成為未來移動網(wǎng)的主流業(yè)務。3.2 5G

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

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

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

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

移動通信傳統(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。

高頻段在移動通信中的應用是未來的發(fā)展趨勢，業(yè)界對此高度關注。足夠量的可用帶寬、小型化的天線和設備、較高的天線增益是高頻段毫米波移動通信的主要優(yōu)點，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。射頻器件、系統(tǒng)設計等方面的問題也有待進一步研究和解決。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

與此同時，愈發(fā)密集的網(wǎng)絡部署也使得網(wǎng)絡拓撲更加復雜，小區(qū)間干擾已經(jīng)成為制約系統(tǒng)容量增長的主要因素，極大地降低了網(wǎng)絡能效。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性增強方案等，都是目前密集網(wǎng)絡方面的研究熱點。4 結論

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

第五篇：移動通信技術發(fā)展及展望

移動通信技術發(fā)展及展望

Mobile communication technology development and

prospects

電子通信與物理學院 專業(yè)、班級：通信14-1

報告人：杜超 論文結題時間：2014.1

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

關鍵詞：移動通信;發(fā)展歷程;發(fā)展趨勢

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

目 錄

摘要 關鍵詞

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

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

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

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

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

一、第一代移動通信技術

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

第一代移動通信主要采用的是模擬技術和頻分多址(FDMA)技術。由于受到傳輸帶寬的限制，不能進行移動通信的長途漫游，只能是一種區(qū)域性的移動通信系統(tǒng)。第一代移動通信有多種制式，我國主要采用的是TACS。第一代移動通信有很多不足之處，如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通話質量不高、不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務和不能提供自動漫游等。

二、第二代移動通信技術

第二代移動通信系統(tǒng)(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標準協(xié)會在1996年提出了GSMPhase2+，目的在于擴展和改進GSMPhase1及Phase2中原定的業(yè)務和性能。它主要包括CMAEL(客戶化應用移動網(wǎng)絡增強邏輯)，S0(支持最佳路由)、立即計費，GSM900／1800雙頻段工作等內(nèi)容，也包含了與全速率完全兼容的增強型話音編解碼技術，設備采用的是時分多址，而CDMA使用碼分擴頻技術，先進功率和話音激活至少可提供大于3倍GSM網(wǎng)絡容量，業(yè)界將CDMA技術作為3G的主流技術，國際電聯(lián)確定三個無線接口標準，分別是美國CDMA2000，歐洲WCDMA，中國TD-SCDMA。原中國聯(lián)通的CDMA賣給中國電信，中國電信已經(jīng)將CDMA升級到3G網(wǎng)絡，3G主要特征是可提供移動寬帶多媒體業(yè)務。

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

四、第四代移動通信技術

1、簡介

第四代移動通信技術（4G）該技術包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式（嚴格意義上來講，LTE只是3.9G，盡管被宣傳為4G無線標準，但它其實并未被3GPP認可為國際電信聯(lián)盟所描述的下一代無線通訊標準IMT-Advanced，因此在嚴格意義上其還未達到4G的標準。只有升級版的LTE Advanced才滿足國際電信聯(lián)盟對4G的要求）。4G是集3G與WLAN于一體，并能夠快速傳輸數(shù)據(jù)、高質量、音頻、視頻和圖像等。4G能夠以100Mbps以上的速度下載，比目前的家用寬帶ADSL（4兆）快25倍，并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求。此外，4G可以在DSL和有線電視調制解調器沒有覆蓋的地方部署，然后再擴展到整個地區(qū)。很明顯，4G有著不可比擬的優(yōu)越性。

可見對于4G系統(tǒng)，由于速率很高，對接收機的性能要求也要高得多。

2.4智能天線技術

智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數(shù)字波束調節(jié)等智能功能，被認為是未來移動通信的關鍵技術。智能天線應用數(shù)字信號處理技術，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對準用戶信號到達方向，旁瓣或零陷對準干擾信號到達方向，達到充分利用移動用戶信號并消除或抑制干擾信號的目的。這種技術既能改善信號質量又能增加傳輸容量。

2.5MIMO技術

（多輸入多輸出）技術是指利用多發(fā)射、多接收天線進行空間分集的技術，它采用的是分立式多天線，能夠有效的將通信鏈路分解成為許多并行的子信道，從而大大提高容量。信息論已經(jīng)證明，當不同的接收天線和不同的發(fā)射天線之間互不相關時，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，鏈路容量可以高達42bps/Hz，這是單天線系統(tǒng)所能達到容量的40多倍。因此，在功率帶寬受限的無線信道中，MIMO技術是實現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率、提高系統(tǒng)容量、提高傳輸質量的空間分集技術。在無線頻譜資源相對匱乏的今天，MIMO系統(tǒng)已經(jīng)體現(xiàn)出其優(yōu)越性，也會在4G移動通信系統(tǒng)中繼續(xù)應用。

2.6軟件無線電技術

軟件無線電是將標準化、模塊化的硬件功能單元經(jīng)過一個通用硬

存在的根源。由個別用戶產(chǎn)生的多址干擾固然很小，可是隨著用戶數(shù)的增加或信號功率的增大，多址干擾就成為寬帶CDMA通信系統(tǒng)的一個主要干擾。傳統(tǒng)的檢測技術完全按照經(jīng)典直接序列擴頻理論對每個用戶的信號分別進行擴頻碼匹配處理，因而抗多址干擾能力較差；多用戶檢測技術在傳統(tǒng)檢測技術的基礎上，充分利用造成多址干擾的所有用戶信號信息對單個用戶的信號進行檢測，從而具有優(yōu)良的抗干擾性能，解決了遠近效應問題，降低了系統(tǒng)對功率控制精度的要求，因此可以更加有效地利用鏈路頻譜資源，顯著提高系統(tǒng)容量。隨著多用戶檢測技術的不斷發(fā)展，各種高性能又不是特別復雜的多用戶檢測器算法不斷提出，在4G實際系統(tǒng)中采用多用戶檢測技術將是切實可行的。

3、網(wǎng)絡結構

4G移動系統(tǒng)網(wǎng)絡結構可分為三層：物理網(wǎng)絡層、中間環(huán)境層、應用網(wǎng)絡層。物理網(wǎng)絡層提供接入和路由選擇功能，它們由無線和核心網(wǎng)的結合格式完成。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)絡層與中間環(huán)境層及其應用環(huán)境之間的接口是開放的，它使發(fā)展和提供新的應用及服務變得更為容易，提供無縫高數(shù)據(jù)率的無線服務，并運行于多個頻帶。4、4G特點 4.1通信速度快

座位情況顯示得清清楚楚，大家可以根據(jù)這些信息來進行在線購買自己滿意的電影票；4G手機可以被看作是一臺手提電視，用來看體育比賽之類的各種現(xiàn)場直播。LG G3支持雙卡，支持2014年的主流4G，并內(nèi)置可拆卸式3000毫安時電池。

4.4兼容性好

要使4G通信盡快地被人們接受，不但考慮的它的功能強大外，還應該考慮到現(xiàn)有通信的基礎，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，從這個角度來看，未來的第四代移動通信系統(tǒng)應當具備全球漫游，接口開放，能跟多種網(wǎng)絡互聯(lián)，終端多樣化以及能從第二代平穩(wěn)過渡等特點。

4.5頻率效率高

相比第三代移動通信技術來說，第四代移動通信技術在開發(fā)研制過程中使用和引入許多功能強大的突破性技術，例如一些光纖通信產(chǎn)品公司為了進一步提高無線因特網(wǎng)的主干帶寬寬度，引入了交換層級技術，這種技術能同時涵蓋不同類型的通信接口，也就是說第四代主要是運用路由技術(Routing)為主的網(wǎng)絡架構。

由于利用了幾項不同的技術，所以無線頻率的使用比第二代和第三代系統(tǒng)有效得多。5、4G標準 5.1 LTE LTE(Long Term Evolution，長期演進)項目是3G的演進，它改進

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

峰值速率大幅提高，頻譜效率有限的改進

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

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

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

其實是最早的4G通信標準，大約出現(xiàn)于2000年。

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

WirelessMAN-Advanced有5種網(wǎng)絡數(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超高速多媒體則達到了30Mbps--1Gbps。

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

5.5國際標準

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

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

5.6速率對比

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

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

多模多頻芯片

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

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

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

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

而作為全球最大的電信設備商華為日前已正式宣布，其目前已經(jīng)在包括加拿大、英國等地為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.最新研究進展 2.1三星

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

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

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

2.2華為

全球4G建設部署方興未艾，5G研究開發(fā)卻悄然開啟大幕。在2014年，全球最大的電信設備商華為稱，已經(jīng)在包括加拿大、英國等地為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Surrey大學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應用，而不是大家討論的音樂、視頻等。

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

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

六、結束語

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