安徽财经大学（《移动通信》课程论文）
抗衰落技术
学院：管理科学与工程学院专业：电子信息工程
姓名：周延文
学号：20110536
任课教师：许晓丽
论文成绩：
2014年10月
卫星移动系统抗衰落技术
摘要:卫星通信以其覆盖面广，通信容量大、经济效益高等优点，已经运用到各个领域，如:军事、气象、海洋、科研、广播等。卫星通信也有其固有的缺点，即除了自由空间造成的传输损耗外，受大气层的影响较大。所以要采取一定的技术手段来克服大气层对信号造成的这种损耗。本文就大气层对信号造成的衰落做了详细的分析，并研究了抗衰落的技术措施。
关键词:卫星通信;信道衰落;抗衰落
1.引言
卫星通信以其覆盖广、通信容量大、通信距离远、不受地理环境限制、质量优和经济效益高等特点，受到人们的关注，并迅速发展，与光纤通信、数字微波通信一起成为现代远距离通信的支柱。虽然地面宽带网络技术日新月异，但是它只能让经济发达、人口密集的城市地区的人们享受宽带服务，而对于农村、人烟稀少地区和经济落后的地区，仅靠地面网络是无法经济有效地提供宽带服务的。卫星作为惟一能够实现全球无缝隙覆盖的通信手段，其作用无可替代。
卫星通信现在已经应用到各个领域，按其业务种类可分为:商用卫星、军用卫星、气象卫星、科研卫星、广播卫星等。目前卫星研究的热点和趋势是移动卫星通信和宽带通信。
然而卫星通信信道复杂，多径传播、多普勒频移、电离层闪烁、信道中不同媒质对电波产生的漫射与散射、遮蔽效应等，都将导致接收点的信号强度随时间随机地或慢地发生变化，亦即信号产生了衰落。
卫星移动通信信道是典型的衰落信道，在不同的环境中通常被表述为Rayleigh衰落Rician衰落和遮蔽Rician衰落。信号的衰落会降低信号的接收质量，严重时可能导致通信中断，常用的抗衰落技术主要有:分集抗衰落技术、自适应均衡抗衰落技术、编码抗衰落技术等。
2.分集接收抗衰落技术
分集技术(Diversity Techniques)的基本思想是利用分散传输和集中处理来降低多径衰落的影响，进而改善传输的可靠性，分集技术的要求使各衰落信号间不相关或相关性很小。
2.1分集信号的产生方法
理论研究表明，衰落具有时域、空域和频域的独立性，接收端可在空域、时域和频域得到互不相关的衰落信号。实现分集的方式有以下几种: （1）空间分集(Space Diversity)
接收端在不同地点接收互相独立的多径信号，可通过发端采用一副发射天线，收端采用多副接收天线来实现。由于低轨卫星同时配置多副收、发天线比较困难，Sendonaris[2]等人提出了一种新的空间分集技术—协作分集技术，该技术使多个具有单天线的移动终端互为协作伙伴共享彼此的天线，以获得等效多天线系统带来的分集增益。
如图1所示，用户信号一方而可以直接到达接收端，另一方而可以通过协作
后再到达接收端，在接收基站形成分集接收信号。文献[3]提出将协作分集技术应用在低轨卫星移动通信系统用户下行链路(卫星和终端用户之间的通信链路)中以减小信道衰落的影响，通过仿真结果证明了协作分集技术相对于传统无协作系统有较大的性能优势。
从图2可以看出，在同等误码条件10-4下，Rayleigh衰落信道协作误码率比无协作时提高大约11 dB，在Rician衰落信道下协作误码率比无协作时提高
2dB。
（2）频率分集((Frequency Diversity)
频率分集在发送端用多个载波发送携带相同信息的信号，相邻载波之间的间隔应大于信道的相关带宽，频率分集是克服频率选择性衰落的有效途径。时频调
制技术[4]叮SK, Time- frequency shift keying)将时移键控（TSK)和频移键控（FSK）组合起来，是目前广泛采用的抗衰落和抗多径技术之一，时频调制信号按一定的规则在一个或一组二进制符号的不同时隙发射不同频率信号来实现信号传输。
尽管，时频调制方式有较好的抗衰落和抗多径性能，但是调制后的分集信号频谱展宽，宽度与分集重数成正比，尤其在多重频率分集和传输速率较高时，实现困难。文献[s]提出了正交调幅相加法、正弦调相法、线性调频法等几种利用恒幅多频载波来实现频率分集的方法避免了非恒幅多载波的功率分散以及时频调制载波频谱展宽的特点，使得调制后的分集信号具有恒幅特性和较高的频谱利用率，适用于多重频率分集的通信系统。
（3）时间分集(Time Diversity)
时间分集将给定的信号在时间上相差一定的间隔重复传输M次，有利于克服移动信道中由多普勒效应引起的快衰落、慢衰落，其缺点是浪费时间资源。由于时间分集的衰落速率与移动台的运动速度及工作波长有关，因此当移动台处于静止状态时，时间分集基本上是有用处的。
（4）极化分集(Polarization Diversity)
极化分集是指发送端用两个正交极化波发射，接收端用两个正交极化的天线接收。在移动环境下，两个在同一地点极化方向相互正交的天线发出的信号呈现出不相关衰落特性。极化分集实际上是空间分集的特例，其分集支路只有两路。文献[6]的实验和仿真结果说明了在提高信道容量和通信性能方而极化分集和空间分集具有相同的效果。
2.2分集信号的合并技术
任何一种分集方式，接收机都必须将收到的互不相关的M条路径的衰落进行合并，并通过合并技术得到抵消了衰落的信号，从而获得分集增益。对于具体的合并技术可分为选择式合并、最大比合并、等增益合并和开关式合并。
选择式合并是从M 个接收信号中选择具有最高基带信噪比的基带信号作为输出;而最大比合并是将M个接收信号的平方按不同的系数进行加权，加权系数与接收信号的强度A;成正比而与噪声功率N,成反比，信噪比越大的支路对最终接收信号的贡献越大;最大比合并可以获得较高的分集增益，但实现加权系数的调整需要付出较高的代价;等增益合并是将M个接收信号按相同的系数进行加权后输出，其合并性能仅次于最大比合并，但易于实现，因此应用较多。开关式合
并是接收机将接收的信号的瞬时包络与预定的开关门限相比较来选择哪一条支
路接收。
2.3 RAKE接收机
Rake接收机的原理是在每条路径采用一个相关接收机，与同一期望信号的
多径分量之一相关，根据每个相关输出的相对强度加权后合成一个输出，加权系数的选择原则一般是使得输出信噪比最大。其理论基础是当传输时延超过一个码片周期时，多径信号可以看成是互不相关的，因此，传统的Rake接收机在多径时延大于码片间隔情况下分离多径信号，在通过合并来改善接收端的信噪比性能。
Rake接收机利用多径来增强信号，将扩频信号设计与Rake接收的信号处理结合在一起，并通过扩频信号的设计在接收端将各条路径信号加以分离，再利用Rake接收机将被分离的各个路径信号相位校准，幅度加权，将矢量和变成代数和，从而加以充分利用。
从图3可以看出，不同合并方式的分集效果是不同的，最大比合并性能最好，但最复杂;选择式合并性能最差，但最简单，两者性能相差1.5dB。
从图4可以看出，在使用合并技术中采用的分集重数越多，性能效果越好，说明Rake分集接收能有效地克服多径衰落的影响，降低误码率。
在低轨卫星低仰角通信时，通常利用高增益扩频技术来消除多径衰落和干扰，因此，需要对长周期扩频序列进行捕获，文献[7]提出了一种基于并行数字匹配滤波器组的Rake接收机，并对其在瑞利衰落信道中的性能进行了分析。该接收机能在确保对长扩频码的整周期自相关的基础上，对各多径信号进行最大比合并，提高了信噪比，有效地对抗衰落。
3.自适应均衡抗衰落技术
均衡是一种改造信道的手段，自适应均衡则是根据无线信道的时变多径传播特性引入的码间干扰，自适应地进行补偿，使其接近不失真传输要求。均衡器从理论上可以分为线性和非线性，线性均衡一般适用于信道畸变不大的场合，对深衰落的均衡能力不强;非线性均衡器可用于高速数据在严重畸变信道上传输。
3.1线性均衡器
线性均衡结构相对简单，常用于信道失真不十分严重的情况下，由于线性均衡器受频率选择性衰落的影响，性能一般，往往需要和其他技术结合起来使用。
线性均衡器可以用FIR滤波器实现，也称横向滤波器。常用自适应算法来调整滤波器的抽头系数，主要有以最小峰值畸变为准则的迫零算法、以最小均方误差为准则的均方误差算法(即LMS算法),RLs算法及它们的各种改进算法。
由图5可见，采用了基于LMS算法的自适应均衡器可以较大地降低误比特率，因此性能较好。
文献[8]提出了一种基于 Laguerre滤波器结构的衰落信道自适应均衡的新方法。由于Laguerre滤波器同时具有FIR和IIR结构的特点，在信噪比低、信道多径条件复杂的情况下，可以获得比通常的线性自适应均衡器和判决反馈均衡器(DFE)更好的抗符号间干扰的效果。
3.2非线性均衡器
目前的非线性均衡器主要包括两大类:一类是基于最小序列误差概率准则的最大似然序列估计接收机(MLSE);另一类是判决反馈均衡器O)FE, Decide Feedback Equalization)。前者性能最优，但是其复杂度随着多径干扰符号长度的增长而呈级数性增长，后者由前馈滤波器和反馈滤波器两部分组成，可通过多种方式实现。
(1)坚决反馈均衡器
在判决反馈均衡器中，均衡信号的输出是前向滤波器和反向滤波器两部分之和，均衡后的判决信号再反馈到反向滤波器中，其基本思想是:如果检测信号已知(假设过去的判决是正确的)，那么通过从均衡器输出中减去过去符号值与适当权重的乘积，这些符号中的码间干扰可以完全消除。
文献[9]针对传统判决反馈均衡器设计所用的误差函数在信号星座图点的周围发生跳变而引起误码率增大的的情况提出了一种新型的判决反馈均衡器，该均衡器通过修改误差函数，以平滑的误差函数取代有跳变点的误差函数，从而得到
性质更好的代价函数，通过求代价函数的最优解，就得到了新的基于最小二乘的自适应判决反馈均衡器(NDFE)。
(2)最大似然序列估计接收机
NIL,SE均衡器中信道预测期通常是一个具有可调增益抽头的FIR横向滤波器，可用梯度LMS算法或快速收敛的RLS算法来调节其抽头增益。这些估计值为维特比算法提供需要的参数。在维特比算法中，除了需要信道特性的有关参数外，还需要干扰信号的噪声统计分布参数。因此，噪声的统计分布特性决定着接收信号的最佳解调形式
文献[10]在加性高斯白噪声信道下研究了判决反馈均衡器(DFE)和最大似然序列估计(MLSE)均衡器，在DFE和线性均衡器(LE)中都是使用递归最小二乘(RLS)算法和最小均方(LMS)算法对数据进行分块处理，而在MLSE均衡器中使用了维特比最佳译码算法。
通过图6比较可得，判决反馈均衡器(DFE)消除码间干扰的性能好于线性均衡器LE，而最大似然序列估计(MLSE)均衡器的性能更是优于DFE，在误比特率为10-2时，MLSE对于DFE均衡器有大约3.5dB的性能提升，代价是计算量增加和跟踪时间的延长。
4．编码抗衰落技术
4.1交织技术
卫星移动信道的衰落特性会导致较长的突发误码，能够有效地纠检突发差错的编码方式是交织编码。交织技术将数据按照一定规则打乱，把原先聚集成片的误码分散，使得突发错误转化为随机错误，使错误码字个数在纠错码的纠错范围内，接收端就可以用较短的码字进行纠错。在发端，交织编码在分组编码或卷积编码之后进行，在收端，先解交织，然后再进行纠错检错译码。
4.2空时分组码
空时分组编码(Space-TimeBlockCode ,STBC)在空间上采用多发多收天线的空间分集，在时间上把不同信号在不同时隙内使用同一个天线发射，使接收端可以分集接收，是空间传输信号和时间传输信号结合的二维处理方法。
由于卫星移动通信信道中存在由直射分量和大量散射分量的和组成的服从Rician分布信号，因此，文献[l l]在对瑞利衰落条件下正交空时分组码研究的基础上，分析了在Rician衰落信道下的性能，并推广到高阶调制下对各信道中码的性能进行比较。研究表明，采用STBC在各衰落信道中传输信号，增加发送天线和接收天线都能有效地改善系统的差错性能，且对Rician衰落信道的传输性能比Rayleigh衰落信道要好。但对于发射天线来说，当发送天线数增多到一定值，系统的差错性能没有明显改善。
4.3网格编码调制
网格编码调制技术(Trellis Coded Modulation, TCM)突破了传统的调制和编码相互独立的模式，将两者作为一个整体来考虑。编码器对信号点编码，引入信号冗余使得自由距离最大。
文献[12]在AWGN信道中对8PSK- TCM与4PSK,8PSK的性能进行了仿真和比较，在信噪比一定的条件下8PSK- TCM相比于其他两种调制方式可获得更低的误码率，在不增加信道带宽、不降周期，通过一些EDA工具进行充分的功能仿真和时序仿真，使一些设计缺陷去除在设计早期，从而提高了产品的可靠性在AWGN信道下，借用Turbo码的强纠错性能，将Turbo码和TCM技术有机结合起来所取得的性能是非常有效的，研究表明Turbo- TCM性能明显优于常规的TCM，代价是编码调制和译码解调的复杂性增加[13]。经过多年的研究，基于该技术的V.34建议得到了国际电信联盟ITL]的通过，其理论和应用趋于成熟。TCM 技术以其能充分利用频率资源的特点在未来高速数据传输、移动通信及卫星通信领域中有着良好的发展前景。
5.结论
本文针对卫星移动通信复杂的信道条件下存在的衰落特性，综述了分集接收抗衰落技术、自适应均衡抗衰落技术、编码抗衰落技术等，结合研究现状进行分析比较，总结了相应的抗衰落性能。而且，通过这次论文的撰写，让我了解到了卫星通信出现信号衰落的原因，同时通过上网查询资料获知了目前常用的几种抗衰落技术。这些技术在用来改进接收信号质量时，即可单独使用，也可以组合使用。但在实际应用中，每种技术在实现方法、所需费用和实现效率等方面具有很大不同。所以我们在实际应用中必须得权衡这两方面的因素才能是这些技术得到更加广泛的应用，这必将成为我们下一步努力和奋斗的目标！
参考文献:
[1]张更新，张杭，等.卫星移动通信系统}l.北京:人民邮电出版社，2001.
[2]SENDONARIS A,ERKIP E,AAZHANG https://www.doczj.com/doc/484900109.html,er cooperation diversity-part I:aystem description, and- part I:inmplement aspects and performance analysis [J].IEEE Trans. Commun.,2003,51(11):1927- 1938.
[3]张更新，揭晓，藏国珍低轨卫星移动通信系统中译码前传协作策略的性能研究[J].信号处理，2011,(03):362- 368.
[4]HORIKOSHI J.Error performance of π/2- TFSK 2- bit differential detection over the band- limited multipath interfering mobile radio environments,Pages:425- 430,Vehicular Technology Conference,1990 IEEE 40th,6- 9 May 1990.
[5]徐松毅，陈常嘉，李文铎.基于恒幅多频载波调制的频率分集[J].信息与控制，
2011,(3):429- 432.
[6]NABAR R U, BOLCSKEI H,ERCEG V,et a1.Performance of multi- antenna signaling techniques in the presence of polarization diversity [J]. IEEE Trans on Signal Processing 2002,50(10):2553-2562.
[7]余平，黄天聪，林金朝.基于低轨卫星的并行DMF- RAKE接收机[J].重庆大学学报:自然科学版，2003,(8):74- 77.
[8]贺双赤.用Laguerre滤波器实现多径衰落信道自适应均衡[[J].电讯技术，
2004,(1):82- 86.
[9]田俊霞，匡镜明，王华一种自适应软判决反馈均衡器设计及性能分析[n.计算机工程与设计，2005,(12):3324- 3326.
[10]刘彦萍，杨铁军.自适应均衡算法在信道均衡技术中的应用研究[[J].通信技术，2008,(12):95- 97.
[l1]张薇，吕振肃.Rician衰落信道下空时分组码的性能分析[[J].现代电子技术，2006,(11):1- 4.
[12]李艺，安建平.网格编码调制在卫星高速数据传输中的应用[[J].现代电子技术，2006,(9):45- 47.
[13 ]吴团锋，叶淦华，杨喜根.Turbo TCM及在卫星移动信道中的性能分析[[J].解放军理工大学学报:自然科学版，2002,(2):23-25.
移动通信技术发展趋势研究论文 摘要本文详细论述了现代移动通信技术的六大最新发展趋势：网络业务的数据化、分组化，网络技术的宽带化，网络技术的智能化，更高的频段，更有效利用频率，网络趋于融合、走向统一。了解、掌握这些趋势对移动通信运营商和设备制造商均具有重要的现实意义。关键词移动通信Internet无线数据IMT-2000智能网网络融合 1前言 移动通信业务之所以发展迅猛主要是其满足了人们在任何时间。任何地点与任何个人进行通信的愿望。移动通信是实现未来理想的个人通信服务的必由之路。在信息支撑技术、市场竞争和需求的共同作用下，移动通信技术的发展更是突飞猛进，呈现出以下几大趋势：网络业务数据化、分组化，网络技术宽带化，网络技术智能化，更高的频段，更有效利用频率，各种网络趋于融合。了解、掌握这些趋势对移动通信运营商和设备制造商均具有重要的现实意义。 2网络业务数据化、分组化 2.1无线数据——生机无限当前移动数据通信发展迅速，被认为是移动通信发展的一个主要方向。近年来出现的移动数据通信主要有两种，一种是电路交换型的移动数据业务，如TACS、AMPS和GSM中的承载数据业务以及GSM系统的HSCSD；另外一种是分组交换型的移动数据业务，如摩托罗拉的DataTAC、爱立信的Mobitex和GSM系统的GPRS。 目前，无线数据业务只占GSM网络全部业务量中的很小一部分，但是在未来的两年中这种状况将开始扭转，并大大改变。1999年以后，随着HSCSD、GPRS 等新的高速数据解决方案显露峥嵘，并成为数据应用的新焦点，无线数据将成为运营商经营计划中越来越重要的部分，它预示着未来大量的商业机遇。 （1）应用驱动市场 无线数据业务的主要驱动力在于用户的应用。话音是单一的、易于被大众所接受的业务，然而无线数据则不同，无线数据最初的应用重点放在运输管理这样的专业市场。近期无线数据业务的目标市场是销售人员或现场工程师这样的用户群。从这些先发目标的应用中积累无线数据的经验，并从中受益。
思考题1答案 1.1简述移动通信的特点。 答：移动通信的主要特点如下： （1）移动通信利用无线电波进行信息传输。移动通信中基站至用户之间必须靠无线电波来传送消息。然而无线传播环境十分复杂，导致无线电波传播特性一般很差，另外，移动台的运动还会带来多普勒效应，使接收点的信号场强振幅、相位随时间地点而不断地变化，严重影响了通信的质量。这就要求在设计移动通信系统时，必须采取抗衰落措施，保证通信质量； （2）移动通信在强干扰环境下工作，主要干扰包括互调干扰，邻道干扰和同频干扰等； （3）通信容量有限。频率作为一种资源必须合理安排和分配，为满足用户需求量的增加，只能在有限的已有频段中采取有效利用频率措施，如窄带化、频道重复利用、缩小频带间隔等方法来解决； （4）通信系统复杂。由于移动台在通信区域内随时运动，需要随机选用无线信道，进行频率和功率控制、地址登记、越区切换及漫游存取等跟踪技术。这就使其信令种类比固定网要复杂的多。在入网和计费方式上也有特殊的要求，所以移动通信系统是比较复杂的； （5）对移动台的要求高。移动台长期处于不固定位置，外界的影响很难预料，这要求移动台具有很强的适应能力。此外，还要求性能稳定可靠、携带方便、小型、低功耗及能耐高、低温等。同时，要尽量使用户操作方便，适应新业务、新技术的发展，以满足不同人群的使用。这给移动台的设计和制造带来很大的困难。 1.3 简述蜂窝式移动通信的发展历史，说明各代移动通信系统的特点。 答：第一代（1G）以模拟式蜂窝网为主要特征，是20世纪70年代末80年代初就开始商用化的。其中最有代表性的是北美的AMPS（Advanced Mobile Phone System）、欧洲的TACS （Total Access Communication System）两大系统，另外还有北欧的NMT及日本的HCMTS 系统等。 从技术特色上看，1G以解决两个动态性中最基本的用户这一重动态性为核心并适当考虑到第二重信道动态性。主要是措施是采用频分多址FDMA方式实现对用户的动态寻址功能，并以蜂窝式网络结构和频率规划实现载频再用方式，达到扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。在信道动态特性匹配上，适当采用了性能优良的模拟调频方式，并利用基站二重空间分集方式抵抗空间选择性衰落。 第二代（2G）以数字化为主要特征，构成数字式蜂窝移动通信系统，，它于20世纪90年代初正式走向商用。其中最具有代表性的有欧洲的时分多址（TDMA）GSM（GSM原意为Group Special Mobile，1989年以后改为Global System for Mobile Communication）、北美的码分多址（CDMA）的IS-95两大系统，另外还有日本的PDC系统等。 从技术特色上看，它是以数字化为基础，较全面地考虑了信道与用户的二重动态特性及相应的匹配措施。主要的实现措施有：采用TDMA（GSM）、CDMA（IS-95）方式实现对用户的动态寻址功能，并以数字式蜂窝网络结构和频率（相位）规划实现载频（相位）再用方式，从而扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。在对信道动态特性的匹配上采取了下面一系列措施： （1）采用抗干扰性能优良的数字式调制：GMSK（GSM）、QPSK（IS-95），性能优良的抗干扰纠错编码：卷积码（GSM、IS-95）、级联码（GSM）； （2）采用功率控制技术抵抗慢衰落和远近效应，这对于CDMA方式的IS-95尤为重要；
对移动通信技术的认识 所谓移动通信就是移动体之间的通信，或移动体与固定体之间的通信。移动体可以是人，也可以是汽车、火车、轮船、收音机等在移动状态中的物体。 移动通信与固定物体之间的通信比较起来，具有一系列的特点，主要是：(1)移动性。就是要保持物体在移动状态中的通信，因而它必须是无线通信，或无线通信与有线通信的结合。(2)电波传播条件复杂。因移动体可能在各种环境中运动，电磁波在传播时会产生反射、折射、绕射、多卜勒效应等现象，产生多径干扰、信号传播延迟和展宽等效应。(3)噪声和干扰严重。在城市环境中的汽车火花噪声、各种工业噪声，移动用户之间的互调干扰、邻道干扰、同频干扰等。(4)系统和网络结构复杂。它是一个多用户通信系统和网络，必须使用户之间互不干扰，能协调一致地工作。此外，移动通信系统还应与市话网、卫星通信网、数据网等互连，整个网络结构是很复杂的。(5)要求频带利用率高、设备性能好。 移动通信系统由两部分组成： (1) 空间系统； (2) 地面系统：①卫星移动无线电台和天线；②关口站、基站。 移动通信系统从20世纪80年代诞生以来，到2020年将大体经过5代的发展历程，而且到2010年，将从第3代过渡到第4代(4G)。到4G，除蜂窝电话系统外，宽带无线接入系统、毫米波LAN、智能传输系统(ITS)和同温层平台(HAPS)系统将投入使用。未来几代移动通信系统最明显的趋势是要求高数据速率、高机动性和无缝隙漫游。实现这些要求在技术上将面临更大的挑战。此外，系统性能(如蜂窝规模和传输速率)在很大程度上将取决于频率的高低。考虑到这些技术问题，有的系统将侧重提供高数据速率，有的系统将侧重增强机动性或扩大覆盖范围。 从用户角度看，可以使用的接入技术包括：蜂窝移动无线系统，如3G；无绳系统，如DECT；近距离通信系统，如蓝牙和DECT数据系统；无线局域网(WLAN)系统；固定无线接入或无线本地环系统；卫星系统；广播系统，如DAB和DVB-T；ADSL和Cable Modem。 移动通信的种类繁多。按使用要求和工作场合不同可以分为(1)集群移动通信，也称大区制移动通信。它的特点为只有一个基站，天线高度为几十米至百余米，覆盖半径为30～km，发射机功率可高达200W。用户数约为几十至几百，可以是车载台，也可是以手持台。它们可以与基站通信，也可通过基站与其他移动台及市话用户通信，基站与市站有线网连接。(2)蜂房移动通信，也称小区制移动通信。它的特点是把整个大范围的服务区划分成许多小区，每个小区设置一个基站，负责本小区各个移动台的联络与控制，各个基站通过移动交换中心相互联
移动通信技术参考答案 第一章 思考题与练习题 1-1 什么是移动通信？移动通信有那些特点？ 答：移动通信是指通信的双方，或至少一方，能够在移动状态下进行信息传输和交换的一种通信方式。移动通信的特点是通信双方不受时间及空间的限制、随时随地进行有效、可靠、安全的通信。频率 1-2 移动通信系统发展到目前经历了几个阶段？各阶段有什么特点？ 答：移动通信系统发展到目前经历了四个阶段，分别为公用汽车电话、第一代通信技术（1G）、第二代通信技术（2G）、第三代通信技术（3G）。特点分别为，公用汽车电话的特点是应用范围小、频率较低、语音质量较差、自动化程度低。第一代通信技术（1G）的特点是该系统采用模拟技术及频分多址技术、频谱利用率低、系统容量小抗干扰能力差、保密性差：制式不统一、互不兼容、难与ISDN兼容、业务种类单一、移动终端复杂、费用较贵。第二代通信技术（2G），采用数字调制技术和时分多址（TDMA）、码分多址技术（CDMA）等技术、多种制式并存、通信标准不统一、无法实现全球漫游、系统带宽有限、数据业务单一、无法实现高速率业务。第三代通信技术（3G）的特点是能提供多种多媒体业务、能适应多种环境、能实现全球漫游、有足够的系统容量等。 1-3 试述移动通信的发展趋势和方向。 答：未来移动通信将呈多网络日趋融合、多种接入技术综合应用、新业务不断推出的发展趋势。移动通信的发展方向是功能一体化的通信服务、方便快捷的移动接入、形式多样的终端设备、自治管理的网络结构。 1-4 移动通信系统的组成如何？试述各部分的作用。 答：移动通信系统的组成主要包括无线收发信机、交换控制设备和移动终端设备。无线收发信机的作用是负责管理网络资源，实现固定网与移动用户之间的连接，传输系统信号和用户信息。交换控制设备的作用是实现用户之间的数据信息交换。移动台的作用是实现移动通信的终端设备。 1-5 常见的移动通信系统有那些？各有何特点？ 答：常见的移动通信系统有：1、蜂窝移动通信系统2、无线寻呼系统3、无绳电话系统蜂窝移动通信系统的特点是越区交换、自动和人工漫游、计费及业务统计功能。无线寻呼系统的特点是即可公用也可专用。无绳电话系统的特点是携带使用方便。 1-6 集群移动通信系统的组成有那些？ 答：集群移动通信系统的组成有移动台、基站、调度台以及控制中心组成。 1-7 移动通信的工作方式及相互间的区别有那些？ 答:移动通信的工作方式有单工制、半双工制、双工制。单工制的优点主要有：1、系统组网方便2、由于收发信机的交替工作，所以不会造成收发之间的反馈3、发信机工作时间相对可缩短，耗电小，设备简单，造价便宜。单工制的的缺点是：1、当收发使用同一频率时，临近电台的工作会造成强干扰2、操作不方便，双方需要轮流通信，会造成通话人为的断断续续3、同频基站间的干扰较大。半双工制的优点主要有：1、设备简单、省电、成本低、维护方便，临近电台干扰小2、收发采用异频，收发频率各占一段，有利于频率协调和配置3、有利于移动台的紧急呼叫。半双工制的缺点是移动台需按键讲话，松键收话。使用不方便，讲话时不能收话，故有丢失信息的可能。双工制的优点有：1、频谱灵活性高2、
未来移动通信技术的发展趋势与展望探讨 摘要科技不断发展，人类生活在不断进步，现在的社会是科技型的社会，是信息化的时代。而信息化需要的是计算机，需要的是互联网，为了紧跟时代的潮流，为了更加方便人们的交流，方便中国信息事业的发展，移动通讯也在一代一代的更新，一步一步向前迈进。新型的通信手段将成为促进社会进步、科技发展的中坚力量，本文将根据移动通讯来探讨其未来发展趋势与展望，并且进行研究分析，为我国移动通讯将来的发展提供探索新趋势。 关键词移动通信技术；发展；数据；信息时代 前言 随着信息时代的快速发展，科学技术的不断更新，通信技术也越来越受到人们的关注，它经过四代的变革更新，处在第五代的热潮之中。人们的工作、出行、购物，都要依靠移动通信来完成，因此，移动通信技术已经成为人们日常生活中必不可少的“必需品”。经过调查统计，我国移动用户的使用者已经突破了十亿，目前的使用量还在不断增加，呈现出了前所未有的热潮。移动通信技术的发展前景极为乐观，同时也促进了我国的信息发展。 1 移动通信系统的研究背景 移动通信系统是从二十世纪八十年代诞生的，直到现在，它一共经历了四次更新换代，预计到2020年将经过第五代的發展历程。 第一代通信技术是在二十世纪九十年代初完成的，它主要是通过模拟传输数据，因此传输的速度十分的慢，而且质量相对来说也较差，并且无法加密，安全系数也很低，业务量也很小，所以很快就被第二代移动通信技术淘汰了。 第二代移动通信技术开始于二十世纪九十年代的初期，这次它引入了较为密集的技术结构，并且还引用了智能技术，虽然比起第一代的通信技术好了很多，但依然有多的不足之处，传输的速率依然很慢，安全稳定系数依然不够高。 第三代通信技术的发展就更加的智能化，前两代无法解决的宽带服务，由于第三代通信技术的到来也有了相应的提供。它具有Internet的能力，还可以实现全球漫游，传送质量较高的图像等。 第四代通信技术就是现在我们使用的4G网络，上网的速度更加的快，并且有了移动宽带和WIFI。我国现已经进入了4G生活时代，4G具有极高的下载速度和高清的电视，是前三代无法达到的。 随着科学技术的发展，网络时代的需求越来越多，这就需要更加进一步的研究未来移动通信技术的发展趋势，从而使我国的信息发展跟上时代的脚步[1]。
安徽财经大学（《移动通信》课程论文） 抗衰落技术 学院：管理科学与工程学院专业：电子信息工程 姓名：周延文 学号：20110536 任课教师：许晓丽 论文成绩： 2014年10月
卫星移动系统抗衰落技术 摘要:卫星通信以其覆盖面广，通信容量大、经济效益高等优点，已经运用到各个领域，如:军事、气象、海洋、科研、广播等。卫星通信也有其固有的缺点，即除了自由空间造成的传输损耗外，受大气层的影响较大。所以要采取一定的技术手段来克服大气层对信号造成的这种损耗。本文就大气层对信号造成的衰落做了详细的分析，并研究了抗衰落的技术措施。 关键词:卫星通信;信道衰落;抗衰落 1.引言 卫星通信以其覆盖广、通信容量大、通信距离远、不受地理环境限制、质量优和经济效益高等特点，受到人们的关注，并迅速发展，与光纤通信、数字微波通信一起成为现代远距离通信的支柱。虽然地面宽带网络技术日新月异，但是它只能让经济发达、人口密集的城市地区的人们享受宽带服务，而对于农村、人烟稀少地区和经济落后的地区，仅靠地面网络是无法经济有效地提供宽带服务的。卫星作为惟一能够实现全球无缝隙覆盖的通信手段，其作用无可替代。 卫星通信现在已经应用到各个领域，按其业务种类可分为:商用卫星、军用卫星、气象卫星、科研卫星、广播卫星等。目前卫星研究的热点和趋势是移动卫星通信和宽带通信。 然而卫星通信信道复杂，多径传播、多普勒频移、电离层闪烁、信道中不同媒质对电波产生的漫射与散射、遮蔽效应等，都将导致接收点的信号强度随时间随机地或慢地发生变化，亦即信号产生了衰落。 卫星移动通信信道是典型的衰落信道，在不同的环境中通常被表述为Rayleigh衰落Rician衰落和遮蔽Rician衰落。信号的衰落会降低信号的接收质量，严重时可能导致通信中断，常用的抗衰落技术主要有:分集抗衰落技术、自适应均衡抗衰落技术、编码抗衰落技术等。 2.分集接收抗衰落技术
第五代移动通信的关键技术 5G 是面向未来的通信发展需求的移动通信系统，第五代移动通信技术兴起的主要驱动力为互联网和物联网，将来人机交互和数据共享是人们日常生活的一部分，在这种交互下，人们的生活将会更加高效舒适。第五代移动通信系统不仅通信容量大，速率高，其可靠性和安全性也比第四代移动通信有了更好的改进，具有很大的发展空间，下面简单介绍几种第五代移动通信的关键技术。 1.Massive MIMO技术 大规模MIMO技术是指基站端采用大规模天线阵列，天线数超过十根甚至上百根，并且在同一时频资源内服务多个用户的多天线技术。大规模MIMO技术将传统的时域、频域、码域三维扩展为了时域、频域、码域、空域四维，新增维度极大的提高了数据传输速率。大规模MIMO天线技术提供了更强的定向能力和赋形能力如图1，大规模MIMO的空间分辨率与现有MIMO相比显著增强，能深度挖掘空间维度资源，使得网络中的多个用户可以在同一时频资源上利用大规模MIMO提供的空间自由度与基站同时进行通信，从而在不需要增加基站密度和带宽的条件下大幅度提高频谱效率。大规模MIMO可将波束集中在很窄的范围内，从而大幅度降低干扰，大幅降低发射功率，从而提高功率效率，减少用户间干扰，显著提高频谱效率。 当基站侧天线数远大于用户天线数时，各个用户的信道将趋于正交，小区内同道干扰及加性噪声趋于消失，系统性能仅受限于邻区导频的复用，这使得系统的很多性能都只与大尺度相关，与小尺度无关。大规模MIMO的无线传输技术将有可能使频谱效率和功率效率在4G 的基础上再提升一个量级。 图1. 大规模MIMO天线技术方向图
2. 非正交多址接入技术（NOMA） 5G的无线接入技术目前还有的观点关注多载波调制，如滤波器组多载波（FBMC，_ lter _bank based multicarrier），其天然的非正交性和不需要先前的分布式发射机同步。一种新的调制方式，被称为通用滤波后的多载波（UMFC）被提出。开始是OFDM信号，通过滤相邻子载波组，以减少时间/频率同步造成的旁瓣水平和载波间干扰。要解决OFDMA正交的时间窗口的缺点，即需要较大的保护带CP，使用多载波滤波器组就可以允许大的传输时延和任意高的频率补偿。日益发展的软件无线电，FFT块的大小，子载波间隔和CP长度可根据信道条件改变。因此，OFDMA允许一些参数可调，可以很好地适应5G的要求。 3. 射束分割多址技术（BDMA） 有限的频谱资源对于移动和无线技术而言是一个重大的挑战，即如何把有限的频率和时间分配给不同用户。由于这个情况，要实现提高系统的容量和质量，目前使用的多址技术包括频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）、正交频分多址（OFDMA）等。然而，现在使用的所有多址技术中，通信系统容量依赖于时间和频率。如何发展多址接入系统，提高有限频率的系统容量是一个新的挑战。 目前发明的BDMA技术，根据MS的位置分配天线波束，实现多址接入，从而显著增加系统的容量。按此观点，MS和基站在视距（LOS）的状态，因此他们明确知道彼此的位置。在此条件下，他们能够将波束直接传送到彼此的位置以通信，而不受移动台在小区边缘的干扰。 为了在5G中适应BDMA，就要发展相位阵列天线，智能天线要能够调整波束。调整波束天线通过收集从基站和MS到达角（AOA）信息设置无线配置。自适应天线阵列的使用，是提高能力的一个可能性。 4. 全频段技术 5G网络通信技术将会以智能化、宽带化和多元化为主要的发展方向。未来网络数据业务的发展方向主要在热点密集地区和室内，而当前网络数据的流量如果在少数人使用状态下不存在延迟、低网速等问题，但一旦放开使用用户数量，网络延迟和网络速度都将会是一个巨大的问题，而物联网和智能终端所依赖的移动通信网络将会处于堵塞状态，很难发挥物联网和智能终端的优势。目前5G移动通信技术所研究的超密集组网，可以针对高度使用移动数据的地区提升流量容量1000倍，很好的解决了网络数据使用密集地区的数据传输和数据容量问题。该技术的发展，虽然在数据流量方面提升率非常高，但是由于其拓扑结构也更加复杂，各网络之间的信号干扰也是一个很大的麻烦，大家都知道一旦同一个区域的无线网络过多，就会相互之间产生干扰，影响网络的传输。因此，该技术还需要进一步的研究以适用
浅谈未来移动通信的发展趋势 摘要：随着新世纪的到来，信息技术和移动通信技术得到了迅猛的发展，在市场需求的同时，未来的移动通信技术的趋势是：网络业务的数据化、移动互联性和分组化；以及网络设备的小型化和智能化等。这些趋势正是第四代移动通信技术的发展目标和方向。本文介绍了未来移动通信系统的特点和网络架构。讨论了未来移动通信物理层的关键技术以及相应的网络结构。最后对未来移动通信系统的发展进行了一定的展望。 关键词：4G；网络结构；移动通信；无线传输技术 1 绪论 所谓的移动通信是指在移动用户之间或者是移动和固定用户之间的通信技术。随着电子技术和计算机网络技术的不断发展，移动通信技术也得到了一定的发展。目前移动通信已经成为人类不可缺少的通信方式。 移动通信的历史主要经历三个阶段： 第一代移动通信技术。这种通信技术主要指的是蜂窝式模拟移动技术，其频率利用率不高、容量有限、制式太多且不兼容等局限促使人们开发出第二代移动通信。 第二代移动通信技术指的是蜂窝的数字移动通信技术，使得蜂窝的数据传输变成数字化，具有了数字化信号传输的所有特点。但还是存在着业务单一、通话和低速数据通信以及无法全球漫游等缺憾。于是结合Internet 和高度移动性的第三代移动通信应运而生。 第三代移动通信技术，这种技术克服了第二代移动通信技术的所有缺点，并提供了很高质量的多媒体综合业务。有了第三代移动通信，人们除通话以外，可以方便地进行WWW浏览，收发E- mail，视频点播等多媒体业务，进行电子商务如购物、交易、金融业务等。目前，因3G系统上有许多需要改进的地方，所以人们已经开始对4G 技术进行研究。这种4G技术会比3G技术的更加完善。 2 4G 移动通信简介 第四代移动通信技术的概念可称为宽带接入和分布网络，具有非对称的超
第一章抗衰落技术 实验一卷积码编码及译码实验 一、实验目的 通过本实验掌握卷积编码的特性、产生原理及方法，卷积码的译码方法，尤其是维特比译码的原理、过程、特性及其实现方法。 二、实验内容 1、观察NRZ基带信号及其卷积编码信号。 2、观察帧同步信号的生成及巴克码的特性。 3、观察卷积编码信号打孔及码速率匹配方法。 4、观察接收端帧同步过程及帧同步信号。 5、观察译码结果并深入理解维特比译码的过程。 6、观察随机差错及突发差错对卷积译码的影响。 三、基本原理 1、卷积码编码 卷积码是一种纠错编码，它将输入的k个信息比特编成n个比特输出，特别适合以串行形式进行传输，时延小。卷积码编码器的形式如图17-1所示，它包括：一个由N段组成的输入移位寄存器，每段有k段，共Nk个寄存器；一组n个模2和相加器；一个由n级组成的输出移位寄存器,对应于每段k个比特的输入序列,输出n个比特。 图17-1 卷积编码器的一般形式 由图17-1可以看到，n个输出比特不仅与当前的k个输入信息有关,还与前（N-1）k个信息有关。通常将N称为约束长度（有的书中也把约束长度定为nN或N-1）。常把卷积码
记为：（n 、k 、N ），当k =1时，N -1就是寄存器的个数。编码效率定义为： /c R k n = (17-1) 卷积码的表示方法有图解表示法和解析表示法两种：解析法，它可以用数学公式直接表达，包括离散卷积法、生成矩阵法、码生成多项式法；图解表示法，包括树状图、网络图和状态图（最的图形表达形式）三种。一般情况下，解析表示法比较适合于描述编码过程，而图形法比较适合于描述译码。 （1）图解表示法 下面以（2，1，3）卷积编码器为例详细讲述卷积码的产生原理和表示方法。（2，1，3）卷积码的约束长度为3，编码速率为1/2，编码器的结构如图17-2所示。 1,j 2,j 图17-2 （2,1,3）卷积编码器 如图17-2所示,卷积码的输出信息p 1,j ，p 2,j 不仅与本地输入信息j m 有关，还与已存入到寄存器的1j m -、2j m -有关，关系式为： 1,122,2j i j j j j j p m m m p m m ---=⊕⊕?? ? =⊕?? (17-2) 假定移位寄存器的初始状态m j -1、m j -2为00，则当第一个输入比特m j 为0时，由式（17-2）可知，输出的比特为00；当第一个输入比特m j 为1时，输出的比特为11。随着后面比特的相继输入，寄存器中的比特相继右移，此时输出比特按照式（17-2）可以依次算得。随着信息序列的不断输入，卷积编码器可能产生的各种序列可以用如图17-3所示的树状图表示。树状图中，每条树杈上所标注的码元为输出比特，每个节点上标注对a 、b 、c 、d 分别为移位寄存器的状态，a 表示m j -2m j -1＝00，b 表示m j -2m j -1＝01，c 表示m j -2m j -1＝10，d 表示m j -2m j -1＝11，一般情况下，共有2N -1种状态。每条树叉上所标注的码元为输出比特p 1,j p 2,j ，每条树叉的上支路对应输入比特0，下支路对应输入比特1。树状图从a 点开始画，此时移位寄存器状态为00。当第一个输入比特m j 为0时，输出比特特p 1,j p 2,j 为00；m j 为1时，输出比特
2012-2013学年09级《移动通信》复习题及参考答案 第一章 概论 1、什么叫移动通信?移动通信有哪些特点？ 【答】 移动通信是指通信双方至少有一方在移动中（或者临时停留在某一非预定的位置上）进行信息传输和交换，这包括移动体（车辆、船舶、飞机或者行人）和移动体之间的通信，移动体和固定点（固定无线电台或有线用户）之间的通信。 特点： 1、移动通信必须利用无线电波进行信息传输； 2、移动通信是在复杂的干扰环境中运行的； 3、移动通信可以利用的频谱资源非常有限，而移动通信业务量的需求却与日俱增； 4、移动通信系统的网络结构多种多样，网络管理和控制必须有效； 5、移动通信设备(主要是移动台)必须适于在移动环境中使用。 2、单工通信与双工通信有何区别？各有何优缺点？ 【答】 所谓单工通信，是指通信双方电台交替地进行收信和发信。此工作方式设备简单，功耗小，但操作不便，通话时易产生断断续续的现象。它一般应用于用户少的专用调度系统。 所谓双工通信，是指通信双方可同时进行传输消息的工作方式，有时亦称全双工通信。这种方式操作方便，但电能消耗大。模拟或数字式的蜂窝电话系统都采用双工制。 第二章 调制解调 1、移动通信中对调制解调技术的要求是什么？（请总结3G ，LTE 等高速数据传输对调制解调技术的要求） 【答】 已调信号的频谱窄和带外衰减快（即所占频带窄，或者说频谱利用率高）；易于采用相干或非相干解调；抗噪声和抗干扰的能力强；以及适宜在衰落信道中传输。 已调信号所占的带宽要窄：频谱主瓣窄； 已调信号频谱副瓣的幅度要低，辐射到相邻频道的功率就小； 经调制解调后的输出信噪比（S/N ）较大或误码率较低。 1、所有的技术必须在规定频带内提供高的传输效率 2、要使信号深衰落引起的误差数降至最小 3、应使用高效率的放大器 4、在衰落条件下获得所需要的误码率 2、已调信号的带宽是如何定义的？FM 信号的带宽如何计算？ 【答】已调信号的带宽是指已调信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围。 )(2)1(2m m f FM f f f m B +?=+=
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/484900109.html, 关于移动通信未来发展趋势的探讨 作者：陈宇冯杰 来源：《中国新通信》2013年第09期 【摘要】基于用户现实的需求和移动通信技术的快速发展，我国的移动通信正逐渐改变了人们的生活，在通信速度、网络带宽、增值服务、多媒体通信和智能性方面将有较大程度的提高。因此，我们必须对移动通信未来发展趋势进行深入的研究和探讨。 【关键词】移动通信智能化网络化发展趋势 一、移动通信在未来发展中的重要定位 在未来发展中，基于人们现实的需求，移动通信的定位主要表现在以下几个方面：（1）移动通信成为了网络发展的重要支撑。在未来的发展中，移动通信主要会朝着网络化的方向发展，通话和短信业务只占业务量的很少一部分，网络服务将成为移动通信的重要发展内容。（2）移动通信成为了NGN网络的重要载体。随着网络的快速发展，下一代NGN网络已经成为现有移动通信网络的替代产品，为了提高NGN网络的覆盖率，现有的移动通信网络成为了重要载体。（3）移动通信成为了人机通信的重要手段。在未来移动通信的发展中，人机通信将会成为重要的发展方向，在用户现实的人机通信的需求下，移动通信成为了人机通信的重要手段。 二、移动通信对人们生活方式的具体影响 移动通信的智能化、网络化发展，对人们的生活产生了具体的影响，其影响主要表现在以下几个方面：（1）移动通信的娱乐性更强。由于未来移动通信将会朝着智能化和网络化方向发展，因此移动通信的功能性更强，移动通信将会开发出各种娱乐功能，满足用户对娱乐的需求。（2）移动通信成为了人们工作和生活的重要帮手。在未来的发展中，移动通信的网络化发展将成为重要方向，由此也为用户的工作和生活提供了良好的网络支持，保证了人们能够随时随地利用移动网络。（3）移动通信的发展使人们的生活更加便捷。移动通信有了上网功能以后，人们可以利用移动通信网络查阅生活信息、缴纳各种费用、进行网络购物以及使用网上银行业务，提高生活品质和生活质量。 三、未来移动通信的重要发展趋势分析 从目前移动通信的发展速度来看，未来移动通信将会加快4G网络的建设，将在以下几个方面有重要的发展：（1）移动通信的通信速度更快。专家预估，第四代移动通信系统可以达到10Mb/s至20Mb/s，甚至最高可以达到100Mb/s，这种速度将相当于目前手机的传输速度的1万倍左右。（2）移动通信的网络带宽更宽。未来移动通信将会朝着构建4G通信系统方向发展，而4G通信系统在带宽方面将比目前3G系统的蜂窝系统的带宽还要宽。（3）移动通信的
移动通信技术的发展趋势(一) 摘要本文详细论述了现代移动通信技术的六大最新发展趋势：网络业务的数据化、分组化，网络技术的宽带化，网络技术的智能化，更高的频段，更有效利用频率，网络趋于融合、走向统一。了解、掌握这些趋势对移动通信运营商和设备制造商均具有重要的现实意义。关键词移动通信Internet无线数据IMT-2000智能网网络融合 1前言 移动通信业务之所以发展迅猛主要是其满足了人们在任何时间。任何地点与任何个人进行通信的愿望。移动通信是实现未来理想的个人通信服务的必由之路。在信息支撑技术、市场竞争和需求的共同作用下，移动通信技术的发展更是突飞猛进，呈现出以下几大趋势：网络业务数据化、分组化，网络技术宽带化，网络技术智能化，更高的频段，更有效利用频率，各种网络趋于融合。了解、掌握这些趋势对移动通信运营商和设备制造商均具有重要的现实意义。 2网络业务数据化、分组化 2.1无线数据——生机无限当前移动数据通信发展迅速，被认为是移动通信发展的一个主要方向。近年来出现的移动数据通信主要有两种，一种是电路交换型的移动数据业务，如TACS、AMPS和GSM中的承载数据业务以及GSM系统的HSCSD；另外一种是分组交换型的移动数据业务，如摩托罗拉的DataTAC、爱立信的Mobitex和GSM系统的GPRS。 目前，无线数据业务只占GSM网络全部业务量中的很小一部分，但是在未来的两年中这种状况将开始扭转，并大大改变。1999年以后，随着HSCSD、GPRS等新的高速数据解决方案显露峥嵘，并成为数据应用的新焦点，无线数据将成为运营商经营计划中越来越重要的部分，它预示着未来大量的商业机遇。 （1）应用驱动市场 无线数据业务的主要驱动力在于用户的应用。话音是单一的、易于被大众所接受的业务，然而无线数据则不同，无线数据最初的应用重点放在运输管理这样的专业市场。近期无线数据业务的目标市场是销售人员或现场工程师这样的用户群。从这些先发目标的应用中积累无线数据的经验，并从中受益。 在过去的十年里，传统的生活方式已经在迅速改变，人们更经常性地移动，职业和个人生活之间的分界变得模糊，人们需要不分时间、地点访问很重要的信息。发生在用户身上的这种生活方式的改变将成为驱动无线数据业务发展的重要因素。 （2）因特网的影响 和通信的其他领域一样，无线数据业务的一个最重要的驱动力来自Internet。根据最近的研究，未来两年欧洲的因特网用户数量将翻一番。在我国，因特网用户的年增长率将高达300%，显然用户在运动中接入因特网的需求将会增长。 为了满足接入因特网的需求，一个全球性的开放协议——无线应用协议（WAP）应运而生。WAP为将Internet的信息内容以及增值业务传送到移动终端提供了一种开放的通用标准，实现了IP与GSM网络的桥接，是一个为厂商提供加速市场增长、避免网络割接、保护运营商投资的标准，WAP确保任何与WAP兼容的GSM手机都能工作。 （3）数据速率的发展 GSM承载业务所提供的GSM数据速率最高只能达到9.6kbit／s。国际上1998年引入的高速电路交换数据（HSCSD）技术将实现57kbit／s的数据速率，对要求连续比特率和传输时延小的应用是理想的，如会议电视、电子邮件、远程接入企业的局域网和无线图像。1999年商用化的GPRS是第一个GSM分组数据应用，将实现超过100kbit／s的数据速率。对较短的“突发”类型业务是理想的，如信用卡认证、远程测量和远程事务处理。EDGE（增强数据速率GSM改进模式）使用修改过的GSM调制方式来实现超过300kbit／s的数据速率。EDGE
专业：移动通信科目：移动通信技术 一、单项选择题 1．GSM网络结构中，Abis接口是（）的接口 A．MSC与HLR B．MSC与VLR C．MSC与BSC D．BSC与BTS 答案：D 2．对讲机属于那种通信方式（） A．半双工通信 B．全双工通信 C．单工通信 D．三工通信 答案：A 3．GSM系统对于话务量密集的局部地区，可以采用六列向小区。此时需要采用（）度定向天线 A．360 B．60 C．180 D．120 答案：B 4．实际工程一般要求天线间距大于（）倍信号波长 A．2 B．5 C．10
答案：C 5．GSM网络一般采用列向小区，即天线采用（）度定向天线，把基站分成3个扇形小区 A．360 B．120 C．180 D．60 答案：B 6．CDMA系统容量是模拟系统的（）倍 A．1~2 B．100~200 C．1000~2000 D．10~20 答案：D 7．GSM系统容量是模拟系统的（）倍左右 A．4 B．2 C．3 D．1 答案：B 8．GSM系统信号带宽为（）KHz。 A．200 B．2 C．20
答案：A 9．有线电视属于那种通信方式（） A．全双工通信 B．单工通信 C．半双工通信 D．三工通信 答案：B 10．GSM规范中规定：邻频道干扰保护比，C/I > 负（）dB A．6 B．9 C．12 D．3 答案：B 11．无线电广播采用（）方式 A．CDMA B．SDMA C．TDMA D．FDMA 答案：D 12．GSM是一个典型的（）多址系统 A．FDMA B．TDMA C．SDMA D．CDMA
答案：B 13．GSM网络结构，A接口是（）之间的接口A．BSC与BTS B．MSC与VLR C．MSC与HLR D．MSC与BSC 答案：D 14．无线广播属于那种通信方式（） A．三工通信 B．单工通信 C．全双工通信 D．半双工通信 答案：B 15．GSM规范中规定：同频道干扰保护比，C/I >（）dB A．6 B．3 C．12 D．9 答案：D 二、多项选择题 1．3G技术要求有哪些（） A．支持多媒体业务 B．上下行不对称 C．速度按需分配 D．OFDM
移动通信的基本技术之抗干扰措施 在第三代移动通信系统中除了大量的环境噪声和干扰以外，还有大量的电台产生的干扰，如邻道干扰、公道干扰和互调干扰，更重要的是第三代移动通信系统的主流标准（WCDMA、CDMA2000等）都采用了码分多址方式，CDMA码分多址系统是一个干扰受限制系统，在信息的传输中，存在着多址干扰，多径干扰和远近效应。那么为了保证网络的畅通运行，我们也采用了第三代移动通信系统采用的相关抗干扰技术进行处理。这些技术包括：空分多址（SDMA）智能天线技术，用于抗多径干扰的RAKE接收技术，抗多址干扰的联合检测技术，并对这些技术在特定系统中的性能进行了仿真。 首先介绍一下智能天线技术，智能天线利用多个天线阵元的组合进行信号处理，自动调整发射和接收方向图，以针对不同的信号环境达到最优性能。智能天线是一种空分多址技术,主要包括两个方面：空域滤波和波达方向（DOA）估计。空域滤波（也称波束赋形）的主要思想是利用信号、干扰和噪声在空间的分布，运用线性滤波技术尽可能地抑制干扰和噪声，以获得尽可能好的信号估计。 智能天线通过自适应算法控制加权，自动调整天线的方向图，使它在干扰方向形成零陷，将干扰信号抵消，而在有用信号方向形成主波束，达到抑制干扰的目的。加权系数的自动调整就是波束的形成过程。智能天线波束成型大大降低了多用户干扰，同时也减少了小区间干扰。 比起只能智能天线技术抗多径干扰的RAKE接受技术又有哪些技术有点呢？智能天线抑制干扰的能力在多数情况下受天线阵元个数的限制，且当感兴趣信号存在多个非相关多径时，阵列只保留其中的一路信号，而把零陷对准其它信号，这样，阵列能够减小由非相关多径带来的干扰，但未能发挥路径分集的优势，因而是次最优的。为此，联合时域和空域处理的接收技术成为研究的热点。 当信道存在多径时延扩展，且时延大于一个码片周期时，这些多径信号既是多径干扰，又是一些有价值的分集源,由此产生了2D-RAKE接收机。目前2D-RAKE接收机讨论最多的是应用在WCDMA上行链路。 空时RAKE接收机首先对存在角度扩展的多个路径分量进行波束成型，以降低DOA可分辨的其它用户信号产生的多址干扰或期望信号的非相关多径分量，然后将经过空间滤波后的信号送入RAKE合并器，以充分利用延迟可分辨的期望信号的多个路径的能量。空间波束形成旨在衰减干扰信号，而时间多径合并旨在利用有用信号。 与时域和空域一维干扰抑制不同的是，空时二维干扰抑制不再使用强迫置零条件，而是考虑噪声的存在，使用优化准则。空时处理有名的优化准则有两个，一个是空时最小均方误差准则，另外一个是空时最大似然准则 我们介绍的第三种抗干扰技术是联合检测技术 传统的接收技术是针对某一用户进行信号检测而把其他用户作为噪声加以处理，在用户数增多时，导致了信噪比恶化，系统性能和容量都不如人意。联合检测技术是在传统检测技术的基础上，充分利用造成多址干扰的所有用户信号及其多径的先验信息（信号之间的相关性时已知的：如确知的用户信道码，各用户的信道估计），把用户信号的分离当作一个统一的相互关联的联合检测过程来完成，从而具有优良的抗干扰性能，降低了系统对功率控制精度的要求，因此可以更加有效地利用上行链路频谱资源，显著地提高系统容量，并削弱了“远近效应”的影响。 每一样技术都有其优缺点，那么我们是否能将其结合，使技术更优化，让其在抗干扰方面体现的效果更为明显呢？ 那就是智能天线与联合检测的结合（ＳＡ＋ＪＤ）， 其主要用于ＴＤ－SCDMA系统中，TD-SCDMA系统结合使用了智能天线和联合检测技术：1）智能天线消除小区间干扰，联合检测消除小区内干扰，两者配合使用；2）智能天线缓解了联合检测过程中信道估计的不准确对系统性能恶化的影响；3）当用户增多时，联合检测的计算量非常大，智能天线的使用减少了潜在的多用户; 4）智能天线的阵元数有限，对于M个阵元的智能天线只能抑制M-1个干扰源，而且所形成的副瓣对其它用户而言仍然是干扰，只能结合联合检测来减少这些干扰；5）在用户高速移动下，TDD模式上下行采用同样空间参数使得波束成型有偏差；用户在同一方向时，智能天线不能起到作用；还
5G移动通信技术及未来发展趋势刘海怀 发表时间：2019-06-19T10:48:47.910Z 来源：《基层建设》2019年第8期作者：刘海怀 [导读] 摘要：为了给未来5G 移动通信系统的顺利推行提供保障，我们有必要对5G 移动通信关键技术进行深入地分析和研究。 中通服建设有限公司 摘要：为了给未来5G 移动通信系统的顺利推行提供保障，我们有必要对5G 移动通信关键技术进行深入地分析和研究。基于此，笔者展开了以下简述。 关键词：5G 移动通信系统；关键技术；发展趋势 一、5G 移动通信技术的研究现状 我们又把5G 移动网络称之为第五代移动通信系统，此技术是在4G 移动通信技术的基础上提出的，5G 移动通信技术的发展是为了满足人们对移动通信网络的进一步需求，而随着通信技术水平越来越高，同时伴随计算机技术以及网络技术的优化和完善，4G 移动通信逐渐趋于成熟，因此，5G 移动通信逐渐被各大通信运营商所关注，并投入研发。 二、移动通信的关键技术分析 1.超密集网络技术 随着移动网络通信的飞速发展，人们对网络的依赖和需求达到了惊人的地步。在当前移动网络背景下，随着个人流量使用和流量使用人数的飞速增加，流量供应不足成为移动通信发展亟待解决的一大问题，而超密集网络技术就是在这样的时代背景下产生的。相较于传统4G 通信技术，5G 通信可以提供多出数千倍的移动流量，而在这其中起到决定性作用的就是超密集网络技术。超密集网络技术不仅拥有着丰富的室外密集网络，而且对室外空间进行了充分的拓展，进一步强化了其增益网络的核心作用。充分利用超密集网络技术的性能，是提高移动通信灵活性，扩大 5G 移动通信覆盖面的重要保证。 2.无线传输技术 无线传输技术也在5G移动通信技术领域发挥着至关重要的作用。同多天线传输技术相比，无线传输技术在信息传输效率方面具有一定的优势。无线传输技术建立在全双工技术与大规模MOMO技术的基础之上，上述技术可以在提升信息传输效率的基础上，为用户的自由通信提供保障。也可以在提升频谱利用效率的同时，发挥出降低发射功率与减少发射干扰的作用。为保证5G移动通信技术的实效性，研究者需要在不断发现与不断探索的基础上，优化5G通信技术。 3. 多输入多输出技术 多输入多输出可以利用多天线技术抑制信道传输衰弱，获得分集增益、空间复用增益和阵列增益，多输入多输出技术在发送端和接收端均采用多天线实现信号同时发送和接收，因此就形成了一个并行的多空间信道，充分利用空间信道传输资源，在不增加系统带宽和天线发射总功率的条件下提供空间分集增益，改进多径衰落中的传输可靠性。多输入多输出技术还采用了预编码或波束成型技术，可以实现一个或多个指定方向上的能量形成一个阵列增益，允许在不同方向上的多个用户同时获得服务，多输入多输出技术可以突破传统的移动通信的信道容量存在的瓶颈问题，充分利用空间信道的弱相关性形成空间复用增益，在多个相互独立的空间信道上传递不同类型的数据流，不需要增加物理带宽就可以成倍的提升移动通信的容量，提高数据传输的峰值速率。 4.同时同频全双工技术 同时同频全双工技术可以有效提升频率资源利用效率，并且可以同时接收在一条物理信道上两个不同方向的信号，同时同频全双工技术可以同时进行发射信号和接受同频数据信息，使通信双工节点自身发射机信号产生的搅扰问题被有效解决。既能提升高频谱的利用效率，又能够使移动通信网络快速可用。一旦实行5G，通信用户以及流量使用都将迅速增加，因此，传统基站模式为主的组网方式下已经不足以满足时代对于移动通信技术的要求，所以，5G这样新的网络连接模式可以很好地实现业务要求。 5.MIMO技术 多天线技术由很多个天线链路组成，所以这项技术所需要的元件非常多样，包括接收以及发射机也要有多个配套。接收天线可以方便地分布在设备上面，但是发射天线必须集中或分布排列。这项技术不仅可以去除本身MIMO，还可以提升高频谱的利用效率降低能耗。在小区干扰、噪音以及损耗和掉线问题方面做出了很大的改进，5G移动通信技术可以使用较为简单的方式去解决这些问题，不仅可以用多天线技术简化设计，还可以分散信号将时间和频谱利用率得到很好的提升。 6.新型网络架构技术 不同于4G 移动通信网络，为了满足未来5G 高效率、大规模、大容量的用户使用需求，要求5G 网络必须具有低时延、低成本、易维护和扁平化等特点，所以需要采用新型的网络架构技术。目前，云架构和 C-RAN（如图1所示）是学术界和产业界的热点。 图1 C-RAN网络架构示意图 三、移动通信技术未来发展趋势研究 5G是目前为止移动通信技术最前沿的技术，是通信技术最高境界的表现。国家根据实际情况希望未来的5G通信技术可以朝着两个方向发展，一个是互联网方面，另一个是在物联网方面，致力于解决现存的机械存在的海量通信问题。目前5G移动通信技术成为了世界通信领域都想要研究的对象，我国在2013年就已经成立了5G通信移动技术研究的小组，为更好地服务社会，适应互联网和信息技术的快速发展。5G最开始的目标定位是能够使这项技术可以与其他无线移动通信技术之间进行无缝衔接，而且能够根据实际情况进行全方位的服务。现阶