现代移动通信技术研究的探讨
[摘要]正随着移动用户的增多,以及人们对移动通信业务的追求已从单纯的语音业务扩展到多媒体业务,因此,移动通信技术变得越来越重要,为了满足人们不断增加的需求,这使得人们努力改进和发展一些新的技术。现在移动通信技术的热点是3G、4G和5G技术,然而,人们可能产生疑问,3G还没有完全实现,为什么又急于研究4G甚至5G。4G不仅是对3G的困难和局限的突破和演进,而且增强了服务质量、增加了带宽和降低了成本,而5G是一种完美的无线通信系统。本文主要讨论第一代到第五代移动通信技术的演进和4G的工作原理
[关键词]：移动通信技术 4G 工作原理数据传输速率 5G
一、移动通信的概述
（一）第一代移动通信系统
第一代移动通信技术（1G）是指最初的模拟、仅限语音的蜂窝电话标准，制定于上世纪80年代。Nordic移动电话（NMT）就是这样一种标准，应用于Nordic 国家、东欧以及俄罗斯。其它还包括美国的高级移动电话系统（AMPS），英国的总访问通信系统（TACS）以及日本的JTAGS，西德的C-Netz，法国的Radiocom 2000和意大利的RTMI。模拟蜂窝服务在许多地方正被逐步淘汰。
第一代移动通信主要采用的是模拟技术和频分多址(FDMA)技术。由于受到传输带宽的限制，不能进行移动通信的长途漫游，只能是一种区域性的移动通信系统。第一代移动通信有多种制式，我国主要采用的是TACS。第一代移动通信有很多不足之处，如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通话质量不高、不能提供数据业务和不能提供自动漫游等
（二）第二代移动通信系统
引入数字无线电技术组成的数字蜂窝移动通信系统，提供更高的网络容量，改善了话音质量和保密性，并为用户提供无缝的国际漫游。当今世界市场的第二代数字无线标准，包括GSM、D-AMPS。PDC（日本数字蜂窝系统）和IS-95CDMA 等，均仍然是窄带系统。现有的移动通信网络主要以第二代的GSM和CDMA 为主，采用GSM GPRS、CDMA的IS-95B技术，数据提供能力可达115.2kbit ／s，全球移动通信系统（GSM）采用增强型数据速率（EDGE）技术，速率可达384kbit／s。
（三）第三代移动通信系统
第三代移动通信系统IMT2000，是国际电信联盟（ITU）在1985年提出
的，当时称为陆地移动系统（FPLMTS）。1996年正式更名为IMT2000。与现有的第二代移动通信系统相比，其主要特点可以概括为：
全球普及和全球无缝漫游
具有支持多媒体业务的能力，特别是支持Internet的能力
便于过渡和演进
高频谱利用率
能够传送高达2Mbit/s的高质量图像
包含的标准有：TD-SCDMA、WCDMA、cdma2000，其中TD-SCDMA是中国首次提出的国际通信标准，是中国移动通信发展史上里程碑式的重要事件。
（四）第四代移动通信系统
第四代移动通信技术（4G)的概念可称为宽带接入和分布网络，具有非对称的超过2Mb/s的数据传输能力。它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和交互式广播网络。第四代移动通信标准比第三代标准具有更多的功能。第四代移动通信可以在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方用宽带接入互联网（包括卫星通信和平流层通信），能够提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。此外，第四代移动通信系统是集成多功能的宽带移动通信系统，是宽带接入IP系统。
（五）第五代移动通信系统
这一新的通信技术名为Nomadic Local Area Wireless Access,简称NoLA5.NoLA 可作为铺设5G网络的基础技术，使用NoLA技术下载一部DVD格式标准电影只需要几秒时间。目前世界上最快的无线通讯技术是由三星公司研发的，使用三星的这一技术可实现每秒１G的下载速度。
二、第四代移动通信的发展
针对３G的问题，传输速率不够、智能控制不完善、标准不统一等问题，提出第四代移动通信系统（４G）。４G通信系统中采用下正交频分复用（OFDM）、智能天线（SDR）、基于IP的核心网络等技术来解决以上问题。其中OFDM技术能有效的提高频谱效率，抗衰落能力强，适合调整数据传输，抗干扰能力强等特点SDR技术有抑制信号干扰，自动跟踪及数字波束调节等智能功能。它的应用可以有效解决频率资源匮乏，有效提高系统容量，确保通信品质等；基于IP 的核心网络是4G的核心网。它可以实现不同网络间的无缝互联。由于IPv4地址几尽枯竭问题，采用128位地址的IPv6，其地址空间增大了2^98倍，几乎可以不受限制的提供地址。IPv6技术还有服务质量优越、移动性好、安全保密性好的特点。4G技术连接传输速度在幅度提高，能实现实现静止时以1Gbps级的速度和移动时以100Mbps级的传输速度连续无停顿传输数据。达到传输影像画面清晰，无停止和拉动的效果。其次，4G同时使用带宽、视频通话、玩游戏等服务。4G还能提供定位定时，数据采集和远程控制等功能。4G高速移动时网络速度问题等方面还存在问题，有待研究解决。
三、第五代移动通信系统展望
第五代移动通信将提供更高速的接入速率,更宽的带宽,更灵活的配置及组网方式。其中,欧洲METIS研究5G的技术目标是使移动数据流量增长1000倍;典型用户数据速率提升100倍,速率高于10 Gbit/s;联网设备数量增加100倍;低功率MMC(机器型设备)的电池续航时间增加10倍;端到端时延缩短5倍。5G可能需要从2 GHz～6 GHz的频段中选取2000 MHz的频谱资源。从技术方面讲,尽管4G 条件下单用户的容量已经接近香农限,但在多用户条件下无线系统容量还有提升的空间。学术界提出过小波多址等新的多址方式,但是产业界对采用完全革新性的技术还持保留态度。在5G中,会支持多种无线技术,芯片需支持可配置的多模方式。采用软件无线电需支持智能无线识别配置,节约电能。天线技术上,5G将采用更多空间分集方式,天线根数和种类也更多。不同应用的天线类型不同,例如室内采用微带天线,车联网上可以采用阵列天线等形式,接收机需能自动识别天线类型和频段。无线通信的增益是通过分集和复用达到,但是两者是负相关的,即提升分集增益会降低复用增益。分集技术有多载波,多天线,协同通信(CoMP),增加分集的数目可以提升分集增益。例如,增加载波的密度(小波也是一种增加载波密度的方法);增加天线数,引入极化天线;采用中继、或终端协同收发的情况。其中韩国三星最近宣称的5G技术NoLA(nomadic local area wireless access),就是采用64根天线的多天线分集。估计这种技术采用了微带天线,使用较高、较宽的频带(5 GHz),但较适合室内环境,对于室外高速移动的环境,如何在终端上实现64根天线还是个问题。随着计算机技术和无线技术的结合,在4G中已经引入了云基站的概念,在5G中,中心网络会是一个大型服务器组成的云计算平台,与基站相连的是具有数据交换功能的路由器及交换机网络。宏基站侧会有云计算功能和大数据存储功能,对于不能及时处理的计算将提交网络云计算中心。从组网方面讲,5G的核心网将会延续扁平化的趋势。另外,随着云计算技术的发展,核心网与运营商的云计算中心相连,核心网设备将计算分发给分布式的云计算网络,合并计算结果。即核心网设备具有云计算的MapReduce功能,此外,核心网还有虚拟化功能,无线接入网提交逻辑需求,核心网将逻辑需求转换到物理单元执行。另外,IPv6技术逐步成熟,以及开展商用,核心网也需支持IPv6。传输网方面,随着光通信技术的发展,目前采用多波混频的多模光通信技术,单芯片传输能力能达到10-100 Gbit/s。传输网络上,会对现有的PTN网升级,并逐步实现全光传输。接入网方面,由于5G规划可用的带宽有2000 MHz,这样大范围的带宽内可以运行不同的业务和技术。接入网能够根据业务需求,选择承载的技术,并动态分配带宽。考虑到5G时代,承载语音的GSM,承载数据的CDMA,承载多媒体的OFDM技术仍然运行,这些技术还继续占有一定频段;新的技术例如物联网、远程控制、远程识别,人机交互等,可以说5G 接入网会成为一个具有层次结构异构网。从应用方面讲,5G是个异构的、只组织、自适应、自配置的智能化网络,可以承载多种不同的应用。5G的终端也是多种多样,有嵌入在机器中的,有人随身携带的,也有放置于室内或车内,由室内小基站作为中继再接入5G网络中。本文根据国际会议提出的第五代移动通信系统目标、技术指标、研究路线,分析了第五代移动通信可能采用的技术、组网方式和应用场景。分析了可能采用的多址方式、分集复用方式、射频和天线技术、智能化技术等新的技术领域,并提出一种异构、自组织的分成5G网络架构。随着技术的发展,5G移动通信网将有更广阔的应用场景,也将为我国移动产业的发展、升级提供
新的机遇。
结论
现在，无线技术在网络和因特网领域中变得越来越来普遍和重要，本文简单地介绍了１Ｇ到５Ｇ的历史背景，介绍了4G技术的发展及对5G技术的展望。未来的通信系统向何处发展，怎样发展，能够提供什么样的业务等等，这些问题都有待于进一步的研究。
参考文献
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《移动通信》课程教学大纲 一、课程名称：（移动通信原理与系统） ( 32学时） 二、先修课程：通信原理、通信网基础 三、适用专业：通信工程专业 四、课程教学目的 本课程是通信工程本科专业课。移动通信是当今通信领域发展最快、应用最广和最前沿的通信技术。移动通信的最终目标是实现任何人可以在任何地点、任何时间与其他任何人进行任何方式的通信。移动通信技术包括了组网技术、多址技术、语音编码技术、抗干扰抗衰落技术、调制解调技术、交换技术以及各种接口协议和网管等等多方面的技术。因此从某种意义上可以说，移动通信系统汇集了当今通信领域内各种先进的技术。通过本课程的学习使学生了解和掌握移动通信的基本理论，了解和掌握移动通信的发展、蜂窝移动通信系统的基本概念、移动通信的信道、移动通信系统的调制和抗干扰技术、语音编码技术、移动通信中的多址接入、移动通信网以及GSM系统、CDMA系统和3G技术以及未来无线通信的发展等。 五、课程教学基本要求 1．理解和掌握无线信道和传播、传播损耗模型； 2．掌握移动通信中的信源编码的基本概念和调制解调技术； 3．理解和掌握移动通信中的各种抗衰落抗干扰技术； 4．掌握移动通信系统的组网技术； 5．掌握GSM移动通信系统、理解GPRS系统的基本原理以及EDGE的基本原理； 6．掌握基于CDMA20001X系统、WCDMA系统和TD－SCDMA系统的基本原理和应用； 7．了解未来移动通信的发展。 六、教学内容及学时分配（不含实验） 第一章概述 1学时 第二章移动通信电波传播环境与传播预测模型 4学时内容： ●无线传播的特点以及对无线通信的影响； ●无线信道的特性，研究方法 ●无线信道的分析基础（分布，特性参数等） ●简单介绍建模技术和仿真技术基础 ●介绍常见的几种传播预测模型 ●说明应用范围和应用方法
《现代移动通信系统》复习提纲 1、什么是移动通信？移动通信的特点？ 2、移动蜂窝网结构的特点是什么？ 3、如何进行蜂窝网的空分复用（频率复用）？ 4、什么是移动蜂窝系统的容量？同频干扰与系统容量的关系如何？提高系统容量的方法有哪些？ 5、什么是蜂窝网的过境切换？如何进行过境切换？什么是软切换和硬切换，在各个系统中有什么不同？ 6、什么是邻频干扰，如何减小邻频干扰？ 7、自动功率控制的作用是什么？ 8、用户占用信道的方式由哪些？什么是移动系统的中继理论？ 9、移动系统的服务等级如何描述？ 10、如何进行呼叫阻塞清除的呼损计算？如何确定用户量？ 11、如何通过蜂窝网络结构的变化来提高系统的容量？ 12、如何进行自由空间的电波传播计算？如何确定接收机的输入电压？ 13、无线移动系统电波的基本传播机制是什么？ 14、什么是移动信道中的选择性衰落，各自产生的原因是什么？ 15、多径效应的三个主要表现及产生原因是什么？ 16、什么是多谱勒频移？什么是多径时延？所导致的衰落形式及特点是什么？ 17、多径信道的主要参量及含义是什么？ 18、信号带宽与多径影响的关系是什么？ 19、移动系统调制方案的性能衡量标准是什么？ 20、QPSK、OQPSK原理为何？如何产生与解调？性能如何？ 21、MSK、GMSK原理如何？性能特点如何？ 22、扩频调制原理为何？直扩的方法及性能特点为何？ 23、均衡的原理和作用是什么？ 24、分集原理是什么？分集接收的方法及合并的方法有哪些？ 25、两种双工技术各有何特点？ 26、无线系统有哪几种多址接入方法？各有何特点？如何确定多址接入系统的容量？ 27、什么是移动电话系统的上、下行信道或前向、反向信道？ 28、GSM系统网络如何构成？各部分主要功能是什么？各个接口具有什么功能？ 29、GSM系统无线接口主要参数有哪些？采用什么样的调制技术？什么是交织，有什么作用？ 30、GSM信号的帧结构是怎样的？ 31、 GSM系统的逻辑信道如何分类？各逻辑信道的主要功能是什么？ 32、GSM中用于业务时隙和专用控制时隙的常规突发脉冲序列格式是怎样的？其中尾比特和 保护时间的作用分别是什么？ 33、GSM系统信号的主要处理技术有哪些？话音编码，信道编码，成帧等处理后信号速率各为多少？ 34、什么是CDMA系统的“远近效应”？如何进行改善？ 35、什么是CDMA系统的软容量？有什么好处？ 36、IS-95系统无线接口主要参数有哪些？ 37、IS-95系统的逻辑信道如何分类？各逻辑信道的主要功能是什么？ 38、IS-95系统上、下行信号的主要处理技术各有哪些？话音编码，信道编码，扩频等方法及处理后信号速率各为多少？ 39、IS-95系统的数据在各个过程中的速率如何？ 40、第三代移动通信的标准有哪些？ 41、GSM蜂窝系统考虑快衰落后，要求同频信噪比大于17dB，如果各小区配置相同，路径衰减指数n = 4 。当采用全向天线时，簇（区群）的大小N取何值比较合适？若采用120°裂向，簇（区群）的大小N应取
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。
(单选题)1: W-CDMA系统采用的多址方式为（）。 A: FDMA B: CDMA C: TDMA D: FDMA/ CDMA 正确答案: (单选题)2: GSM1800收发频率间隔为（）。 A: 95MHz B: 45MHz C: 35MHz D: 25MHz 正确答案: (单选题)3: 跳频能有效地改善以下（）现象。 A: 远近效应 B: 阴影效应 C: 多经效应 D: 码间干扰 正确答案: (单选题)4: 在移动通信系统中，中国的移动国家代码为( )。A: 86 B: 086 C: 460 D: 0086 正确答案: (单选题)5: GPRS系统可以提供高达（）的理论数据传输速率。A: 14.4Kb/s B: 115.2Kb/s C: 171.2Kb/s D: 384Kb/s 正确答案: (单选题)6: N-CDMA系统采用的多址方式为( )。 A: FDMA B: CDMA C: TDMA D: FDMA/CDMA 正确答案: (单选题)7: 数字移动通信网的优点是（）。 A: 频率利用率低
B: 不能与ISDN兼容 C: 抗干扰能力强 D: 话音质量差 正确答案: (单选题)8: GSM900收发频率间隔为（）。 A: 25MHz B: 35MHz C: 45MHz D: 75MHz 正确答案: (单选题)9: 下面说法正确的是（）。 A: GSM手机比CDMA手机最低发射功率小 B: 光纤通信使用的光波工作波段是毫米波 C: WCDMA是在GSM网络基础上发展演进的 D: 在通信系统中，电缆比光缆的传输质量好 正确答案: (单选题)10: 开环功率控制的精度（）闭环功率控制的精度。 A: 大于 B: 小于 C: 接近 D: 不好说 正确答案: (多选题)11: 相比目前的定向天线而言，智能天线具有以下（）优点。A: 降低用户间干扰 B: 增强覆盖 C: 实现结构简单 D: 提高系统容量 正确答案: (多选题)12: GSM支持的基本业务又分为（）。 A: 补充业务 B: 电信业务 C: 承载业务 D: 附属业务 正确答案: (多选题)13: 常用的多址技术包括（）。 A: 频分多址(FDMA) B: 时分多址(TDMA) C: 码分多址(CDMA)
1.简要概述现代通信系统的发展现状和发展方向。 人类对通信的需求自古以来从未间断过，从古代的烽火台，旌旗，到近代的灯光信号，再到现代的电话，电报，电视以及互联网等，通信的形式与工具在不断地发生变化，不断地进步，逐渐变得越来越方便与人性化。而在现在的信息时代下的网络则正是集成了通信技术的众多功能，故而通信技术的发展对网络的发展起着至关重要的作用。简而言之即，通信系统的发展必将推动网络的优化，网络的优化与发展必将对我们信息时代的社会经济以及人民生活产生巨大的影响。在这个移动互联网的时代，人民对多媒体技术以及手机等新科技产品的需求越来越大，这使得现代通信系统的发展必然会呈现出多样性的趋势，而企业也开始重视客户的使用感受，产品越来越人性化、轻薄化以及高效化。 随着人民对网络的需求进一步加大，现代通信系统技术也在我国得到快速发展，而光纤通信技术在我国的广泛应用，使得我国的通信系统发生了重大变化。而我国的现代通信系统也逐渐向无线通信系统方向发展，并且已经取得了重大的进步，宽带 IP 技术在电信接入网技术中的运用、数据通信与数据网在光纤通讯技术中的广泛使用、ISDN 与 ATM 技术在互联网通信技术中的运用等都是我国现代通讯技术得以不断发展的具体表现。 目前我国的现代通信系统中常用到的现代通信技术一般包括多媒体技术，接入网技术，光通信技术，移动网络通信技术，无线通信技术以及蓝牙技术等，其中无线通信技术相对应用还不是特别的宽泛。 其中多媒体技术就是通过计算机可以实现对文字、图片、声音、动画的编辑，使之可以在计算机用户之间相互交流。多媒体技术是一种为用户和计算机之间建立的逻辑处理关系，可以为网络通信技术的发展提供声音和图像的处理技术，常常实现声音、数据和视频三者融合的技术支持。接入网技术作为现代通信网系统的核心能够实现用户与终端设备通讯信息的有效连接。而其中的蓝牙技术则在在无线网络技术中占据重要的地位，其主要作用是实现不同设备之间的互联。 而现代通信系统的发展前景可谓是不可限量的。 1.其中无线通信系统无疑是发展最快、应用最广、使用者最多的技术。无线通信技 术是对传统通信技术的革新和突破，打破了对传播介质的限制，使使用者可以方 便的通过网络进行信息的传递。无线通信技术在传播上稳定、抗干扰能力强、兼 容性好，使无线通信技术在未来的应用中具有良好的应用前景，是通信技术和网 络的未来主要发展趋势，具有良好的应用前景。
移动通信原理与系统 第1章概论 1.（了解）4G网络应该是一个无缝连接的网络，也就是说各种无线和有线网络都能以IP协议为基础连接到IP核心网。当然为了与传统的网络互连则需要用网关建立网络的互联，所以将来的4G网络将是一个复杂的多协议的网络。 2.所谓移动通信，是指通信双方或至少有一方处于运动中进行信息交换的通信方式。 移动通信系统包括无绳电话、无线寻呼、陆地蜂窝移动通信、卫星移动通信等。无线通信是移动通信的基础。 3.移动通信主要的干扰有：互调干扰、邻道干扰、同频干扰。（以下为了解） 1）互调干扰。指两个或多个信号作用在通信设备的非线性器件上，产生与有用信号频率相近的组合频率，从而对通信系统构成干扰。 2）邻道干扰。指相邻或邻近的信道（或频道）之间的干扰，是由于一个强信号串扰弱信号而造成的干扰。 3）同频干扰。指相同载频电台之间的干扰。 4.按照通话的状态和频率的使用方法，可以将移动通信的工作方式分成：单工通信、双工通信、半双工通信。 第2章移动通信电波传播与传播预测模型 1.移动通信的信道是基站天线、移动用户天线和两副天线之间的传播路径。 对移动无线电波传播特性的研究就是对移动信道特性的研究。 移动信道的基本特性是衰落特性。 2.阴影衰落：由于传播环境中的地形起伏、建筑物及其他障碍物对电磁波的遮蔽所引起的衰落。 多径衰落：无线电波呢在传播路径上受到周围环境中地形地物的作用而产生的反射、绕射和散射，使其到达接收机时是从多条路径传来的多个信号的叠加，这种多径传播多引起的信号在接收端幅度、相位和到达时间的随机变化将导致严重的衰落。 无线信道分为大尺度传播模型和小尺度传播模型。大尺度模型主要是用于描述发射机与接收机之间的长距离（几百或几千米）上信号强度的变化。小尺度衰落模型用于描述短距离（几个波长）或短时间（秒级）内信号强度的快速变化。 3.在自由空间中，设发射点处地发射功率为P t，以球面波辐射；设接收的功率为P r，则 P r=（A r/4πd2）P t G t 式中，A r=λ2G r/4π，λ为工作波长，G t、G r分别表示发射天线和接收天线增益，d为发射天线和接收天线间的距离。 4.极化是指电磁波在传播的过程中，其电场矢量的方向和幅度随时间变化的状态。 电磁波的极化可分为线极化、圆极化和椭圆极化。 线极化存在两种特殊的情况：电场方向平行于地面的水平极化和垂直于地面的垂直极化。在移动通信中常用垂直极化天线。 5.极化失配：接收天线的极化方式只有同被接收的电磁波的极化形式一致时，才能有效地接收到信号，否则将使接收信号质量变坏，甚至完全收不到信号。 6.阴影衰落又称慢衰落，其特点是衰落与无线电传播地形和地理的分布、高度有关。 7.多径衰落属于小尺度衰落，其基本特性表现在信号的幅度衰落和时延扩展。 8.多普勒频移：f d=（v/λ）cosα，式中v为移动速度；λ为波长；α为入射波与移动台方向之间的夹角；v/λ=f m为最大多普勒频移。
第一章思考题与习题 1. 何为移动通信？移动通信有哪些特点？ 答：移动通信是指通信的双方至少有一方在移动中（或者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、飞机和行人）和移动体之间的通信，移动体和固定点（固定无线电台和有线用户）之间的通信。 移动通信的特点： （1）无线电波传播复杂 （2）移动台受到的干扰严重 （3）无线电频谱资源有限 （4）对移动设备的要求高 （5）系统复杂 2. 单工通信与双工通信有何特点？各有何优缺点？ 答：单工通信的特点：收发信机轮流工作、设备简单、省电、只允许一方发送时另一方进行接收；优点：设备简单、省电。缺点：通信的时间长、使用不方便。 双工通信的特点：收发信机可以同时工作、使用方便，电源的消耗大；优点：使用方便、收发信机可以同时工作。缺点：发射机总是工作的，电源消耗大。 第二章 思考题与习题 1 蜂窝移动通信中的典型电波传播方式有哪些？ 答：典型的电波传播方式有直射、反射、折射、绕射、散射等。 当电波的直射路径上无障碍物时，电波直接到达接收天线；当电波的直射路径上存在障碍物时，电波会绕过障碍物遮挡向前传播形成绕射波；当电波在平坦地面上传播时，因大地和大气是不同的介质而使入射波在界面上产生反射波；当电波入射到粗糙表面时，反射能量由于散射而散布于所有方向，形成散射波。 2 设工作频率分别为900MHz 和2200MHz ，移动台行驶速度分别为30m/s 和80m/s ，求最 大多普勒频移各是多少？试比较这些结果。 解：当工作频率为900MHz ，行驶速度为30m/s 和80m/s 时的最大多普勒频移为： 6 1118 309001090()310m f f Hz c ννλ??====? 6222 8 8090010240()310 m f f Hz c ννλ??====? 当工作频率为2200MHz ，行驶速度为30m/s 和80m/s 时的最大多普勒频移为：
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]。
第八章思考题与习题 1．3G系统的定义是什么？ 答：第3代移动通信系统（简称3G系统）可以定义为：一种能提供多种类型，高质量、高速率的多媒体业务；能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力；与其它移动通信系统、固定网络系统、数据网络系统相兼容；主要以小型便携式终端，在任何时间、任何地点、进行任何种类通信的移动通信系统。 2．3G系统的典型特征有哪些？ 答：全球性、支持分组交换和多媒体业务、传输速率、能按需分配高速传输、统一性、兼容性、业务灵活性、智能化。 3．3G系统的组成分成哪几个部分？ 答：主要由四个功能子系统构成，即核心网（CN）、无线接入网（RAN）、移动台（MT）和用户识别模块（UIM）组成。 4．3G系统与2G系统的主要区别有哪些？ 答：1．新能力 （1）多媒体 （2）承载业务分类 （3）业务开发 2．网络结构 3．空中接口 4．信道组成 5．在不同的环境下，3G对数据传输速率有什么样的要求？ 答：ITU规定，第3代移动通信系统的无线传输技术必须满足以下3种速率要求：在快速移动环境下（车载用户），最高速率达到144kbit/s；在步行环境下，最高速率达到384kbit/s；在固定位置环境下，最高速率达到2Mbit/s。 6．3G系统有哪几种主流技术？分别采用什么技术类型？ 答：WCDMA技术体制、cdma2000技术体制、TD-SCDMA技术体制、WiMAX技术体制 7．什么叫更软切换？与软切换有什么区别？ 答：更软切换与软切换算法的原理相同，主要的区别在于更软切换发生在同一个Node B里，分集信号在Node B做最大增益比合并。而软切换发生在两个Node B之间，分集信号在RNC做选择合并。
第三章 思考题与习题 1. 组网技术包括哪些主要问题？ 答：（1）干扰对系统性能的影响； （2）区域覆盖对系统性能的影响； （3）支撑网络有序运行的要素； （4）越区切换和位置管理； （5）无线资源的有效共享。 2. 为何会存在同频干扰？同频干扰会带来什么样的问题？ 答：同频干扰是指所有落在接收机通带内的与有用信号频率相同的无用信号的干扰，这些无用信号和有用信号一样，在超外差接收机经放大、变频而落在中频通带内，接收系统无法滤出无用信号，从而产生同频干扰。 同频干扰会带来的问题：影响链路性能、频率复用方案的选择和系统的容量限制等问题 3. 什么叫同频复用？同频复用系数取决于哪些因素？ 答：在移动通信系统中，为了提高频率利用率，在相隔一定距离以外，可以使用同的频率，这称为同频复用。 影响同频复用系数的因素有：一个区群（簇）中小区的个数（区群的大小），小区的大小，形状等。 4. 为何说最佳的小区形状是正六边形？ 答：小区形状的设计要求：小区无空隙、无重叠的覆盖整个服务区域。 全向天线辐射的覆盖区为圆形，不能无空隙、无重叠的覆盖整个区域。在考虑交叠之后，实际上每个辐射区的有效覆盖区是一个多边形。满足无空隙、无重叠条件的小区形状有三种：正三角形、正方形和正六边形。而在服务区面积一定的情况下，正六边形小区的形状最接近理想的圆形，用它覆盖整个服务区所需的基站数最少，也就最经济。 5. 证明对于六边形系统，同频复用系数为22Q N i j ij ==++。 证明：同频复用系数Q 的定义为在同频些小区距离)(D 与小区半径)(R 的比值。 同频小区的距离也就是两个同频小区的中心距离，对于正六边形系统它是这样确定的，从一个小区的中心出发，沿着一边的中垂线数i 个小区，在向顺时针转060再向前数j 个小区，起点和终点的两个小区的距离就是同频小区的距离。由余弦定理可得 R ij j i D )(322++=，又因为ij j i N ++=22 所以N R R N R D Q 33===即得证。 6. 设某小区移动通信网，每个区群有4个小区，每个小区有5个信道。试用分区分组配置法完成群内小区的信道配置？（见书上15，16页和6页）
第一章概述 1．1简述移动通信的特点： 答：①移动通信利用无线电波进行信息传输；②移动通信在强干扰环境下工作；③通信容量有限；④通信系统复杂；⑤对移动台的要求高。 1．2移动台主要受哪些干扰影响？哪些干扰是蜂窝系统所特有的？ 答：①互调干扰；②邻道干扰；③同频干扰（蜂窝系统所特有的）；④多址干扰。 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； （3）采用自适应均衡（GSM）和Rake 接收（IS-95）抗频率选择性衰落与多径干扰； （4）采用信道交织编码，如采用帧间交织方式（GSM）和块交织方式（IS-95）抗时间选择性衰落。 第三代（3G）以多媒体业务为主要特征，它于本世纪初刚刚投入商业化运营。其中最具有代表性的有北美的CDMA2000、欧洲和日本的WCDMA及我国提出的TD-SCDMA三大系统，另外还有欧洲的DECT及北美的UMC-136。 从技术上看，3G 是在2G 系统适配信道与用户二重动态特性的基础上又引入了业务的动态性，即在3G 系统中，用户业务既可以是单一的语音、数据、图像，也可以是多媒体业务，且用户选择业务是随机的，这个是第三重动态性的引入使系统大大复杂化。所以第三代是在第二代数字化基础上的、以业务多媒体化为主要目标，全面考虑并完善对信道、用户二重动态特性匹配特性，并适当考虑到业务的动态性能，尽力采用相应措施予以实现的技术。其主要实现措施有： （1）继续采用第二代（2G）中所采用的所有行之有效的措施； （2）对CDMA 扩频方式应一分为二，一方面扩频提高了抗干扰性，提高了通信容量；另一方面由于扩频码互相关性能的不理想，使多址干扰、远近效应影响增大，并且对功率控制提出了更高要求等； （3）为了克服CDMA 中的多址干扰，在3G 系统中，上行链路建议采用多用户检测与智能天线技术；下行链路采用发端分集、空时编码技术； （4）为了实现与业务动态特性的匹配，3G 中采用了可实现对不同速率业务（不同扩频比）间仍具有正交性能的OVSF（可变扩频比正交码）多址码； （5）针对数据业务要求误码率低且实施性要求不高的特点，3G 中对数据业务采用了Turbo 码。
重庆交通大学信息科学与工程学院综合性设计性实验报告 专业：通信工程专业12级 学号：631206040218 姓名：柴闯闯 实验所属课程：移动通信原理与应用 实验室(中心)：信息技术软件实验室 指导教师：谭晋 2014年11月
一、题目 扩频通信系统仿真实验 二、仿真要求 ①传输的数据随机产生，要求采用频带传输（DPSK调制）； ②扩频码要求采用周期为63（或127）的m序列； ③仿真从基站发送数据到三个不同的用户，各不同用户分别进行数据接收； ④设计三种不同的功率延迟分布，从基站到达三个不同的用户分别经过多径衰落（路径数分别为2，3，4）； ⑤三个用户接收端分别解出各自的数据并与发送前的数据进行差错比较。 三、仿真方案详细设计 (1)通信系统的总体框图如下： 由上图可以看出，整个设计由发送端、信道和接收机三个部分组成。 ①发射机原理
发送端首先产生三组用户数据和三组不同的m序列，并用三组m序列分别对用户信息进行扩频。再将扩频信号与载波进行DPSK调制，得到高频的已调调信号并将其送入无线的多径信道。 ②无线信道 信道模拟成无线的多径多用户信道，在这个信道中有三个用户进行数据传输，每个用户的数据分别通过三径传输到达接收端。三径会有不同的延时，衰减。最终，还要将三径用户数据增加高斯白噪声。 ③接收机原理 接收端会接收到有燥的三径信息的叠加。首先，要对接收到的三径信息进行解扩，分离出三组用户信息；其次，在将解扩后的信息进行带通滤波去除带外噪声；最后，分别对三组用户信息进行解调得到原始数据，在对接收到的数据进行误码率统计，得出系统的性能指标。 (2)功能模块的详细设计 ①扩频码（m序列）的产生 扩频码为伪随机码,可以m序列、Golden序列。本设计采用自相关特性好，互相关特性较差的m序列，为了节省运算量，我选取了周期为63扩频序列，经过计算易知要产生周期为63的m序列需要长度为6的反馈系数，经过查找资料得出三组反馈系数（八进制）45、67、75，其对应的二进制为1000011、1100111、1101101。并将二进制与移位寄存器级数对应，以1000011为例，设初始化各寄存器单元内容为1，其具体的寄存器结构图如下所示：
移动通信技术发展趋势 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 智能网网络融合一、移动通信的意义所在 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。 二、网络业务数据化、分组化 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。 (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。
《移动通信技术》课程标准 一、课程性质 本课程是通信技术专业的一门核心课程,属于职业技术必修课程。这是一门系统性、理论性强的课程，是信号与系统、通信原理的后续课程。本课程主要介绍了各种现代移动通信技术，包括移动通信的发展史、系统的构成、移动通信中的基本技术、GSM移动通信系统、CDMA技术基础及IS-95移动通信系统、3G移动通信系统等。通过本课程的学习，使该专业学生掌握蜂窝移动通信系统的基本工作原理；熟悉现有的GSM系统和CDMA系统；掌握3G技术和未来移动通信系统的技术发展趋势。使学生具有一定的移动通信系统的设计分析、系统设计和网络规划能力。 本课程的先修课程有《电路基础》、《信号与系统》、《高频电子技术》、《光纤通信技术》、《现代通信原理》等。为后续继续学习，实践等课程打下坚实的基础。 二、课程设计思路
1.教学班是主要的教学组织，班级授课制是目前教学的主要组织形式。有条件的话，也可以采用分组教学。或者几种组织方式灵活组合，尽量减轻学生的生理和心理疲劳。有条件的话尽量采用多媒体课室授课。加强实验，实验要分组进行，分组人数不宜过大，实验前多做准备工作。有时间可以多进行一些习题讲解。 2. 注意教学方法的灵活性，组织学生讨论、问题教学、进行解题指导等，尤其是有条件的话，借用多媒体的声像呈示，提供给学生一些有助于理解概念的描述图像，或者是组织学生讨论，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力和探究意识。 3.充分发挥学生的主动性，努力提高学生学习的积极性，加强学生把理论用于实际的培训，培养学生自主学习、研究科学技术的能力。注意对前置课程的复习与总结，以便前后衔接，巩固与提高。考虑学生的具体情况，可在绪论课后适当复习一些前置课程的基本知识。 4.评价方法要以实现课程标准规定的教学目标为依据，鼓励学生动手实践。 5．该门课程的总学时为56学时，其中理论46学时，实践10学时。 三、课程目标 （一）总体目标 通过本课程的学习，使学生掌握通信系统的基本工作原理；熟悉现有的GSM系统和CDMA系统；掌握现有3G移动通信系统技术和未来移动通信系统的技术发展趋势。使学生具有一定的系统设计、调试能
第一章思考题与习题 1.何为移动通信？移动通信有哪些特点？ 答：移动通信是指通信的双方至少有一方在移动中（或者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、飞机和行人）和移动体之间的通信，移动体和固定点（固定无线电台和有线用户）之间的通信。 移动通信的特点： （1）无线电波传播复杂 （2）移动台受到的干扰严重 （3）无线电频谱资源有限 （4）对移动设备的要求高 （5）系统复杂 2.单工通信与双工通信有何特点？各有何优缺点？ 答：单工通信的特点：收发信机轮流工作、设备简单、省电、只允许一方发送时另一方进行接收；优点：设备简单、省电。缺点：通信的时间长、使用不方便。 双工通信的特点：收发信机可以同时工作、使用方便，电源的消耗大；优点：使用方便、收发信机可以同时工作。缺点：发射机总是工作的，电源消耗大。 3.常用的移动通信系统包括哪几种类型？ 答：蜂窝移动通信系统，无绳电话系统，集群移动通信系统，卫星移动通信系统，无线LAN 等 4.移动通信系统由哪些功能实体组成？ 答：移动通信系统包括移动交换子系统（SS）、操作管理子系统（OMS）和基站子系统（BSS）（通常包括移动台（MS）），是一个完整的信息传输实体。 无线接口的主要功能如下： （1）用户与移动网之间的接口（Sm接口），即人机接口。 （2）移动台与基站之间的接口（Um接口）。 （3）基站与移动交换中心之间的接口（A接口）。 （4）基站控制器（BSC）与基站收发信机（BTS）之间的接口（Abis接口）。 （5）移动交换中心(MSC)与访问位置寄存器（VLR）之间的接口(B接口)。 （6）移动交换中心(MSC)与原籍位置寄存器(HLR)之间的接口(C接口)。 （7）原籍位置寄存器（HLR）与访问位置寄存器（VLR）之间的接口(D接口)。 （8）移动交换中心之间的接口(E接口)。 （9）移动交换中心（MSC）与设备标志寄存器（EIR）之间的接口（F接口）。 （10）访问位置寄存器VLR之间的接口（G接口）。 5.FDD和TDD的概念和各自优势是什么？ 答：FDD：在某些系统中，按照频率划分上行链路和下行链路信道的方法； TDD：在某些系统中，上行链路和下行链路使用相同的频率，允许上行链路在在当前时隙内使用该频率，而下行链路可以在下一时隙内使用该频率的方法； 1
DSP结业论文 题目：DSP在移动通信技术的应用班级： 学号： 姓名： 日期：2014.12.14
DSP在移动通信技术的应用 摘要：随着计算机和信息技术的不断进步，DSP技术的快速发展在高速数据传输处理等领域有着广泛地应用。可视化的无线通信技术能够给用户带来更多的信息和更直观的通信体验，无线通信的发展趋势更多呈现出的可视化通信和视频通信，数字信号处理技术作为当代数字通信的核心技术，其高效快速的数据处理运算能力必将推动了现代移动通信技术的飞速发展。 关键字:DSP技术；图像处理；移动通信技术Application of DSP technology in modern mobile communication field Abstrac t: along with the advance of computer and information technology, the rapid development of DSP technology in high-speed data transmission, processing, and other fields has been widely used. Visualization of the wireless communication technology to provide users with more information and more intuitive communication experience, the development trend of wireless communication more presents a visual communication and video communication, digital
一.（30分）分析PSTN用户呼叫GSM系统的MS时，经过GMSC到MSC/VLR的选路过程。回答（1）呼叫过程中涉及哪几个主要号码？（2）GMSC到MSC/VLR的选路过程 答：（1） （1）客户A 要建立一个呼叫，他只要拨被叫B 客户号码 （2）MSC（B客户为移动客户时） （3）（PSTN）的交换机（B客户为固定客户时） （4）B客户漫游号码(MSRN)。 （5）B客户MSISDN号码 （6）客户识别码(IMSI) （7）客户的位置区识别码(LAI) 答：（2）主叫，若一MS处于激活且空闲状态，客户A 要建立一个呼叫，他只要拨被叫B 客户号码，再按“发送”键，MS便开始启动程序。 首先，MS通过随机接入控制信道（RACH)向网络发第一条消息，既接入请求消息，MSC 会分配它一专用信道，查看A客户的类别并标注此客户忙。若网络容许此MS接入网络，则MSC 发证实接入请求消息。接着，MS发呼叫建立消息及B客户号码，MSC根据此号码将主叫与被叫所在MSC连通，并将被叫号码送至被叫所在MSC（B客户为移动客户时）或送入固定网（PSTN）的交换机（B客户为固定客户时）中进行分析。 一旦通往B客户的链路准备好，网络便向MS发呼叫建立证实，并给它分配专用业务信道TCH。至此，呼叫建立过程基本完成，MS等待B客户的证实信号。若MS作被叫，以PSTN的固定客户A呼叫GSM的移动客户B的呼叫建立过程,B客户号码为139HlH2H3ABCD。 A客户拨打B客户，拨MSISDN(0139HlH2H3ABCD)号码。本地交换机根据A客户所拨B客户号码中国内目的地代码(139)可以与GSM网的GMSC(GSM网入口交换机)间建立链路，并将B客户MSISDN号码传送给GMSC。GMSC分析此号码，根据HlH2H3ABCD，应用查询功能向B客户的HLR 发MSISDN号码，询问B客户漫游号码(MSRN)。 HLR将B客户MSISDN号码转换为客户识别码(IMSI)，查询B客户目前所在的业务区MSC(如他已漫游到广州)，向该区VLR发被叫的IMSI，请求VLR分配给被叫客户一个漫游号码MSRN，VLR 把分配给被叫客户的MSRN号码回送给HLR，由HLR发送给GMSC。GMSC有了MSRN，就可以把入局呼叫接到B客户所在的MSC(郑州-广州)。GMSC与MSC的连接可以是直达链路，也可由汇接
摘要： 目前移动通信系统已经经历了三代，虽然第三代移动通信系统（3G）提供了宽带信息业务，但由于其具有局限性，所以第四代移动通信系统（4G）的发展应运而生。4G将多种无线技术融合为一体, 为用户提供基于全IP的多媒体服务，具有高速、抗干扰、兼容性好和低成本等特点。虽然4G的发展还面临着许多挑战，但它将是移动通信系统发展的必然趋势。 关键词：第四代移动通信系统；网络结构；关键技术；OFDM；一．什么是第四代移动通信技术？ 严格说来，现在还不能对第四代移动通信作出确切地定义，但可以肯定，4G通信将是一个比3G通信更完美的无线世界，它可以创造出许多难以想象的应用。 关于4G的一般描述为：“第四代移动通信的概念可称为广带接入和分布网络，具有非对称的和超过2Mbit/s的数据传输能力。它包括广带无线固定接入、广带无线局域网、移动广带系统和互操作的广播网络（基于地面和卫星系统）。此外，第四代移动通信系统将是由多功能集成的宽带移动通信系统，也是宽带接入IP系统”。 二．第四代移动通信系统的特征 4G系统应该具有下面的特征： 1. 通信速率更高 专家称，4G的实际速率将达到10~20Mbit/s，最高可达100Mbit/s。
2. 网络占用频谱更宽 据研究，每个4G信道将占用100MHz的频谱，相当于WCDMA 3G 网络的20倍。 3. 通信终端更加灵活 4G终端的功能已不能简单划归“电话机”的范畴，因为语音数据的传输只是4G移动电话的功能之一。而且4G终端的外观和样式上将有惊人的突破，可以想象，眼镜、手表、鞋都有可能是终端。 4. 智能性能更高 这里不仅指4G终端设备的设计和操作上，更重要的是4G终端可以实现许多难以想象的功能。 5. 兼容性能更高，过渡更平稳 为了让更多的用户在投资更少的情况下平稳地过渡到4G系统，4G 通信系统应当具备全球漫游、接口开放、能跟多种网络互联、终端多样化以及能从3G平稳过渡等特点。 6. 高质量的多媒体通信 4G通信系统提供的宽带无线多媒体通信服务将包括语音、数据、影像等多种业务应用。 7. 通信费用更加便宜 4G通信与其他技术相比，部署起来容易迅速得多，同时在建设4G 通信网络系统时，通信运营商们将考虑直接在3G通信网络的基础设施之上，采用逐步引入的方法，这样就能够有效地降低运营成本。三．第四代移动通信系统的关键技术
第一、二章 1、900 MHz 频段： 890~915 MHz （移动台发、基站收）—上行 935~960 MHz （基站发、移动台收）—下行 2、移动通信的工作方式：单工通信、双工通信、半双工通信 3、单工通信： （1）定义：通信双方电台交替地进行收信和发信。 （2）方式：根据通信双方是否使用相同的频率，单工制又分为同频单工和双频单工。 4、双工通信定义：通信双方均同时进行收发工作。即任一方讲话时，可以听到对方的话音。有时也叫全双工通信。 5、半双工通信：通信双方中，一方使用双频双工方式，即收发信机同时工作；另一方使用双频单工方式，即收发信机交替工作。 6、移动通信的分类方法： （1）按多址方式：频分多址（FDMA ）、时分多址（TDMA ）和码分多址（CDMA ） （2）按业务类型：电话网、数据网和综合业务网。 （3）按工作方式：同频单工、双频单工、双频双工和半双工。 7、三种基本电波的传播机制：反射、绕射和散射。 8、阴影衰落定义：移动无线通信信道传播环境中的地形起伏、建筑物及其它障碍物对电波传播路径的阻挡而形成的电磁场阴影效应。阴影衰落的信号电平起伏是相对缓慢的，又称为慢衰落。 9、多普勒频移公式：fd=v *cos α/λ v ：移动速度 λ：波长 α：入射波与移动台移动方向之间的夹角。 v/λ=fm ：最大多普勒频移 移动台朝向入射波方向运动，则多普勒频移为正（接收信号频率上升），反之若移动台背向入射波方向运动，则多普勒频移为负（接收信号频率下降）。 10、多径衰落信道的分类： （1）由于时间色散导致发送信号产生的平坦衰落和频率选择性衰落。 （2）根据发送信号与信道变化快慢程度的比较，也就是频率色散引起的信号失真，可将信道分为快衰落信道和慢衰落信道。 11、平坦衰落信道的条件可概括为：Bs<