我国4G移动通信展望与探究——论文正文[大全]

第一篇：我国4G移动通信展望与探究——论文正文[大全]

1、移动通信发展的背景

移动通信是移动用户之间，或移动用户与固定用户之间的通信。随着电子技术的发展，特别是半导体、集成电路和计算机技术的发展，移动通信得到了迅速的发展。随着其应用领域的扩大和对性能要求的提高，促使移动通信在技术上和理论上向更高水平发展。20世纪80年代以来，移动通信已成为现代通信网中不可缺少并发展最快的通信方式之一。

在移动通信领域，每10年就发生一次革命性变化。80年代的第一代模拟移动通信系统和90年代的第二代蜂窝移动通信系统主要用于话音业务和支持电路交换类型的业务，这两代系统的空中接口速率只有几百kbit/s。将在21世纪初投入使用的3G系统IMT-2000在室内环境下能提供2Mbit/s的速率，在车载情况下速率至少为144kbit/s。移动通信已成为当代通信领域发展潜力最大、市场前景最广的热点技术。当今移动通信系统正向高数据率、高度移动性和大范围覆盖方向发展。

回顾移动通信的发展历程，移动通信的发展大致经历了几个发展阶段：第一代移动通信技术主要指蜂窝式模拟移动通信，技术特征是蜂窝网络结构克服了大区制容量低、活动范围受限的问题。第二代移动通信是蜂窝数字移动通信，使蜂窝系统具有数字传输所能提供的综合业务等种种优点。第三代移动通信的主要特征是除了能提供第二代移动通信系统所拥有的各种优点，克服了其缺点外，还能够提供宽带多媒体业务，能提供高质量的视频宽带多媒体综合业务，并能实现全球漫游。

尽管3G系统标准比现有无线技术更强大，但也将面临竞争和标准不兼容等问题。人们呼吁移动通信标准的统一，期望通过第四代移动通信标准的制定来解决兼容问题。

国际电信联盟（ITU）目前已开始研究制定4G系统标准，把移动通信系统同其他系统（如无限局域网，WLAN）结合起来，产生4G技术，2010年前使数据传输速率达到100Mbit/s。提供更有效的多种业务，实现商业无线网络、局域网、蓝牙、广播、电视卫星通信等的无缝衔接并相互兼容。4G应具有更高的数据率和频谱利用率，更高的安全性、智能性和灵活性，更高的传输质量和服质量（QoS）。4G系统应体现移动与无线接入网及IP网络不断融合的发展趋势。因此4G 系统应当是一个全IP的网络。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，具有非对称的超过2Mbit/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拥有更多的功能。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。

未来的通信网络构想：用户可以在任何地点、任何时间以任何方式不受限地接入网络中来；移动终端可以是任何类型的；用户可以自由地选择业务、应用和网络；可以实现非常先进的移动电子商务；新的技术可以非常容易地被引入到系统和业务中来。

一． OFDM产生的背景

第四代移动通信（4G）中系统的速度可以达到10～20Mb/s，最高可以达到100Mb/s。能够实现全球无缝漫游。未来的移动通信业务将从话音发展到数据、图像、视频等多媒体业务，因此，对服务质量和传输速率的要求越来越高。这对移动通信系统的性能提出了更高的要求。而宽带在移动通信中是非常稀缺的资源，因此，必须采用先进的技术有效地利用宝贵的频率资源，以满足高速率，大容量的业务需求。

无线信道（特别是陆地移动信道）由于地面情况的复杂性，发射的信号往往是经过多条路到达接收端，即产生多径效应。从而造成接受信号相互重叠，产生信号符号间相互干扰，致使接收端判断错误，严重影响信号的传输质量，这种特征为信号传输的弥散性。特别是当信号的传输速率较高是更是如此。这是因为当信号的周期很短而信号传输速率又非常高时，在接收端信号符号重叠的程度将进一步加深，从而信号的干扰就更加严重。从另一角度看，当信号符号的传输速率较高时，信号带宽较宽，当信号带宽接近和超过信道相干带宽是，信道的时间弥散性将对接受信号造成频率选择性衰落。多径效应造成频率选择性衰落引起码间干扰，使得接收端正确解调困难。严重时，单靠增加发射功率提高接收端的信噪比并不能降低误码率，而OFDM（Orthogonai Frequency Division Multipiexing,正交频分复用）技术是目前进行无线高速数据传输时提高资源利用率、克服多径效应的最有效的方法。

二． OFDM的定义

OFDM的英文全称为Orthogonal Frequency Division Multiplexing,中文含义为正交频分复用技术。这种技术实际上是 MCM(Multi Carrier Modulation)多载波调制的一种（将要传送的数字信号分解成多个低速比特流，再用这些比特流去分别调制多个正交的载波）。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰。每个子信道上得信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上得可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一部分，信道均衡变得相对容易。

目前OFDM技术已经被广泛应用于广播式的音频和视频领域以及民用通信系统中，主要的应用包括非对称的数字用户环路（ADSL）、ETSI标准的数字音频广播（DAB）、数字视频广播（DVB）、高清晰度电视（HDTV）、无线局域网（WLAN）等。

三． OFDM的基本原理

OFDM的工作原理简介，输入数据心愿的速率为R，经过串并转换后，分成M个并行的子数据流，每个子数据流的速率为R/M，在每个子数据流中的若干个比特分成一组，每组的数目取决于对应子载波上的调制方式，如PSKQAM等。M个并行的子数据信源编码交织后进行IFFT变换，将频域信号转换到时域，IFFT块的输出是N个时域的样点，在将长为Lp的CP(循环前缀)加到N个样点前，形成循环扩展的OFDM信元，因此，实际发送的OFDM信元的长度为Lp+N，经过并/串转换后发射。接收端接收到的信号是时域信号，此信号经过串并转换后移去CP，如果CP长度大于信号的记忆长度时，ISI仅仅影响CP，而不影响有用数据，去掉CP也就去掉了ISI的影响。

OFDM系统图示

由于OFDM信号时经过IFFT得到食的，发送的数据在频域被充分随机化，OFDM信号可以认为是独立同步分布的随机变量的线性组合。当子载波非常大时，由中心极限定理知OFDM信号近似服从复高斯分布，从而OFDM信号具有较大的峰值平均功率比（PAPR），此为OFDM系统的一个缺点。由于OFDM系统各个子载波间相互正交，OFDM系统另外一个缺点就是对系统频偏比较敏感。

四． OFDM的关键技术 1.峰值平均功率

由于OFDM信号在时域上位N个正交子载波信号的叠加，当着N个信号恰好都以峰值出现并将相加时，OFDM信号也产生最大峰值，该峰值功率是平均功率的N倍。这样，为了不失真地传输这些高峰均值比的OFDM信号，对发送端和接收端的功率放大器和A/D变换器的线性度要求较高，且发送功率较低。解决方法一般有下述三种途径：

（1）信号失真技术采用峰值修剪技术和峰值窗口去除技术，使峰值振幅值简单地非线性去除；

（2）采用编码方法将峰值功率控制和信道编码结合起来，愿用合适的编码和解码方法，以避免出现较大的峰值信号；

（3）采用扰码技术，对所产生OFDM信号的相位重新设置，使互相关性为0，这样可以减少OFDM的PAPR。这里所采用的典型方法为PTS（Partial Transmit Sequence）和SLM(Selective Mapping)。

2.同步

与其它数字通信系统一样，OFDM系统需要可靠的同步技术，包括 定时同步、频率同步和相位同步，其中频率同步对系统的影响最大。移动无线信道存在时变性，在传输过程中会出现无线信号和频率偏移，这会使OFDM系统子载波间的正交性遭到破坏，使子信道间的信号相互干扰，因此频率同步是OFDM系统的一个重要问题。为了不破坏子载波间的正交性，在接收端进行FFT变换前，必须对频率偏差进行估计和补偿。

可采用循环前缀方法对频率进行估计，即通过在时城内吧OFDM符号的后面部分插入到该符号的开始部分，形成循环前缀。利用这一特性，可将信号延迟后与原信号进行相关运算，这样循环前缀的相关输出就可以用来估计频率偏差。

3.信道编码和交织

为了抗无线衰落信道中的随机错误和突发错误，通常采用信道编码和交织技术。OFDM系统本身具有利用信道分集特性的能力，一般的信道特性已被OFDM调整方式所利用，可以在子载波间进行编码，形成编码的OFDM(COFDM),OFDM技术和信道编码、频率时间交织结合起来，提高系统的性能，其编码可以采用各种码（如分组码和卷积码）。

4.训练序列/导频及信道估计技术

接收端使用差分检测时不需要信道估计，但仍需要一些导频信号提供初始的相位参考，差分检测可以降低系统的复杂度和导频的数量，但却损失了信噪比。尤其是在OFDM系统中，导频信号是时频二维的，为了提高估计的精度和系统复杂度的折衰。导频信号之间的间隔取决于相干时间和相干带宽，在时域上，导频间隔应小于相干时间。在频域上，导频间隔应小于相干带宽。实际应用中，导频的模式的设计要根据具体情况而定。

五、OFDM的性能分析 1.OFDM的主要优点

（1）OFDM技术的最大优点是对抗频率选择性衰落或窄带干扰。在单载波系统中，单个衰落或干扰能够导致整个通信联络失败，但是在多载波系统中，仅仅有很小一部分载波会受到干扰。对这些子信道还可以采用纠错码来进行纠错。

（2）通过各子载波的联合编码，可具有很强的抗衰落能力。OFDM技术本身已经利用了信道的频率分集，如果衰落不是特别严重，就可以通过将各个信道联合编码，则可以使系统性能得到提高。

（3）可以有效地对抗信号波形间的干扰，适用于多经环境和衰落信道中的高速数据传输。当信道中因为多径传输而出现频率选择性衰落时，只有落在频带凹陷处的子载波以及其携带的信息受影响，其他的子载波未受损害，因此系统总的误码率性能要好得多。

（4）高的频谱利用率，这点在目前频谱资源稀缺的无线环境中非常重要。当子载波个数很大时，系统的频谱利用率趋于2Baud/Hz。

（5）在窄带带宽下也能够发出大量的数据。OFDM技术能同时分开至少1000个数字信号，而且在干扰的信号周围可以安全运行的能力将直接威胁到目前市场上已经开始流行的CDMA技术的进一步发展壮大的态势，正式由于具有了这种特殊的信号“穿透能力”使得OFDM技术深受欧洲通信营运商以及手机生产商的喜爱和欢迎，例如加利福尼亚Cisco系统公司、纽约Flarion工学院以及朗讯工学院等开始使用，在加拿大WFLAN工学院也开始使用这项技术。

（6）基于DFT的OFDM有快速算法，而且算法的复杂度可以由DSP的发展来弥补。（7）简化了均衡器设计，或者根本不需要均衡器，且数据传速率可调。（8）OFDM还采用了功率控制和自适应调制相协调的工作方式。信道好的时候，发射功率不变，可以增强调制方式（如64QAM），或者在低调制方式（如QPSK）时降低发射功率。功率控制与自适应调制要取得平衡。也就是说对于一个发射台，去过他有良好的信道，在发射功率保持不变的情况下，可使用较高的调制方案去64QAM；如果功率减小，调制方案也就可以相应降低，使用QPSK方式等。

正是因为OFDM具有如此显著的优点，OFDM可以应用于速率高于10Mb/s的宽带无线接入系统。然而在宽带无线接入领域一些公司开发的技术虽然都基于OFDM，但有各自的特色，形成一些专利技术。如VectorOFDM(VOFDM),WidebandOFDM(WOFDM),flashOFDM等。

2.OFDM主要的不足之处

（1）对频率偏移、定时和相位噪声比较敏感，容易带来衰耗。传输的非线性会造成互调失真（IMD），此时信号具有较高的噪声电平，信噪比一般不会太高，失步和多普勒平移所造成的频率偏移是信道间失去正交特性，仅仅1%的频偏就会造成信噪比下降30db。所以精确定时和减少频偏对OFDM尤为重要。如果做不到这点，OFDM的正交性将无法保证，必须引起各子载波之间的相互干扰和ISI。

（2）峰值与平均值比较相对大，这个比值增大和降低射频放大器的功率效率。而且由于输出信号的峰均比（PAR）高，正交频分复用信号输出信号有较大的动态范围，所以对放大器的线性要求较高。

（3）OFDM自适应跳频技术会相应增加发射机和接收机的复杂度。多径信道中，速率为1Gb/s的信号的频响特性每15cm就会发生很大的变化，因此信号的频率刷新速度要比15cm的移动速率快很多，一般情况下终端每移动5cm刷新一次就足够了。比如终端以每小时60Km的速度移动，刷新速率就是大约330次/s。当终端移动速率每小时高于30Km时，自适应跳频就不是很适合了。当信道变化太快，跳频速度跟不上时，用随机跳频代替自适应跳频。

（4）引入的保护间隔降低了信道利用率。添加循环前缀技术利用的是离散线性系统原理中的一个概念。我们知道，在连续时间域，两个时域信号的卷积就等于这两个信号频域形式的乘积。但是，在这离散时域的情况下一般是不成立的，除非使用无限大的样值点N或者知道一个卷积信号时周期性的（在该情况下，信号可以被圆周卷积）。因为只能使用有效的样值点N，所以只能利用循环前缀使OFDM信息码在我们感兴趣的时间区内呈现周期性。循环前缀的另外一个好处是可以消除码间干扰。我们要求循环前缀的值比信道内存更大一些。多径信号引起先发信息码字的滞后到达而影响当前信息码字，从而产生码间干扰。但是，事实上，码间干扰仅仅会干扰当前新号码的循环前缀。因此，使用适当大小的循环前缀就能够使OFDM技术消除码间干扰。众所周知，可靠性的提高势必会带来有效性的降低。所以保护间隔就形成了OFDM的另外一个缺点—信道利用率低。

（5）对系统中的非线性问题敏感。在基于DFT的OFDM系统中，所有调制器的输出都自动的联合加在一起，然后这个合并后的信号被放大。使得基于DFT的OFDM系统对放大器的非线性敏感，因为合并后的信号具有类似于高斯噪声的幅度特性。这在OFDM系统中将引起相邻信道之间的干扰，破坏其正交性。

3.OFDM的主要技术难点

OFDM技术的主要技术难点是系统中的频率和事件同步，基于导频符号辅助的信道估计，峰平比问题和多普勒频偏的影响以及基于OFDM、多载波技术的新一代蜂窝移动通信系统的多址方案的研究。

六、OFDM的应用

1.高清晰度数字电视广播

OFDM在数字广播电视系统中取得了广泛的应用，其中数字音频广播（DAB）标准是一个正式使用OFDM的标准。另外，当前国际上全数字高清晰度电视传输系统中采用的调制技术就包括OFDM技术，欧洲HDTV传输系统已经采用COFDM(coded OFDM:编码OFDM)技术。它具有很高的频谱利用率，可以进一步提高抗干扰能力，满足电视系统的传输要求。选择OFDM作为数字音频广播和数字视频广播（DVB）的主要原因在于：OFDM技术可以有效地解决多径时延扩展问题。

因此不难看出，OFDM技术良好的性能使得它在很多领域得到了广泛的应用。欧洲的DAB系统使用的OFDM调制技术其试验系统已在运行，很快吸引了大量听众。它明显的改善了移动中接受无线广播的效果，用于DAB的成套芯片的开发工作正在一项欧洲发展项目中进行，它将使OFDM接收机的价格大大降低，其市场前景非常好看。

2.无线局域网

大家知道，HiperLNA/2物理层应用了OFDM和链路自适应技术，媒体接入控制（MAC）层采用面向连接、集中资源控制的TDMA/TDD方式和无线ATM技术，最高速率达54Mbps，实际应用最低也能保持在20Mbps左右。另外，IEEE802.11无线局域网工作于ISM免许可证频段，分别在5.8GHz和2.4GHz两个频段定义了采用OFDM技术的IEEE802.11a和IEEE802.11g标准，其最高数据传输速率提高到54Mbps。

技术的不断发展，引发了融合。一些4G及3.5G的关键技术，如OFDM技术、MIMO技术、智能天线和软件无线电等，开始应用到无线区域网中，以提升WLAN的性能。如802.11a和802.11g采用OFDM调制技术，提高了传输速率，增加了网络吞吐量。802.11n计划采用MIMO与OFDM相结合，使传输速率成倍提高。另外，天线技术及传输技术，使得无线局域网的传输距离大大增加，可以达到几公里（并且能够保障100Mbps的传输速率）。

而对今后要开展的在无线局域网中的多媒体业务来说，最高为54Mbps的数据传输速率还远远不够。为了进一步提升无线局域网的数据传输速率，实现有线与无线局域网的无缝结合，IEEE成立了IEEE802.11n工作小组，以制定一项新的高速无线局域网标准。IEEE802.11n计划将WLAN的传输速率从802.1a和802.11g的54Mbps增加至108Mbps以上，最高速率可达320Mbps,成为802.11b/a/g之后的另一场重头戏。和以往的802.11标准不同，802.11n协议为双频工作模式（包含2.4GHz和5.8GHz两个工作频段）。这样802.11n保证了与以往的802.11a/b/g标准兼容。

3.宽带无线接入

OFDM技术适用于无线环境下的高速传输，不仅应用于无线局域网，还在宽带无线接入（BAW）中得到应用。IEEE802.16工作组专门负责BWA方面的技术工作，它已经开发了一个2GHz～11GHzBWA的标准——IEEE802.16a，物理层就采用了OFDM技术。该标准不仅是新一代的无线接入技术，而且对未来蜂窝移动通信的发展也具有重要的意义。

在BWA领域，一些公司开发的技术虽然都基于OFDM，但有各自的特色，形成一些专利技术，如Cisco和Iospan公司的Vector OFDM(VOFDM)、Wi-LAN公司的Wideband OFDM(WOFDM)、Flarion公司的flash-OFDM。其中，VOFDM由Cisco公司支持，WOFDM则由Wi-LAN公司提出，构成了基于两个组织的OFDM两大阵营：宽带无线Internet论坛（BWIF）和OFDM论坛，它们力图使自己的OFDM模式成为标准。其中由WI-LAN公司倡导的OFDM论坛，有50多个成员，其中由如Breezecom、starrt-up BeamReach Networks和Nokia等参加，主要是协调提交到IEEE的OFDM提案。而宽带Internet论坛（BWIF）则是在Cisco倡导下，由IEEE工业标准技术组织IEEE-ISTO成立的，其主要目标是提供低成本快带无线接入技术，号召采用基于VOFDM的标准作为解决方案。

七、与其它载波调制方式的比较

不同的无线载波调制方式有不同的特性。这些特性决定了在不同距离上传输不同数据量的能力。以下提及的载波调制方式已被运用到各种无线技术中，正交频分复用与他们相比的区别分别为：

1.固定频率

在一个特定的频段范围（通常非常窄）内传播信号的方式。通过此方式传输的信号通常要求高功率的信号发射器并且获得使用许可。如果遇到较强的干扰，信道内或者附近的固定频率发射器将受到影响。对于许可证的要求就是为了减少相邻的系统在使用相同的信道时产生的干扰。

2.跳频扩频

使用被发射器和接收器都知晓的伪随机序列，在很多频率信道内快速跳变以发射无线电信号。FHSS有较强的抗干扰能力，一旦信号在某信道中受阻，它将迅速再下一跳中重新发送信号。

3.直接序列扩频

在设备的特定的发射频率内以广播形式发射信号。用户数据在空间传送之前，先附加“扩频码”，实现扩频传输。接收器在解调制的过程中将干扰剔除。在去除扩频码、提取有效信号时，噪声信号同时剔除。

4.正交频分复用

同时在多个子载波频率上以广播形式发射信号。每个子载波的带宽都很窄，可以承载高速数据信号。OFDM适用于严酷的信道条件。由于OFDM具有较高的复杂度，有很多方式来抗干扰。对窄带干扰的抗干扰能力也不错，因为大量的正交的子载波和与DSSS相似的信道编码机制。

参考文献

1.刘元安，翟明岳，吴慧兰，等.宽带无线接入和无线局域网.北京 ：北京邮电大学出版社，2000 2.李珲春.新一代移动通信技术——OFDM技术.通信知识，2001 3.李引凡.OFDM技术原理及其应用.网络通信

4.赵婧华.OFDM——第四代移动通信的技术核心.电信建设，2001

第二篇：我国4G移动通信展望与探究——论文正文（范文模版）

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目录

1,移动通信发展的背景…… 2 2,4G 移动通信简介…… 2 3,4G 移动通信的特点…… 3 4,4G 网络结构:…… 4 5,4G 移动通信的接入系统…… 5 6,4G 移动通信系统中的关键技术…… 6(1)正交频分复用(OFDM)技术…… 6(2)智能天线技术…… 7(3)无线链路增强技术…… 8(4)软件无线电(S D R)技术…… 8(5)多用户检测技术…… 9(6)IPv6 技术…… 9(7)MIMO 技术…… 10 7,OFDM 技术在 4G 中的应用…… 10 8, 4G, 3G 对比…… 10 8.1 3G 的局限性:…… 10 8.2 4G 的超越之处:…… 11 9, 4G 的发展趋势…… 11 10,4G 移动通通信中个人通讯研究…… 12 10.1,个人通讯的发展…… 12 10.2 WPN 发展带来的挑战…… 12 10.3 可行解决方案…… 13 10.4,体系结构…… 14 10.5,结论…… 14 11,我国第四代移动通信的发展…… 14 11.1,以 3G 的战略发展 4G…… 15 11.2,中国 4G 的实际进展…… 15 11.3,外资企业的忧虑…… 16 12,结束语…… 16 1,移动通信发展的背景

移动通信是移动用户之间,或移动用户与固定用户之间的通信.随着电子技 术的发展,特别是半导体,集成电路和计算机技术的发展,移动通信得到了迅速 的发展.随着其应用领域的扩大和对性能要求的提高,促使移动通信在技术上和 理论上向更高水平发展.20 世纪 80 年代以来,移动通信已成为现代通信网中不 可缺少并发展最快的通信方式之一.在移动通信领域,每 10 年就发生一次革命性变化.80 年代的第一代模拟移 动通信系统和 90 年代的第二代蜂窝移动通信系统主要用于话音业务和支持电路 交换类型的业务,这两代系统的空中接口速率只有几百 kbit/s.将在 21 世纪初 投入使用的 3G 系统 IMT-2000 在室内环境下能提供 2Mbit/s 的速率, 在车载情况 下速率至少为 144kbit/s.移动通信已成为当代通信领域发展潜力最大,市场前 景最广的热点技术.当今移动通信系统正向高数据率,高度移动性和大范围覆盖 方向发展.回顾移动通信的发展历程,移动通信的发展大致经历了几个发展阶段:第一 代移动通信技术主要指蜂窝式模拟移动通信, 技术特征是蜂窝网络结构克服了大 区制容量低,活动范围受限的问题.第二代移动通信是蜂窝数字移动通信,使蜂 窝系统具有数字传输所能提供的综合业务等种种优点.第三代移动通信的主要特 征是除了能提供第二代移动通信系统所拥有的各种优点,克服了其缺点外,还能 够提供宽带多媒体业务,能提供高质量的视频宽带多媒体综合业务,并能实现全 球漫游.尽管 3G 系统标准比现有无线技术更强大,但也将面临竞争和标准不兼容等 问题.人们呼吁移动通信标准的统一,期望通过第四代移动通信标准的制定来解 决兼容问题.国际电信联盟(ITU)目前已开始研究制定 4G 系统标准,把移动通信系统同 其他系统(如无限局域网,WLAN)结合起来,产生 4G 技术,2010 年前使数据传 输速率达到 100Mbit/s.提供更有效的多种业务,实现商业无线网络,局域网, 蓝牙,广播,电视卫星通信等的无缝衔接并相互兼容.4G 应具有更高的数据率 和频谱利用率, 更高的安全性, 智能性和灵活性, 更高的传输质量和服质量(QoS).4G 系统应体现移动与无线接入网及 IP 网络不断融合的发展趋势.因此 4G 系统 应当是一个全 IP 的网络.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, 具有非对称的超过 2Mbit/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拥有更多的功能.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.未来的通信网络构想:用户可以在任何地点,任何时间以任何方式不受限地 接入网络中来;移动终端可以是任何类型的;用户可以自由地选择业务,应用和 网络;可以实现非常先进的移动电子商务;新的技术可以非常容易地被引入到系 统和业务中来.3,4G 移动通信的特点

目前正在开发和研制中的 4G 通信将具有以下特征:(1)通信速度快 由于人们研究 4G 通信的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访 问 Internet 的速率,因此 4G 通信的特征莫过于它具有更快的无线通信速度.专 家 预 估 , 第 四 代 移 动 通 信 系 统 的 速 度 可 达 到 10-20Mbit/s , 最 高 可 以 达 到 100Mbit/s.(2)网络频谱宽 要想使 4G 通信达到 100Mbit/s 的传输速度, 通信运营商必须在 3G 通信网络 的基础上对其进行大幅度的改造, 以便使 4G 网络在通信带宽上比 3G 网络的带宽 高出许多.据研究,每个 4G 信道将占有 100MHz 的频谱,相当于 W-CDMA3G 网络 的 20 倍.(3)多种业务的完整融合 个人通信,信息系统,广播,娱乐等业务无缝连接为一个整体,满足用户的 各种需求.4G 应能集成不同模式的无线通信——从无线局域网和蓝牙等室内网 络,蜂窝信号,广播电视到卫星通信,移动用户可以自由地从一个标准漫游到另 一个标准.各种业务应用,各种系统平台间的互联更便捷,安全,面向不同用户 要求,更富有个性化.而且 4G 手机从外观和式样上看将有更惊人的突破,可以 想象的是,眼镜,手表,化妆盒,旅游鞋都有可能成为 4G 终端.(4)智能性能高 第四代移动通信的智能性更高,4G 通信系统将是一个高度自治,自适应的 网络.采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境进行结合的正常发 送与接收,有很强的智能性,适应性和灵活性.不仅表现在 4G 通信的终端设备 的设计和操作具有智能化,更重要的是 4G 手机可以实现许多难以想象的功能.例如,4G 手机将能根据环境,时间以及其他因素来适时提醒手机的主人.(5)兼容性能平滑 要使 4G 通信尽快地被人们接受,还应该考虑到让更多的用户在投资最少的 情况下轻易地过渡到 4G 通信.因此,从这个角度来看,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 2G,3G平稳过渡 等特点(6)实现更高质量的多媒体通信 4G 通信提供的无线多媒体通信服务将包括语音,数据,影像等,大量信息 透过宽频的信道传送出去,为此 4G 也称为“多媒体移动通信”.(7)通信费用便宜 由于 4G 通信不仅解决了与 3G 的兼容性问题,让更多的现有通信用户能轻易 地升级到 4G 通信,而且 4G 通信引入了许多尖端通信技术,因此,相对其他技术 来说,4G 通信部署起来就容易,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.(8)实现真正的无缝漫游.4G 移动通信系统实现全球统一的标准,能使各类媒体,通信主机及网络之间 进行“无缝连接” ,真正实现一部手机在全球的任何地点都能进行通信.(9)良好的覆盖性能.4G 通信系统应具有良好的覆盖并能提供高速可变速率传输.对于室内环境, 由于要提供高速传输,小区的半径会更小.(10)基于 IP 的网络.4G 通信系统将会采用 IPv6,IPv6 将能在 IP 网络上实现话音和多媒体业务.(11)实现不同 QoS 的业务.4G 通信系统通过动态带宽分配和调节发射功率来提供不同质量的业务.(12)灵活性强.4G 拟采用智能技术,可自适应地进行资源分配.采用智能信号处理技术对 信道条件不同的各种复杂环境进行信号的正常收发.有很强的智能性,适应性和 灵活性.(13)兼容性好.目前 ITU 承认的,已有相当规模的移动通信标准有 GSM,CDMA 和 TDMA 三大分 支,可通过 4G 标准的制定来解决兼容问题.(14)用户共存性.4G 能根据网络的状况和信道条件进行自适应处理,使低,高速用户和各种用 户设备能够并存与互通从而满足多类型用户的需求.(15)业务多样性.未来通信中所需的是多媒体通信:个人通信,信息系统,广播和娱乐等将结 合成一个整体.4G 能提供各种标准的通信业务,满足宽带和综合多种业务需求.(16)技术基础较好.4G 将以几项突破性技术为基础,如 OFDM,无线接入,软件无线电等,能大幅 提高频率使用效率和系统可实现性.(17)随时随地的移动接入.4G 利用无线接入技术,提供话音,高速信息业务,广播及娱乐等多媒体业务 接入方式,用户可随时随地接入系统.(18)自治的网络结构.4G 网络将是一个完全自治,自适应的网络.可自动管理,动态改变自己的结 构以满足系统变化和发展的要求.网络结构: 4,4G 网络结构: 4G 系统针对各种不同业务的接入系统,通过多媒体接入连接到基于 IP 的核 心网中.基于 IP 技术的网络结构使用户可实现在 3G,4G,WLAN 及固定网间无缝 漫游.4G 网络结构可分为三层:物理网络层,中间环境层,应用网络层.物理 网络层提供接入和路由选择功能,中间环境层的功能有网络服务质量映射,地址 变换和完全性管理等.物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放 的,使发展和提供新的服务变得更容易,提供无缝高数据率的无线服务,并运行 于多个频带,这一服务能自适应于多个无线标准及多模终端,跨越多个运营商和

服务商,提供更大范围服务.4G 网络结构有如下特征:(1)支持现有的系统和将来系统通用接入的基础结构;(2)与 Internet 集成统一,移动通信网仅仅作为一个无线接入网;(3)具有开放,灵活的结构,易于扩展;(4)是一个可重构的,自组织的,自适应网络;(5)智能化的环境,个人通信,信息系统,广播,娱乐等业务无缝连接为 一个整体,满足用户的各种需求;(6)用户在高速移动中,能够按需接入系统,并在不同系统无缝切换,传 送高速多媒体业务数据;(7)支持接入技术和网络技术各自独立发展.5,4G 移动通信的接入系统

4G 移 动 通 信 接 入 系 统 的 显 著 特 点 是 , 智 能 化 多 模 式 终 端(multi-modeterminal)基于公共平台,通过各种接技术,在各种网络系统(平台)之间实现无缝连接和协作.在 4G 移动通信中,各种专门的接入系统都基于 一个公共平台,相互协作,以最优化的方式工作,来满足不同用户的通信需求.当多模式终端接入系统时,网络会自适应分配频带,给出最优化路由,以达到最 佳通信效果.目前,4G 移动通信的主要接入技术有:无线蜂窝移动通信系统(例 如 2G,3G);无绳系统(如 DECT);短距离连接系统(如蓝牙);WLAN 系统;固 定无线接入系统;卫星系统;平流层通信(STS);广播电视接入系统(如 DAB, DVB-T,CATV).随着技术发展和市场需求变化,新的接入技术将不断出现.不同类型的接入技术针对不同业务而设计,因此,我们根据接入技术的适用 领域,移动小区半径和工作环境,对接入技术进行分层.分配层:主要由平流层通信,卫星通信和广播电视通信组成,服务范围覆盖 面积大.蜂窝层:主要由 2G,3G 通信系统组成,服务范围覆盖面积较大.热点小区层:主要由 WLAN 网络组成,服务范围集中在校园,社区,会议中 心等,移动通信能力很有限.个人网络层:主要应用于家庭,办公室等场所,服务范围覆盖面积很小.移 动通信能力有限,但可通过网络接入系统连接其他网络层.固定网络层:主要指双绞线,同轴电缆,光纤组成的固定通信系统.网络接入系统在整个移动网络中处于十分重要的位置.未来的接入系统将主 要在以下三个方面进行技术革新和突破:为最大限度开发利用有限的频率资源, 在接入系统的物理层, 优化调制, 信道编码和信号传输技术, 提高信号处理算法, 信号检测和数据压缩技术,并在频谱共享和新型天线方面做进一步研究.为提高 网络性能,在接入系统的高层协议方面,研究网络自我优化和自动重构技术,动 态频谱分配和资源分配技术,网络管理和不同接入系统间协作.提高和扩展 IP 技术在移动网络中的应用;加强软件无线电技术;优化无线电传输技术,如支持 实时和非实时业务,无缝连接和网络安全.6,4G 移动通信系统中的关键技术

4G 移动系统网络结构可分为 3 层:物理网络层,中间环境层,应用网络层.物理网络层提供接入和路由选择功能,它们由无线和核心网的结合格式完成.中间环境层的功能有 QoS 映射,地址变换和完全性管理等.物理网络层与中间环 境层及其应用环境之间的接口是开放的,它使发展和提供新的应用及服务变得更 为容易,提供无缝高数据率的无线服务,并运行于多个频带.第四代移动通信系统的关键技术包括信道传输;抗干扰性强的高速接入技术;调 制和信息传输技术;高性能,小型化和低成本的自适应阵列智能天线;大容量,低 成本的无线接口和光接口;系统管理资源;软件无线电;网络结构协议等.(1)正交频分复用(OFDM)技术 正交频分复用(第四代移动通信系统主要是以 OFDM 为核心技术.OFDM 技术实际上是多载波 调制的一种.其主要思想是:将信道分成若干正交子信道,将高速数据信号转换 成并行的低速子数据流,调制在每个子信道上进行传输.正交信号可以通过在接 收端采用相关技术来分开,这样可以减少子信道之间的相互干扰.每个子信道上 的信号带宽小于信道的相关带宽,因此每个子信道可以看成平坦性衰落,从而可 以消除符号间干扰.而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分, 信道均衡变得相对容易.OFDM 技术之所以越来越受关注,是因为 OFDM 有很多独特的优点: a)频谱利用率高,频谱效率比串行系统高近一倍.OFDM 信号的相邻子载波相互重叠,其频谱利用率可以接近Nyquist 极限.b)抗衰落能力强.OFDM 把用户信息通过多个子载波传输,这样在每个子载 波上的信号时间就相应地比同速率的单载波系统上的信号时间长很多倍, 从而使 OFDM 对脉冲噪声和信道快衰落的抵抗力更强.c)适合高速数据传输.OFDM 自适应调制机制使不同的子载波可以按照信道 情况和噪声背景的不同使用不同的调制方式.当信道条件好的时候,应采用效率 高的调制方式;而当信道条件差的时候,则应采用抗干扰能力强的调制方式.再 有,OFDM 加载算法的采用,使得系统可以把更多的数据集中放在条件好的信道 上以高速率进行传送.因此,OFDM 技术非常适合高速数据传输.d)抗码间干扰(ISI)能力强.码间干扰是数字通信系统中除噪声干扰之外最 主要的干扰,它与加性的噪声干扰不同,是一种乘性干扰.造成码间干扰的原因 有很多, 实际上, 只要传输信道的频带是有限的, 就会造成一定的码间干扰.OFDM 由于采用了循环前缀,故对抗码间干扰的能力很强.未来无线多媒体业务既要求数据传输速率高,又要保证传输质量,这就要求 所采用的调制解调技术既要有较高的信元速率, 又要有较长的码元周期, OFDM 技 术正满足这一需求.OFDM 是一种无线环境下的高速传输技术.无线信道的频率 响应曲线大多是非平坦的,OFDM 技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成

许多正交子信道, 在每个子信道上使用一个子载波进行调制, 各子载波并行传输, 这样尽管总的信道是非平坦的,但每个子信道是相对平坦的.且在各子信道上进 行的是窄带传输,信号带宽小于信道带宽,大大消除信号波形间的干扰.OFDM 技术的最大优点是能对抗频率选择性衰落和窄带干扰, 从而减小各子载波间的相 互干扰,提高频谱利用率.(2)智能天线技术

智能天线采用了空时多址(SDMA)的技术,利用信号在传输方向上的差别, 将同频率或同时隙,同码道的信号进行区分,动态改变信号的覆盖区域,将主波 束对准用户方向,旁瓣或零陷对准干扰信号方向,并能够自动跟踪用户和监测环 境变化,为每个用户提供优质的上行链路和下行链路信号从而达到抑制干扰,准 确提取有效信号的目的.这种技术具有抑制信号干扰,自动跟踪及数字波束等功 能,被认为是未来移动通信的关键技术.智能天线具有抑制信号干扰,自动跟踪及数字波束调节等功能,被认为是未 来移动通信的关键技术.智能天线成形波束可在空间域内抑制交互干扰,增强特 殊范围内想要的信号,既能改善信号质量又能增加传输容量.其基本原理是在无 线基站端使用天线阵和相干无线收发信机来实现射频信号的收发,同时,通过基 带数字信号处理器,对各天线链路上接收到的信号按一定算法进行合并,实现上 行波束赋形.目前, 智能天线的工作方式主要有全自适应方式和基于预多波束的波束切换 方式.全自适应智能天线虽然从理论上讲可以达到最优,但相对而言各种算法均 存在所需数据量,计算量大,信道模型简单,收敛速度较慢,在某些情况下甚至 可能出现错误收敛等缺点,实际信道条件下,当干扰较多,多径严重,特别是信 道快速时变时,很难对某一用户进行实时跟踪.在基于预多波束的切换波束工作 方式下,全空域被一些预先计算好的波束分割覆盖,各组权值对应的波束有不同 的主瓣指向,相邻波束的主瓣间通常会有一些重叠,接收时的主要任务是挑选一 个作为工作模式,与自适应方式相比它显然更容易实现,是未来智能天线技术发 展的方向.智能天线具有抑制信号干扰,自动跟踪以及数字波束调节等智能功能,能满 足数据中心,移动 IP 网络的性能要求.智能天线成形波束能在空间域内抑制交 互干扰,增强特殊范围内想要的信号,这种技术既能改善信号质量又能增加传输 容量.目前, 智能天线的工作方式主要有全自适应方式和基于预多波束的波束切换 方式.全自适应智能天线虽然从理论上讲可以达到最优,但相对而言各种算法均 存在所需数据量,计算量大,信道模型简单,收敛速度较慢,在某些情况下甚至 出现错误收敛等缺点,实际信道条件下,当干扰较多,多径严重,特别是信道快 速时变时,很难对某一用户进行实际跟踪.在基于预多波束的切换波束工作方式 下,全空域被一些预先计算好的波束分割覆盖,各组权值对应的波束有不同的主 瓣指向,相邻波束的主瓣间通常会有一些重叠,接收时的主要任务是挑选一个作 为工作模式,与自适应方式相比它显然更容易实现,是未来智能天线技术发展的 方向.(3)无线链路增强技术

可以提高容量和覆盖的无线链路增强技术有:分集技术,如通过空间分集, 时间分集(信道编码),频率分集和极化分集等方法来获得最好的分集性能;多天 线技术,如采用 2 或 4 天线来实现发射分集,或采用多输入多输出(MIMO)技术来 实现发射和接收分集.MIMO 技术是指利用多发射,多接收天线进行空间分集的 技术,它采用的是分立式多天线,能够有效的将通信链路分解成为许多并行的子 信道,从而大大提高容量.信息论已经证明,当不同的接收天线和不同的发射天 线之间互不相关时,MIMO 系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能,从而 获得巨大的容量.在功率带宽受限的无线信道中,MIMO 技术是实现高数据速率, 提高系统容量,提高传输质量的空间分集技术.(4)软件无线电(S D R)技术 软件无线电(在 4G 移动通信系统中,软件将会变得非常繁杂.为此,专家们提议引入软件 无线电技术,将其作为从第二代移动通信通向第三代和第四代移动通信的桥梁.软件无线电技术能够将模拟信号的数字化过程尽可能地接近天线,即将 A/D 和 D/A 转换器尽可能地靠近RF 前端,利用 DSP 进行信道分离,调制解调和信道编 译码等工作.它旨在建立一个无线电通信平台,在平台上运行各种软件系统,以 实现多通路,多层次和多模式的无线通信.因此,应用软件无线电技术,一个移 动终端,就可以实现在不同系统和平台之间,畅通无阻的使用.目前比较成熟的 软件无线电技术有参数控制软件无线电系统 软件无线电是将标准化,模块化的硬件功能单元经一通用硬件平台,利用软 件加载方式来实现各类无线电通信系统的一种开放式结构的技术.通过不同软件 程序,在硬件平台上实现在不同系统中利用单一终端漫游.其核心思想是在尽可 能靠近天线的地方使用宽带 A/D 和 D/A 变换器, 尽可能多地用软件来定义无线功 能.其软件系统包括各类无线信令规则与处理软件,信号流变换软件,调制解调 算法软件,信道纠错编码软件,信源编码软件等.软件无线电技术主要涉及数字 信号处理硬件(DSPH),现场可编程器件(FPGA),数字信号处理(DSP)等.在 4G 系统中,若要实现“任何人在任何地点以任何形式接入网络”的理想 通信方式,则至少需要保证移动终端能够适合各种类型的空中接口,能够在各类 网络环境间无缝漫游,并可以在不同类型的业务之间进行转换.这就意味着在 4G 系统中,软件将会变得非常复杂.为此,专家们提议引入软件无线电技术, 软件无线电是近几年随着微电子技术的进步而迅速发展起来的新技术, 它以现代 通信理论为基础,以数字信号处理为核心,以微电子技术为支持.软件无线电概 念一经提出, 就受到各方的极大关注, 这不仅是因为软件无线电概念新技术先进, 发展潜力大,更为重要的是它潜在的市场价值也是极具吸引力的.软件无线电强 调以开放性最简硬件为通用平台,尽可能地用可升级,可重配置的不同应用软件 来实现各种无线电功能的设计新思路.其中心思想是:构造一个具有开放性,标 准化,模块化的通用硬件平台,将工作频段,调制解调类型,数据格式,加密模 式,通信协议等各种功能用软件来完成,并使宽带 A/D 和 D/A 转换器尽可能靠近天线,以研制出具有高度灵活性,开放性的新一代无线通信系统.在 4G 众多 关键技术中,软件无线电技术是通向未来 4G 的桥梁.由于各种技术的交迭有利

于减少开发风险,所以未来 4G 技术需要适应不同种类的产品要求,而软件无线 电技术则是适应产品多样性的基础,它不仅能减少开发风险,还更易于开发系列 型产品.此外,它还减少了硅芯片的容量,从而降低了运算器件的价格,其开放 的结构也会允许多方运营的介入.(5)多用户检测技术

4G 系统的终端和基站将用到多用户检测技术以提高系统的容量.多用户检 测技术的基本思想是: 把同时占用某个信道的所有用户或部分用户的信号都当作 有用信号,而不是作为噪声处理,利用多个用户的码元,时间,信号幅度以及相 位等信息联合检测单个用户的信号,即综合利用各种信息及信号处理手段,对接 收信号进行处理,从而达到对多用户信号的最佳联合检测.它在传统的检测技术 的基础上,充分利用造成多址干扰的所有用户的信号进行检测,从而具有良好的 抗干扰和抗远近效应性能,降低了系统对功率控制精度的要求,因此可以更加有 效地利用链路频谱资源,显著提高系统容量.现有的多用户检测算法在计算复杂度与处理时延问题上存在不足, 且算法中 一些参数(频率,幅度,定时,相位等)估计有误时, 会使得相关矩阵产生较大 偏差,导致整个系统性能急剧下降.另一方面, 当前的 MUD 算法只考虑了同小 区内的干扰,而没有考虑相邻小区间的同频率用户干扰.一般的多用户检测研究 都假设用户数据是独立等概率的,没有考虑信道编码的影响,现在组合信道编码 和多用户检测的研究受到越来越多的重视.另外,目前的研究方向还包括多速率 多用户检测和多用户检测与空时二维信号处理,多载波调制,功率控制等技术的 结合.(6)IPv6 技术

4G 通信系统选择了采用基于 IP 的全分组方式传送数据流,因此 IPv6 技术 将成为下一代网络的核心协议.选择 IPv6 协议主要基于以下几点考虑: a)巨大的地址空间.在一段可预见的时期内,它能够为所有可以想像出的 网络设备提供一个全球惟一的地址.b)自动控制.IPv6 还有另一个基本特性就是它支持无状态和有状态两种地 址自动配置方式.无状态地址自动配置方式是获得地址的关键.在这种方式下, 需要配置地址的节点使用一种邻居发现机制来获得一个局部连接地址.一旦得到 这个地址之后,它将用另一种即插即用的机制,在没有任何人工干预的情况下, 获得一个全球惟一的路由地址.c)服务质量.服务质量(QoS)包含几个方面的内容.从协议的角度看,IPv6 与目前的 IPv4 具有相同的 QoS,但是 IPv6 能提供不同的服务.这些优点来自于 IPv6 报头中新增的字段“流标志”.有了这个 20 位长的字段,在传输过程中, 中国的各节点就可以识别和分开处理任何 IP 地址流.尽管对这个流标志的准确 应用还没有制定出有关标准,但将来它无疑将用于基于服务级别的新计费系统.d)移动性.移动 IPv6 在新功能和新服务方面可提供更大的灵活性.每个 移动设备设有一个固定的家乡地址,这个地址与设备当前接入互联网的位置无 关.当设备在家乡以外的地方使用时,通过一个转交地址即可提供移动节点当前

的位置信息.移动设备每次改变位置都要将它的转交地址告诉给家乡地址和它所 对应的通信节点.(7)MIMO 技术

多输入多输出技术(MIM0)是指在基站和移动终端都有多个天线.MIM0 技术 为系统提供空间复用增益和空间分集增益.空间复用是在接收端和发射端使用多 副天线,充分利用空间传播中的多径分量,在同一频带上使用多个子信道发射信 号, 使容量随天线数量的增加而线性增加.空间分集有发射分集和接收分集两类.基于分集技术与信道编码技术的空时码可获得高的编码增益和分集增益, 已成为 该领域的研究热点.MIM0 技术可提供很高的频谱利用率,且其空间分集可显著 改善无线信道的性能,提高无线系统的容量及覆盖范围.7,OFDM 技术在 4G 中的应用 若以技术层面来看,第三代移动通信系统主要是以 CDMA 为核心技术,第四 代 移 动 通 信 系 统 技 术 则 以 正 交 频 分 复 用(Orthogonal Freqency Division Multiplexer,OFDM)最受瞩目,特别是有不少专家学者针对 OFDM 技术在移动通 信技术上的应用,提出相关的理论基础.例如无线区域环路(WLL),数字音讯广 播(DAB)等,都将在未来采用 OFDM 技术,而第四代移动通信系统则计划以 OFDM 为核心技术,提供增值服务.在时代交替之际,旧有系统之整合与升级是产业关心的话题,目前大家谈的 是 GSM 如何升级到第三代移动通信系统;而未来则是 CDMA 如何与 OFDM 技术相结 合.可以预计,CDMA 绝对不会在第四代移动通信系统中消失,而是成为其应用 技术的一部份,或许未来也会有新的整合技术如 OFDM/CDMA 产生,前文所提到的 数字音讯广播,其实它真正运用的技术是 OFDM/FDMA 的整合技术,同样是利用两 种技术的结合.因此未来以 OFDM 为核心技术的第四代移动通信系统,也将会结 合两项技术的优点,一部份将是以 CDMA 的延伸技术.4G, 对比 8, 4G, 3G 对比 8.1 的局限性 3G 的局限性: 第三代移动通信系统是能够满足国际电联提出的 IMT-2000PFPLMTS 系统标 准的新一代移动通信系统,要求具有很好的网络兼容性,能够实现全球范围内多 个不同系统间的漫游,不仅要为移动用户提供话音及低速率数据业务,而且要提 供广泛的多媒体业务.根据 ITU 的标准,世界各大电信公司联盟均己提出了自 己的第三代移动通信系统方案,主要有 W-CDMA,CDMA2000,TD-CDMA 以及我国提 出的拥有自主知识产权的 TD-SCDMA.但 3G 也存在以下几方面的局限性: 不能支持较高的通信速率.3G 虽然标称能达到 2Mbit/s 的速率,但平均速 率只能达到 384 kbit/s.尽管目前 3G 增强型技术不断发展,但其传输速率还有 差距.不能提供动态范围多速率业务.由于 3G 空中接口主流的三种体制 WCDMA, cdma2000,TD-SCDMA 所支持的核心网不具有统一的标准,难以提供具有多种 QoS 及性能的多速率业务.不能真正实现不同频段的不同业务环境间的无缝漫游.由于采用不同频段的 不同业务环境,需要移动终端配置有相应不同的软,硬件模块,而 3G 移动终端 目前尚不能实现多业务环境的不同配置.由于 3G 系统以上的局限性,目前,很 多公司已经开始着手 4G 概念通信系统的研究.的超越之处: 8.2 4G 的超越之处: 与今年年内即将推出的 3G 移动通信服务相比,4G 技术更为复杂,4G 技术在通 信特点方面较 3G 移动通信技术相比,有许多超越之处:(1)4G 移动通信技术的信息传输级数要比 3G 移动通信技术的信息传输级数 要高一个等级,其最大的传输速度将是目前“i-mode”服务的 10000 倍.(2)主要发展数字广带(Broad band)为基础的概念?在“毫米”过程中,传播 条件相对困难,蜂窝小区也会相应小很多,这会引起一系列技术上的难题.(3)灵活性要比 3G 强得多?它能自适应的资源分配,能够处理变化的业务流? 信道条件不同的环境,有很强的自组织性和灵活性.(4)4G 移动通信技术将可让所有移动通信运营商的用户,享受共同的 4G 服 务.(5)该技术应该能根据网络的动态和自行变化的信道条件,使低码与高码的 用户能够共存?这些方面都要比 2G?3G 先进.(6)它能综合固定移动广播网络或其他的一些规则,实现对这些功能体积分 布的控制.(7)该技术将以几项突破性技术为基础,例如一些光纤产品公司用来提高 Internet 主干带宽的技术,它将对无线频率的使用效率比第二代和第三代系统都 高得多.我们相信,在不久的将来 4G 在业务上,功能上,频宽上均有别于 3G,应该将 会是将所有无线服务联合在一起,能在任何地方接入互联网,包括卫星通讯, 定位 定时,数据收集,远程控制等综合功能,移动无线互联网会是无边无际,而预计 两年后 3G 的传输速度上限 2Mbps 很可能会到达饱和, 所以 4G 将会是多功能集成 的宽带流动通讯系统,是宽带接入 IP 的系统.9, 4G 的发展趋势

从 4G 的发展前景看, 0FDM 和智能天线等核心技术外还包含一些相关技术.除(1)交互干扰抑制和多用户识别:待开发的交互干扰抑制和多用户识别技

术应成为 4G 的组成部分.它们以交互干扰抑制的方式引入到基站和移动电话系 统,消除不必要的邻近和共信道用户的交互干扰,确保接收高质量信号.这种组 合将满足更大用户容量和覆盖范围,大大减少网络基础设施的部署,确保服务质 量.(2)可重构性自愈网络:4G 无线网络中将采用智能处理器,可处理节点故 障或基站超载.网络各部分采用基于知识解答装置,可纠正网络故障.(3)微微无线电接收器:未来 4G 中要研究的另一重点,它是嵌入式无线 电.采用此技术,功耗是采用现有技术的 l/10～1/100.(4)无线接入网(RAN):4G 系统高速度,大容量,低比特成本.4G 系统 RAN 的发展趋势是电路交换向基于 IP 分组交换发展,设备分集向网络分集发展.这 种基于 IP 技术的网络架构使得在 3G,4G,W-LAN,固定网之间漫游得以实现, 并支持下一代因特网.10, 10,4G 移动通通信中个人通讯研究 10.1,个人通讯的发展

随着无线和嵌入式技术的不断发展,无线通信网络的重要性日益显著.一个 有发展潜力的 4G 无线个人通信网络(WPN)的框架,应该提供给用户更高的带宽 服务;透明地将技术集成到系统环境中,从而实现位置的无关性;Internet 技 术和新 WLAN 可以很好地协同发展.10.2 10.2 WPN 发展带来的挑战

WPN 所面对的挑战和其他网络非常相似,即目前还很难适用于那些具有有限 资源的小型移动设备.这一点可以体现在以下这些特殊的需求上.(1)比特率和设备容量的可扩展性将是体系的一部分.实际的网络必须是异构 的而且支持异构网络之间的相互通信.(2)为了支持不同网络之间的通信,面向无线节点的中间介质间必须依靠从源 节点到目的节点的信息.另外,除了 MANET 路由方案,还应该有一种到基干网络 的透明连接机制.(3)无线 TCP 是当前的一个研究热点,特别是关于 MAC 层和上层之间的通信上.在异构网络环境下,由于不同类型的 MAC 层和物理层的共存,使得这个问题更加 复杂化.(4)另一个基本需求是安全和隐私问题.作为一个必须具有的功能,在无线通 信中更易遭受各种攻击的情况下就变得更具挑战性.在系统设计时完成提供一个 端到端的安全体系是很困难的;如果放到系统建成之后再去加强安全方面的功能 也是非常困难,代价非常的昂贵.(5)网络无处不在以及个性化的发展趋势带来了额外的复杂需求.这样,不仅

仅需提供应用和服务,而且还应该考虑用户的喜好,注重个性化服务.(6)还需要新的控制层来协助中间层通信,完成全局管理任务以及进行一些不 可避免地分层管理工作.欧洲的 IST 协作 R&D 项目――PACWOMAN[2]和 6HOP[3] 正在致力于解决所提到的难题.10.3 10.3 可行解决方案

(1).可扩展性 在 IEEE802.15 中,IEEE802.15.4a 协议组正在设计低容量无线接口,也正 在考虑支持超宽带技术(Ultra-Wideband),但要保证其他的方案如混合 OFDM 也 能良好运行.为了支持 LDR 设备和其他设备的互相连接,除了物理层和链路层, 还有另外一个重要的方面需要考虑.IP 可以被用作一种“粘合”技术,但是 LDR 终端可能不具有这种功能,因为它们可能不是完全 IP 适应的,所以应该开发其 他的方式.一些 LDR 设备是和轻量级的操作系统合为一体的,具有一个简化的 IP 栈.因此对于现实的组合网络,完全 IP 适应方式不是最合适的.相反,我们 假设一个不同的策略,其中一簇 LDR 终端受一个功能比较强大的 LDR 终端控制, 该 LDR 终端的特点是有一个双协议栈,目的是允许 LDR 和外部设备通过传统 IP 通信来相互连接.这种方式需要网络中有许多这样的 LDR 终端.(2).增强 Ad hoc 路由 Ad hoc 网络使得下一代 WPN 网络实现的可能性大大增加.MANET 项目组已经 走出了第一步,通过指定基础协议来支持多跳网络中的通信.但是在包含成百上 千个节点的网络中迫切需要一种通用实现方式,而且具有很好的流动性.需要理 解 ad hoc 路由机制,例如,MIT 已经得出了一些有趣的调查结果,结果表明有 时候“最短的路径是不足够的” [4];跨层协议优化需要有一个通用的框架,这 个框架允许过过众所周知的接口访问需要的信息.(3).主干网络的互相连接 下一代 WPN 需要全球范围内的无缝连接.用户可以在任何时候任何地点接入 网络,还可以使用最适合的接口.传统的概念上网关是提供连接到主干网络的一 个接口,在 WPN 网络中,网关的概念应该被拓宽,它应具有单独或者群集的 WPN 所固有的移动性.IETF 的 NEMO 工作组认为移动网络是一个具有 Internet 接入 点的独立单元[5].也可以认为它是一个叶子网络,因此不会带来网络阻塞.不 过,无论是使用多个移动路由器还是使用具有多个接口的单个移动路由器,都有 可能是多地址的.将来的网关不仅具有提供和主干网络连接的功能,而且还需要 具有进行用户位置注册和用户位置发现的功能.未来 WPN 具备的另一个特征是, 多地址和在多域环境中的移动性.在不同作用域之间移动时连接能够保持而且连 接路径是最优的,这将产生额外的需求如无线装置资源管理和最优连接线路切 换.(5).协议扩展 WPN 中有必要在无线连接包括遗留系统上提供最好的 IP 性能.但是在一些 网络路径中由于链接的特点,TCP/IP 的性能降低了.PILCIETF 工作组选择提高 性能的代理(PEP)来提高网络路径中 Internet 协议的性能.不同类型的 PEP, 可以依据基本功能来区分.一些 PEP 试图通过修改协议本身来弥补性能.另一些 采用对称/不对称的且对上层透明的扩展方式,通常更有效率和更灵活.包含各

种扩展协议的通用框架提供了较高的灵活性,其适用于各种情况下的连接.然而 这样需要简化协调需求信息共享(跨层的通信和配置)的控制层.另外 PEP 通常 在最后一跳使用,所以多跳通信的出现带来了另外的要求,就是 PEP 能够在多跳 网络中使用.(6).位置发现和用户喜好 未来的服务和应用将根据用户及环境来采取不同的行为, 用户的定位是基本 功能.典型应用的例子很多,如允许环境敏感型服务的建立;到达机场的时候, 在 PDA 上获取计划表以及飞行时间表;在观光时, 获得地点和纪念物的实时信息.如果用户身边有各种不同的设备,而且将计算任务分布到这些设备上执行,为了 使这种想法成为现实, 未来的设备应该能够为应用提供一系列接口来很容易地获 取“周围有什么”和“它可以做什么”等信息.另一方面是先进的智能卡技术可 以用来开发控制板.新的无线个人用户识别模块(WPSIM)可以通过智能卡提供 通用的和个性化的用户,访问,账单,配置和安全等信息.10.4, 10.4,体系结构.4 有必要提供一个通用的平台来保证信息在不同协议层和实体之间传送.PACWOMAN 已经将这个平台命名为 PAN 和 CAN 优化层(PCOL)6HOP 称它为无线 , 适应框架(WAF).PCOL 是一种为 PAN 和 CAN 提出的特定解决方案,而 WAF 更适 用于多跳环境的无线网络.图 1 中给出了 PCOL 和 WAF 的体系结构.10.5,结论 10.5,.5 新的 4G 无线网络是以用户为中心,异构的,自动配置和自适应的网络.为 了达到这些目标,需要对协议栈的不同层以及 WPN 体系结构设计进行大量的研 究.通过对目前工作的研究,本文得出的主要结论是对于重组和重新配置的可能 性不断增长的需求,使得需要解决可伸缩性,ad hoc 路由性能提高,体系间通 信,IP 协议栈扩展以及安全性,位置透明性和用户体验等所带来的挑战.另外, 需要定义控制板,接口以及体系结构的概念.影响 WPN 发展的关键因素是通用的无线接口技术,高复杂度,单纯 ad hoc 路由 协议的不完善以及安全性问题.多跳网络中的 TCP 协议的低性能以及吞吐量的不 稳定性也是所关心的问题.这些课题必须在未来的研究中解决.IST 项目只是局 部解决方案的第一步,要使 WPN 得到普遍应用,还有许多课题需要研究解决.11,我国第四代移动通信的发展 11,我国第四代移动通信的发展

当中国自主知识产权的 3G 标准 TD-SCDMA 产业化的进程越来越快,大规模 使用近在咫尺的时候,国家有关部门已经在密切关注下一代通信技术(4G)的最

新进展,并积极参与有关技术的研发和标准的制定,期望在 4G 上夺得先机.1 月中旬,信产部副部长奚国华等人到广东省进行调研,并参观了华为,中 兴等通信企业.知情人士透露,在 1 月 11 日的有关会议上,奚国华提出希望华 为,中兴能积极参与到下一代标准的制定,并组建“4G 标准联盟”.11.1,以 3G 的战略发展 4G.1, 来自广东省通信管理局的消息显示,奚国华在座谈会上对华为,中兴提出要 求, “密切跟踪新技术的发展动态和市场应用,加大对下一代标准的研究,加强 自主创新的力度.”有参会知情人士表示,政府的态度是希望“4G 按照 3G 的思 路发展”.按照我国目前 TD 的发展思路,1998 年,大唐提出 TD 标准并提交国际电信 联盟(ITU),2000 年 TD 被国际电联定为 3G 候选标准;2002 年在国家多个部委 的支持下, 国内八大企业联合成立了 TD 产业联盟, 开始了 TD 的产业化推进工作;2006 年 1 月,TD 被信产部定为国内 3G 的行业标准,也就是国家标准.从标准的制定到产业化的推进,TD 经历了漫长的等待.上述会议知情人士 表示,在 1G 时代,我国根本没有自主专利,2G 我国基本是从产业末端介入,3G 则是从技术标准制定末端介入.由于现在国内的 4G 研究主要由高校组织,政府 希望能吸取 3G 产业化的经验和教训,从一开始就发动企业参与其中,共同推进 4G 的研发.据《第一财经日报》了解,在 3G 走向商用的同时,国外有关 4G 的研究已经 小有成果,欧盟,日本,韩国都启动了相关计划,三星,西门子,摩托罗拉等企 业以及运营商 NTT DoCoMo 都在研究方面相对领先.据国家 863 计划通信领域专家组成员, 清华信息科学与技术国家实验室副主 任王京介绍,4G 国际标准现在还未确定,2007~2008 年,国际电信联盟将会征集 4G 标准.国家 863 计划组教授郭强表示,在 4G 上,不可能有任何一个国家或者 企业可以掌握全部核心技术,而是各国都有知识产权,中国已经计划在 2007 年 后向国际电联提交 4G 标准.“TD 的产业化大概用了 8 年,4G 的产业化也将是一个漫长的过程.”王京表 示.根据国际电联的 4G 时间表:总体目标及远景已于 2002 年 10 月完成,2006 年~2007 年,完成频谱规划,2010 年左右完成全球统一的标准化工作,2012 年 之后开始逐步商用.11.2,中国 4G 的实际进展.2, 中国现阶段的 4G 研究成果,主要是在上海建立的一个 4G 试验网,2006 年 11 月,该项目通过了国家科技部 863 信息领域组织的验收.业内专家指出,中国建立上海的 4G 试验网就是希望能向国际组织提出自己 的标准,虽然这样仍不能掌握 4G 的核心技术,但只有积极参与 4G 国际标准的制 定,才能逐步迈向产业上游,而不是总在别人后面打工.据介绍,在项目通过验收之后,国家将启动重大专项“新一代宽带移动通信 网” ,包含有 4G 的关键技术研究和标准化工作.为了实现这一目标,从 2005 年 10 月开始,有关方面已经成立了“未来移动 通信论坛” ,挂靠在中国移动通信标准化协会下面,由上海试验网负责人,东南 大学教授尤肖虎担任秘书长,成员包括四大运营商,几大高校,以及大唐电信, 西门子,三星,普天,高通,英特尔,华为,中兴等.论坛成员表示,他们通过未来通信论坛形成一个技术交流平台,如果有了技 术标准,还可以推产业联盟.来自信产部电信研究院的消息称, 有关部门已经在研究 4G 的频谱规划问题, 准备在 10 月召开的国际电联大会上提交.11.3,外资企业的忧虑.3, “如果中国政府真的以 3G 的方式发展 4G,这意味外资企业可获得的参与机 会或者市场份额都会非常有限.一家关注 4G 的国外通信系统设备有关负责人对 ” 记者表示了忧虑.业内人士表示,对 4G 最为关注的外企包括北电,三星,摩托罗拉等,分别 在 3G 以及 Wimax 上拥有较多知识产权的高通和英特尔也“争得不可开交” ,希望 能获得 4G 的主导权.由于中国希望在 3G 标准上拥有自己的知识产权,外资企业认为实际上留给 外企的空间并不多,虽然阿尔卡特,爱立信,诺基亚等企业已经通过建立合资公 司的方式介入了 TD 产业, 但这种参与程度远远不能满足外资企业对中国 3G 市场 份额的渴求.2006 年,北电以 3.2 亿美元的价格将其 UMTS 卖给了阿尔卡特,并正式宣布 退出 3G 市场,转攻 4G.2006 年 11 月,摩托罗拉正式在北京成立无线宽带中国研究中心,摩托罗拉 执行副总裁兼网络及企业通讯事业部总裁格雷格-布朗透露,该研究重点将集中 在 OFDM,MIMO 等涉及 4G 的基础技术方向.12,结束语

4G 是人类有史以来最复杂的技术系统.要顺利全面地实施 4G 通信,还将遇 到一些困难,其发展将面临极大的市场压力.目前世界发达国家正积极进行 4G 技术规格的研究制定,研究包括网络结构,用户切换和漫游等移动环境下的系统 实施方案,从而实现用户的大范围移动.对于现在的人来说,未来的 4G 通信的确显得很神秘,不少人都认为第四代 无线通信网络系统是人类有史以来最复杂的技术系统.总的来说,要顺利,全面 地实施 4G 通信,还将可能遇到一些困难.首先, 人们对未来的 4G 通信的需求是它的通信传输速度将会得到极大提升, 从理论上说最高可达到 100Mbit/s,但手机的速度将受到通信系统容量的限制.据有关行家分析,4G 手机将很难达到其理论速度.其次,4G 的发展还将面临极大的市场压力.有专家预测,在 10 年以后,2G 的多媒体服务将进入第三个发展阶段,此时覆盖全球的 3G 网络已经基本建成, 全球 25%以上的人口使用 3G,到那时,整个行业正在消化吸收第三代技术,对于 4G 技术的接受还需要一个逐步过渡的过程.因此,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,使移动通信从 3G 逐步向 4G 过渡.参 考 文 献

[1]吴伟陵,移动通信中的关键技术,北京邮电大学出版社,2000 [2]谢显中,基于 TDD 的第四代移动通信技术,电子工业出版社,2005 [3]谢新梅,黄俊钦,4G 无线通信系统及其关键技术分析,2003 [4]昊薇,王晟.第四代移动通信系统,电信工程技术与标准化,2002 [5]何琳琳,杨大成,4G 移动通信系统的主要特点和关键技术,移动通信期刊, 2004 [6]刘伟,丁志杰,4G 移动通信系统研究进展与关键技术,中国数据通信期刊, 2004 [7]袁晓超,4G 通信系统关键技术浅析,中国无线电期刊,2005 [8]陈忠民,田增山.浅谈软件无线电技术及其在 4G 中的应用,电信快报,2006

第三篇：移动通信论文

3G与4G技术标准概论

3G是第三代移动通信技术，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。3G是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统，目前3G存在3种标准：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。

1．三种标准的简单介绍

WCDMA，全称为Wideband CDMA，也称为CDMA Direct Spread，意为宽频分码多重存取，这是基于GSM网发展出来的3G技术规范，这套系统能够架设在现有的GSM网络上，对于系统提供商而言可以较轻易地过渡。因此WCDMA具有先天的市场优势。WCDMA已是当前世界上采用的国家及地区最广泛的，终端种类最丰富的一种3G标准，占据全球80%以上市场份额。CDMA2000是由窄带CDMA（CDMA IS95）技术发展而来的宽带CDMA技术，也称为CDMA Multi-Carrier，韩国成为该标准的主导者。这套系统是从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的，可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G，建设成本低廉。虽然CDMA2000的支持者不如W-CDMA多但是CDMA2000的研发技术却是目前各标准中进度最快的，许多3G手机已经率先面世。该标准提出了从CDMAIS95（2G）-CDMA20001x-CDMA20003x（3G）的演进策略。TD—SCDMA全称为Time Division-Synchronous CDMA（时分同步CDMA），该标准是由中国大陆独自制定的3G标准，TD-SCDMA具有辐射低的特点，被誉为绿色3G。该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。，非常适用于GSM系统向3G升级。军用通信网也是TD-SCDMA的核心任务。相对于另两个主要3G标准CDMA2000和WCDMA它的起步较晚，技术不够成熟。

2.三种标准的对比

WCDMA、CDMA2000与TD—SCDMA都属于宽带CDMA技术。宽带CDMA进一步拓展了标准的CDMA概念，在一个相对更宽的频带上扩展信号，从而减少由多径和衰减带来的传播问题，具有更大的容量，可以根据不同的需要使用不同的带宽，具有较强的抗衰落能力与抗干扰能力，支持多路同步通话或数据传输，且兼容现有设备。WCDMA、CDMA2000与TD-SCDMA都能在静止状态下提供2Mbit/s的数据传输速率，但三者的一些关键技术仍存在着较大的差别，性能上也有所不同。

1、双工模式

WCDMA与CDMA2000都是采用FDD(频分数字双工)模式，TD-SCDMA采用TDD(时分数字双工)模式。WCDMA与CDMA2000能够支持移动终端在时速500公里左右时的正常通信，而TD-SCDMA只能支持移动终端在时速120公里左右时的正常通信。TD-SCDMA在高速公路及铁路等高速移动的环境中处于劣势。

2、码片速率与载波带宽

码片速率高能有效地利用频率选择性分集以及空间的接收和发射分集，可以有效地解决多径问题和衰落问题，WCDMA在这方面最具优势。载波带宽方面，带宽越高，支持的用户数就越多，在通信时发生网塞的可能性就越小。在这方面WCDMA具有比较明显的优势。TD-SCDMA系统采用TDD双工模式，因此只需占用单一的1.6M带宽，因而TD-SCDMA对频率资源的利用率是最高的。

3、智能天线技术

智能天线技术是TD-SCDMA采用的关键技术，已由大唐电信申请了专利，目前WCDMA与CDMA2000都还没有采用这项技术。智能天线是一种安装在基站现场的双向天线获取方向性，还可以减少小区间及小区内的干扰。智能天线的这些特性可显著提高移动通信系统的频谱效率。

4、越区切换技术

WCDMA与CDMA2000都采用了越区“软切换”技术，即当手机发生移动或是目前与手机通信的基站话务繁忙使手机需要与一个新的基站通信时，并不先中断与原基站的联系，而是先与新的基站连接后，再中断与原基站的联系。而TD-SCDMA则是采用了越区“接力切换”技术，智能天线可大致定位用户的方位和距离，基站和基站控制器可根据用户的方位和距离信息，判断用户是否移动到应切换给另一基站的临近区域，如果进入切换区，便由基站控制器通知另一基站做好切换准备，达到接力切换目的。

在切换的过程中，需要两个基站间的协调操作。WCDMA无需基站间的同步，通过两个基站间的定时差别报告来完成软切换。CDMA2000与TD-SCDMA都需要基站间的严格同步，因而必须借助GPS等设备来确定手机的位置并计算出到达两个基站的距离。由于GPS依赖于卫星，CDMA2000与TD-SCDMA的网络布署将会受到一些限制，而WCDMA的网络在许多环境下更易于部署，即使在地铁等GPS信号无法到达的地方也能安装基站，实现真正的无缝覆盖。而且GPS是美国的系统，若将移动通信系统建立在GPS可靠工作的基础上，将会受制于美国的GPS政策，有一定的风险。

3.三种标准的优缺点

3G标准的确定 , 也就意味着其采用的一些关键技 术的确定。由于目前 3G采用很多技术的先进性 , 将来 4G在很大程度上将继续沿用 3G的很多关键技术。下 面从 3G和 4G都要采用的核心技术和其他一些关键技 术来对它们进行分析。

3.1 核心技术的比较

在 3G中 ,采用的核心技术是 CDMA 技术;在 4G中 采用 OFDM(正交频分复用)技术。对于 CDMA 技术 ,由 于已经比较成熟 ,这儿就不再做介绍。由于 OFDM技术 是一种可以有效对抗信号间干扰的高速传输技术 , 具 有良好的抗干扰性能 , 所以逐渐在通信领域得到广阔 的运用。由于无线信道传输特性的不理想 ,各类无线和 移动通信普遍存在着符号间干扰(ISI)。对这种符号间 干扰通常采用自适应均衡器来加以克服 , 但是在高速 数字通信系统中 , 为了保证克服符号间干扰 , 往往要求 均衡器的抽头数很大 , 尤其是在城市环境 , 可能使得均 衡器的抽头数上百 , 这样就必然大大增加均衡器的复 杂程度 ,提高设备造价和成本。为了能在下一代移动通 信中有效解决这一问题 ,OFDM技术因其频谱利用率高 和抗多径衰落性能好而被普遍看好 , 以取代复杂而昂 贵的自适应均衡器。近年来 , 由于 DSP技术的飞速发 展 ,OFDM作为一种可以有效对抗符号间干扰的高速传 输技术 ,引起了广泛关注。OFDM技术在未来第四代移 动通信系统中的运用 , 将会使现在普遍使用的自适应 均衡器在 4G中退出历史舞台。

3.2 智能天线

智能天线是一种基于自适应天线原理的移动通信 新技术。它结合了自适应天线技术的优点 ,利用天线阵 列的波束汇成和指向 , 产生多个独立的波束 , 可以自适 应地调整其方向图以跟踪信号的变化。接收时 ,每个阵 元的输入被自适应地加权调整 , 并与其他的信号相加 , 以达到从混合的接收信号中解调出期望信号和抑制干 扰信号的目的 , 它对干扰方向调零以减少甚至抵消干 扰信号。发射时 ,根据从接收信号中获知的 UE信号方 位图 , 通过自适应地调整每个辐射阵元输出的幅度和 相位 , 使得它们的输出在空间迭加而产生指向目标 UE 的赋形波束。智能天线的特点是能够以较低的代价换 得天线覆盖范围、系统容量、业务质量、抗阻塞和抗掉话等性能的提高。智能天线在消除干扰、扩大小区半径、降低系统成 本、提高系统容量等方面具有不可比拟的优越性。正因 为如此 , 在 IMT-2000 家族中 , WCDMA 和 CDMA2000 都希望能够在系统中采用智能天线 , 但是因为其算法 复杂度高 , 因此 , 在 3G 系统标准中 , 仅仅只有 TD-SCDMA 系统采用了这种技术。在 TD-SCDMA 系统中 的上、下行信道使用同一载频 , 上下行射频信道完全对 称 ,从而有利于智能天线的使用(目前仅用于基站)。智 能天线系统由一组天线阵及相连的收发信机和先进的 数字信号处理算法构成。在发送端 ,智能天线根据接收 到的终端到达信号在天线阵产生的相位差 , 利用先进 的数字信号处理算法提取出终端的位置信息 , 根据终 端的位置信息 , 有效地产生多波束赋形 , 每个波束指向 一个特定终端并自动地跟踪终端移动 , 从而有效地减 少了同信道干扰 ,提高了下行容量。空间波束赋形的结 果使得在保持小区覆盖不变的情况下 , 可以极大地降 低总的射频发射功率 , 一方面改善了空间电磁环境 , 另 一方面也降低了无线基站的成本。在接收端 ,智能天线 通过空间选择性分集 , 可大大提高接收灵敏度 , 减少不 同位置同信道用户的干扰 , 有效合并多径分量 , 抵消多 径衰落 ,提高上行容量。在 4G中 , 为了达到高速通信的目的 , 必须更加有 效的使用智能天线。智能天线无法解决的问题是时延 超过码片宽度的多径干扰和高速移动的多普勒效应造成的信道 ,这些问题在 4G中将得到有效的解决。因此 , 在多径干扰严重的高速移动环境下 , 智能天线必须和 其它抗干扰的数字信号处理技术同时使用 , 才可能达 到最佳效果。这些数字信号处理技术包括联合检测、干 扰抵消及 Rake 接收等。

3.3 联合检测

联合检测技术的核心思想就是利用均衡技术 , 将 来自其他用户的 ISI也当作 MAI而一并消除之。系统干 扰包括多径干扰、小区内多用户干扰和小区间干扰。这 些干扰破坏各个信道的正交性 , 降低 CDMA 系统的频 谱利用率。传统的 Rake 接收机技术把小区内的多用户 干扰当作噪声处理 , 而没有利用该干扰不同于噪声干 扰的独有特性。联合检测技术即“多用户干扰”抑制技 术 ,是消除和减轻多用户干扰的主要技术 ,它把所有用 户的信号都当作有用信号处理 , 这样可充分利用用户 信号的扩频码、幅度、定时、延迟等信息 ,从而大幅度降 低多径多址干扰 , 但同时也存在多码道处理过于复杂 和无法完全解决多址干扰等问题。将智能天线技术和 联合检测技术相结合 ,可获得较为理想的效果。在 3 个 3G标准中 , TD-SCDMA 系统采用的低码片速率有利 于各种联合检测算法的实现。4G中的联合检测技术为了获得更加理想的效果 , 可能会采用低码片速率 , 这样有利于将智能天线和联 合检测技术相结合 , 4G的联合检测原理相同于 3G的 原理图 ,如图 2 所示。

3.4 软件无线电

软件无线电是利用数字信号处理软件实现传统上 由硬件电路来完成的无线功能的技术 , 通过加载不同 的软件 ,可实现不同的硬件功能。在 3G和 4G系统中 , 软件无线电可用来实现智能天线、同步检测、载波恢复 和各种基带信号处理等功能模块。可以预料 ,在 4G中 , 软件无线电的使用将会比 3G中更加广阔。其优点主要 表现在 :(1)通过软件方式 ,灵活完成硬件功能;(2)良好的灵活性及可编程性;(3)可代替昂贵的硬件电路 ,实现复杂的功能;(4)对环境的适应性好 ,不会老化;(5)便于系统升级 ,降低用户设备费用。

3.5 功率控制

功率控制技术是 3G系统的核心技术。在 3G中 , CDMA 系统是一个自扰系统 , 所有移动用户都占用相 同带宽和频率 ,“远近效用”问题特别突出。CDMA 功率 控制的目的就是克服“远近效用” , 使系统既能维护高 质量通信 ,又不对其他用户产生干扰。功率控制分为前 向功率控制和反向功率控制 , 反向功率控制又可分为 仅由移动台参与的开环功率控制和移动台、基站同时 参与的闭环功率控制。(l)反向开环功率控制。它是移动台根据在小区中 接收功率的变化 , 调节移动台发射功率以达到所有移 动台发出的信号在基站时都有相同的功率。它主要是 为了补偿阴影、拐弯等效应 , 所以它有一个很大的动态 范围 ,根据 IS-95 标准 ,它至少应该达到正负 32 dB 的 动态范围。(2)反向闭环功率控制。闭环功率控制的设计目标 是使基站对移动台的开环功率估计迅速做出纠正 , 以 使移动台保持最理想的发射功率。(3)前向功率控制。在前向功率控制中 ,基站根据 测量结果调整每个移动台的发射功率 , 其目的是对路 径衰落小的移动台分派较小的前向链路功率 , 而对那 些远离基站的和误码率高的移动台分派较大的前向链 路功率。在 4G系统中 , 功率控制的使用将会比 3G更加精 确 , 移动台和基站都将同时使用功率控制 , 现在 3G中 比较显著的“远近效用”问题 ,通过 4G的严格的功率控 制将得到比较圆满的解决。3.6 Turbo 编/ 译码(Turbo Encode/ Decode)自从 1993 年 C·Berrou 等学者在国际通信会议上 提出 Turbo 码以来 , 有关 Turbo 码设计及其性能的研究 已成为国际信息与编码理论界最为重要的研究领域之 一。Turbo 码在低信噪比下所表现出的近Shannon 限的 性能 , 使得它在深空通信、移动通信等系统中有广阔的 应用前景。Turbo 码之所以具有如此诱人的性能 , 主要 是由于 Turbo 码译码器采用了软输出迭代译码算法 ,充 分利用了译码输出的软信息。另外 , Turbo 码还采用了 伪随机交织器分隔的递归系统卷积码(RSC)作为分量码。交织器除了抗信道突发错误外 ,还改变了码的重量 分布 , 控制编码序列的距离特性 , 使重量谱窄带化 , 从 而使 Turbo 码的整体纠错性能得以提高。鉴于 Turbo 码 的优点 , 3GPP 协议已明确要求所有的系统都应支持 Turbo 编/ 译码。在 4G中 , 虽然现在还没有明确表示采用那种编码 方式 ,但是鉴于 Turbo 码的优越的性能 ,可以预见 ,在未 来的 4G系统中 ,采用 Turbo 码的可能性会很大。

4.4G在我国的发展现状

4G 移动通信技术发展到现在，在移动通信领域占据了重要地位，分析其技术发展现状对于未来改善探索有重要意义。现行应用的 4G 通信技术主要以通信服务为主，比如IPv6为该技术提供统一地址支持，通过自动配置功能实现地址唯一，其高级别的服务能力满足移动用户不同位置同等通信信号的服务质量，保障了信息传输速率与质量；4G 通信技术中 SA（智能天线）技术可有效屏蔽外界干扰信号，保障技术运行的健康环境，还可对相关数据信号做自动跟踪，有利于通信定位服务；OFDM（正交频分复用技术）利用信息算法通过改变正交分割信道完成高速信号的转化，形成具有低速特性的信息流完成信道的合理分配，在增强信号传递能力的同时也保障了高速传输效率，避免了不同信道之间的交叉干扰。的联合运用共同构成了现今的 4G 移动通信技术，引领着当前通信领域行业发展，不仅超越 3G 技术带来更加优越的用户体验，且为通信服务的升级、服务形式多样化提供了更多可能性，是未来移动领域通信技术实践的主要方向。4G 技术当前的基本应用可以从移动通信行业的发展历程中窥见一二，对 4G 技术的应用认知更多的还是集中在通信领域，虽然目前还存在不少问题影响该技术的推广、普及与应用效率，但是假以时日，通过改善探索那些阻碍 4G 技术发展的瓶颈必然会被突破。比如当前移动通信行业备受关注的 4G 通信服务，以移动、电信、联通等为代表的通信运营商在取得 4G 牌照后展开了激烈的市场竞争，几大运营商对于4G 通信技术高度重视，在OTT 业务发展影响下用户黏性的降低意味着 4G 技术应用竞争必然会面临更加严酷的挑战，因此如何与 OTT 业务发展保持平衡、解决收费问题成为了未来竞争的关键，也是真正发挥 4G 通信技术经济价值与社会价值的实践探索核心。4G移动通信技术改善探索鉴于 4G 移动通信技术的诸多优势，在未来其必然有更多的技术突破，对通信行业产生变革式影响，诸多运营商在体验到 4G 技术的巨大发展潜力时无疑将会持续推出更好的通信产品，以改善用户体验，提升通信市场份额，在竞争中占据优势地位。比如移动通信 4G 基站的建立，越来越多的 4G 基站代表着不断提升的通信服务水准，也意味着 4G 技术的应用发展与市场需求、用户体验密切相关，这意味着未来更多的先进技术会被投入到4G研究中，为通信领域行业变革服务。4G 技术将会更好的实现用户的精准识别，在保障技术工作效率的同时，在用户识别方面持续升级，尤其是精准识别的应用，在用户信息管理方面将会发挥更大价值，通过拓展终端设备储存量可逐步缩减基础装置数量，实现网络基站的升级变革。4G 技术在自动报错与修复方面表现出众，通过利用相关处理器完成节点故障处理，避免信号过敏，还可利用自动修复技术及时排除故障，保障通信质量与效率，这也是未来该技术的改革探索重点。4G 技术在抗干扰方面的卓越表现促使通信零干扰成为发展主流，确保了通信质量有利于营造良性的通信环境，是未来技术探索改革的一大侧重点。除此之外，4G 技术在多区域漫游、技术节能降耗等方面的实践探索也是未来持续改革探索的主要方面，最终目的还是为提升通信服务质量与效率，保障用户体验。综上所述，4G 移动通信技术的发展与应用目前正经历着诸多考验，作为一种具有诸多优势的全面通信技术，其发展过程中面临着巨大压力，研究技术应用现状将对于技术未来的改善探索提供了诸多参考助益。

参考资料

[1]百度百科：移动通信，3G [2]李小文、李贵勇、陈贤亮等.第三代移动通信系统、信令及实 现.北京:人民邮电出版社 2003 年

[3] 啜 钢、王文博、常永宇等.移动通信原理与应用.北京:北京 邮电大学出版社 ,2002 年

[ 4] 林金桐、李默芳.移动通信中的关键技术.北京:北京邮电大 学出版社 ,2000 年

第四篇：移动通信论文

《移动通信》

论文

院系：XX专业：通信工程年级班级：XX学号：XX姓名：XXX指导教师：李X设计日期：2011年6月26日

第 1 页

一 移动通信的简介及发展

人类19世纪以前，漫长的历史时期内，人类传递信息主要依靠人力、畜力，也曾使用信鸽或借助烽火等方式来实现。这些通信方式效率极低，都受到地理距离及地理障碍的极大限制。

到19世纪，电报机的出世，推动了通信技术的发展，及以后电话机的问世，通信的发展越来越实用，越来越普及，越来越高端。到现在的个人移动通信。

移动通信就是移动体之间的通信，或移动体与固定物体之间的通信。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。

1、第一代移动通信（1G）

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温游，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，比如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通话质量不高、不能提供数据业务等。

2、第二代移动通信（2G）

主要采用的是数字的时分多址（TDMA）技术和码分多址（CDMA）技术。主要业务是语音，其主特性是提供数字化的话音业务及低速数据业务。它克服了模拟移动通信系统的弱点，话音质量、保密性能得到大的提高，并可进行省内、省际自动漫游。第二代移动通信替代第一代移动通信系统完成模拟技术向数字技术的转变，但由于第二代采用不同的制式，移动通信标准不统一，用户只能在同一制式覆盖的范围内进行漫游，因而无法进行全球漫游，由于第二代数字移动通信系统带宽有限，限制了数据业务的应用，也无法实现高速率的业务如移动的多媒体业务。

3、第三代移动通信（3G）

与从前以模拟技术为代表的第一代和目前正在使用的第二代移动通信技术相比，3G将有更宽的带宽，其传输速度最低为384K，最高为2M，带宽可达5MHz以上。不仅能传输话音，还能传输数据，从而提供快捷、方便的无线应用，如无线接入Internet。能够实现高速数据传输和宽带多媒体服务是第三代移动通信的另个主要特点。第三代移动通信网络能将高速移动接入和基于互联网协议的服务结合起来，提高无线频率利用效率。提供包括卫星在内的全球覆盖并实现有线和无线以及不同无线网络之间业务的无缝连接。满足多媒体业务的要求，从而为用户提供更经济、内容更丰富的无线通信服务。但第三代移动通信仍是基于地面、标准不的区域性通信系统。

4、第四代移动通信（少数地区在使用）

第四代移动通信系统可称为广带（Broadband）接入和分布网络，具有非对称的超过2Mb/s的数据传输能力，数据率超过UMTS，是支持高速数据率（2～20Mb/s）连接的理想模式，上网速度从2Mb/s提高到100Mb/s，具有不同速率间的自动切换能力。第四代移动通信系统是多功能集成的宽带移动通信系统，在业务上、功能上、频带上都与第三代系统不同，将在不同的固定和无线平台及跨越不同频带的网络运行中提供无线服务，比第三代移动通信更接近于个人通信。

二 移动通信的分类

移动通信系统有以下多种分类方法：

（1）按使用对象可分为民用设备和军用设备；

（2）按使用环境可分为陆地通信、海上通信和空中通信；

（3）按多址方式可分为频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)等；

（4）按覆盖范围可分为广域网和局域网；

（5）按业务类型可分为电话网、数据网和多媒体网；

（6）按工作方式可分为同频单工、异频单工、异频双工和半双工；

（7）按服务范围可分为专用网和公用网；

（8）按信号形式可分为模拟网和数字网。

三 现在常用的移动通信系统

（1）无线电寻呼系统：无线电寻呼系统是一种单向通信系统。无线电寻呼系统的用户设备是袖珍式接收机，俗称“BB机”。

（2）蜂窝移动通信系统（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系，并与市话局连接。利用超短波电波传播距离有限的特点，离开一定距离的小区可以重复使用频率，使频率资源可以充分利用。每个小区的用户在1000以上，全部覆盖区的最终容量可达100万户。

（3）无绳电话：对于室内外慢速移动的手持终端的通信，则采用小功率、通信距离近的、轻便的无绳电话机。它们可以经过通信点与市话用户进行单向或双方向的通信。简单的无绳电话机把普通的电话单机分成座机和手机两部分，座机与有线电话网连接，手机与座机之间用无线电连接。这样，允许携带手机的用户可以在一定范围内自由活动时进行通话，因为手机与座机之间不需要用电线连接，故称之为“无绳”电话机。无绳电话是一种以有线电话网为依托的通信方式，也可以说它是有线电话网的无线延伸，具有发射功率小、省电、设备简单、价格低廉、使用方便等优点。

（4）集群移动通信系统（也称大区域制移动通信）：它的特点是只有一个基站，天线高度为几十米至百余米，覆盖半径为30公里，发射功率可高达200瓦。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，也可通过基站与其它移动台及市话用户通信，基站与市话有线网连接。集群移动通信系统采用的基本技术是频率共用技术。其主要做法是：① 把一些由各部门分散建立的专用通信网集中起来，统一建网和管理，并动态地利用分配给它们的有限个频道，以容纳数目更多的用户。

（5）卫星移动通信。利用卫星转发信号也可实现移动通信，对于车载移动通信可采用赤道固定卫星，而对手持终端，采用中低轨道的多颗卫星较为有利。其最大特点是利用卫星通信的多址传输方式，为全球用户提供大跨度、大范围、远距离的漫游和机动、灵活的移动通信服务,是陆地蜂窝移动通信系统的扩展和延伸,在偏远的地区、山区、海岛、受灾区、远洋船只及远航飞机等通信方面更具独特的优越性。卫星移动通信系统,按所用轨道分,可分为静止轨道(GEO)和中轨道(MEO)、低轨道(LEO)卫星移动通信系统。GEO系统技术成熟、成本相对较低,目前可提供业务的GEO系统有INMARSAT系统、北美卫星移动系统MSAT、澳大利亚卫星移动通信系统Mobilesat系统;LEO系统具有传输时延短、路径损耗小、易实现全球覆盖及避开了静止轨道的拥挤等优点,目前典型的系统有Iridium、Globalstar、Teldest等系统;MEO则兼有GEO、LEO两种系统的优缺点,典型的系统有Odyssey、AMSC、INMARSMT-P系统等。另外,还有区域性的卫星移动系统,如亚洲的AMPT、日本的N-STAR、巴西的ECO-8系统等

四 关于第三代移动通信（3G）

1、第三代移动通信（3G）简介

与从前以模拟技术为代表的第一代和目前正在使用的第二代移动通信技术相比，3G将有更宽的带宽，其传输速度最低为384K，最高为2M，带宽可达5MHz以上。不仅能传输话音，还能传输数据，从而提供快捷、方便的无线应用，如无线接入Internet。能够实现高速数据传输和宽带多媒体服务是第三代移动通信的另个主要特点。第三代移动通信网络能将高速移动接入和基于互联网协议的服务结合起来，提高无线频率利用效率。提供包括卫星在内的全球覆盖并实现有线和无线以及不同无线网络之间业务的无缝连接。

TD-SCDMA是由我国提出的拥有自主知识产权的第三代移动通信标准，其研发一直受到国家的高度重视，已成为国内外研究的热点。

2、应用的主要技术

TD-SCDMA采用智能天线、同步CDMA技术、多用户联合检测技术、动态信道分配技术、软件无线电、接力切换等一系列高新技术，具有高频谱利用率、低成本、上下行不对称信道可适用于不对称业务等特点。根据IMT-2000系统的基本标准，第三代移动通信系统主要由4个功能子系统构成，它们是核心网（CN）、无线接入网（RAN）、移动台（MT）和用户识别模块（UIM），且基本对应于GSM系统的交换子系统（SSS）、基站子系统（BBS）、移动台（MS）和SIM卡四部分。其中核心网和无线接入网是第三代移动通信系统的重要内容，也是第三代移动通信标准制订中最难办的技术内容。第三代移动通信系统可以使全球范围内的任何用户所使用的小型廉价移动台，实现从陆地到海洋到卫星的全球立体通信联网，保证全球漫游用户在任何地方、任何时候与任何人进行通信，并能提供具有有线电话的语音质量，提供智能网业务，多媒体、分组无线电、娱乐及众多的宽带非话业务。第三代移动通信系统的特点是：综合了蜂窝、无绳、寻呼、集群、无线扩频、无线接入、移动数据、移动卫星、个人通信等各类移动通信功能，提供了与固定电信网络兼容的高质量业务，支持低速率话音和数据业务，以及不对称数据传输。第三代移动通信系统可以实现移动性、交互性和分布式三大业务，是一个通过微微小区，到微小区，到宏小区，直到“随时随地”连接的全球性卫星网络。下面，我们就来总结第三代移动通信的基本特征和它与第二代移动通信系统的基本区别。

3、第三代移动通信的基本特征

（1）具有全球范围设计的，与固定网络业务及用户互连，无线接口的类型尽可能少和高度兼容性；

（2）具有与固定通信网络相比拟的高话音质量和高安全性；

（3）具有在本地采用2Mb/s高速率接入和在广域网采用384kb/s接入速率的数据率分段使用功能；

（4）具有在2GHz左右的高效频谱利用率，且能最大程度地利用有限带宽；

（5）移动终端可连接地面网和卫星网，可移动使用和固定使用，可与卫星业务共存和互连；

（6）能够处理包括国际互联网和视频会议、高数据率通信和非对称数据传

输的分组和电路交换业务；

（7）支持分层小区结构，也支持包括用户向不同地点通信时浏览国际互联网的多种同步连接；

（8）语音只占移动通信业务的一部分，大部分业务是非话数据和视频信息；

（9）一个共用的基础设施，可支持同一地方的多个公共的和专用的运营公司；

（10）手机体积小、重量轻，具有真正的全球漫游能力；

（11）具有根据数据量、服务质量和使用时间为收费参数，而不是以距离为收费参数的新收费机制。

4、3G的发展前景

(1)与全球发展趋势一样，在技术上将向高速率化、宽带化、IP化方向发展；

(2)网络不断向后3G演进，其中WCDMA是沿着HSDPA、HSUPA和HSPA+演进，TD-SCDMA也是向HSDPA、HSUPA和HSPA+演进，CDMA2000则是向EV-DORevA和RevB演进，当然在这个过程中，如果4G的LTE(UMB)发展迅速，也可能国内运营商会跳过某一阶段，直接向前演进；

(3)对比韩、日的成功经验，3G数据业务在中国的发展具有强劲的用户基础，未来发展前景明确，预计运营商在未来几年增值业务（数据业务）收入占比将快速增长；

(4)2G和3G网络将长期共存，尤其在发展初期，2G/3G双模手机将成为重要过渡期产品；

(5)若干年后，3G用户发展将进入高峰期，2G用户向3G用户迁移的高峰期也将出现，预计5年内将有一半的移动用户成为3G用户；

（6）中国3G的发展将极大地推动全球3G的发展，2011年将是继2007年之后，全球发展的又一加速期。

五 心得体会

经过本学期对移动通信的学习，我对通信方面有了更多、更广泛地了解，同时也对中国现在移动通信方面的发展情况也有所了解，虽然现在GSM仍在广泛地应用，但发展3G已成趋势，将来还会继续向前发展。

就中国的现状而言，目前三方都涉足3G的研发，中国移动由于其在网络质量、网络覆盖、业务拓展能力、盈利能力、拥有的用户数量和高端用户数量等方面的过于强势，其未来几年的绝对优势地位不会动摇，短期内，电信和联通对移动不会构成大的威胁。但几年以后，真正进入到3G时代，市场竞争格局将可能会出现大的变化，移动的“一家独大”将可能成为历史，如果经营得好，联通最可能借WCDMA崛起。

利益于李亚老师的高度负责，不拘泥于课本，联系实际，讲解到位，同时结合到我们专业的特点，及现在的就业形势，我们才能有幸了解到更多关于未来移动通信方面的发展及动态，才能对自己的专业及毕业后的相关工作信息有更多地认识。

同时我也认识到，移动通信发展及就业前景都很好，但我们仍然要努力搞好基础知识，在以后的工作中还要不断地学习，不断地更新自己的知识，才能不被社会所淘汰，必须要有所学，有所精才行。

第五篇：高职院校移动通信教学改革探究论文（推荐）

摘要:《移动通信》是通信专业很重要的一门专业课，笔者根据高职院校学生及课程特点，从教材选择、教学内容的安排、选择教学方式和手段等多方面进行讨论，期望达到最优的教学效果。

关键词:移动通信;教学;实验

《移动通信》是通信专业学生必学的专业课之一，该课程以《通信原理》、《电工电子技术》等为基础，全面论述了移动通信的关键技术及其系统原理。移动通信是所有大学生在日常学习生活中接触最多也最为熟悉的通信手段，一方面，学生能熟悉运用其相关技术;另一方面，却对其原理不甚了解。教师恰恰可抓住这一特点对学生进行引导性教育，理论联系实际，培养学生对该课程的兴趣。

1．高职院校移动通信技术课程教学存在的主要问题

(1)课程体系没有密切关注通信技术和市场的革命性改变目前，4G无线通信与国际互联网等多媒体通信结合，WAP与WEB结合，形成新一代通信系统。目前我国的大多数高职学校移动通信专业课程体系仍沿用传统的电子产品制作实践体系，基础电子、通信理论体系，无法满足信息市场发展和通信市场技术更新的需求。导致学生学习后，对最新移动通信系统不能形成系统的认知，在通信新设备、新技术的运用方面没有较好的实践动手能力，与通信用人单位的要求有较大差距。

(2)教学模式没有根据学生的兴趣出发

“多媒体+板书”的教学模式目前在广州华商职业学院的日常教学中已得到广泛运用，我校学生可以充分地利用多媒体资源，比如多媒体课件，在传授诸如信号变换或系统网络结构改造课程相关知识时，能够获得更为直观的认识，从而进一步加深对移动通信技术的理解。但是由于移动通信课程教学涉及面较广，尤其是后期的组网、网络测试优化等内容，较为晦涩难懂，仅仅依靠一些多媒体课件或是简单的动画演示，学生往往很难完全弄懂。从中我们不难发现，在整个教学中，老师扮演的是主动的角色，而学生经常是被动的接受者，因此在课程教学中，学生经常是积极性不高。

(3)教材严重偏离教学实际内容

高职毕业的学生，除了掌握必须的课程理论知识之外，还应该具备较为完备的实际解决问题能力。通信课程又是一门非常注重理论结合实际的课程，不仅需要完成的基础移动理论知识，学生还需要积累大量的实验活动经验。现有的移动通信教材通常都是落后于现今的行业实际应用技术，同时也明显脱节于高职教育的特色性，因此学生在毕业时，毕业生所具备的专业技能往往不适应企业发展的需求，从而造成就业困难。

2．提高高职院校移动通信课程教学效果方法探究

(1)通过实践教学提高学生学习兴趣

教学应为一个双向互动的过程，既要发挥教师的主导作用，更要充分调动学生的学习主动性，激发学生的学习兴趣，变被动学习为主动学习。在移动通信技术课程的教学中，教师可根据不同的单元内容组织学生到企业参观学习，如到联通公司参观，请工程技术人员为学生讲授移动通信系统组成与组网技术;到网络公司参观，了解宽带通信技术与光纤传输技术等。在讲授理论知识的同时，结合日常生活中所见的实例加强记忆。通过现场教学增强学生对所学知识的感性认识，加深其对理论教学内容的理解。移动通信技术课程的实践性课时，多为围绕移动台开设的实际操作实验，如SMC的基本焊接、BGA植锡、电源电路的测试、射频接收电路的测试等实验项目，其中SMC的基本焊接、BGA植锡等项目是学生必须熟练掌握的基本技能，需大量时间练习。在课内学时不足的情况下，学院应开放实验室，以满足学生课后学习的需求，从而提高教学效果。

(2)正确认识高职学生的整体素质

随着这些年来我国大学生毛入学率的大量提升，招生规模不断扩大，造成大学生生源质量的不断下降，高职生大多数是高考成绩不理想的学生，进入学生之后学生主动性不高，生活上懒散，这样就给高职教师提出了更新的教学要求。笔者认为，在实际教学中应不断改变教学手段，根据不同的高职生采用不同教学手段。同时在教学中提醒学生应端正学生态度，用心学习，将来有较为理想的就业出路。

(3)不断更新教学内容

为了使高职学生毕业即实现就业，在专业设置上，应实现企业需求的完善对接。及时更新教材上的内容，根据职业需求性量身打造学生的实践教学内容，使学生在毕业之时就能具备有跟得上时代发展步伐、企业实际需求的移动通信技术。笔者根据在行业的多年工作经验，同时进行了大量的调研，及时了解到行业的最新发展动态，编写教材讲义以便不断地充实完善课堂教学内容，让学生学得好、用得上。根据行业重点，有目的、有选择性的讲解理论知识，企业需求什么，笔者在课堂上讲解什么，注重实际操作。

(4)改革考核方式

高职教育的培养目标是教育出用人单位所需的应用型人才，注重于实际操作，而传统的考试评定方法已与市场需求脱节，笔者认为应当考虑取消注重笔试成绩的考核方式，用多层次的综合评定来对学生进行考核。考核内容应当包含:课堂成绩+学生的考勤率+老师随机提问成绩+平时作业成绩+期中、期末考试成绩+平时上机成绩。这样既能保证学生能够做到上课前预习，平时积极回答老师回单，又能督促学生做到重视日常的上机操作。通过这样方式的考核，笔者认为能够促使学生较为全面的掌握理论知识，同时又能不断地提高学生的实际动手能力。结语随着电子和通信行业的发展，移动通信相关的新技术会不断出现，教师在教学之余应多查阅相关资料，多读专业书籍，做到与时俱进，并针对不同时期的学生特点制定相应的教学方案。

参考文献:

［1］王磊．高职移动通信课程改革探索［J］．黄河水利职业技术学院学报，2012(2)．

［2］鲁昆生．移动通信实验［D］．华中科技大学电子与信息工程系，2006，3．