军用4G概念移动通信关键技术发展浅析[合集5篇]

第一篇：军用4G概念移动通信关键技术发展浅析

摘要 ：民用 3G技术目前已经基本成熟 但更为先进的4G 通信技术在军事领域已经逐步的开始运用 本文从民用3G通信技术入手,对民用 3G通信技术和 4G移动通信做了简要的比较 ,并对军用 4G移动通信系统中OFDM 技术、智能天线技术、软件无线电技术、多用户检浏技术、IPv6技术等等关健技术做了分析,以期为我军通信技术的发展提供一定的借鉴。

民用第三代移动通信系统是新一代移动通信系统,其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,不仅要为民用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。随着民用3G技术的深人发展 ,能够广泛运用于军事领域的4G通信技术也逐步成熟起来。可以预测 ,在军事领域4G通信技术将得到全面的运用与发展。1 军用 4G概念通信技术应当具备的主要特点分析

随着信息技术产、网络技术和通信技术的深人发展 ,战场信息传输与通信的容量、质量要求日益提高,为了确保在信息通信的有效与稳定,世界各国专业人士对能够广泛运用于军事领域的4G概念移动通信系统应当具备的主要功能提出①在不同战区的战场上 ,用户可以在任何地点、任何时间以任何方式不受限地接人战场通信网络中 ②战场上不同的移动用户终端可以是所有军种、兵种中任何类型用户 ③在战场上 ,不同任务、不同需求和不同身份的用户可以自由地选择业务、应用和网络 ④通过网络可以实现战场评估、战场预测和作战模拟等相关信息的传输 ⑤新开发的通信技术可以可以较为容易地被嵌人到建成的通信系统和相关系统和业务中。军用4G概念通信系统应当具备的主要技术标准

根据对军用4G通信技术基础战场任务的描述,未来的军用4G通信系统应具备以下的基本条件。

覆盖面广。军用4G通信网络具有良好的覆盖性能,其通信系统具有良好的覆盖并能提供高速可变速率传输,对于不同作战区域的战场、防护工程、指挥控制中心等室内环境,其也可以较好地实施信号搜盖。

智能化强。军用4G通信网络是高度智能化的网络 ,其通过采用智能技术可以将其构建为一个的高度自治、自适应的网络军用 通信系统。同时,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。

无缝链接。军用4G通信网络要能够实现真正的战场无缝信息链接。4G移动通信系统在民用领域要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 在军用领域其无缝链接的要求则更加突出。

传输率高。具有较很高的数据传输速率,在战争中对于作战飞机、高速舰艇、巡航导弹等运用速度达到250km/h劝了 以上的大范围高速移动用户 ,数据速率为 2Mbit/s;对于主战坦克、装甲车辆、自行火炮、防空导弹、大中型舰艇等运动速度为60km/h的中速移动用 ,数据速率为 20Mbit/s;对于战场机器人、作战人员等低速移动用户,数据速率为 100Mbit/s。3 军用4G 概念通信技术开展的几项主要关键技术 3.1无线链路增强技术

军用4G 通信网络中无线链路增强技术可以提高容量和覆盖的无线链路增强主要技术包括分集技术 , 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,或采用多输人多输出(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,能够有效的将战场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。

3.2智能天线技术

军用4G 通信网络中智能天线采用了空时多址 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,将主波束对准关键的战场用户,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。这种技术具有在战场上较好的抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束等功能,被认为是未来军事移动通信的关键技术。现阶段 ,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,在战场上某些特定情况下,其甚至会暴露出错误收敛等缺点。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,很难对某一指定的战场用户进行实际跟踪。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。

3.3正交频分复用(OFDM)技术

军用 4G通信技术是在民用第四代移动通信系统的基础上开发研制出来的,其主要是以 OFDM为核心技术。OFDM技术实际上是多载波调制的一种。其主要设计思想是 将战场通信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,通信网络中的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。在军用 4G通信网络开发的过程中,OFDM技术之所以越来越受关注,是因为 具有频谱利用率高、抗衰落能力强、适合高速数据传输、抗码间干扰(ISI)能力强等诸多独特的优点。

(1)频谱利用率高。军用 4G通信网络中的 OFDM技术频谱利用率高,其频谱效率比串行系统高近一倍,同时,信号的相邻子载波相互重叠 ,其频谱利用率可以接近Nyquist的极限,频谱利用率高是 通信技术的军事通信领域能够得到广泛运用的基础。

(2)抗衰落能力强。军用 4G通信网络中的 技术具有较强的抗衰落能力,其能够把不同的战场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 ODFM对脉冲噪声和信道快衰落的抵抗力更强。

(3)适合高速数据传输。军用 4G通信网络中的 ODFM技术更加适合高速数据传输,其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。另外,ODFM技术加载算法的采用,使得军用4G 通信网络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 ,ODFM技术非常适合战场上进行高速数据传输。(4)抗码间干扰 能力强。军用4G 通信网络中的 ODFM技术具有较强的抗码间干扰 能力。所谓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。在战场上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,而 ODFM技术由于采用了循环前缀,故对抗码间干扰的能力很强。

3.4软件无线电(SDR)技术

在军用4G 通信网络中系统中,若要实现“任何战场用户在任何战区以任何形式接人网络”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。这就意味着在军用4G 通信网络中系统中,软件将会变得非常复杂。为此 ,引人软件无线电技术是一项较为有效的选择。其核心就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,并使宽带刀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。在军用 通信网络众多关键技术中,软件无线电技术是通向未来军用 4G通信网络桥梁。由于各种技术的交迭有利于减少开发风险,所以未来 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。3.5 IPv6 技术

军用 4G通信网络中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 技术将成为下一代网络的核心协议。IPv6协议具有巨大的地址空间,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 IPv6协议可以实现 自动控制,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 IPv6协议移动性好,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地址 ,这个地址与设备当前接人网络的位置无关,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。3.6多用户检测技术

军用4G 通信网络中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。多用户检测技术即同时把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。当前的 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。一般的战场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。

第二篇：移动通信技术发展

移动通信技术的发展

内容摘要：回顾移动通信技术发展史，主要的发展都在近几十年，而且发展的速度越来越快，蓝牙、WAP和GPRS仅仅是目前移动新技术的几个亮点而已。北美国家对3G的发展持观望态度，积极探索窄带备选方案。欧洲、亚洲各国正积极准备着3G的商用。中国目前正在论证3G许可证的发放方式。

移动通信技术的发展：

移动通信技术发展史是怎样的呢?移动通信可以说从无线电通信发明之日就产生了。1897年，M.G.马可尼所完成的无线通信试验就是在固定站与一艘拖船之间进行的，距离为18海里。现代移动通信技术的发展始于本世纪20年代，大致经历了五个发展阶段。

第一阶段从本世纪20年代至40年代，为早期发展阶段。在这期间，首先在短波几个频段上开发出专用移动通信系统，其代表是美国底特律市警察使用的车载无线电系统。该系统工作频率为2MHz，到40年代提高到30～40MHz可以认为这个阶段是现代移动通信的起步阶段，特点是专用系统开发，工作频率较低。

第二阶段从40年代中期至60年代初期。在此期间内，公用移动通信业务开始问世。1946年，根据美国联邦通信委员会(FCC)的计划，贝尔系统在圣路易斯城建立了世界上第一个公用汽车电话网，称为“城市系统”。当时使用三个频道，间隔为120kHz，通信方式为单工，随后，西德(1950 年)、法国(1956年)、英国(1959年)等国相继研制了公用移动电话系统。美国贝尔实验室完成了人工交换系统的接续问题。这一阶段的特点是从专用移动网向公用移动网过渡，接续方式为人工，网的容量较小。

第三阶段从60年代中期至70年代中期。在此期间，美国推出了改进型移动电话系统(1MTS)，使用150MHz和450MHz频段，采用大区制、中小容量，实现了无线频道自动选择并能够自动接续到公用电话网。德国也推出了具有相同技术水平的B网。可以说，这一阶段是移动通信系统改进与完善的阶段，其特点是采用大区制、中小容量，使用450MHz频段，实现了自动选频与自动接续。

第四阶段从70年代中期至80年代中期。这是移动通信蓬勃发展时期。1978年底，美国贝尔试验室研制成功先进移动电话系统(AMPS)，建成了蜂窝状移动通信网，大大提高了系统容量。1983年，首次在芝加哥投入商用。同年12月，在华盛顿也开始启用。之后，服务区域在美国逐渐扩大。到 1985年3月已扩展到47个地区，约10万移动用户。其它工业化国家也相继开发出蜂窝式公用移动通信网。日本于1979年推出800MHz汽车电话系统(HAMTS)，在东京、大胶、神户等地投入商用。西德于1984年完成C网，频段为450MHz。英国在1985年开发出全地址通信系统(TACS)，首先在伦敦投入使用，以后覆盖了全国，频段为900MHz。法国开发出450系统。加拿大推出450MHz移动电话系统MTS。瑞典等北欧四国于1980 年开发出NMT—450移动通信网，并投入使用，频段为450MHz。

第五阶段从80年代中期开始。这是数字移动通信系统发展和成熟时期。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。现在用的大多是第二代技术，第三代技术还不太成功，但已有了第四代技术的设想。第四代移动通信系统（4G）标准比第三代具有更多的功能。

接下来，回到十年前，我们来重点看一下当时第三代移动通信系统在世界各国的发展情况。

1、美国3G系统的发展情况

从近年来北美运营者在发展第３代移动通信系统的做法来看，似乎许多北美国家的运营者在承诺实施第３代或者甚至在测试真正的高速3G技术之前一直持着观望的态度。

GSM2.5G系统比起先前的系统只是在数据传输速率和容量上有所提高，而CDMA方面，2.5G系统不但能将数据速率提高到144kbit/ｓ，而且可以使老式的话音系统的容量提高一倍。CDMA的2.5G系统通常被运营者们称为3G1ｘ。

尽管3G系统在世界范围内已经得到了广泛的认可，但是在成本降到一定程度或需求提高到一定程度之前，美国和加拿大将不会保证提供3G业务。因为确定是否要把网络升级到3G的水平需要运营者解决许多问题。尽管亚洲和西欧在3G技术上已经取得了领先地位，但他们能取得这样的地位也不完全是主动的，容量限制和当地的管制制度等促使这些地区形成现在的格局。

相比之下，美国的运营者仍在为2G网络还债。因此，既然市场上还看不到什么需求，就没有必要担上更多的债务，这也许是美国许多运营者对3G态度暧昧的根本原因。

2、欧洲3G系统的发展情况

欧洲大部分国家第2代通信系统采用的是GSM系统，在移动数据业务市场的推动下，欧洲的运营者们一方面在积极开发新的技术，对现有GSM网络进行升级，以满足目前移动数据市场的需求，同时他们又未雨绸缪，积极为第3代移动通信系统的商用做准备。

(1)英国挑起许可证拍卖的“战火”

近期英国发出第3代牌照，库房进帐350亿美元，惹来欧洲各国的羡慕目光。英国拍卖无线频率的成功经验使欧洲不少国家的财政部门垂涎欲滴，随之纷纷效仿。

(2)德国3G许可证拍出天价

经过激烈的竞争，德国3G系统频率使用权拍卖终于结束，并创下了移动通信频率使用权总拍卖价988亿马克（1马克约合0.46美元）的世界新纪录。比不久前英国拍卖“3G频段”使用权时所创下的世界纪录高出了约35％。除德国的电信巨头外，英国、法国、加拿大、芬兰以及西班牙的无线通信企业也参加了此次竞拍。后来，来自加拿大的企业退出了竞争，而坚持到最后的6家企业终于以平均165拥有了3G频率使用权，谁就能够在未来的无线通信市场中处于有利的地位，这也正是此次德国拍卖3G频率使用权引起如此激烈竞争的重要原因。

(3)意大利先评审，后拍卖

意大利则将施行两阶段开放——先评审，后拍卖，预定发出5张3G许可证。根据意大利政府的设计，在评审阶段，评审的重点在于技术基础建设及容量、服务项目、市场预测及商业目标等。在竞标阶段，目前设定的底价是每张许可证为19.5亿美元，而市场分析认为，业者将进行一场价格的捉迷藏，最后使得拍卖金不断攀升。

(4)瑞典采取保守的态度发放许可证

在欧洲国家普遍以拍卖形式发放3G执照，为国家赚进大把大把钞票之际，瑞典的传统作法就显得十分特别。瑞典政府强调消费者的权利，而坚持走“评审制”，仅收取1.1万美元的权利金，往后每年则按业者营收收取0.15％的权利金，以降低业者经营成本。瑞典预定在2000年9月接受申请，预定在11月发出4张3G许可证，并希望业者能在2002年提供服务。

3、亚洲地区3G系统的发展情况

(1)日本

日本邮政电信部在2000年7月初将下一代移动电话运营牌照发放给了日本电报电话公司移动通信公司（NTT DoCoMo）、J-Phone集团和由DDI移动电话公司与Nippon I do Tsushin公司成立的合资公司。

这3家获准建设第3代移动电话网的企业当中，日本电报电话公司移动通信公司的计划最为超前，这家公司已计划在2001年5月在东京地区开通第一期商业运营业务，到该年底将业务范围扩展到日本第二大和第三大城市，即大阪和名古屋。日本电报电话公司是宽带CDMA技术的主要研发力量。

J-Phone集团作为日本电信的下属企业，计划在2001年12月在东京、大阪和名古屋3地同时开通以宽带CDMA为基础的第3代移动电话网。DDI集团的计划是在2002年开通自己的以CDMA2000为标准的移动网。

（2）韩国

韩国最多将发放4个3G许可证，采用“选秀”方式，投标者包括：移动网运营商Korea Telecom、K Telecom、Shisegi Telecom、Hansol PCS、KTFree-tel 和LG Telecom，以及固定网运营商Dacom、Onse Telecom 和 Hanaro Tele-com，计划于2000年末发放许可证。3G的商业服务将于2002年初开始。

（3）香港

香港计划于2000年发放许可证，商业服务将于2001年开始，将通过“混合的拍卖/选秀”方式发放4～6个许可证。征询阶段于2000年5月22日结束。全球移动电信系统设备与服务市场分析

系统设备与服务市场具有两个特征。

第一，市场总量发展缓慢。由于电信运营业收入及利润增长放缓，电信运营商严格控制成本支出，导致全球系统设备与服务的需求增长缓慢。根据Dell’Oro预测，未来四年的年均复合增长率约为3%。

第二，竞争格局不断变化。由于技术更新放缓、设备成本快速下降，价格竞争成为设备与服务厂商竞争的主要手段，华为和中兴不断地在国际市场上进一步蚕食传统电信设备制造厂商的市场份额。为了应对中兴和华为的竞争压力，传统

设备与服务厂商一方面通过“节流”降低成本，譬如：将其研发与生产加速向中国、印度等低成本国家转移，通过并购抱团取暖；另一方面通过“开源”获得新的收入，譬如：大力挖掘专业服务领域并不断开创新的交易模式，构筑新的竞争壁垒，以获取长期平稳的收入。以“网络托管”为例子，由于ARPU值的持续下降，运营商被迫加大市场开拓力度、扩大市场份额，以数量补质量。设备及系统厂商则接手其设备维护、后台业务支撑系统和相关技术人员。这样一来，设备与服务厂商不仅能够持续获得长期稳定的服务收入，还能够更深入地掌握运营商的市场需求，不断推出适合需求的业务解决方案，从而巩固自身地位。尤其是在ITIME产业生态系统的环境下，是屏蔽竞争对手的杀手锏。与单纯的设备供应相比，“网络托管”需要设备与服务厂商提供技术、财务、供应链等多方面的服务，附加值更高，中国厂商限于条件，目前在这一领域开拓不深。

全球移动终端设备市场分析

终端的增长及功能演进取决于用户数的增长及用户需求。2006-2011年，全球终端的出货量将维持平稳增长，约为7%。

从区域上看，增长率最快的是中东、非洲和西欧，这主要来源于用户数的增长和3G所带来的换机增长；而在总量上，2011年，中国、印度、西欧和亚太合计占到市场总量的60%，比2006年增长三个百分点。

从标准上看，GSM手机仍占主导地位，到2011年将占市场份额的51%，但WCDMA手机的出货量将快速增长，2006-2011年均复合增长率达32%。

从功能上看，多功能手机将占主导地位，2006-2011年均增长10%，到2011年将占市场份额的91%。这也体现了数码产品与电信终端的融合加速。

从价格上看，超低端手机（40美元以下）市场增长迅猛。

从厂商及产品特征看，一方面，诺基亚同时从事终端和系统设备，对电信业务的理解深刻，龙头地位难以撼动；另一方面，越来越多的IT及消费电子厂商进入该领域，显示了咄咄逼人的竞争力。以苹果为例，对消费者需求和流行趋势把握能力极强，市场反应迅速，产品创新速度快，获得了巨大成功。

未来两年，电信设备行业具有两个投资催化剂。

第一，3G网络建设。如果芯片及终端设备能够达到大规模商用的成熟度——我们预测还需要有半年的时间，TD-SCDMA网络建设必然全面铺开。而一旦运营商重组成为现实，WCDMA的网络建设也将提上日程。这对于整个电信设备行业而言都将是一个利好消息。

第二，中央企业整合与上市。目前涉及电信设备制造的中央企业共有11家。包括：原邮电部下属的5家中央企业，原电子工业部下属的4家中央企业4家，以及华侨城（康佳）和中国铁路电信信号集团公司两家主营与电信设备有关的中央企业。其中，原邮电部下属的中央企业尤其值得关注。

总结

对于移动通信的标准及设备生产，第1代通信系统我们是看着国外发展起来的，第2代移动通信系统我们是在网络建设起来之后才开始进行研发，第3代移动通信系统目前尚没有大量进入市场。对于中国，在投入精力积极开拓第2代移动通信市场的同时，要积极为第3代移动通信系统的建设做好充分准备。

第三篇：移动通信技术发展及展望

移动通信技术发展及展望

Mobile communication technology development and

prospects

电子通信与物理学院 专业、班级：通信14-1

报告人：杜超 论文结题时间：2014.1

摘要：在过去的10年中，世界电信发生了巨大的变化，移动通信特别是蜂窝小区的迅速发展，使用户彻底摆脱终端设备的束缚、实现完整的个人移动性、可靠的传输手段和接续方式。进入21世纪，移动通信将逐渐演变成社会发展和进步的必不可少的工具。移动通信技术日新月异,先后经历了第一代、第二代移动通信技术的兴起与淘汰,完成了第三代移动通信技术的快速覆盖与普及,目前正在进行第四代移动通信技术的尝试与推广,以及第五代移动通信技术的研究与探索。相信在越来越先进的科学技术的强有力支持下,以及未来移动数据通信与多媒体业务需求发展的需求下,第四代移动通信技术会给人们带来更加美好的未来。

关键词：移动通信;发展历程;发展趋势

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 录

摘要 关键词

一、第一代移动通信技术......................................................................1二、第二代移动通信技术.....................................................................1

三、第三代移动通信技术......................................................................2四、第四代移动通信技术......................................................................3 1.简介......................................................................................3 2.核心技术................................................................................4 3.网络结构................................................................................7 4.4G特点..................................................................................7 5.4G标准..................................................................................9

五、未来展望——第五代移动通信技术..................................................16

1.发展现状..............................................................................16 2.最新研究成果........................................................................17

六、结束语......................................................................................19 参考文献

一、第一代移动通信技术

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、第二代移动通信技术

第二代移动通信系统(2G)起源于90年代初期。欧洲电信标准协会在1996年提出了GSMPhase2+，目的在于扩展和改进GSMPhase1及Phase2中原定的业务和性能。它主要包括CMAEL(客户化应用移动网络增强逻辑)，S0(支持最佳路由)、立即计费，GSM900／1800双频段工作等内容，也包含了与全速率完全兼容的增强型话音编解码技术，设备采用的是时分多址，而CDMA使用码分扩频技术，先进功率和话音激活至少可提供大于3倍GSM网络容量，业界将CDMA技术作为3G的主流技术，国际电联确定三个无线接口标准，分别是美国CDMA2000，欧洲WCDMA，中国TD-SCDMA。原中国联通的CDMA卖给中国电信，中国电信已经将CDMA升级到3G网络，3G主要特征是可提供移动宽带多媒体业务。

已有538个WCDMA运营商在246个国家和地区开通了WCDMA网络，3G商用市场份额超过80%，而WCDMA向下兼容的GSM网络已覆盖184个国家，遍布全球，WCDMA用户数已超过6亿。

四、第四代移动通信技术

1、简介

第四代移动通信技术（4G）该技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式（严格意义上来讲，LTE只是3.9G，尽管被宣传为4G无线标准，但它其实并未被3GPP认可为国际电信联盟所描述的下一代无线通讯标准IMT-Advanced，因此在严格意义上其还未达到4G的标准。只有升级版的LTE Advanced才满足国际电信联盟对4G的要求）。4G是集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等。4G能够以100Mbps以上的速度下载，比目前的家用宽带ADSL（4兆）快25倍，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着不可比拟的优越性。

可见对于4G系统，由于速率很高，对接收机的性能要求也要高得多。

2.4智能天线技术

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，被认为是未来移动通信的关键技术。智能天线应用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。

2.5MIMO技术

（多输入多输出）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。例如：当接收天线和发送天线数目都为8根，且平均信噪比为20dB时，链路容量可以高达42bps/Hz，这是单天线系统所能达到容量的40多倍。因此，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。在无线频谱资源相对匮乏的今天，MIMO系统已经体现出其优越性，也会在4G移动通信系统中继续应用。

2.6软件无线电技术

软件无线电是将标准化、模块化的硬件功能单元经过一个通用硬

存在的根源。由个别用户产生的多址干扰固然很小，可是随着用户数的增加或信号功率的增大，多址干扰就成为宽带CDMA通信系统的一个主要干扰。传统的检测技术完全按照经典直接序列扩频理论对每个用户的信号分别进行扩频码匹配处理，因而抗多址干扰能力较差；多用户检测技术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信息对单个用户的信号进行检测，从而具有优良的抗干扰性能，解决了远近效应问题，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。随着多用户检测技术的不断发展，各种高性能又不是特别复杂的多用户检测器算法不断提出，在4G实际系统中采用多用户检测技术将是切实可行的。

3、网络结构

4G移动系统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，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。4、4G特点 4.1通信速度快

座位情况显示得清清楚楚，大家可以根据这些信息来进行在线购买自己满意的电影票；4G手机可以被看作是一台手提电视，用来看体育比赛之类的各种现场直播。LG G3支持双卡，支持2014年的主流4G，并内置可拆卸式3000毫安时电池。

4.4兼容性好

要使4G通信尽快地被人们接受，不但考虑的它的功能强大外，还应该考虑到现有通信的基础，以便让更多的现有通信用户在投资最少的情况下就能很轻易地过渡到4G通信。

因此，从这个角度来看，未来的第四代移动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第二代平稳过渡等特点。

4.5频率效率高

相比第三代移动通信技术来说，第四代移动通信技术在开发研制过程中使用和引入许多功能强大的突破性技术，例如一些光纤通信产品公司为了进一步提高无线因特网的主干带宽宽度，引入了交换层级技术，这种技术能同时涵盖不同类型的通信接口，也就是说第四代主要是运用路由技术(Routing)为主的网络架构。

由于利用了几项不同的技术，所以无线频率的使用比第二代和第三代系统有效得多。5、4G标准 5.1 LTE LTE(Long Term Evolution，长期演进)项目是3G的演进，它改进

IMT-Advanced技术征集的需求，是3GPP形成欧洲IMT-Advanced技术提案的一个重要来源。LTE-Advanced是 一个后向兼容的技术，完全兼容LTE，是演进而不是革命，相当于HSPA和WCDMA这样的关系。LTE-Advanced的相关特性如下： 带宽：100MHz 峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps 峰值频谱效率：下行30bps/Hz，上行15bps/Hz 针对室内环境进行优化 有效支持新频段和大带宽应用

峰值速率大幅提高，频谱效率有限的改进

如果严格的讲，LTE作为3.9G移动互联网技术，那么LTE-Advanced作为4G标准更加确切一些。LTE-Advanced的入围，包含 TDD和FDD两种制式，其中TD-SCDMA将能够进化到TDD制式，而WCDMA网络能够进化到FDD制式。移动主导的TD-SCDMA网络期望能够 直接绕过HSPA+网络而直接进入到LTE。

5.3WiMax WiMax：WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，即全球微波互联接入，WiMAX的另一个名字是IEEE 802.16。WiMAX的技术起点较高，WiMax所能提供的最高接入速度是70M，这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍。

对无线网络来说，这的确是一个惊人的进步。WiMAX逐步实现宽带业务的移动化，而3G则实现移动业务的宽带化，两种网络的融合1

其实是最早的4G通信标准，大约出现于2000年。

5.4Wireless MAN WirelessMAN-Advanced：WirelessMAN-Advanced事实上就是WiMax的升级版，即IEEE 802.16m标准，802.16系列标准在IEEE正式称为WirelessMAN，而WirelessMAN-Advanced即为IEEE 802.16m。其中，802.16m最高可以提供1Gbps无线传输速率，还将兼容未来的4G无线网络。802.16m可在“漫游”模式或高效率/强信号模式下提供1Gbps的下行速率。该标准还支持“高移动”模式，能够提供1Gbps速率。

WirelessMAN-Advanced有5种网络数据规格，其中极低速率为16kbps，低数率数据及低速多媒体为144kbps，中速多媒 体为2Mbps，高速多媒体为30Mbps超高速多媒体则达到了30Mbps--1Gbps。

但是该标准可能会被率先被军方所采用，IEEE方面表示军方 的介入将能够促使WirelessMAN-Advanced更快的成熟和完善，而且军方的今天就是民用的明天。不论怎样，WirelessMAN-Advanced得到ITU的认可并成为4G标准的可能性极大。

5.5国际标准

2012年1月18日下午5时，国际电信联盟在2012年无线电通信全会全体会议上，正式审议通过将LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced(802.16m)技术规范确立为IMT-Advanced(俗称“4G”)国际标准，中国主导制定的TD-LTE-Advanced和FDD-LTE-Advance同时并列成为4G国际标准。

度Augere预计2012年2月开始预商用。审议通过后，将有利于TD-LTE技术进一步在全球推广。同时，国际主流的电信设备制造商基本全部支持TD-LTE，而在芯片领域，TD-LTE已吸引17家厂商加入，其中不乏高通等国际芯片市场的领导者。

5.6速率对比

无线蜂窝技术：CDMA2000 1x/EVDo;GSM EDGE;TD-SCDMA HSPA;WCDMA HSPA;TD-LTE;FDD-LTE

4G网络的下行速率能达到100Mbps～150Mbps，比3G快20倍～30倍，上传的速度也能达到20Mbps～40Mbps。这种速率能满足几乎所有用户对于无线服务的要求。有人曾这样比较3G和4G的网速，3G的网速相当于“高速公路”，4G的网速相当于“磁悬浮”。

多模多频芯片

支持LTE/3G多模多频是LTE终端的明确发展方向，也是国内运营商的发展思路。目前国内某些运营商已经公开表示将建设TDD/FDD融合组网，这对多模多频也提出了很高要求。[14] 中国移动也多次强调，TDD/FDD混合组网、支持5模10频、5模12频及Band 41是中国移动发展LTE智能终端的重点。[15]

关于多模多频，业界普遍认为频段不统一是当今全球LTE终端设计的最大障碍——当前，全球2G、3G 和4G LTE网络频段的多样性对移动终端开发构成了挑战。全球2G和3G技术各采用4到5个不同的频段，加上4G LTE，网络频段的总量将近40个。要支持多模多频，首先就需要终端集成能同时支持多种制式和频段的芯片。

第五代移动通信技术（5G）。也是4G之后的延伸，目前正在研究中。目前还没有任何电信公司或标准订定组织（像3GPP、WiMAX论坛及ITU-R）的公开规格或官方文件有提到5G。

第五代移动通信技术，2014年还没有一个具体标准。不过在有消息报道韩国成功研发第五代移动通信技术，手机在利用该技术后无线下载速度可以达到每秒10G。这一新的通信技术名为“流浪本地无线接入”（外语：NOmadic Local Area wireless access、外语缩写：NOLA）。

而作为全球最大的电信设备商华为日前已正式宣布，其目前已经在包括加拿大、英国等地为5G投入200多位研发人员，并将在未来5年内为此继续投资6亿美元。

2.最新研究进展 2.1三星

三星电子计划以2020年实现该技术的商用化为目标，全面研发5G移动通信核心技术。随着三星电子研发出这一技术，世界各国的第五代移动通信技术的研究将更加活跃，其国际标准的出台和商用化也将提速。

据悉，韩国电子通信研究院的专家称，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。韩国电子通信研究院院长称：“我们一直在同其他国家争夺第一个4G标准，现在我们成功研

中国移动表示启动5G研发，分析人士指出，三大运营商均在参与5G研发，一是为了技术跟上时代变化，二是需求快于技术发展。

2.2华为

全球4G建设部署方兴未艾，5G研究开发却悄然开启大幕。在2014年，全球最大的电信设备商华为称，已经在包括加拿大、英国等地为5G投入200多位研发人员，并将在未来5年内为此继续投资6亿美元。

英国Surrey大学5G创新中心主任Rahim Tafazolli表示，到2010年，全球已经有140亿终端连接起来，但当今世界还有90%的东西未被连接，互联网将是未来真正的杀手级应用，而不是大家讨论的音乐、视频等。

按照华为的设想，5G基站网络能力要达到4G的1千倍，移动数据传输率达到10Gbps的级别，并且传输延迟不超过1毫秒。

据介绍, 华为公司为5G设定的目标至少是，一个基站的容量要达到4G的1000倍，消费者端可以获得的速率将是10G。

六、结束语

移动通信在20多年的时间里得到了飞速的发展，给人们的生活方式、工作方式以及社会的政治、经济等各方面都带来了巨大的影响。人类社会进入了高效率的信息化时代，各个方面的业务应用需求呈现爆发式增长，给未来无线移动宽带系统在频率、技术以及运营等各方面都带来了巨大的挑战。

第四篇：移动通信系统概念

移动通信系统
目录[隐藏] 移动通信系统 1 ,蜂窝系统 2 ,集群系统 3 ,卫星通信系统 4,AdHoc 网络系统 5,无线通信网 6,移动通信系统的特点 1 7,相关图书信息内容简介 1 图书目录

[编辑本段 移动通信系统 编辑本段]移动通信系统 编辑本段
移动通信系统主要有蜂窝系统,集群系统,AdHoc 网络系统,卫星通信系统,分 组无线网,无绳电话系统,无线电传呼系统等.

[编辑本段 编辑本段]1 , 蜂窝系统 编辑本段
蜂窝系统是覆盖范围最广的陆地公用移动通信系统.在蜂窝系统中,覆盖区域一 般被划分为类似蜂窝的多个小区.每个小区内设置固定的基站,为用户提供接入和信 息转发服务.移 动用户 之间以及移动用 户和非 移动用户之间的 通信均 需通过基站进 行.基站则一般通过有线线路连接到主要由交换机构成的骨干交换网络.蜂窝系统是 一种有连接网络, 一旦一个信道被分配给某个用户, 通常此信道可一直被此用户使用.蜂窝系统一般用于语音通信.

[编辑本段 编辑本段]2 , 集群系统 编辑本段
集群系统与蜂窝系统类似,也是一种有连接的网络,一般属于专用网络,规模不 大,主要为移动用户提供语音通信.

[编辑本段 编辑本段]3 , 卫星通信系统 编辑本段
卫星通信系统的通信范围最广,可以为全球每个角落的用户提供通信服务.在此 系统中, 卫星起着与基站类似的功能.卫星通信系统按卫星所处位置可分为静止轨道, 中轨道和低轨道3种.卫星通信系统存在成本高,传输延时大,传输带宽有限等不足.

上述移动通信系统都需要有线网络通信基础设施的支持,如基站,交换机,卫星 等.这些设施的建立和运转需要大量的人力和物力,因此成本比较高,同时建设的周 期也长.Ad Hoc 网络不需要基站的支持,由主机自己组网,因此,网络建立的成本 低,同时时间短,一般只要几秒钟或几分钟.上述通信系统中,移动终端之间并不直 接通信,并且移动终端只具备收发功能,不具备转发功能.而 Ad Hoc 网络由移动主 机构成,移动主机之间可以直接通信,而移动主机不仅收发数据,同时还转发数据.此外目前的移动通信系统主要为用户提供语音通信功能,通常采用电路交换,拓扑结 构比较稳定.而 Ad Hoc 网络使用分组转发技术,主要为用户提供数据通信服务,拓 扑结构易于变化.

[编辑本段 , AdHoc 网络系统 编辑本段]4, 编辑本段
Hoc 网络是一种没有有线基础设施支持的移动网络, 网络中的节点均由移动 Hoc 网络最初应用于军事领域,它的研究起源于战场环境下分组无线

Ad

主机构成.Ad

网数据通信项目,该项目由DARPA资助,其后,又在1983年和1994年进行了抗 毁可适应网络SURAN(Survivable Adaptive Networ k)和全球移动信息系统GloMo(Global Information S y

stem)项目的研究.由于无线通信和终端技术的不断发展,Ad Hoc 网络在民 用环境下也得到了发展,如需要在没有有线基础设施的地区进行临时通信时,可以很 方便地通过搭建 Ad Hoc 网络实现.在 Ad Hoc 网络中,当两个移动主机(如图1中的主机A和B)在彼此的通信覆 盖范围内时,它们可以直接通信.但是由于移动主机的通信覆盖范围有限,如果两个 相距较远的主机(如图1中的主机A和C)要进行通信,则需要通过它们之间的移动 主机B的转发才能实现.因此在 Ad Hoc 网络中,主机同时还是路由器,担负着寻找 路由和转发报文的工作.在 Ad Hoc 网络中,每个主机的通信范围有限,因此路由一 般都由多跳组成,数据通过多个主机的转发才能到达目的地.故 Ad Hoc 网络也被称 为多跳无线网络.其结构如图2所示.Ad Hoc 网络可以看作是移动通信和计算机网络的交叉.在 Ad Hoc 网络中,使 用计算机网络的分组交换机制,而不是电路交换机制.通信的主机一般是便携式计算 机,个人数字助理(PDA)等移动终端设备.Ad Hoc 网络不同于目前因特网环境 中的移动 IP 网络.在移动 IP 网络中,移动主机可以通过固定有线网络,无线链路和 拨号线路等方式接入网络,而在 Ad Hoc 网络中只存在无线链路一种连接方式.在移 动 IP 网络中,移动主机通过相邻的基站等有线设施的支持才能通信,在基站和基站(代理和代理)之间均为有线网络,仍然使用因特网的传统路由协议.而 Ad Hoc 网 络没有这些设施的支持.此外,在移动 IP 网络中移动主机不具备路由功能,只是一 个普通的通信终端.当移动主机从一个区移动到另一个区时并不改变网络拓扑结构, 而 Ad Hoc 网络中移动主机的移动将会导致拓扑结构的改变.

[编辑本段 , 无线通信网 编辑本段]5, 编辑本段

分组无线网是一种利用无线信道进行分组交换的通信网络,即网络中传送的信息 要以“分组”或者称“信包”为基本单元.分组是由若干比特组成的信息段.通常包含“包头”和“正文”两部分.包头中含有 该分组的源地址,宿地址和有关路由等信息等.正文是真正需要传送的信息.适用特点:分组无线网特别适用于实时性要求不严和短消息比较多的数据通信.网络结构:星形结构 分布式结构

[编辑本段 , 移动通信系统的特点 编辑本段]6, 编辑本段
1.移动通信必须利用无线电波进行信息传输 移动通信必须利用无线电波进行信息传输 这种传播煤质允许通信中的用户可以在一定范围内自由活动,其位置不受束缚, 不过无线电波的传播特性一般要受到诸多因素的影响.移动通信的 运行环 境十分复杂,电 波不仅 会随着传播距离 的增加 而发生弥散消 耗,并且会受到地形,地物的遮蔽而发生“阴影效应”,而且信号经过多点

反射,会从 多条路径到达接收地点,这种多径信号的幅度,相位和到达时间都不一样,它们互相 叠加会产生电平衰落和时延扩展.移动通信常常在快速移动中进行,这不仅会引起多普勒频移,产生随机调频,而 且会使得电波传输特性发生快速的随机起伏,严重影响通信质量.故移动通信系统须 根据移动信道的特征,进行合理的设计.2, 通信是在复杂的干扰环境中运行的 , 移动通信系统是采用多信道共用技术,在一个无线小区内,同时通信者会有成百 上千,基站会有多部收发信机同时在同一地点工作,会产生许多干扰信号,还有各种 工业干扰和认为干扰.归纳起来有通道干扰,互调干扰,邻道干扰,多址干扰等,以 及近基站强信号会压制远基站弱信号,这种现象称为“远近效应”.在移动通信中,将 采用多种抗干扰,抗衰落技术措施以减少这些干扰信号的影响.3, 移动通信业务量的需求与日俱增 , 移动通信可 以利用 的频谱资源非常 有限, 但不断地扩大移 动通信 系统的通信容 量,始终是移动通信发展中的焦点.要解决这一难题,一方面要开辟和启动新的频段, 另一方面要研究发展新技术和新措施,提高频谱利用率.因此,有限频谱合理分配和 严格管理是有效利用频谱资源的前提,这是国际上和各国频谱管理机构和组织的重要 职责.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 , 根据通信地区的不同需要,移动通信网路结构多种多样,为此,移动通信网络必 须具备很强的管理和控制能力,如用户登记和定位,通信(呼叫)链路的建立和拆除, 信道分配和管理,通信计费,鉴权,安全和保密管理以及用户过境切换和漫游控制等.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 , 移动通信设备(主要是移动台 移动通信设备要求体积小,重量轻,省电,携带方便,操作简单,可靠耐用和维 护方便,还应保证在振动,冲击,高低温环境变化等恶劣条件下能够正常工作.

第五篇：移动通信技术发展分析报告

移动通信技术发展分析报

告

完成人： 学

号：

完成时间：

摘要：移动通信是指通信中的移动一方通过无线的方式在移动状态下进行的通信，这种通信方式可以借助于有线通信网，通过通信网实现与世界上任何国家任何地方任何人进行通信，因此，从某种程度上说，移动通信是无线通信和有线通信的结合。移动通信的发展先后经历了第一代蜂窝模拟通信，第二代蜂窝数字通信，以及未来的第三代多媒体传输、无线Internet等宽带通信，它的最终目标是实现任何人在任何时间任何地点以任何方式与任何人进行信息传输的个人通信 关键词：移动通信

发展与现状

主要关键技术

特点

正文： 移动通信的基本概述：

目前，移动通信已从模拟通信发展到了数字移动通信阶段，并且正朝着个人通信这一更高级阶段发展。1978年底，美国贝尔实验室研制成功先进移动电话系统（AMPS），建成了蜂窝状模拟移动通信网，大大提高了系统容量。与此同时，其它发达国家也相继开发出蜂窝式公共移动通信网。这一阶段的特点是蜂窝移动通信网成为实用系统，并在世界各地迅速发展,这个系统一般被当作是第一代移动通信系统。

从20世纪80年代中期开始，数字移动通信系统进入发展和成熟时期。蜂窝模拟网的容量已不能满足日益增长的移动用户的需求。80年代中期，欧洲首先推出了全球移动通信系统（GSM：Global System for Mobile）。随后美国和日本也相继指定了各自的数字移动通信体制。20世纪90年代初，美国Qualcomm公司推出了窄带码分多址（CDMA：Code-Division Multiple Access）蜂窝移动通信系统，这是移动通信系统中具有重要意义的事件。从此，码分多址这种新的无线接入技术在移动通信领域占有了越来越重要的地位。

现代移动通信是一门复杂的高新技术，不但集中了无线通信和有线通信的最新技术成就，而且集中了网络接收和计算机技术的许多成果。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，几乎集中了有线和无线通信的最新技术成就，普遍应用于社会的各个领域。目前，移动通信已从模拟通信发展到了数字移动通信阶段，并且正朝着个人通信这一更高级阶段发展。无线通信具有跨越时空进行信息沟通的灵活性，以及连接全球的无缝隙覆盖特性，这使它成为最具吸引力的通信方式。2 移动通信的现状与发展概况：

目前我国移动通信的现状可从两个方面来叙述。第一、中国移动通信市场发展状况：近年来，移动通信在全球范围内迅猛发展，数字化和网络化已成为不可逆转的趋势。我国的移动通信业也改革、重组为动力、改善服务质量，加大市场开发力度，保持了快速健康的发展势头。第二、技术门槛高，研发投入资本巨大一直发展缓慢。

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。

21世纪我们将进入信息社会——一个以人为本、更加注重精神粮食的社会，人性、环境和信息将成为这个社会的关键词。因此在21世纪的信息通信系统必须围绕以人为本来进行研究开发。潜在的研究方向包括：如何满足人性的需求和充分利用五个感官（触、尝、听、看、闻）及人工智能；如何通过智能化来补充人的能力；如何通过机器人和可佩带设备来实现新的通信方式；如何克服通信质量的限制来扩大人的空间。

在人类通信中，如何很好地实现感情的相互传递是今后十分重要的课题。虽然可视电话和虚拟现实能够完成用户影像和活动情况的传递，但是对传递感情而言它们是远远不够的。在21世纪，预计移动通信在信息通信领域的发展将达到顶峰，世界各国的用户数将继续增长。移动通信将成为宽带信息通信的使能器，使无所不在的通信成为现实。技术创新和挑战在未来必将接二连三。为了迎接挑战，全世界从事移动通信的研究人员需要互相交流、共同合作，在全球范围内一起推动研发工作和标准化工作的开展，携手共进。3 4G 5G通信及关键技术简介： 3.1 4G 大家知道，所有技术的发展都不可能在一夜之间实现，从GSM、GPRS到第4代，需要不断演进，而且这些技术可以同时存在。我们都知道最早的移动通信电话是采用的模拟蜂窝通信技术，这种技术只能提供区域性话音业务，而且通话效果差、保密性能也不好，用户的接听范围也是很有限。随着移动电话迅猛发展，用户增长迅速，传统的通信模式已经不能满足人们通信的需求，在这种情况下就出现了GSM通信技术，该技术用的是窄带TDMA，允许在一个射频(即‘蜂窝’)同时进行8组通话。它是根据欧洲标准而确定的频率范围在900～1800MHz之间的数字移动电话系统，频率为1800MHz的系统也被美国采纳。GSM是1991年开始投入使用的。到1997年底，已经在100多个国家运营，成为欧洲和亚洲实际上的标准。GSM数字网也具有较强的保密性和抗干扰性，音质清晰，通话稳定，并具备容量大，频率资源利用率高，接口开放，功能强大等优点。不过它能提供的数据传输率仅为9.6kbit/s，和五、六年前用固定电话拨号上网的速度相当，而当时的internet几乎只提供纯文本的信息。而时下正流行的数字移动通信手机是第二代（2G），一般采用GSM或CDMA技术。第二代手机除了可提供所谓“全球通”话音业务外，已经可以提供低速的数据业务了，也就是收发短消息之类。虽然从理论上讲，2G手机用户在全球范围都可以进行移动通信，但是由于没有统一的国际标准，各种移动通信系统彼此互不兼容，给手机用户带来诸多不便。

针对GSM通信出现的缺陷，人们在2000年又推出了一种新的通信技术GPRS，该技术是在GSM的基础上的一种过渡技术。GPRS的推出标志着人们在GSM的发展史上迈出了意义最重大的一步，GPRS在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP和X.25分组数据接入服务。在这之后，通信运营商们又将推出EDGE技术，这种通信技术是一种介于现有的第二代移动网络与第三代移动网络之间的过渡技术，因此也有人称它为“二代半”技术，它有效提高了GPRS信道编码效率的高速移动数据标准，它允许高达384KbPs的数据传输速率，可以充分满足未来无线多媒体应用的带宽需求。EDGE提供了一个从GPRS到第三代移动通信的过渡性方案，从而使现有的网络运营商可以最大限度地利用现有的无线网络设备，在第三代移动网络商业化之前提前为用户提供个人多媒体通信业务。

在新兴通信技术的不断推动之下，象征着3G通信的标志技术WCDMA也将成为未来通信技术的主流。该技术能为用户带来了最高2Mbit/s的数据传输速率，在这样的条件下，现在计算机中应用的任何媒体都能通过无线网络轻松的传递。WCDMA通过有效的利用宽频带，不仅能顺畅的处理声音、图像数据、与互联网快速连接；此外WCDMA和MPEG-4技术结合起来还可以处理真实的动态图像。人们之间沟通的瓶颈将由现在的网络传输速率转变为各种新型应用的提供：如何让无线网络更好的为人们服务而不是给人们带来骚扰，如何让每个人都能从信息的海洋中快速的得到自己需要的信息，如何能够方便的携带、使用各种终端设备，各种终端设备之间如何更好的自动协同工作等等。在上述通信技术的基础之上，无线通信技术最终将迈向4G通信技术时代。

从无线通信系统的发展历程来看，第一代移动通信系统的任务已经达成，而现阶段是第二代移动通信系统的时代，今后十年将会是3G移动通信系统正兴的时期，或许到了十年以后将会是第四代移动通信的天下。但我们不难发现每一个不同的移动通信系统均会有重复性的时间点，大约每十年就有一项技术更新，不过随着通信科技的日新月异，或许转变会更快、时间也会更短。对于移动通信服务业者、系统设备供货商或其他相关产业来说，必须随时注意移动通信技术的变化，以适应市场需求。

4G通信技术并没有脱离以前的通信技术，而是以传统通信技术为基础，并利用了一些新的通信技术，来不断提高无线通信的网络效率和功能的。如果说现在的3G能为我们提供一个高速传输的无线通信环境的话，那么4G通信将是一种超高速无线网络，一种不需要电缆的信息超级高速公路，这种新网络可使电话用户以无线及三维空间虚拟实境连线。

与传统的通信技术相比，4G通信技术最明显的优势在于通话质量及数据通信速度。然而，在通话品质方面，目前的移动电话消费者还是能接受的。随着技术的发展与应用，现有移动电话网中手机的通话质量还在进一步提高。数据通信速度的高速化的确是一个很大优点，它的最大数据传输速率达到100Mbit/s，简直是不可思议的事情。另外由于技术的先进性确保了成本投资的大大减少，未来的4G通信费用也要比目前的通信费用低。随着对带宽的需求的增加，通信技术的发展一度出现2.5G和2.75G的中间过渡代。当3G移动业务刚刚迈出脚步，就出现了支持语音、数据和视频三种格式的传输技术高速下行链路分组接入技术。与此同时，真正意义上的宽带数据速率标准4G概念也开始出现，它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统、互操作的广播网络和卫星系统等，将是多功能集成的宽带移动通信系统，可以提供的数据传输速率高达100Mbit/s甚至更高，也是宽带接入IP系统。从通信技术标准的发展历程来看，可分成四大主线和两大派别。其中四大主线指：3GPP、3GPP2，WiMAX和区域性标准;两大派别指：北美的IEEE802.xx标准和欧洲的3G的UMTS标准。标准的分化加大了低成本建设网络的复杂度。定义可用的频谱资源是另一种分化标准，而且这种分化标准便于引入新的技术。最佳的分配方案就是在全球范围下进行资源的统一分配，但是由于无线规划需要与异构频谱资源的部署相适应，随着频谱需求区域规模的扩大，很难达成统一的无线规划方案。但是我们可以在相同频带内使用不同的标准，前提是终端用户能自由选择无线接入方式。4G的概念和要求?简单而言，4G是一种超高速无线网络，一种不需要电缆的信息超级高速公路。这种新网络可使电话用户以无线形式实现全方位虚拟连接。4G最突出的特点之一，就是网路传输速率达到了前所未有的100Mbit/s，完全能够满足用户的上网需求。4G系统总的技术目标和特点可以概括为：系统应具有更高的数据率、更好的业务质量(QoS)、更高的频谱利用率、更高的安全性、更高的智能性、更高的传输质量、更高的灵活性;4G系统应能支持非对称性业务，并能支持多种业务;4G系统应体现移动与无线接入网和IP网络不断融合的发展趋势。以下从不同的角度讨论4G系统的要求。从网络角度?统一的移动性和安全性管理，要求考虑不同网络对等实体的交互。主要解决的问题是漫游时会话的不间断性和服务的流动性，目前已经出现一些解决方案来完成此项功能，如移动IP技术和会话初始协议(SIP)。端到端的QoS协商支持，涉及到网络层及以上的互联网协议体系。3GPP起草了UMTS网络的综合QoS架构，现在正致力于通用的QoS架构的研究。采用中介服务器进行用户认证、授权和计费。随着IP网络的发展，运营商需要必需为上千并发用户经由不同技术同时接入网络提供AAA服务，还必须能安全地支持跨网AAA服务，且应具有良好的扩展性，这就要求扩展现有AAA协议的功能。鉴此，IETF正着手开发下一代AAA协议，即Diameter协议。Diameter是一个轻型的对等式的AAA协议，采用了改进的重发机制，提高网络可靠性，同时还提供一种新的端到端的安全机制。Diameter新引入的中介服务器向漫游用户提供AAA服务。采用中介服务器可以减少访问网络代理服务器的配置工作量，网络扩展时只需要更新中介服务器的配置，有利于提高协议的可扩展性。Diameter中介服务器从终端角度支持多种通信模式，具有适应能力和重配置能力。终端可以通过自身的重配置来改变接入方式，开放式的软件无线电架构和标准化环境为此提供可能。软件无线电使得系统具有灵活性和适应性，能够适应不同的网络和空中接口。软件无线电技术能支持采用不同空中接口的多模式手机和基站，能实现各种应用的可变QoS。软件无线电技术有助于不同标准和系统的融合。采用软件无线电实现的基站可同时为多个网络服务;当终端移动时，可重新配置，如当移动终端移动到一个采用不同标准的移动系统中时，终端可按照该系统的标准重新自动配置该终端。ABC连接。ABC(AlwaysBestConnected)使终端在不同无线接入网中实现无缝切换，通过给每个用户提供最合适的服务来达到整个网络的最优性能和资源利用率。实现ABC业务的关键技术在于接入网络的选择，影响接入网选择的QoS因子有：可达性、吞吐量、时间集、可靠性、安全性和成本。我们用X代表越小越好的因子集，如功率，误码率等，用Y代表越大越好的因子集，如安全性，可靠性，吞吐量等。Sb代表大于门限值Ts才符合要求的元素集合，如带宽、覆盖面积，Ss代表小于门限值Tb才符合要求的元素集合，如抖动、时延。这样网络选择就可归结为基于约束的优化问题： W1，W2是权重，用户可以通过改变形W1，W2和Ts，Tb的值来选择满足自己要求的接入网，从而实现个性化服务。接入网的发现和选择。在GSM网中，基站通过周期性地广播信号到终端进行业务处理，但在4G异构网络中，由于不同的接入协议和无线技术，需要用到比较复杂的技术，这里提供两种参考方案：一种是使用软件无?线电技术扫描可用网络;另一种是使用无线广播信道广播终端用户所能到达的接入网。从用户角度用户信息管理。在ABC服务中，需要考虑用户的参数选择来决定网络的选择。通过广播自己的配置参数，用户可以接入相同的无线广播信道并发现可达接入网。单识别机制。每个用户分配一个独立于终端和接入网的唯一标识码和动态的移动IP地址，并且运用动态的移动IP地址管理架构方便内部用户交互式地实时通信管理。从业务角度?在有限的接入网和终端资源条件下，业务相对于接入网和终端的适应性以及复杂环境中的业务部署和实施，需要充分利用终端和基础网络的可配置性，才可以使资源利用率达到最优。?可以使用相同的无线广播信道，完成接入网的业务广播和检测功能。这样做有利于业务的快速建立。根据前面提到的ABC技术，网络总是能给用户提供一个在相对区域范围内的最好服务。4G中的IP网络结构IPv6技术?IPv6技术以其巨大的地址空间将在一段可预见的时期内，它能够为所有网络设备提供一个全球唯一的地址。IPv6的基本特性是支持无状态和有状态两种地址自动分配方式，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获得一个局部连接地址。一旦得到这个地址之后，它使用另一种即插即用的机制，在没有任何人工干预的情况下，获得一个全球唯一的路由地址。从协议的角度看，IPv6与目前的IPv4提供相同的QoS，但是IPv6的优点体现在能提供不同的服务。移动IPv6(MIPv6)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，通过一个转交地址来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。在家乡以外的地方，移动设备传送数据包时，通常在IPv6报头中将转交地址作为源地址。IP网络架构?在4G中网络的设计架构将会简化。对于基于IP网络的宽带无线接入，可以有两种设计架构，一种是全IP网络架构。在这种网络设计模型中，基站不仅可以具有信号的物理传输功能，还可以对无线资源进行管理，扮演接入路由器的功能，缺点是会引入较大的开销，尤其是在移动终端进行切换时对移动IP地址进行的配置的过程。另一种是基于子网的IP架构，其中几个相邻基站组成子网接入基于IP接入网的路由器。这时，基站和接入路由器分别负责管理第二层和第三层的协议，当用户在相邻基站间发生切换时，只涉及到第二层的切换协议，不需要改变第三层的移动IP的地址。4G全IP网络基于子网的4GIP网络结束语本文从不同的角度给出了4G概念的定义和要求，同时，我们给出了两种4G中IP网络的接入技术，并且对各自的特点做了比较。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。随着新技术和新需求的不断出现，4G必然会取代3G，成为未来移动通信领域的主导技术。

4G移动系统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，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。这一服务能自适应多个无线标准及多模终端能力，跨越多个运营者和服务，提供大范围服务。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。第四代移动通信系统主要是以正交频分复用（OFDM）为技术核心。OFDM技术的特点是网络结构高度可扩展，具有良好的抗噪声性能和抗多信道干扰能力，可以提供比目前无线数据技术质量更高（速率高、时延小）的服务和更好的性能价格比，能为4G无线网提供更好的方案。例如无线区域环路（WLL）、数字音讯广播（DAB）等，都将采用OFDM技术。4G移动通信对加速增长的广带无线连接的要求提供技术上的回应，对跨越公众的和专用的、室内和室外的多种无线系统和网络保证提供无缝的服务。通过对最适合的可用网络提供用户所需求的最佳服务，能应付基于因特网通信所期望的增长，增添新的频段，使频谱资源大扩展，提供不同类型的通信接口，运用路由技术为主的网络架构，以傅利叶变换来发展硬件架构实现第四代网络架构。移动通信将向数据化，高速化、宽带化、频段更高化方向发展，移动数据、移动IP将成为未来移动网的主流业务。3.2 5G

2013年12月，第四代移动通信(4G)牌照发放，4G技术正式走向商用。与此同时，面向下一代移动通信需求的第五代移动通信(5G)的研发也早已在世界范围内如火如荼地展开。5G研发的进程如何，在研发过程中会遇到哪些问题？ 在移动通信的演进历程中，我国依次经历了“2G跟踪，3G突破，4G同步”的各个阶段。在5G时代，我国立志于占据技术制高点，全面发力5G相关工作。组织成立IMT-2020(5G)推进组，推动重大专项“新一代宽带无线移动通信网”向5G转变，启动“5G系统前期研究开发”等，从5G业务、频率、无线传输与组网技术、评估测试验证技术、标准化及知识产权等各个方面，探究5G的发展愿景。

在5G研发刚刚起步的情况下，如何建立一套全面的5G关键技术评估指标体系和评估方法，实现客观有效的第三方评估，服务技术与资源管理的发展需要，同样是当前5G技术发展所面临的重要问题。

作为国家无线电管理技术机构，国家无线电监测中心(以下简称监测中心)正积极参与到5G相关的组织与研究项目中。目前，监测中心频谱工程实验室正在大力建设基于面向服务的架构(SOA)的开放式电磁兼容分析测试平台，实现大规模软件、硬件及高性能测试仪器仪表的集成与应用，将为无线电管理机构、科研院所及业界相关单位等提供良好的无线电系统研究、开发与验证实验环境。面向5G关键技术评估工作，监测中心计划利用该平台搭建5G系统测试与验证环境，从而实现对5G各项关键技术客观高效的评估。

为充分把握5G技术命脉，确保与时俱进，监测中心积极投入到5G关键技术的跟踪梳理与研究工作当中，为5G频率规划、监测以及关键技术评估测试验证等工作提前进行技术储备。下面对其中一些关键技术进行简要剖析和解读。

移动通信传统工作频段主要集中在3GHz以下，这使得频谱资源十分拥挤，而在高频段(如毫米波、厘米波频段)可用频谱资源丰富，能够有效缓解频谱资源紧张的现状，可以实现极高速短距离通信，支持5G容量和传输速率等方面的需求。

高频段在移动通信中的应用是未来的发展趋势，业界对此高度关注。足够量的可用带宽、小型化的天线和设备、较高的天线增益是高频段毫米波移动通信的主要优点，但也存在传输距离短、穿透和绕射能力差、容易受气候环境影响等缺点。射频器件、系统设计等方面的问题也有待进一步研究和解决。

监测中心目前正在积极开展高频段需求研究以及潜在候选频段的遴选工作。高频段资源虽然目前较为丰富，但是仍需要进行科学规划，统筹兼顾，从而使宝贵的频谱资源得到最优配置。

多天线技术经历了从无源到有源，从二维(2D)到三维(3D)，从高阶MIMO到大规模阵列的发展，将有望实现频谱效率提升数十倍甚至更高，是目前5G技术重要的研究方向之一。

由于引入了有源天线阵列，基站侧可支持的协作天线数量将达到128根。此外，原来的2D天线阵列拓展成为3D天线阵列，形成新颖的3D-MIMO技术，支持多用户波束智能赋型，减少用户间干扰，结合高频段毫米波技术，将进一步改善无线信号覆盖性能。

目前研究人员正在针对大规模天线信道测量与建模、阵列设计与校准、导频信道、码本及反馈机制等问题进行研究，未来将支持更多的用户空分多址(SDMA)，显著降低发射功率，实现绿色节能，提升覆盖能力。

最近几年，同时同频全双工技术吸引了业界的注意力。利用该技术，在相同的频谱上，通信的收发双方同时发射和接收信号，与传统的TDD和FDD双工方式相比，从理论上可使空口频谱效率提高1倍。

全双工技术能够突破FDD和TDD方式的频谱资源使用限制，使得频谱资源的使用更加灵活。然而，全双工技术需要具备极高的干扰消除能力，这对干扰消除技术提出了极大的挑战，同时还存在相邻小区同频干扰问题。在多天线及组网场景下，全双工技术的应用难度更大。

传统的蜂窝通信系统的组网方式是以基站为中心实现小区覆盖，而基站及中继站无法移动，其网络结构在灵活度上有一定的限制。随着无线多媒体业务不断增多，传统的以基站为中心的业务提供方式已无法满足海量用户在不同环境下的业务需求。

D2D技术无需借助基站的帮助就能够实现通信终端之间的直接通信，拓展网络连接和接入方式。由于短距离直接通信，信道质量高，D2D能够实现较高的数据速率、较低的时延和较低的功耗；通过广泛分布的终端，能够改善覆盖，实现频谱资源的高效利用；支持更灵活的网络架构和连接方法，提升链路灵活性和网络可靠性。目前，D2D采用广播、组播和单播技术方案，未来将发展其增强技术，包括基于D2D的中继技术、多天线技术和联合编码技术等。

在未来的5G通信中，无线通信网络正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向演进。随着各种智能终端的普及，数据流量将出现井喷式的增长。未来数据业务将主要分布在室内和热点地区，这使得超密集网络成为实现未来5G的1000倍流量需求的主要手段之一。超密集网络能够改善网络覆盖，大幅度提升系统容量，并且对业务进行分流，具有更灵活的网络部署和更高效的频率复用。未来，面向高频段大带宽，将采用更加密集的网络方案，部署小小区/扇区将高达100个以上。

与此同时，愈发密集的网络部署也使得网络拓扑更加复杂，小区间干扰已经成为制约系统容量增长的主要因素，极大地降低了网络能效。干扰消除、小区快速发现、密集小区间协作、基于终端能力提升的移动性增强方案等，都是目前密集网络方面的研究热点。4 结论

新的移动通信技术的发展是时代的必然选择，而且随着科技的进步，新的技术必定会得到普及，惠及全体人民，是我们的是我们的生活更加方便快捷、称心如意。