浅谈5G移动通信技术发展现状及未来趋势[大全]

第一篇：浅谈5G移动通信技术发展现状及未来趋势[大全]

浅谈5G移动通信技术发展现状及未来趋势

刘远石

（通信工程 1312402-11）

摘要：随着现代社会的快速发展，现代科学技术的发展也日新月异，而通信技术方面的技术变革，更是站在当今发展最快的技术变革行列的前茅。4G移动网络是我国当前正大力推广的移动通信技术，现已发展的十分成熟，而5G移动网络则是面向2020年的第五代移动通信技术。很多国家自2013年起就开始研究5G移动网络，目前我国5G移动网络正处于探索阶段。文章根据我国5G移动网络应用现状，对5G移动网络的发展趋势进行了分析与预测。关键词：5G、移动通信、发展现状、未来趋势 1、5G发展现状及应用前景

随着社会经济以及科学技术的不断发展，移动通信技术也有突飞猛进饿进步和发展。从2G到3G，再到当前的4G，短短几年移动通信技术有质的飞跃。不同类型的通信技术具有各自的发展阶段和技术特点。接下来的通信技术朝什么方向发展，有什么创新技术，这些都是人们对移动通信技术发展的期望和关注点。5G通信技术是接下来发展的趋向，也将成为新一代的的移动通信系统。每一代网络的出现与应用都是对移动网络技术进步的充分肯定与证明。为进一步促进移动网络技术发展，加快新一代5G移动网络的来临，有需要对5G移动网络应用现状与发展趋势进行关注与分析。5G是未来十年的发展方向，在2020年以后将成为第五代的移动通信系统。根据以往的移动通信技术发展的规律分析，5G应具有着超高的频谱利用率及利用能效，在传输速率和资源的利用效率方面，将比现今的4G技术有一个高度和质的提升，在其无线信号的[1]覆盖性能、传输时效、通信安全及用户体验方面也将会有明显的提高和进步。5G移动通信技术和其他无线移动技术有着深入的联系和结合，形成了新一代的全面性的通信网络。满足未来十年互联网移动通信网速的1000倍要求。未来5G移动通信还须很强的灵活性，可实现自动化和智能化的网络调整。移动互联网技术的发展为5G移动通信提供了动力基础。移动互联网将成为未来各种技术的基础性平台。当前的移动通信技术和无线技术将成为5G通信系统的基础，但有着更高的通信传输质量和系统效率的要求。未来5G技术的发展方向将在三个方面得到提升：（1）无线传输效率；（2）通信系统的智能化和系统吞吐率；（3）无线通信频率资源。当前科学信息技术处于新的发展和变革时期，5G技术的发展将有这样的特点：一，更加注重用户的体验，提高和改善通信网络的传输速率、吞吐效率及3D等下能力，将成为5G性能的重要指标；二，完善和健全网络，实现多点、多面、多用户多无线，提高系统性能；三，5G技术将实现无处不在的无线信号覆盖，优化系统的设计目标；四，充分利用高频段频谱资源，实现5G的普遍广泛应用；五，可灵活化的配置5G移动无线通信网络，相关通信运营商科根据实时的流量动态调整网络资源，降低成本和消耗。

5G移动通信技术，已经成为移动通信领域的全球性研究热点。随着科学技术的深入发展，5G移动通信系统的关键支撑技术会得以明确，在未来几年，该技术会进入实质性的发展阶段，即标准化的研究与制定阶段。同时，5G移动通信系统的容量也会大大提升，其途径主要是进一步提高频谱效率、变革网络结构、开发并利用新的频谱资源等。2013年初，欧盟等国家的第7框架计划中启动了关于5G的研发项目，共有29个参加方，我国的华为公司也参与其中。随着该项目的启动，各种5G移动通信技术的研发组织应运而生，如韩国成立的5G技术论坛，中国成立的IMT-2020(5G)推进组等。目前，世界各个国家正积极的就5G移动通信技术的应用需求、关键技术指标、使能技术、候选频段、发展愿景等各个方面进行全面的研讨，以期在2015年召开世界无线电大会时达成共识，在2016年后积极启动关于5G移动通信技术的相关行业标准进程。

移动互联网的快速发展是推动5G移动通信技术发展的主要动力，移动互联网技术是各种新兴业务的基础平台，目前现有的固定互联网络的各种服务业务将通过无线网络的方式提供给用户，后台服务及云计算的广泛应用势必会对5G移动通信技术系统提出较高的要求，尤其是在系统容量要求与传输质量要求上。5G移动通信技术的发展目标主要定位在要密切衔接其他各种无线移动通信技术上，为快速发展的网络通信技术提供全方位和基础性的业务服务。就世界各国的初步估计，包括5G移动通信技术在内的无线移动网络，其在网络业务能力上的提升势必会在三个维度上同步进行：第一，引进先进的[2]无线传输技术之后，网络资源的利用率将在4G移动通信技术的基础上提高至少10倍以上；第二，新的体系结构（如高密集型的小区结构等）的引入，智能化能力在深度上的扩展，有望推进整个无线网络系统的吞吐率提升大概25倍左右；第三，深入挖掘更为先进的频率资源，比如可见光、毫米波、高频段等，使得未来的无线移动通信资源较4G时代扩展4倍左右。为了提升5G移动通信技术的业务支撑能力，其在网络技术方面和无线传输技术方面势必会有新的突破。在网络技术方面，将采用更智能、更灵活的组网结构和网络架构，比如采用控制与转发相互分离的软件来定义网络架构、异构超密集的部署等。在无线传输技术方面，将会着重于提升频谱资源利用效率和挖掘频谱资源使用潜能，比如多天线技术、编码调制技术、多址接入技术等等。

5G移动通信技术的发展，在移动通信技术领域掀起了新一轮的竞争热潮，加快5G技术的研发应用，力求在5G通信领域的商业竞争中脱颖而出，已成为各国信息领域发展的重要任务。5G移动通信技术，必将会得到空前的发展，并给社会的进步带来前所未有的推动力。

2、5G移动通信的核心技术

2.1 非正交多址接入技术

非正交多址技术（Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA）的基本思想是在发送端采用非正交发送，主动引入干扰信息，在接收端通过串行干扰删除（SIC）接收机实现正确解调。NOMA的子信道传输依然采用正交频分复用（OFDM）技术，子信道之间是正交的，互不干扰，但是一个子信道上不再只分配给一个用户，而是多个用户共享。同一子信道上不同用户之间是非正交传输，这样就会产生用户间干扰问题，这也就是在接收端要采用SIC技术进行多用户检测的目的。

2.2 高频段传输技术

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。[3]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。

2.3 超密集组网技术

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。

2.4 大规模 MIMO（multiple input multiple output）技术

现有4G网络的 8 端口多用户MIMO不能满足频谱效率和能量效率的数量级提升需求，而大规模 MIMO系统可以显著提高频谱效率和能量效率。大规模MIMO 技术是MIMO技术的扩展和延伸，其基本特征是在基站侧配置大规模的天线阵列(从几十至几千)，其中基站天线的数量比每个信令资源的设备数量大得多，利用空分多址原理，同时服务多个用户.此外，大规模 MIMO系统中，使用简单的线性预编码和检测方法，噪声和快速衰落对系统的影响将逐渐消失，因此小区内干扰也得到了降低.这些优势使得大规模 MIMO系统成为5G 的一大潜在关键技术。

3、对5G的看法

目前，5G标准正处于技术研究和评估的阶段。2016年，产业界将进一步遴选出5G采用的技术，进行单一技术的仿真与验证，开展系统性的仿真工作及原理验证工作。同时，5G在网络架构上也将产生深刻变化，SDN/NFV技术的引入，将使5G网络能够更灵活、更智能地适合应用需求。5G是基于第四代移动通信的演进，其未来的发展方向必定以“人的体验”为中心，在终端、无线、业务、网络等领域进行融合以及创新。同时，5G在用户感知、获取、参与和控制信息的能力上带来革命性的影响。5G网未来将会结合蜂窝网和局域网的优点，形成一个更加智能、友好的环境。

4、总结

根据移动通信发展规律和本文对5G移动网络发展趋势分析来看，5G移动网络预计将在2020年正式实现商用，以满足未来移动通信用户和移动互联网业务飞速增长的高需求。虽然我国关于5G移动网络的研究尚处于起步阶段，但随着研究力度与深度的逐渐加大，今后几年时间里我国5G移动网络研究工作将进入技术研究的关键时期，从而为5G移动网络的形成打下坚实基础。参考文献

[1]尤肖虎.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].中国科学，2014(5)[2]唐兴.移动通信技术的历史和发展趋势[J].江西通信科技，2010（2）

[3]孔令兵.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].通信电源技术，2015,04：124-125.

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：数控机床技术发展现状及趋势

数控机床技术发展现状及趋势

赵 学 明

（广东工业大学，广东 广州 510006）

摘要：现在世界上很多发达的工业化国家在生产中广泛应用数控机床。随着电子技术和控制技术的飞速发展，当今的数控系统功能已经非常强大，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。随着科学技术的发展，世界先进技术的兴起和不断成熟，对数控技术提出了更高的要求。当今数控机床正在不断采用最新成果，朝着高速化、超精度化、多功能化、智能化、系统化、网络化、高可靠性与环保等方向发展。

关键字：数控机床、技术、现状、发展趋势

引言

从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。

进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。1 数控机床的简单介绍

车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等都是机械加工方法，所谓机械加工，就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状，包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为机床，数控机床就是在普通机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。数控系统是由显示器、控制器伺服、伺服电机、和各种开关、传感器构成。目前世界上最大的三家厂商是：日本法拉克、德国西门子、日本三菱；其余还有法国扭姆、西

班牙凡高等。国内有华中数控、航天数控等。从目前来看，我们国家机床业最薄弱的环节就在数控系统。国内的数控系统刚刚才开始，产业化、质量、技术水平一般，故障率比较高，质量精度一般。因此，高档次的数控系统全都是依赖进口，每年国家需要在此方面花费大量的外汇。给机床装上数控系统后，机床就成了数控机床。当然，普通机床发展到数控机床不只是加装数控系统这么简单，例如：从铣床发展到加工中心，机床结构发生变化，最主要的是加了刀库，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是铣、镗、钻的功能。我们一般所说的数控设备，主要是指数控车床和加工中心。我国数控机床的机遇与挑战

近6年来我国数控机床产量一直处于持续地以年均增长超过30％快速发展，据初步统计2004年数控机床的产量为51860台，同比年增长40.8％，数控机床的消费量约70000余台，同比年增长约30％。数控机床需求的旺盛也促进了2004年内新建的三资和民营机床厂以及数控机床品种的明显增加。但是，另一方面进口的数控机床数量也在逐年同步增加，而且进口数控机床的消费额的增长趋势更快。2004年数控机床的进口数量同比年增长30％，而进口消费额的增长却达52％，从而导致国产数控机床在国内市场消费额中的所占比例已不足30％。之所以出现这一现象，其主要原因在于国内市场对技术和附加值高的高效精密数控机床和高性能大重型数控机床需求增长，要依靠进口解决。大量的高档数控机床的进口，主要由于以下三个领域发展的需求：高新技术和国防工业领域；重大基础装备制造领域。国民经济支柱产业领域等。因此，对于高速超精密数控机床，国内还是欠缺的，主要依赖进口。

但是最近几年国家也加大了对数控机床研发的大力支持。科技部将为数控机床专项研发投入2亿元，主要围绕数控设备支撑技术和航天、交通、能源等方面需要的超大型超精密加工设备。第一个建立在企业的数控机床国家重点实验室已经进入审批阶段。科技部还将组织重大专项研究，在关键功能部件等配套技术和产品研发上取得核心技术。国家的政策支持，产业扶持，这是数控机床业的春天，将会促进我国数控机床朝向世界顶级技术迈进。3 数控机床技术发展的趋势高速度与超精度化

速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接关系到加工效率和产品的质量。高速度、超精度加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会(CIRP)

将其确定为21世纪的中心研究方向之一。特别是在超高速切削、超精密加工技术的实施中，对机床各坐标轴位移速度和定位精度提出了更高的要求；另外，这两项技术指标又是相互制约的，也就是说要求位移速度越高，定位精度就越难提高。

目前，在超高速加工中，车削和铣削的切削速度已达到5000～8000m/min以上；主轴转数在30000转/分(有的高达10万转/分)以上；工作台的移动速度(进给速度)：在分辨率为l微米时，在100m/min(有的到200m/min)以上，在分辨率为0.1um时，在24m/min以上；自动换刀速度在1秒以内；小线段插补进给速度达到12m/min。

在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10um 提高到5um，精密级加工中心则从3～5um，提高到1～1．5um,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0．01um)。2 高可靠性

随着数控机床网络化应用的发展，数控机床的高可靠性已经成为数控系统制造商和数控机床制造商追求的目标。对于每天工作两班的无人工厂而言，如果要求在l6小时内连续正常工作，无故障率在P(t)>99％以上，则数控机床的平均无故障运行时间MTBF就必须大于3000小时。我们只对一台数控机床而言，如主机与数控系统的失效率之比为l0：1(数控的可靠比主机高一个数量级)。此时数控系统的MTBF就要大于33333．3小时，而其中的数控装置、主轴及驱动等的MTBF就必须大于l0万小时。当前国外数控装置的MTBF值已达6000小时以上，驱动装置达30000小时以上，但是，可以看到距理想的目标还有差距。多功能化

在零件加工过程中有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升、降速上，为了尽可能降低这些无用时间，人们希望将不同的加工功能整合在同一台机床上，因此数控机床实现了一机多能，以最大限度地提高设备利用率。另外前台加工、后台编辑的前后台功能，充分提高其工作效率和机床利用率。数控机床还具有更高的通讯功能，现代数控机床除具有通信口，DNC功能外，还具有网络功能。多轴化

随着5轴联动数控系统和编程软件的普及，5轴联动控制的加工中心和数控铣床已经成为当前的一个开发热点，由于在加工自由曲面时，5轴联动控制对球头铣刀的数控编程比较简单，并且能使球头铣刀在铣削3维曲面的过程中始终保持合理的切速，从而显着改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率，而在3轴联动控制的机床无法避免切速接近于零的球头铣刀端部参与切削，因此，5轴联动机床以其无可替代的性能优势已经成为各大机床厂家积极开发和竞争的焦点。

数控机床的网络化，主要指机床通过所配装的数控系统与外部的其它控制系统或上位计算机进行网络连接和网络控制。数控机床一般首先面向生产现场和企业内部的局域网，然后再经由因特网通向企业外部，这就是所谓Internet/Intranet技术。随着网络技术的成熟和发展，最近业界又提出了数字制造的概念。数字制造，是机械制造企业现代化的标志之一，也是国际先进机床制造商当今标准配置的供货方式。

随着信息化技术的大量采用，越来越多的国内用户在进口数控机床时要求具有远程通讯服务等功能。机械制造企业在普遍采用CAD/CAM的基础上，越加广泛地使用数控加工设备。数控应用软件日趋丰富和具有“人性化”。虚拟设计、虚拟制造等高端技术也越来越多地为工程技术人员所追求。通过软件智能替代复杂的硬件，正在成为当代机床发展的重要趋势。在数字制造的目标下，通过流程再造和信息化改造，ERP等一批先进企业管理软件已经脱颖而出，为企业创造出更高的经济效益。柔性化、智能化

数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是：从点(数控单机、加工中心和数控复合加工机床)、线(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段车间独立制造岛、FA)、体(CIMS、分布式网络集成制造系统)的方向发展，另一方面向注重应用性和经济性方向发展。柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段，是各国制造业发展的主流趋势，是先进制造领域的基础技术。其重点是以提高系统的可靠性、实用化为前提，以易于联网和集成为目标；注重加强单元技术的开拓、完善；CNC单机向高精度、高速度和高柔性方向发展；数控机床及其构成柔性制造系统能方便地与CAD、CAM、CAPP、MTS联结，向信息集成方向发展；网络系统向开放、集成和智能化方向发展。

智能化是21世纪制造技术发展的一个大方向。智能加工是一种基于神经网络控制、模糊控制、数字化网络技术和理论的加工，它是要在加工过程中模拟人类专家的智能活动，以解决加工过程许多不确定性的、要由人工干预才能解决的问题。智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量的智能化，如自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作的智能化，如智能化的自动编程，智能化的人机界面等；智能诊断、智能监控，方便系统的诊断及维修等。世界上正在进行研究的智能化切削加工系统很多，其中日本智能化数控装置研究会针对钻削的智能加工方案具有代表性。

21世纪的金切机床必须把环保和节能放在重要位置，即要实现切削加工工艺的绿色化。目前这一绿色加工工艺主要集中在不使用切削液上，这主要是因为切削液既污染环境和危害工人健康，又增加资源和能源的消耗。干切削一般是在大气氛围中进行，但也包括在特殊气体氛围中(氮气中、冷风中或采用干式静电冷却技术)不使用切削液进行的切削。不过，对于某些加工方式和工件组合，完全不使用切削液的干切削目前尚难与实际应用，故又出现了使用极微量润滑(MQL)的准干切削。对于面向多种加工方法/工件组合的加工中心之类的机床来说，主要是采用准干切削，通常是让极微量的切削油与压缩空气的混合物经由机床主轴与工具内的中空通道喷向切削区。在各类金切机床中，采用干切削最多的是滚齿机。结束语

总之，数控(NC)机床技术已成为制造技术的发展基础。数控机床技术的进步和发展为现代制造业的发展提供了良好的条件，促使制造业向着高效、优质以及人性化的方向发展。为了满足制造技术不断发展的需要，NC机床将朝着智能化、网络化、集成化、数字化的方向发展。今后，随着计算技术、测试技术、微电子技术、计算机技术、材料和机械结构等方面的研究和科技的进步，也必将面临着新的挑战。可以预见，随着数控机床技术的发展和数控机床的广泛应用 制造业将迎来一次足以撼动传统制造业模式的深刻革命。

参考文献：

[1] 杨学桐，李冬茹，何文立等．距世纪数控机床技术发展战略研究[M ]．北京：

国家机械工业局，2000．

[2] 王贵明。数控实用技术[M]．北京：机械工业出版社，2000.[3] 惠延波，沙杰等．加工中心的数控编程与操作技术[M]，北京：机械工业出

版社，2003.[4] 王侃夫．数控机床控制技术与系统[M],北京：机械工业出版社，2002．

[5] 黄金秋．基于开放式结构的高性能系统的研制[J]．制造技术与机床，1998(8)

[6] 曹凤．微机数控技术及其应用[M]．成都：电子科技大学出版社，2000．

第四篇：光纤通信技术发展的现状及趋势

光纤通信技术发展的现状及趋势

年级：大一

学号：***

姓名：傅天一

专业：计科

指导老师：

二零一四年五月

摘要：由于光纤通信具有损耗低、传榆频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内人士青睐,发展非常迅速,文章概述光纤通信技术的发展现状,并展望其发展趋势。

关键词：光纤通信技术;趋势;光纤到户;全光网络

一、前 言

1966年,美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表论文,预见了低损耗的光纤能够用于通信,敲开了光纤通信的大门,引起了人们的重视。1970年,美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/km的光纤,光纤通信时代由此开始。光纤通信是以很高频率(1014Hz数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内人士青睐,发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从

1980年到2000年增加了近1万倍,传输速度在过去的10年中大约提高了10倍。

二、光纤通信技术的发展现状

为了适应网络发展和传输流量提高的需求,传输系统供应商都在技术开发上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纤上进行了55x20Gbit/s传输的研究,实现了1.1Tbit/s的传输。NEC公司进行了132x20Gbit/s、120km传输的研究,实现了2.64Thit/s的传输。NTT公司实现了3Thit/s的传输。目前,以日本为代表的发达国家,在光纤传输方面实现了10.96Thit/s(274xGbit/s)的实验系统,对超长距离的传输已达到4000km无电中继的技术水平。在光网络方面,光网技术合作计划(ONTC)、多波长光网络(MONET)、泛欧光子传送重叠网(PHOTON)、泛欧光网络(OPEN)、光通信网管理(MOON)、光城域通信网(MTON)、波长捷变光传送和接入网(WOTAN)等一系列研究项目的相继启动、实施与完成,为下一代宽带信息网络,尤其为承载未来IP业务的下一代光通信网络奠定了良好的基础。

(一)复用技术

光传输系统中,要提高光纤带宽的利用率,必须依靠多信道系统。常用的复用方式有:时分复用(TDM)、波分复用(WDM)、频分复用(FDM)、空分复用(SDM)和码分复用(CDM)。目前的光通信领域中,WDM技术比较成熟,它能几十倍上百倍地提高传输容量。

(二)宽带放大器技术

掺饵光纤放大器(EDFA)是WDM技术实用化的关键,它具有对偏振不敏感、无串扰、噪声接近量子噪声极限等优点。但是普通的EDFA放大带宽较窄,约有35nm(1530~1565nm),这就限制了能容纳的波长信道数。进一步提高传输容量、增大光放大器带宽的方法有:(1)掺饵氟化物光纤放大器(EDFFA),它可实现75nm的放大带宽;(2)碲化物光纤放大器,它可实现76nm的放大带宽;(3)控制掺饵光纤放大器与普通的EDFA组合起来,可放大带宽约80nm;(4)拉曼光纤放大器(RFA),它可在任何波长处提供增益,将拉曼放大器与EDFA结合起来,可放大带宽大于100nm。

(三)色散补偿技术

对高速信道来说,在1550nm波段约18ps(mmokm)的色散将导致脉冲展宽而引起误码,限制高速信号长距离传输。对采用常规光纤的10Gbit/s系统来说,色散限制仅仅为50km。因此,长距离传输中必须采用色散补偿技术。

(四)孤子WDM传输技术

超大容量传输系统中,色散是限制传输距离和容量的一个主要因素。在高速光纤通信系统中,使用孤子传输技术的好处是可以利用光纤本身的非线性来平衡光纤的色散,因而可以显着增加无中继传输距离。孤子还有抗干扰能力强、能抑制极化模色散等优点。色散管理和孤子技术的结合,凸出了以往孤子只在长距离传输上具有的优势,继而向高速、宽带、长距离方向发展。

(五)光纤接入技术

随着通信业务量的增加,业务种类更加丰富。人们不仅需要语音业务,而且高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已得到用户青睐。这些业务不仅要有宽带的主干传输网络,用户接人部分更是关键。传统的接入方式已经满足不了需求,只有带宽能力强的光纤接人才能将瓶颈打开,核心网和城域网的容量潜力才能真正发挥出来。光纤接入中极有优势的PON技术早就出现了,它可与多种技术相结合,例如ATM、SDH、以太网等,分别产生APON、GPON和EPON。由于ATM技术受到IP技术的挑战等问题,APON发展基本上停滞不前,甚至走下坡路。但有报道指出由于ATM交换在美国广泛应用,APON将用于实现FITH方案。GPON对

电路交换性的业务支持最有优势,又可充分利用现有的SDH,但是技术比较复杂,成本偏高。EPON继承了以太网的优势,成本相对较低,但对TDM类业务的支持难度相对较大。所谓EPON就是把全部数据装在以太网帧内传送的网络技术。现今95%的局域网都使用以太网,所以选择以太网技术应用于对IP数据最佳的接入网是很合乎逻辑的,并且原有的以太网只限于局域网,而且MAC技术是点对点的连接,在和光传输技术相结合后的EPON不再只限于局域网,还可扩展到城域网,甚至广域网,EPON众多的MAC技术是点对多点的连接。另外光纤到户也采用EPON技术。

三、光纤通信技术的发展趋势

对光纤通信而言,超高速度、超大容量、超长距离一直都是人们追求的目标,光纤到户和全光网络也是人们追求的梦想。

(一)光纤到户

现在移动通信发展速度惊人,因其带宽有限,终端体积不可能太大,显示屏幕受限等因素,人们依然追求陆能相对占优的固定终端,希望实现光纤到户。光纤到户的魅力在于它有极大的带宽,它是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。随着技术的更新换代,光纤到户的成本大大降低,不久可降到与DSL和HFC网相当,这使FITH的实用化成为可能。据报道,1997年日本NTT公司就开始发展FTTH,2000年后由于成本降低而使用户数量大增。美国在2002年前后的12个月中,FTTH的安装数量增加了200%以上。在我国,光纤到户也是势在必行,光纤到户的实验网已在武汉、成都等市开展,预计2012年前后,我国从沿海到内地将兴起光纤到户建设高潮。可以说光纤到户是光纤通信的一个亮点,伴随着相应技术的成熟与实用化,成本降低到能承受的水平时,FTTH的大趋势是不可阻挡的。

(二)全光网络

传统的光网络实现了节点间的全光化,但在网络结点处仍用电器件,限制了目前通信网干线总容量的提高,因此真正的全光网络成为非常重要的课题。全光网络以光节点代替电节点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性、可扩展性,并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率,网络结构简单,组网非常灵活,可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。当然全光网络的发展并不可能独立于众多通信技术,它必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合。目前全光网络的发展仍处于初期阶段,但已显示出良好的发展前景。从发展趋势上看,形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层,建立纯粹的全光网络,消除电光瓶颈已成未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息网络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。

四、结 语

光通信技术作为信息技术的重要支撑平台,在未来信息社会中将起到重要作用。在国内各研发机构、科研院所、大学的科研人员的共同努力下,我国已研制开发了一些具有自主知识产权的光通信高技术产品,取得了一批重要的研究与应用成果。这些研究工作和突出成果为O-TIME(光时代)计划的实施奠定了坚实的基础,有望在“十一五”期间取得更多的成果,为我国的信息基础设施建设做出贡献。

第五篇：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。