移动通信新技术论文大全11篇

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伴随着移动通信市场的快速发展，用户对更高性能的移动通信系统提出了更高要求，希望享受更为丰富和高速的通信业务。第二代移动通信运营商发展速度趋于缓和而竞争越加激烈，为寻找新的增长点，通过发展数据业务来提高自身的服务质量和业务类型，需要3G的支持。同时由于第二代移动通信无线频率资源日趋紧张，已不能满足长期的通信需求发展需要。

1移动通信的发展历程

第一代移动通信系统是在20世纪80年代初提出的，它完成于20世纪90年代初。第一代移动通信系统是基于模拟传输的，其特点是业务量小、质量差、交全性差、没有加密和速度低。

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)，SO(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，使得话音质量得到了质的改进；半速率编解码器可使GSM系统的容量提高近一倍。在GSMPhase2+阶段中，采用更密集的频率复用、多复用、多重复用结构技术，引入智能天线技术、双频段等技术，有效地克服了随着业务量剧增所引发的GSM系统容量不足的缺陷；自适应语音编码(AMR)技术的应用，极大提高了系统通话质量；GPRS/EDGE技术的引入，使GSM与计算机通信/Internet有机相结合，数据传送速率可达115/384kbit/s，从而使GSM功能得到不断增强，初步具备了支持多媒体业务的能力。尽管2G技术在发展中不断得到完善，但随着用户规模和网络规模的不断扩大，频率资源己接近枯竭，语音质量不能达到用户满意的标准，数据通信速率太低，无法在真正意义上满足移动多媒体业务的需求。

2第三代移动通信系统概述

第三代移动通信业务主要是话音和中低速数据,码率为384kb/s(局域网可达2Mb/s),因而可传送比目前GSM(第二代移动通信)更高码率的信息。随着多媒体业务的发展,2Mb/s的码率将越来越不能满足用户各种新的宽带业务的需要,因此国际上已开始研究第四代移动通信系统,第一步目标是10Mb/s以上。我们国内则尚未启动。因此需尽早开始研究其关键技术。需要解决的关键技术有:宽带多媒体移动通信系统的体系结构,包括频段、多址方法、无线接入技术、软件无线电的硬件和软件、多载波调制和OFDM技术、自适应天线阵、高效信道编码技术(如Turbo码)等。

第三代移动通信系统(3G)，也称IMT2000，是正在全力开发的系统，其最基本的特征是智能信号处理技术，智能信号处理单元将成为基本功能模块，支持话音和多媒体数据通信，它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务，例如高速数据、慢速图像与电视图像等。如WCDMA的传输速率在用户静止时最大为2Mbps，在用户高速移动时最大支持144Kbps，所占频带宽度5MHz左右。但是，第三代移动通信系统的通信标准共有WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同组成一个IMT2000家庭，成员间存在相互兼容的问题，因此已有的移动通信系统不是真正意义上的个人通信和全球通信；再者，3G的频谱利用率还比较低，不能充分地利用宝贵的频谱资源；第三，3G支持的速率还不够高，如单载波只支持最大2Mbps的业务，等等。这些不足点远远不能适应未来移动通信发展的需要，因此寻求一种既能解决现有问题，又能适应未来移动通信的需求的新技术(即新一代移动信:nextgenerationmobilecommunication)是必要的。

第三代移动通信技术的基本特点：(1)全球统一频段,统一标准,全球无缝覆盖和漫游。(2)频谱利用率高。(3)在144kbps(最好能在384kbps)能达到全覆盖和全移动性,还能提供最高速率达2Mbps的多媒体业务。(4)支持高质量话音、分组多媒体业务和多用户速率通信。(5)有按需分配带宽和根据不同业务设置不同服务等级的能力。(6)适应多用户环境,包括室内、室外、快速移动和卫星环境。(7)安全保密性能优良。(8)便于从第二代移动通信向第三代移动通信平滑过渡。(9)可与各种移动通信系统融合,包括蜂窝、无绳电话和卫星移动通信等。(10)终端(手机)结构简单,便于携带,价格较低。

3第四代移动通信系统

4G系统中有两个基本目标：一是实现无线通信全球覆盖；二是提供无缝的高质量无线业务。目前正在构思中的4G通信具有以下特征：（1）网络频谱更宽。要想使4G通信达到100Mbps的传输速率，通信运营商必须在3G网络的基础上进行大幅度的改造，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；（2）通信速度更快。人们研究4G通信的最初目的是为了提高蜂窝电话和其他移动终端访问Internet的速率，因此，4G通信最显著的特征就是它有更快的无线传输速率。据专家估计，第四代移动通信系统的传输速率速率可以达到10M~20Mbps，最高可以达到100Mbps；（3）通信更加灵活。从严格意义上说，4G手机的功能已不能简单划归“电话机”的范畴，因为语音数据的传输只是4G移动电话的功能之一而已。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）智能性更高。第四代移动通信的智能性更高，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手机可以实现许多目前还难以想象的功能；（5）兼容性更平滑。要使4G通信尽快地被人们接收，还应该考虑到让更多的用户在投资最少的情况下较为容易地过渡到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3G平稳过渡等特点。超级秘书网

总之，随着新问题、新要求的不断出现,第四代移动通信技术将会相应地调整、完善和进一步发展。纵观移动通信技术的发展规律和第四代通信技术的优点,我们相信,不远的将来,人们将不受时间、地点限制,可以自由自在地利用移动网络获取和传递信息。从而人们的学习、工作、生活将会发生更深刻的变化。

参考文献:

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2车载式移动医疗通信网络系统设计

2.1业务需求分析

围绕医疗通讯车设置“帐篷医疗点”，帐篷相当于科室，内设医疗设备和电脑等，设备需要通过本地无线网络，访问车内数据中心的医院信息系统、实验室信息系统和影像归档及传输系统。同时，本地桌面会诊、远程医疗及物资管理信息等也需要通过无线网络进行通信。

2.2带宽设计

根据现场救援环境需要，本网络按可承受全网80台业务访问终端进行设计。其中带宽需求最大的是PACS传输、远程视频及本地桌面会诊3个业务；HIS、LIS访问及语音通信等业务带宽需求较小。文件传输保留1.2Mbps带宽，桌面共享平均每方60K。由于终端的局限性，本研究设计语音按8并发、2路视频并发、1路文件传输及5路桌面共享计算，共需带宽设计为4种。

2.3传输距离设计

通常帐篷医疗点围绕在通讯车220m范围以内，相互间距＜60m。在特殊地形地貌的救援现场，系统应能支持扩展1倍的距离，提供400m左右的通信能力。为进一步发挥移动医疗通信车的作用，如与离开一定距离的医护人员进行通信、从山上对山沟下需要救助人员进行现场环境采集等，系统若能提供千米(km)级的无线通信能力则更好，如支持4km长距离的通信，能够使医疗通信系统适应各种救援现场环境下的灵活部署。

3基于LTE和WLAN的无线通信技术

LTE技术，即3.9G无线宽带技术(准4G)，是未来的通信发展趋势和发展目标。基于LTE的无线宽带专网集群系统作为新一代宽带无线移动通讯技术，具备同时传输大容量的下行和上行数据的能力。单站情况下，单小区的下行峰值速率可达到90Mbps，上行峰值速率可达到40Mbps。在4km超长距离下，系统认可提供0.9Mbps的通信带宽。通过强大的宽带数据接入功能，现场人员可以通过无线网络实现远端数据快速查询、现场采集信息便捷上报以及工作电子流现场处理等业务，极大的提高应急救援人员的工作效率。单个CPE的WiFi可覆盖40～90m的范围，＜60m范围的WiFi信号衰减较弱，不影响通信带宽，相邻数个CPE同时存在时WiFi设备可以接入信号最强的CPE中。为保障系统能够提供WLAN无线定位功能，本研究在系统设计时将LTE网络上叠加WLAN网络，形成LTE和WLAN的本地无线网络。AP通过CPE提供的LAN接口接入到网络中，以LTE为管道承载数据通信业务，AP由AC集中管控，上电后可自动部署。采用LTE通信技术能够同时提供基于LTE的集群通信功能，实现清晰、易于操作的语音通话以及语音对讲功能。

4LTE和WLAN安全性分析

医疗信息涉及个人隐私，属于保密信息，故整个系统建设需要充分考虑信息安全。LTE高安全加密集群通信和WLAN无线信号支持WIDS/WIPS无线攻击检测；MAC/802.1x接入认证等保障无线网络安全，能够满足一般民用设计的要求。

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2.1无线数据——生机无限当前移动数据通信发展迅速，被认为是移动通信发展的一个主要方向。近年来出现的移动数据通信主要有两种，一种是电路交换型的移动数据业务，如TACS、AMPS和GSM中的承载数据业务以及GSM系统的HSCSD；另外一种是分组交换型的移动数据业务，如摩托罗拉的DataTAC、爱立信的Mobitex和GSM系统的GPRS。

目前，无线数据业务只占GSM网络全部业务量中的很小一部分，但是在未来的两年中这种状况将开始扭转，并大大改变。1999年以后，随着HSCSD、GPRS等新的高速数据解决方案显露峥嵘，并成为数据应用的新焦点，无线数据将成为运营商经营计划中越来越重要的部分，它预示着未来大量的商业机遇。

（1）应用驱动市场

无线数据业务的主要驱动力在于用户的应用。话音是单一的、易于被大众所接受的业务，然而无线数据则不同，无线数据最初的应用重点放在运输管理这样的专业市场。近期无线数据业务的目标市场是销售人员或现场工程师这样的用户群。从这些先发目标的应用中积累无线数据的经验，并从中受益。

在过去的十年里，传统的生活方式已经在迅速改变，人们更经常性地移动，职业和个人生活之间的分界变得模糊，人们需要不分时间、地点访问很重要的信息。发生在用户身上的这种生活方式的改变将成为驱动无线数据业务发展的重要因素。

（2）因特网的影响

和通信的其他领域一样，无线数据业务的一个最重要的驱动力来自Internet。根据最近的研究，未来两年欧洲的因特网用户数量将翻一番。在我国，因特网用户的年增长率将高达300%，显然用户在运动中接入因特网的需求将会增长。

为了满足接入因特网的需求，一个全球性的开放协议——无线应用协议（WAP）应运而生。WAP为将Internet的信息内容以及增值业务传送到移动终端提供了一种开放的通用标准，实现了IP与GSM网络的桥接，是一个为厂商提供加速市场增长、避免网络割接、保护运营商投资的标准，WAP确保任何与WAP兼容的GSM手机都能工作。

（3）数据速率的发展

GSM承载业务所提供的GSM数据速率最高只能达到9.6kbit／s。国际上1998年引入的高速电路交换数据（HSCSD）技术将实现57kbit／s的数据速率，对要求连续比特率和传输时延小的应用是理想的，如会议电视、电子邮件、远程接入企业的局域网和无线图像。1999年商用化的GPRS是第一个GSM分组数据应用，将实现超过100kbit／s的数据速率。对较短的“突发”类型业务是理想的，如信用卡认证、远程测量和远程事务处理。EDGE（增强数据速率GSM改进模式）使用修改过的GSM调制方式来实现超过300kbit／s的数据速率。EDGE会让GSM运营商特别受益，他们不但可以赢得第三代移动通信的经营执照，还可以提供有竞争力的宽带数据业务。

2.2个人多媒体通信——网络演进的方向

对随时随地话音通信的追求使早期移动通信走向成功。移动通信的商业价值和用户市场得到了证明，全球移动市场以超凡的速度增长。移动通信演进的下一阶段是向无线数据乃至个人移动多媒体转移，这一进展已经开始，并将成为未来重要的增长点。个人移动多媒体将根据地点为人们提供无法想像的、完善的个人业务和无线信息，将对人们工作和生活的各个方面产生影响。在个人多媒体世界里，话音邮件和电子邮件被传送到移动多媒体信箱中；短信将成为带有照片和视频内容的电子明信片；话音呼叫将与实时图像相结合，产生大量的可视移动电话，还将实现移动因特网和万维网浏览。像无线会议电视这样的应用将随处可见，电子商务将蓬勃开展。对于运动中的用户还有随时随地的各种信箱和娱乐服务。

3网络技术的宽带化

在电信业历史上，移动通信可能是技术和市场发展最快的领域。业务、技术、市场三者之间是一种互动的关系，伴随着用户对数据、多媒体业务需求的增加，网络业务向数据化、分组化发展，移动网络必然走向宽带化。

通过使用电话交换技术和蜂窝无线电技术，70年代末诞生了第一代模拟移动电话。AMPS（北美蜂窝系统）、NMT（北欧移动电话）和TACS（全向通信系统）是三种主要的窄带模拟标准。第一代无线网络技术的一大成就就是去掉了将电话连接到网络的用户线。用户第一次能够在他们所在的任何地方无线接收和拨打电话。

第二代系统引入了数字无线电技术，它提供更高的网络容量，改善了话音质量和保密性，并为用户引入了无缝的国际漫游。今天世界市场的第二代数字无线标准，包括GSM、MMPS、PDC（日本数字蜂窝系统）和IS95CDMA等，均仍为窄带系统。

第三代移动系统，即IMT-2000，是一种真正的宽带多媒体系统，它能够提供高质量宽带综合业务并实现全球无缝覆盖。2000年以后，窄带移动电话业务需求将依然很大，但随着Internet等高速数据通信及多媒体通信需求的驱动，宽带多媒体综合业务将逐步增长，而且就未来信息高速公路建设的无缝覆盖而言，宽带移动通信作为整个移动市场份额的子集将显得愈来愈重要。

第三代系统预计在2002年投入商用。

从第二代到第三代系统的变化并不像从第一代模拟网络到第二代数字网络那样存在重大的技术变迁。从目前的技术发展现状和趋势来讲，第二代系统将逐步子滑过渡到第三代系统，在此演进过程中，移动网络所能实现的数据速率逐步升级：GSM承载业务所能提供的数据速率为9.6kbit／s，1998年商用的HSCSD技术实现了57kbit／s的数据速率，1999年引入的GPRS将实现超过100kbit／s的数据速率，将在2000年引入的EDGE技术可实现超过300kbit／s的数据速率。2001年后投入商用的第三代系统将能够在广域网上实现384kbit／s的数据速率，在办公室和家中还可以达到2Mbit／s。

4网络技术的智能化

移动通信需求的不断增长以及新技术在移动通信中的广泛应用，促使移动网络得到了迅速发展。移动网络由单纯地传递和交换信息，逐步向存储和处理信息的智能化发展，移动智能网由此而生。移动智能网是在移动网络中引人智能网功能实体，以完成对移动呼叫的智能控制的一种网络，是一种开放性的智能平台，它使电信业务经营者能够方便、快速、经济、有效地提供客户所需的各类电信新业务，使客户对网络有更强的控制功能，能够方便灵活地获取所需的信息。移动智能网通过把交换与业务分离，建立集中的业务控制点和数据库，进而进一步建立集中的业务管理系统和业务生成环境来达到上述目标。通过智能网，运营公司可以最优地利用其网络，加快新业务的生成；可以根据客户的需要来设计业务，向其他业务提供者开放网络，增加收益。

关于移动智能网的研究，早在1995年就已开始，刚开始并没有具体的标准协议出现，各厂商各自制定了自己的标准，并且据此进行了不少的研究工作，如Alcatel、Nortel、Ericsson等都先后推出了自己的初期产品。这些工作为最终移动智能网标准的形成积累了经验。

1997年末，美国蜂窝电信工业协会（CTIA）制定了移动智能网的第一个标准协议——IS-41D协议。1998年1月，欧洲电信标准研究所（ETSI）在GSMphase2+阶段引入了CAMEL协议（移动通信高级逻辑的客户化应用程序），当时的版本是Phase1。1998年4月，ITU-T在新推出的智能网能力集一2标准中描述了移动接入的功能实体，称为CAMELphase2标准。

伴随着移动网络向第三代系统的演进，网络的智能化程度也在不断地提升。智能网及其智能业务是构成未来个人通信的基本条件。

5更高的频段

从第一代的模拟移动电话，到第二代的数字移动网络，再到将来的第三代移动通信系统，网络使用的无线频段遵循一种由低到高的发展趋势。1981年诞生的第一个具有国际漫游功能的模拟系统NMT的使用频段为450MHz，1986年NMT变迁到900MHz频段。我国目前的模拟TACS系统的使用频段也为900MHz。在第二代网络中，GSM系统的开始使用频段为900MHz，IS-95CDMA系统为800MHz。为了从根本上提高GSM系统的容量，1997年出现了1800MHz系统，GSM900／1800双频网络迅速普及。2002年将投入商用的第三代系统IMT-2000则定位在2GHz频段。

6更有效利用频率

无线电频率是一种宝贵资源。随着移动通信的飞速发展，频谱资源有限和移动用户急剧增加的矛盾越来越尖锐，出现了“频率严重短缺”的现象。解决频率拥挤问题的出路是采用各种频率有效利用技术和开发新频段。

模拟制的早期蜂窝移动通信系统采用频分多址方式，主要通过多信道共用、频率复用和波道窄带化等技术实现频率的有效利用。随着业务的发展，模拟系统已远不能满足用户发展的需求。数字移动通信比模拟移动通信具有更大的容量。同样的频分多址技术，数字系统要求的载干比较小，因而频率复用距离可以小一些，系统的容量可以大一些。而且，数字移动通信还可采用时分多址或码分多址技术，它比模拟的频分多址制在系统容量上大4-20倍。

GSM作为最具代表性和最为成熟的数字移动通信系统，其发展历程就是一部频率有效利用技术的演进史。GSM采用时分多址制式，其对频率的有效利用主要是通过频率复用技术的不断升级实现的。从传统的4×3方式，到3×3、1×3、MRP、2×6等新的复用技术，频率复用的密集度逐步提升，频谱效率快速提高，GSM系统的容量得到逐步释放。1995年开始投入商用的IS－95CDMA（窄带）系统，以无线技术的先进性和大容量等特点著称。它以扩频技术为基础，不同用户的信号靠不同的编码序列来区分，如果从频域或时域来观察，多个CDMA信号是相互重叠的，故理论上CDMA系统的频谱利用率比GSM系统更高，网络容量更大。同时CDMA系统具有一定的过载能力，即系统具备软容量。作为未来第三代移动通信系统主流无线接入技术的WCDMA（宽带码分多址）能够更高效地利用无线电频率。它利用分层小区结构、自适应天线阵和相干解调（双向）等技术，网络容量可得到大幅提高，可以更好地满足未来移动通信的发展要求。

7网络趋于融合，走向统一

7.1第三代移动通信系统的结构

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1.2SA技术SA技术就是智能天线技术，它通过固定的天线单元来将方向性进行获取，然后就能够获取移动台以及基站之间的方向特性。在方向特性获得之后，就可以根据不同的信号传输方向来将相同时间，码道，频率的信号进行区分，通过这种技术也就能够实现将网络覆盖区域改变目的，达到让网络覆盖实现有目的性覆盖的目标。

1.3OFDM技术OFDM技术为正交频分复用技术。这种技术将信道分为了若干个子信道，并且也可以将高速数据信号进行转换为低速子数据流，通过调制的方法到子信道上进行了传输，从而让抗衰落能力得到了巨大的提高，也可以防止各个信道之间的互相干扰，保证了4G移动通信技术的高速以及正常传播。

24G移动通信技术的应用

由于4G移动通信技术高速传输，不易受到干扰等特点，它可以应用在人们生活的各个方面。例如我国人民可以将自己的手机来作为4G移动通信技术的终端。而使用4G移动通信技术的手机外观小巧，用一只手就能够掌握。但是它的功能极其强大，完全可以当做一台小型的电脑来使用。人们可以使用4G移动通信的手机来享受到高质量的移动通信服务。

4G移动通信技术可以为使用者提供大量的数据、影像、视频等等服务，让人们能够随时随地地使用高速网络来观看视频以及图片等，同时也不会像以往的移动通信技术会出现延迟、卡顿等问题。而且用户不仅能够进行即时的观看，也可以将这些视频等信息来推送到自己家中的电视上，等回家后再进行观看，让用户能够得到最佳的服务。

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2移动通讯中移动IP节点技术的实现

2.1移动IP节点的关键技术

在移动通讯中，移动IP节点技术实现的需要依靠的技术有很多，其中关键的技术就是隧道技术（Tunneling）。隧道技术的种类包括IP的IP封装、IP的最小封装和通用路由封装。RFC2004是这样定义IP的最小封装的：IP的最小封装是一种可以选择的隧道，其主要目的是为了能够减少实现隧道所需要的额外字节数，这个过程需要去掉IP的IP封装中的内层IP报头和外层IP的报头的冗余部分才能实现。

2.2移动IP节点的工作过程

通常情况下，移动IP的工作过程分为三个阶段：发现、注册和数据包传送。在发现阶段主要是由本地和外地进行周期性地广播消息，这样链路上的所有节点才能够接收到这个消息，并对其进行检查且决定它的连接方式是本地链路还是漫游链路。一般情况下，如果是漫游链路，移动节点就可以从广播消息中得到需要转交的地址。与此同时，移动节点依据IP报头来由此判断自己所处的位置，如果原IP地址的网络前缀和移动节点的本地地址的网络前缀相同，那么就可以确定移动节点处于本地链路上。由此，移动节点可以根据从广播消息中得到ICMP路由器广播部分的生存区域，并由这个阶段去通知移动节点从同一个处接收到一个广播的平均时间。

2.3移动IP节点的工作方式

移动IP节点主要有5个方面的基本工作方式，包括搜索、注册、注销、接受和发送数据包，接下来将对这五个方面进行详细的分析。

2.2.1搜索

搜索是指在保证移动节点能够正常运作的前提下，采用搜索的方式进行移动节点的寻找，从而能够得出自己所在的位置。移动IP节点在这个过程中完成三个功能：首先是分析出自己当前的位置是位于本地链路上还是外地链路上；其次，检查自己是否已经切换到了链路上；最后，如果自己已经位于外地链路上了，就可以获取外地链路上的转交地址。一般来说，在这个过程中需要由搜索完成两条简单的消息，分别是广播消息和请求消息。通常，本地会通过广播消息来进行移动节点功能的宣布，即当节点处于链路上时，才能够成为本地的服务器，从而广播消息，确定链路是否存在。这时就会出现两种结果，当存在，移动节点就可以在广播消息时获得本地服务器的地址，相反的，当移动节点不能够广播消息时，才可以发送请求消息。由于请求消息希望能够发送广播消息，在一定的时间内，移动节点就会通过转换链路来发送广播。由此，这种请求消息的选择是十分必要的。

2.2.2注册、注销制度

当完成搜索过程之后，才可以进行移动IP的注册。这时，虽然移动节点已经明确了自己的位置，但是注册是一个必不可少的环节。一般来说，注册的时间比较长，移动节点却不能移动自己的位置，而且当注册过期时，移动节点需要重新进行注册。注册的过程是要先将从外地链路上获得的转交地址移交给归属，使得过期的注册重新生效，然后等到重新回到本地链路上时，就可以进行注销操作了。

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1.1LTE

LTE（长期演进）项目是3G的演进，它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进技术，LTE移动通信网络系统在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbps（TD-LTE）或150Mbps（FDD-LTE）、上行50Mbps（TD-LTE）或40Mbps（FDD-LTE）的峰值速率。国际上大多数国家采用FDD-LTE制式，FDD-LTE是主流的4G标准，也是终端种类最丰富的一种4G标准。TD-LTE是我国主导的4G国际标准，TD-LTE是我国具有自主知识产权的3G国际标准TD-SCDMA的后续演进技术，中国移动就采用了TD-LTE。

1.2LTE-Advanced

LTE-Advanced后向兼容LTE，LTE-Advanced针对室内环境进行了技术优化，并采用了载波聚合等技术，载波聚合技术能够弹性分配频谱，可以获得更宽的频谱带宽，能有效地支持新频段和大带宽应用。LTE-Advanced移动通信网络系统在100MHz频谱带宽下能够提供下行1Gbps、上行500Mbps的峰值速率，LTE-Advanced也分为FDD-LTE-Advance和TD-LTE-Advanced。

1.3WiMax

WiMax即IEEE802.16标准，能够提供最高接入速度70Mbps，IEEE802.16的工作频段范围为无需授权的2～66GHz频段。WiMax的优点有：（1）有利于避开已知干扰。（2）有利于节省频谱资源。（3）灵活的带宽调整能力有利于运营商协调频谱资源。（4）WiMax能够实现无线信号传输距离可达50km，非无线局域网或3G网络所能比拟。WiMax在移动性能方面存在缺陷，无法满足≥50kmph高速下无线网络的无缝衔接，并不能算作无线移动通信技术，只算是无线宽带局域网技术。

1.4WirelessMAN-Advanced

WirelessMAN-Advanced是WiMax的升级版，即IEEE802.16m标准，IEEE802.16m具有高速移动下无缝切换能力，能够有效地解决WiMax的移动性能问题。IEEE802.16m兼容4G无线网络，它可能成为4G标准，其优势有：（1）提高网络覆盖，实现网络无缝衔接。（2）提高频谱效率。（3）在漫游模式或高效率/强信号模式下可提供1Gbps无线传输下行速率。（4）提高数据和VoIP容量。（5）低时延，增强QoS。（6）节省功耗。

24G移动通信系统关键技术

2.14G网络结构分层

4G移动通信系统网络结构分为物理网络层、中间环境层、应用环境层三层。物理网络层提供网络接入和网络路由选择功能。中间环境层提供QoS机制、地址转换和安全管理等功能。应用环境层提供各种应用编程接口。

2.2OFDM技术

4G移动通信系统采用了正交频分复用（OFDM）技术，OFDM技术具有良好的抗噪声性能和抗多信道干扰能力，可以消除或减小信号波形间的干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高了频谱利用率，支持高速率、小时延的无线数据传输技术，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。OFDM的主要缺点是功率效率不高。

2.3调制与信道编码、信道传输技术

4G移动通信系统采用了多载波正交频分复用调制技术以及单载波自适应均衡调制技术，提高了频谱利用率，可延长用户终端电池的寿命。4G移动通信系统采用了比3G系统更高级的信道编码方案以及自动重发请求技术和分集接收技术等，在低Eb/No条件下可保证系统具有足够的性能。

2.4高性能的接收机

4G移动通信系统由于数据速率很高，所以对接收机的性能要求也很高。按照Shannon定理，对于3G系统，如果信道带宽为5MHz，数据速率为2Mbps，则所需的SNR为l.2dB。对于4G系统，要在5MHz带宽上传输20Mbps数据，所需的SNR为12dB。

2.5智能天线技术

智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束调节等智能功能，智能天线技术既能改善信号质量，又能增加传输容量。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，可实现充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。

2.6多输入多输出技术

MIMO（多输入多输出）技术又称为多天线技术，是LTE移动通信系统为了提高吞吐量而应用的一项关键技术，MIMO技术是利用多发射、多接收天线进行空间分集和空间复用的技术，能够有效地将通信链路分解成许多并行的子信道，能够提高系统抗衰落与噪声性能，提高系统通信容量、数据传输速率和传输质量。

2.7软件无线电技术

软件无线电技术是将标准化、模块化的硬件功能单元经过一个通用硬件平台，利用软件加载方式来实现无线电通信系统功能的一种具有开放式结构的新技术，各种功能和信号处理尽可能利用软件实现，包括各类无线信令规则与处理软件、信号流变换软件、信源编码软件、信道纠错编码软件、调制解调算法软件等。软件无线电技术使无线电通信系统具有灵活性和适应性，能够适应不同的网络和接口，能支持不同接口的多模式手机和基站，能实现各种不同应用的可变QoS。

2.8基于IP的核心网

4G移动通信系统的核心网是基于全IP的开放式移动网络，IP兼容多种无线接入协议，便于灵活设计核心网络，可以实现不同网络间的无缝互联，能允许各种空中接口接入核心网，不必考虑无线接入究竟采用何种方式和协议，能够提供端到端的IP业务。

2.9多用户检测技术

多用户检测技术是宽带通信系统中抗干扰的关键技术，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。多用户检测技术抗多址干扰能力较强，解决了远近效应问题，可以更加有效地利用链路频谱资源，提高系统通信容量。

34G移动通信技术优势

3.1通信速度更快

4G移动通信具有更快的无线通信传输速度，TD-LTE移动通信系统可以达到下行100Mbps峰值传输速度，是3G移动通信传输速度的50倍。

3.2网络频谱更宽

要使4G移动通信达到100Mbps的传输速度，通信运营商必须使4G网络的频谱带宽高于3G网络的频谱带宽，每个4G信道占有100MHz的频谱，相当于W-CDMA3G网络的20倍。

3.3通信更加灵活

4G手机可以算得上是一台便携式电脑，4G移动通信使用户不仅可以随时随地通信，还可以双向下载传递资料、图画、影像，4G终端还可实现定位、告警等功能。4G移动通信系统会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，所涉及的关键技术包括高速移动无线信息存取技术、移动平台的拉技术、安全密码技术以及终端间通信技术等。

3.4智能性能更高

4G移动通信的智能性能更高，4G移动通信终端设备的设计和操作具有智能化，对菜单和滚动操作的依赖程度大大降低，4G手机能够根据设定适时地提醒手机主人此时该做什么事或不该做什么事，4G手机还可以当作一台手提电视机，可以用来随时随地观看电视节目。

3.5兼容性能更好

4G移动通信系统接口开放兼容，能与多种网络互联互通。4G终端多种多样，支持全球漫游。用户可以使用各种各样的移动终端接入4G系统，4G系统支持将各种不同的接入系统结合成一个公共的平台，4G系统可成为多行业、多部门、多系统用户沟通的桥梁，实现在任何地址宽带接入互联网。4G移动通信可集成不同模式的无线通信网络，从无线局域网和蓝牙等室内网络到无线蜂窝网、移动地面广播电视网和移动卫星通信网，移动用户可以自由地从一个网络标准漫游到另一个网络标准，并能自适应资源分配，能在信道条件不同的环境下处理变化的业务流。在移动卫星通信方面能够提供信息通信、定位定时、数据采集和远程控制等综合功能。

3.6可实现各种增值服务

4G移动通信系统采用空分多址（SDMA）技术和正交频分复用（OFDM）技术，业务容量达到3G的5～10倍，可以实现无线区域环路（WLL）、数字音讯广播（DAB）等方面的无线通信增值服务。

3.7可实现更高质量的多媒体通信

4G移动通信能够满足3G移动通信尚不能达到的在覆盖范围、通信质量、宽频带上支持高速数据传输和高分辨率多媒体服务要求，4G移动通信提供的无线多媒体通信服务包括语音、数据、影像等，4G移动通信堪称多媒体移动通信。

3.8频率使用效率更高

4G移动通信系统的基站天线可以发送更窄的无线电波波束，可以处理数量更多的业务。4G移动通信技术对无线频率的使用效率比3G系统要高，且抗信号衰落性能更好，可以支持更多的用户使用更多、更快的应用。

3.9通信费用更加便宜

4G移动通信兼容3G移动通信，可以让现有3G用户轻易地升级到4G移动通信。4G移动通信容易部署，能够有效地降低运营商和用户的费用。4G网络与固定宽带网络的使用费用差不多，且4G网络计费方式更加灵活机动，4G移动通信的无线即时连接等服务费用会比3G便宜，用户可以根据自身需求借助各种各样的4G终端随时随地享受高质量的通信服务。

44G芯片及4G手机

4.14G芯片

4G芯片目前已经具备高度集成、多模多频以及强大的数据与多媒体处理能力，目前全球4G手机大多数采用高通芯片。中国移动2013年度支持的TD-LTE终端中采用高通芯片的比例高于60%。高通的LTE芯片强调高集成度和支持多模多频，目前高通所有的LTE芯片组均同时支持TD-LTE和FDD-LTE。博通、Marvell、英特尔、联发科、联芯科技、创毅视讯、展迅、海思等芯片厂商也已推出4G基带芯片产品。

4.24G手机

4G手机目前主要有三星、索尼、天语、酷派等品牌，多模多频是LTE智能终端的发展方向，中国移动将重点建设发展支持5模10频、5模12频及Band41等LTE智能终端的TD-LTE/FDD-LTE融合网络。

54G移动通信网络建设及4G牌照

5.14G网络建设

2013年中国移动启动了4G网络工程集采招标，4G网络建设正在抓紧进行，2013年中国移动4G网络将覆盖超过100个城市，将建设完成20万个基站，4G终端的采购将超过100万部。中国移动在频段上主要采用1900MHz（F频段）、2600MHz（D频段）、2300MHz（E频段），其中F频段以升级为主，D频段以新建为主。

5.24G牌照

4G牌照是指第四代移动通信业务的经营许可权，运营商必须获得由工信部许可、发放的4G牌照，才可经营4G业务，我国已在2013年12月4日发放4G牌照。

64G移动通信系统面临的难题

4G移动通信系统技术复杂，4G移动通信网络存在的技术问题大多与互联网有关，需要花费几年时间才能解决，要顺利、全面地实施4G移动通信，将会面临一些难题。

6.1标准难以统一

4G标准难以统一，如果没有统一的或兼容的国际标准，将会给4G手机用户带来诸多不便。开发4G移动通信系统必须首先解决通信制式等全球统一或兼容的标准化问题。

6.2技术难以实现

要实现4G移动通信的下载速度还面临着如何保证楼区、山区及其它有障碍物等易受影响地区的信号强度等一系列必须解决的技术难题。

6.3容量受到限制

4G移动通信从理论上说具备100Mbps的宽带速度，但手机使用速度还受到通信系统容量的限制，手机用户越多，速度就越慢，4G手机很难达到其理论速度。

6.4市场难以消化

整个移动通信市场正在消化吸收3G技术，对于4G移动通信系统的接受还需要一个逐步过渡的过程，而5G技术随时都有可能威胁到4G系统的赢利计划，所以4G系统漫长的投资回收和赢利计划可能变得异常脆弱。

6.5设施难以更新

要向4G通信技术转移，全球的许多无线基础设施都需要经历大量的变化和更新，这种变化和更新势必减缓4G移动通信技术全面进入市场和占领市场的速度。

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1、4G移动通信系统的特点

4G移动通信技术在很多国家和地区已经投入商用，其高速数据传输速率、高抗干扰能力和更好的兼容性，将使用户拥有更好的移动通信体验。不同的文献对于4G移动通信的特点有不同的侧重，但目前已有如下共识:

(1)高数据传输速率

4G技术比3G技术的数据传输速率有了大幅度提高，最低可达2Mb/s(高速移动物体)，最高可达100Mb/s(低速运动，如步行.

(2)系统频谱更宽

要想实现上述高数据传输速率，4G移动通信的系统带宽应达到100MHz，是3G标准WCDMA的20倍.

(3)系统容量更大

在蜂窝系统中，4G信号传输波段集中在毫米波，这会缩小蜂窝小区从而提高系统容量，但也是4G技术的一个挑战.

(4)良好的兼容性

4G克服了3G标准不一的缺点，拥有全球统一的标准，实现了无缝漫游，使得同一部移动通信终端在不同运营商、不同通信主机、不同网络之间实现畅游.

(5)高度智能化

4G移动通信网络采用智能技术，能够根据时变的业务流大小、系统容量和信道条件，进行动态的自适应的信道分配与管理，在应用上具有较强的灵活性、自适应性和智能性.

(6)融合多种数据业务

4G移动通信系统提供形式多样、种类丰富的数据业务，比如视频业务、移动互联网业务和智能化业务。依托4G数据业务，个人通信、服务及娱乐得以整合，为用户提供前所未有的体验.

2、4G移动通信系统的网络体系结构

在4G移动通信系统中，能够实现不同业务需要的接入系统，通过多媒体接入系统与IP核心网进行连接，该结构可以实现2G,3G,4G,WLAN和固网2间的平滑切换、如图1所示、

4G移动通信系统网络体系结构由三部分组成:物理网络层、中间环境层和应用网络层。物理网络层为系统提供接入和路由选择功能;中间环境层作为桥接层，为系统提供地址转换、服务质量(QoS)映射以及完全性管理。上述三层结构之间的接口是开放式的，易于开发新的模块和服务。开放式接口支持高速率无缝无线服务，该服务能在多标准和多模终端上自适应调整，屏蔽不同运营商和服务商之间的差别，服务范围更广.

3、4G移动通信的优点

(1)正交频分复用(OFDM)技术

3G移动通信核心调制技术是CDMA，而4G则以OFDM技术为主、OFDM是一种多载波数字调制技术，适用于无线信道下的高速数据传输、其主要思想是:将数据传输信道分解为N个正交子信道，通过串并转换，将高速数据信号流转化成N路低速数据流，调制到子信道上进行传输。这样一来，调制信号的延续时间远大于信道的最大时延扩展，使得信号对信道时延的敏感程度大大降低，有效消除符号间干扰(ISI)、循环前缀技术又使得OFDM技术可以有效抑制信道间干扰(ICI)、因此，OFDM技术具有很好的抗击频率选择性衰落和多径干扰能力。此外，OFDM技术还具有频谱利用率高、容易实现调制解调、易与其他多址技术结合使用等优点，适合高速数据传输.

(2)多输入与多输出(MIMO)技术

MIMO技术通过多个发射天线和接收天线对信号实现多发多收，能高效利用空间资源，在不增大发射功率、不增加频谱资源的条件下，可大规模提高系统信道容量，优势显著，是4G移动通信系统的核心技术之一根据空时映射方式，MIMO技术分为空间复用和空间分集、空间复用是指无需额外时间和频谱资源，在发射端将信号分成多个子信号，通过多个发射天线在相同频段上发射出去，接收机接收在空域维度能够被区分的各发射子信号，能够获得较大的空间复用增益，从而提高信道的容量、空间分集技术是指多个发射天线发送具有相同信息的多个信号，接收端能够获得同一信息具有独立衰落的多径信号，获得空间分集增益，提高信道可靠性。在频谱资源日益紧张的现在，MIMO技术以其独特的优势，在4G移动通信技术中获得了广泛的应用.

(3)软件无线电(SDR)技术

软件无线电技术以数字处理(DSP)技术为核心，以微电子技术为支撑，其基本思想是构造一个具有模块化、标准化的通用硬件平台，在这个平台上尽量用软件来完成信号处理、调制解调方式、保密结构、工作频段、网络协议和控制终端等各种功能，并使模数转换器(S/D)和数模转换器(D/S)尽可能靠近天线、SDR技术是实现产品多样化的基础，因此能够减少4G技术的开发风险。此外，在网络支持方面，SDR可以支持不同类型的链路互联。因此，4G移动通信系统利用SDR技术实现各种终端的互联互通和无缝链接，效益客观.

(4)智能天线(SA)技术

智能天线技术即自适应天线阵列，依靠多个天线阵列，根据需求和环境的不同，动态调整发射和接收方向，优化无线通信性能、其基本思想是，将同时隙或同频率的信号导向一定的方向，使天线主波束对准信号目的方向，零陷或旁瓣对准干扰信号方向，以最大程度利用所需信号并抑制干扰信号、此外，智能天线技术根据信号空间特征的不同，利用天线阵列技术可以无干扰在同一信道发射和接收多个信号，有效提高频谱利用率。智能天线技术提高了系统容量，改善了信号质量，满足了4G移动系统对上述两方面的需求，因此成为其关键技术.

(5)基于IP的核心网

4G移动通信系统的核心网是基于全IP，并与各种无线接入方式相独立，与现有公共电话交换网络(PSTN)和核心网(CN)兼容，能提供端到端的IP业务。基于IP的核心网结构开放，允许各种空中接口接入，且分开了传输、控制和业务。在基于IP的核心网中，核心网协议、链路层与分离切独立于无线接入方式。此外，由于IP协议与多种无线接入协议兼容，设计核心网时无需考虑无线接入方式与协议，因此十分灵活4G核心网主要采用的是全分组式IPv6技术，因而大大拓展了地址空间，支持有/无状态自动地址配置，切更具移动性.

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2物联网与4G在移动办公中的应用

在基于物联网和4G移动技术的基础上，移动办公系统体系构架能够很好体现出移动办公应用的有效性，形成相应的一体化组网方案，具体包括移动网传输、移动终端、移动应用接入、后台应用管理等几个方面，具体包括以下四个部分。

（1）移动通信网区。移动服务的接入是通过IP核心网实现，服务信号利用4G通信基站向各个移动终端发送，这样就可以实现传输和分发基础数据信息。从安全角度考虑，运营商分配独立的接入点也可以完成此项任务，通过连接运营商GGSN与后台的业务内网的一条专线可以完成。私有IP就可以在客户端路由器、运营商GGSN之间采用并进行相关通信，使得内网信息安全得到有效保证。

（2）移动终端区。这也被称作目标用户端，也是移动服务应用的最前端，相关的无线终端设备主要包括笔记本、手持PAD设备、智能手机等多种，利用4G移动通信网络的移动基站进行相关接入，进行有效的移动办公服务。另外，通过把智能芯片预置在终端设备中，能够通过物联网，对授权使用的终端设备进行有效的集成管理。

（3）移动服务管理区。在此区域主要负责对业务内网中的服务进行管理，主要涉及到数据库服务、邮件服务和Web服务等。对于Web服务之一的移动办公系统来说，可以在服务管理区内进行直接部署，并授权相应的物联网里的终端设备，能够实现4G网络平台的访问，能够应用于企业内部的办公系统。

（4）移动应用接入区。在此区域内，主要能够实现把交换机、路由器、防火墙等接入内网的业务系统，可以把一个VPN服务器部署在此区域内，这样就能够使专用VPN访问通道为终端用户使用。还可在此区域部署物联网的集成信息管理平台，可以使得物联网传感器所采集的数据能够被平台接受，使终端的集成化管理成为可能。另外，各终端还能通过服务的方式，完成终端的信息展示、管理和浏览等功能，从而形成智能化、集成化较高的内部管理网络。总体来看，在移动办公业务中应用物联网技术和4G技术，能够使得移动办公体系的安全性、智能性、效率性和可用性大大提高。

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OFDM技术是正交频分复用技术的简称，它主要的技术功能是将信道分成若干个正交子信道，再将高速数据信号转化成低速子数据流，这样低速子数据流就可以在每个子信道上进行传输了。OFDM技术对频谱的利用率比较高，它的频谱效率相当于串行系统的2倍；另外，OFDM技术具有较强的抗衰落能力，通过对多子载波的传输，增强了对脉冲噪声的抵抗，另外，也减弱了通信信道的衰落的能力。其次，OFDM技术的传输速度比较快，适用于高速数据的传输，因为它采用的是自适应的调制机制，使调制方式、信道和加载算法都发生了变化，从而提高了信息的传输速率。最后，OFDM技术的对于码间的抗干扰能力也比较强，它采用的是循环前缀的方式来对抗码间干扰。

2SA技术

SA技术是智能天线技术的简称，它能够抑制信号的干扰，并且可以自动跟踪，另外，它还可以调节数字的波束，正是因为这些特殊的功能，使得SA技术在4G移动通信技术中起到了关键性的作用。

3SDR技术

SDR技术也叫软件无线电技术，它是微型电子技术中的一种，是通过微型电子技术来建立开放的平台，从而使得4G移动通信技术的升级变得更加快捷与方便，并为4G移动通信技术的发展构建了一个标准化、开放性的硬件平台，这个平台可以由多方运营介入。

4IPv6技术

IPv6技术的网络地址的空间比较大，以便于给所有的通信网络的设备都提供一个唯一的地址，它能够实现自动配置，并且获得一个唯一的路由地址；它的服务质量要比普通的IPv6技术高的多，而且容易形成服务级别较高的系统；IPv6技术的移动性特别强，采用IPv6技术的通信设备在位置变化时，通信质量也不会发生太大的变化，这样就保证了移动通信设备的服务质量。

二4G移动通信技术的发展趋势

1干扰抑制技术

目前的4G移动通信技术面临的最大的威胁就是受到越来越严重的电磁波的干扰，只有开发新型的干扰抑制技术，消除电磁波对4G移动通信技术的干扰，才能够保证4G移动通信技术的优势充分发挥。目前经常采用的干扰抑制技术就是交互式干扰抑制技术，它是抗干扰技术的核心，保证4G移动通信技术不受电磁波的干扰。在4G移动通信技术的应用过程中，要加入交互式干扰抑制技术，加强对它的攻关和研究，这样就能够保证4G移动通信技术不受干扰，从而提高其通信质量。

2识别技术

在我国使用4G移动通信技术的用户非常多，据不完全统计，目前的用户数量已经达到4亿，要想使4G移动通信技术更加人性化和智能化，就需要对多用户进行识别，因此要开发出多用户识别的专业技术。首先，我们要将多用户识别技术作为重点研究的对象，然后加强对4G移动通信基站的建立，从而不断的增加整个系统的容量。我们只有准确快速的识别用户之后，才能够不断的提高4G移动通信技术的通信质量与服务质量。

3接收技术

要想让4G移动通信技术得到更广泛的推广，首先要保证该技术的节能与环保性能。因此，为了推动4G移动通信技术的进一步发展，要在3G移动通信技术的基础上，开发出更加节能的信号接收技术，这样就使得4G移动通信技术更加具有竞争力。4G移动通信技术采用的是微微无线电接收器，它是一种嵌入式的无线电，该技术的功耗仅为传统技术的十分之一到百分之一，大大的降低了能源的损耗，同时也对环保起到了促进的作用。另外，低能耗的接收技术也可以提高信号接收的稳定性，这样，4G移动通信技术就会得到更广阔的发展前景，也会得到更多用户的支持与推广。

4可重构性自愈网络技术

4G移动通信技术采用的是智能化的处理器，它能够对节点故障或者基站超载做出智能化的处理。4G移动通信技术的各部分采用的都是问答装置，能够对出现的问题做出及时的纠正，这样就能够自动的排除网络故障，进而提高4G移动通信技术的服务质量。

5无线接入网技术

4G移动通信技术与传统的3G移动通信技术相比，传输速度更加快，容量更加大，成本更加低，接入范围更加广。如果4G移动通信技术想要获得更加广阔的发展前景，就要进一步开发其无线接入网技术，可以使它的电路交换向基于IP分组交换发展，同时，设备分集向网络分集发展。这种基于IP技术的网络构架可以实现3G、4G、WLAN以及固定网之间的漫游，而且可以支持下一代因特网，这将对4G移动通信技术的发展起到巨大的推动作用。

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移动通信业务之所以发展迅猛主要是其满足了人们在任何时间。任何地点与任何个人进行通信的愿望。移动通信是实现未来理想的个人通信服务的必由之路。在信息支撑技术、市场竞争和需求的共同作用下,移动通信技术的发展更是突飞猛进,呈现出以下几大趋势:网络业务数据化、分组化,网络技术宽带化,网络技术智能化,更高的频段,更有效利用频率,各种网络趋于融合。了解、掌握这些趋势对移动通信运营商和设备制造商均具有重要的现实意义。

2网络业务数据化、分组化

2.1无线数据——生机无限当前移动数据通信发展迅速,被认为是移动通信发展的一个主要方向。近年来出现的移动数据通信主要有两种,一种是电路交换型的移动数据业务,如TACS、AMPS和GSM中的承载数据业务以及GSM系统的HSCSD;另外一种是分组交换型的移动数据业务,如摩托罗拉的DataTAC、爱立信的Mobitex和GSM系统的GPRS。

目前,无线数据业务只占GSM网络全部业务量中的很小一部分,但是在未来的两年中这种状况将开始扭转,并大大改变。1999年以后,随着HSCSD、GPRS等新的高速数据解决方案显露峥嵘,并成为数据应用的新焦点,无线数据将成为运营商经营计划中越来越重要的部分,它预示着未来大量的商业机遇。

(1)应用驱动市场

无线数据业务的主要驱动力在于用户的应用。话音是单一的、易于被大众所接受的业务,然而无线数据则不同,无线数据最初的应用重点放在运输管理这样的专业市场。近期无线数据业务的目标市场是销售人员或现场工程师这样的用户群。从这些先发目标的应用中积累无线数据的经验,并从中受益。

在过去的十年里,传统的生活方式已经在迅速改变,人们更经常性地移动,职业和个人生活之间的分界变得模糊,人们需要不分时间、地点访问很重要的信息。发生在用户身上的这种生活方式的改变将成为驱动无线数据业务发展的重要因素。

(2)因特网的影响

和通信的其他领域一样,无线数据业务的一个最重要的驱动力来自Internet。根据最近的研究,未来两年欧洲的因特网用户数量将翻一番。在我国,因特网用户的年增长率将高达300%,显然用户在运动中接入因特网的需求将会增长。

为了满足接入因特网的需求,一个全球性的开放协议——无线应用协议(WAP)应运而生。WAP为将Internet的信息内容以及增值业务传送到移动终端提供了一种开放的通用标准,实现了IP与GSM网络的桥接,是一个为厂商提供加速市场增长、避免网络割接、保护运营商投资的标准,WAP确保任何与WAP兼容的GSM手机都能工作。

(3)数据速率的发展

GSM承载业务所提供的GSM数据速率最高只能达到9.6kbit/s。国际上1998年引入的高速电路交换数据(HSCSD)技术将实现57kbit/s的数据速率,对要求连续比特率和传输时延小的应用是理想的,如会议电视、电子邮件、远程接入企业的局域网和无线图像。1999年商用化的GPRS是第一个GSM分组数据应用,将实现超过100kbit/s的数据速率。对较短的“突发”类型业务是理想的,如信用卡认证、远程测量和远程事务处理。EDGE(增强数据速率GSM改进模式)使用修改过的GSM调制方式来实现超过300kbit/s的数据速率。EDGE会让GSM运营商特别受益,他们不但可以赢得第三代移动通信的经营执照,还可以提供有竞争力的宽带数据业务。

2.2个人多媒体通信——网络演进的方向

对随时随地话音通信的追求使早期移动通信走向成功。移动通信的商业价值和用户市场得到了证明,全球移动市场以超凡的速度增长。移动通信演进的下一阶段是向无线数据乃至个人移动多媒体转移,这一进展已经开始,并将成为未来重要的增长点。个人移动多媒体将根据地点为人们提供无法想像的、完善的个人业务和无线信息,将对人们工作和生活的各个方面产生影响。在个人多媒体世界里,话音邮件和电子邮件被传送到移动多媒体信箱中;短信将成为带有照片和视频内容的电子明信片;话音呼叫将与实时图像相结合,产生大量的可视移动电话,还将实现移动因特网和万维网浏览。像无线会议电视这样的应用将随处可见,电子商务将蓬勃开展。对于运动中的用户还有随时随地的各种信箱和娱乐服务。

3网络技术的宽带化

在电信业历史上,移动通信可能是技术和市场发展最快的领域。业务、技术、市场三者之间是一种互动的关系,伴随着用户对数据、多媒体业务需求的增加,网络业务向数据化、分组化发展,移动网络必然走向宽带化。

通过使用电话交换技术和蜂窝无线电技术,70年代末诞生了第一代模拟移动电话。AMPS(北美蜂窝系统)、NMT(北欧移动电话)和TACS(全向通信系统)是三种主要的窄带模拟标准。第一代无线网络技术的一大成就就是去掉了将电话连接到网络的用户线。用户第一次能够在他们所在的任何地方无线接收和拨打电话。

第二代系统引入了数字无线电技术,它提供更高的网络容量,改善了话音质量和保密性,并为用户引入了无缝的国际漫游。今天世界市场的第二代数字无线标准,包括GSM、MMPS、PDC(日本数字蜂窝系统)和IS95CDMA等,均仍为窄带系统。

第三代移动系统,即IMT-2000,是一种真正的宽带多媒体系统,它能够提供高质量宽带综合业务并实现全球无缝覆盖。2000年以后,窄带移动电话业务需求将依然很大,但随着Internet等高速数据通信及多媒体通信需求的驱动,宽带多媒体综合业务将逐步增长,而且就未来信息高速公路建设的无缝覆盖而言,宽带移动通信作为整个移动市场份额的子集将显得愈来愈重要。

第三代系统预计在2002年投入商用。

从第二代到第三代系统的变化并不像从第一代模拟网络到第二代数字网络那样存在重大的技术变迁。从目前的技术发展现状和趋势来讲,第二代系统将逐步子滑过渡到第三代系统,在此演进过程中,移动网络所能实现的数据速率逐步升级:GSM承载业务所能提供的数据速率为9.6kbit/s,1998年商用的HSCSD技术实现了57kbit/s的数据速率,1999年引入的GPRS将实现超过100kbit/s的数据速率,将在2000年引入的EDGE技术可实现超过300kbit/s的数据速率。2001年后投入商用的第三代系统将能够在广域网上实现384kbit/s的数据速率,在办公室和家中还可以达到2Mbit/s。

4网络技术的智能化

移动通信需求的不断增长以及新技术在移动通信中的广泛应用,促使移动网络得到了迅速发展。移动网络由单纯地传递和交换信息,逐步向存储和处理信息的智能化发展,移动智能网由此而生。移动智能网是在移动网络中引人智能网功能实体,以完成对移动呼叫的智能控制的一种网络,是一种开放性的智能平台,它使电信业务经营者能够方便、快速、经济、有效地提供客户所需的各类电信新业务,使客户对网络有更强的控制功能,能够方便灵活地获取所需的信息。移动智能网通过把交换与业务分离,建立集中的业务控制点和数据库,进而进一步建立集中的业务管理系统和业务生成环境来达到上述目标。通过智能网,运营公司可以最优地利用其网络,加快新业务的生成;可以根据客户的需要来设计业务,向其他业务提供者开放网络,增加收益。

关于移动智能网的研究,早在1995年就已开始,刚开始并没有具体的标准协议出现,各厂商各自制定了自己的标准,并且据此进行了不少的研究工作,如Alcatel、Nortel、Ericsson等都先后推出了自己的初期产品。这些工作为最终移动智能网标准的形成积累了经验。

1997年末,美国蜂窝电信工业协会(CTIA)制定了移动智能网的第一个标准协议——IS-41D协议。1998年1月,欧洲电信标准研究所(ETSI)在GSMphase2+阶段引入了CAMEL协议(移动通信高级逻辑的客户化应用程序),当时的版本是Phase1。1998年4月,ITU-T在新推出的智能网能力集一2标准中描述了移动接入的功能实体,称为CAMELphase2标准。

伴随着移动网络向第三代系统的演进,网络的智能化程度也在不断地提升。智能网及其智能业务是构成未来个人通信的基本条件。

5更高的频段

从第一代的模拟移动电话,到第二代的数字移动网络,再到将来的第三代移动通信系统,网络使用的无线频段遵循一种由低到高的发展趋势。1981年诞生的第一个具有国际漫游功能的模拟系统NMT的使用频段为450MHz,1986年NMT变迁到900MHz频段。我国目前的模拟TACS系统的使用频段也为900MHz。在第二代网络中,GSM系统的开始使用频段为900MHz,IS-95CDMA系统为800MHz。为了从根本上提高GSM系统的容量,1997年出现了1800MHz系统,GSM900/1800双频网络迅速普及。2002年将投入商用的第三代系统IMT-2000则定位在2GHz频段。

6更有效利用频率

无线电频率是一种宝贵资源。随着移动通信的飞速发展,频谱资源有限和移动用户急剧增加的矛盾越来越尖锐,出现了“频率严重短缺”的现象。解决频率拥挤问题的出路是采用各种频率有效利用技术和开发新频段。

模拟制的早期蜂窝移动通信系统采用频分多址方式,主要通过多信道共用、频率复用和波道窄带化等技术实现频率的有效利用。随着业务的发展,模拟系统已远不能满足用户发展的需求。数字移动通信比模拟移动通信具有更大的容量。同样的频分多址技术,数字系统要求的载干比较小,因而频率复用距离可以小一些,系统的容量可以大一些。而且,数字移动通信还可采用时分多址或码分多址技术,它比模拟的频分多址制在系统容量上大4-20倍。

GSM作为最具代表性和最为成熟的数字移动通信系统,其发展历程就是一部频率有效利用技术的演进史。GSM采用时分多址制式,其对频率的有效利用主要是通过频率复用技术的不断升级实现的。从传统的4×3方式,到3×3、1×3、MRP、2×6等新的复用技术,频率复用的密集度逐步提升,频谱效率快速提高,GSM系统的容量得到逐步释放。1995年开始投入商用的IS-95CDMA(窄带)系统,以无线技术的先进性和大容量等特点着称。它以扩频技术为基础,不同用户的信号靠不同的编码序列来区分,如果从频域或时域来观察,多个CDMA信号是相互重叠的,故理论上CDMA系统的频谱利用率比GSM系统更高,网络容量更大。同时CDMA系统具有一定的过载能力,即系统具备软容量。作为未来第三代移动通信系统主流无线接入技术的WCDMA(宽带码分多址)能够更高效地利用无线电频率。它利用分层小区结构、自适应天线阵和相干解调(双向)等技术,网络容量可得到大幅提高,可以更好地满足未来移动通信的发展要求。

7网络趋于融合,走向统一

7.1第三代移动通信系统的结构

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1前言

移动通信业务之所以发展迅猛主要是其满足了人们在任何时间。任何地点与任何个人进行通信的愿望。移动通信是实现未来理想的个人通信服务的必由之路。在信息支撑技术、市场竞争和需求的共同作用下，移动通信技术的发展更是突飞猛进，呈现出以下几大趋势：网络业务数据化、分组化，网络技术宽带化，网络技术智能化，更高的频段，更有效利用频率，各种网络趋于融合。了解、掌握这些趋势对移动通信运营商和设备制造商均具有重要的现实意义。

2网络业务数据化、分组化

2.1无线数据——生机无限当前移动数据通信发展迅速，被认为是移动通信发展的一个主要方向。近年来出现的移动数据通信主要有两种，一种是电路交换型的移动数据业务，如TACS、AMPS和GSM中的承载数据业务以及GSM系统的HSCSD；另外一种是分组交换型的移动数据业务，如摩托罗拉的DataTAC、爱立信的Mobitex和GSM系统的GPRS。

目前，无线数据业务只占GSM网络全部业务量中的很小一部分，但是在未来的两年中这种状况将开始扭转，并大大改变。1999年以后，随着HSCSD、GPRS等新的高速数据解决方案显露峥嵘，并成为数据应用的新焦点，无线数据将成为运营商经营计划中越来越重要的部分，它预示着未来大量的商业机遇。

（1）应用驱动市场

无线数据业务的主要驱动力在于用户的应用。话音是单一的、易于被大众所接受的业务，然而无线数据则不同，无线数据最初的应用重点放在运输管理这样的专业市场。近期无线数据业务的目标市场是销售人员或现场工程师这样的用户群。从这些先发目标的应用中积累无线数据的经验，并从中受益。

在过去的十年里，传统的生活方式已经在迅速改变，人们更经常性地移动，职业和个人生活之间的分界变得模糊，人们需要不分时间、地点访问很重要的信息。发生在用户身上的这种生活方式的改变将成为驱动无线数据业务发展的重要因素。

（2）因特网的影响

和通信的其他领域一样，无线数据业务的一个最重要的驱动力来自Internet。根据最近的研究，未来两年欧洲的因特网用户数量将翻一番。在我国，因特网用户的年增长率将高达300%，显然用户在运动中接入因特网的需求将会增长。

为了满足接入因特网的需求，一个全球性的开放协议——无线应用协议（WAP）应运而生。WAP为将Internet的信息内容以及增值业务传送到移动终端提供了一种开放的通用标准，实现了IP与GSM网络的桥接，是一个为厂商提供加速市场增长、避免网络割接、保护运营商投资的标准，WAP确保任何与WAP兼容的GSM手机都能工作。

（3）数据速率的发展

GSM承载业务所提供的GSM数据速率最高只能达到9.6kbit／s。国际上1998年引入的高速电路交换数据（HSCSD）技术将实现57kbit／s的数据速率，对要求连续比特率和传输时延小的应用是理想的，如会议电视、电子邮件、远程接入企业的局域网和无线图像。1999年商用化的GPRS是第一个GSM分组数据应用，将实现超过100kbit／s的数据速率。对较短的“突发”类型业务是理想的，如信用卡认证、远程测量和远程事务处理。EDGE（增强数据速率GSM改进模式）使用修改过的GSM调制方式来实现超过300kbit／s的数据速率。EDGE会让GSM运营商特别受益，他们不但可以赢得第三代移动通信的经营执照，还可以提供有竞争力的宽带数据业务。

2.2个人多媒体通信——网络演进的方向

对随时随地话音通信的追求使早期移动通信走向成功。移动通信的商业价值和用户市场得到了证明，全球移动市场以超凡的速度增长。移动通信演进的下一阶段是向无线数据乃至个人移动多媒体转移，这一进展已经开始，并将成为未来重要的增长点。个人移动多媒体将根据地点为人们提供无法想像的、完善的个人业务和无线信息，将对人们工作和生活的各个方面产生影响。在个人多媒体世界里，话音邮件和电子邮件被传送到移动多媒体信箱中；短信将成为带有照片和视频内容的电子明信片；话音呼叫将与实时图像相结合，产生大量的可视移动电话，还将实现移动因特网和万维网浏览。像无线会议电视这样的应用将随处可见，电子商务将蓬勃开展。对于运动中的用户还有随时随地的各种信箱和娱乐服务。

3网络技术的宽带化

在电信业历史上，移动通信可能是技术和市场发展最快的领域。业务、技术、市场三者之间是一种互动的关系，伴随着用户对数据、多媒体业务需求的增加，网络业务向数据化、分组化发展，移动网络必然走向宽带化。

通过使用电话交换技术和蜂窝无线电技术，70年代末诞生了第一代模拟移动电话。AMPS（北美蜂窝系统）、NMT（北欧移动电话）和TACS（全向通信系统）是三种主要的窄带模拟标准。第一代无线网络技术的一大成就就是去掉了将电话连接到网络的用户线。用户第一次能够在他们所在的任何地方无线接收和拨打电话。

第二代系统引入了数字无线电技术，它提供更高的网络容量，改善了话音质量和保密性，并为用户引入了无缝的国际漫游。今天世界市场的第二代数字无线标准，包括GSM、MMPS、PDC（日本数字蜂窝系统）和IS95CDMA等，均仍为窄带系统。

第三代移动系统，即IMT-2000，是一种真正的宽带多媒体系统，它能够提供高质量宽带综合业务并实现全球无缝覆盖。2000年以后，窄带移动电话业务需求将依然很大，但随着Internet等高速数据通信及多媒体通信需求的驱动，宽带多媒体综合业务将逐步增长，而且就未来信息高速公路建设的无缝覆盖而言，宽带移动通信作为整个移动市场份额的子集将显得愈来愈重要。

第三代系统预计在2002年投入商用。

从第二代到第三代系统的变化并不像从第一代模拟网络到第二代数字网络那样存在重大的技术变迁。从目前的技术发展现状和趋势来讲，第二代系统将逐步子滑过渡到第三代系统，在此演进过程中，移动网络所能实现的数据速率逐步升级：GSM承载业务所能提供的数据速率为9.6kbit／s，1998年商用的HSCSD技术实现了57kbit／s的数据速率，1999年引入的GPRS将实现超过100kbit／s的数据速率，将在2000年引入的EDGE技术可实现超过300kbit／s的数据速率。2001年后投入商用的第三代系统将能够在广域网上实现384kbit／s的数据速率，在办公室和家中还可以达到2Mbit／s。

4网络技术的智能化

移动通信需求的不断增长以及新技术在移动通信中的广泛应用，促使移动网络得到了迅速发展。移动网络由单纯地传递和交换信息，逐步向存储和处理信息的智能化发展，移动智能网由此而生。移动智能网是在移动网络中引人智能网功能实体，以完成对移动呼叫的智能控制的一种网络，是一种开放性的智能平台，它使电信业务经营者能够方便、快速、经济、有效地提供客户所需的各类电信新业务，使客户对网络有更强的控制功能，能够方便灵活地获取所需的信息。移动智能网通过把交换与业务分离，建立集中的业务控制点和数据库，进而进一步建立集中的业务管理系统和业务生成环境来达到上述目标。通过智能网，运营公司可以最优地利用其网络，加快新业务的生成；可以根据客户的需要来设计业务，向其他业务提供者开放网络，增加收益。

关于移动智能网的研究，早在1995年就已开始，刚开始并没有具体的标准协议出现，各厂商各自制定了自己的标准，并且据此进行了不少的研究工作，如Alcatel、Nortel、Ericsson等都先后推出了自己的初期产品。这些工作为最终移动智能网标准的形成积累了经验。

1997年末，美国蜂窝电信工业协会（CTIA）制定了移动智能网的第一个标准协议——IS-41D协议。1998年1月，欧洲电信标准研究所（ETSI）在GSMphase2+阶段引入了CAMEL协议（移动通信高级逻辑的客户化应用程序），当时的版本是Phase1。1998年4月，ITU-T在新推出的智能网能力集一2标准中描述了移动接入的功能实体，称为CAMELphase2标准。

伴随着移动网络向第三代系统的演进，网络的智能化程度也在不断地提升。智能网及其智能业务是构成未来个人通信的基本条件。

5更高的频段

从第一代的模拟移动电话，到第二代的数字移动网络，再到将来的第三代移动通信系统，网络使用的无线频段遵循一种由低到高的发展趋势。1981年诞生的第一个具有国际漫游功能的模拟系统NMT的使用频段为450MHz，1986年NMT变迁到900MHz频段。我国目前的模拟TACS系统的使用频段也为900MHz。在第二代网络中，GSM系统的开始使用频段为900MHz，IS-95CDMA系统为800MHz。为了从根本上提高GSM系统的容量，1997年出现了1800MHz系统，GSM900／1800双频网络迅速普及。2002年将投入商用的第三代系统IMT-2000则定位在2GHz频段。

6更有效利用频率

无线电频率是一种宝贵资源。随着移动通信的飞速发展，频谱资源有限和移动用户急剧增加的矛盾越来越尖锐，出现了“频率严重短缺”的现象。解决频率拥挤问题的出路是采用各种频率有效利用技术和开发新频段。

模拟制的早期蜂窝移动通信系统采用频分多址方式，主要通过多信道共用、频率复用和波道窄带化等技术实现频率的有效利用。随着业务的发展，模拟系统已远不能满足用户发展的需求。数字移动通信比模拟移动通信具有更大的容量。同样的频分多址技术，数字系统要求的载干比较小，因而频率复用距离可以小一些，系统的容量可以大一些。而且，数字移动通信还可采用时分多址或码分多址技术，它比模拟的频分多址制在系统容量上大4-20倍。

GSM作为最具代表性和最为成熟的数字移动通信系统，其发展历程就是一部频率有效利用技术的演进史。GSM采用时分多址制式，其对频率的有效利用主要是通过频率复用技术的不断升级实现的。从传统的4×3方式，到3×3、1×3、MRP、2×6等新的复用技术，频率复用的密集度逐步提升，频谱效率快速提高，GSM系统的容量得到逐步释放。1995年开始投入商用的IS－95CDMA（窄带）系统，以无线技术的先进性和大容量等特点著称。它以扩频技术为基础，不同用户的信号靠不同的编码序列来区分，如果从频域或时域来观察，多个CDMA信号是相互重叠的，故理论上CDMA系统的频谱利用率比GSM系统更高，网络容量更大。同时CDMA系统具有一定的过载能力，即系统具备软容量。作为未来第三代移动通信系统主流无线接入技术的WCDMA（宽带码分多址）能够更高效地利用无线电频率。它利用分层小区结构、自适应天线阵和相干解调（双向）等技术，网络容量可得到大幅提高，可以更好地满足未来移动通信的发展要求。

7网络趋于融合，走向统一

7.1第三代移动通信系统的结构