移动通信概述论文
本文由northcapture贡献
pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。
移动通信
2010 年 5 月 20 日
移动通信技术发展历程与趋势
伍明铭
（华南理工大学电子与信息学院，广东广州）
摘要：本文介绍移动通信技术的发展历程，重点讨论了 1G 到 4G 各代移动通信技术的主要性能指标和关键技术，展望移动通信技术的发展趋势. 关键词：移动通信；GSM 技术；CDMA；MIMO-OFDM 中图分类号： TN92 文献标识码： A 文章编号： 0372-2112
History and Trend of Mobile Communication Technology
WU Ming-ming
(School of Electronic and Information Engineering,South China University of Technology,Guangzhou,Guangdong ,China)
Abstract:
This article describes the development process of mobile communication technology, focused on
the generation of 1G to 4G mobile communication technology ,the key performance indicators and key technology .At last,it looks forward to the development trend of mobile communication technology. Key words: mobile communication; GSM technology; CDMA; MIMO-OFDM
1
引言
2
移动通信技术发展概述
随着科学技术发展，通信技术也得到迅猛的发展和应用，在推动社会经济的同时改变了人们的生活方式.移动通信特别是蜂窝小区的发展，使用户实现完全的个人移动性、可靠的传输手段和接续方式，逐渐演变成社会进步必不可少的工具. 近年来，移动通信业务的迅猛增加使移动通信技术受到来自容量和带宽两方面的巨大挑战，频谱资源匮乏的矛盾十分突出. 同时，移动计算、高速互联网和图像等多样化需求要求移动通信网能够综合语音、数据等不同业务进行动态带宽分配，并有提供宽带无线信道的能力. 目前在中国，移动通信技术经历了第一代模拟移动通信技术以及第二代数字的、以语音为主的窄带移动通信技术后，第三代以高速互联网业务和多媒体业务为目的的宽带移动通信技术已经投入商用，同时， LTE、UWB(超宽带无线通信)、WiMax 等下一代移动通信技术正在大力的研究和试验中.
移动通信诞生于 20 世纪初， 20 世纪在 40 年代以前，初步进行一些传播性测试并在短波的几个频段上进行通信应用，如 20 年代初的 2MHz 频段的警车无线调度系统.其工作于单工或半双工方式.40 年代至 60 年代后期，发展了一些具有拨号、半双工功能的移动通信系统，但这些停留在专用系统的水平上.这些系统基于噪声受限原理，采用与无线广播和广播电视相同的方式.这种系统实现较容易，但同频系统必须距离足够远，使同频干扰电平远低于接收机的接收门限. 而且整个系统没有频率复用，支持的同时工作的用户数量有限，因此，系统存在容量受限、系统功能薄弱、频率利用率低和质量差 [1] 等局限性 . 1971 年贝尔实验室论证了蜂窝系统的可行性后，各国对蜂窝移动通信系统进行了深入研究，从而进入蜂窝移动通信系统的发展阶段. (1) 第一代——模拟移动通信系
统 (1G).于 20 世纪 80 年代初提出，完成于 20
1/6
移动通信
2010 年 5 月 20 日
世纪 90 年代初，如 NMT 和 AMPS.1G 基于模拟传输，特点是业务量小、质量差、安全性差、没有加密和速度低.1G 主要基于蜂窝结 [2] 构组网，不同国家采用不同的工作系统 . 其具有代表性的终端设备就是“大哥大”. (2) 第二代——数字移动通信系统(2G).从 1G 到 2G 是数字技术的革命.2G 移动通信系统是从 20 世纪 90 年代初期到目前广泛使用的数字移动通信系统，它具有多种不同的系统标准，如 GSM,IS-95CDMA,PDC 和IS-136TDMA 等，GSM（全球移动系统）移动通信系统由欧洲于 80 年代中后期率先提出，是目前使用最普遍的一种标准，它使用 900MHz 和 1800MHz 两个频带，采用用户识别模块（SIM）技术鉴别用户，传输时使用时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA×1）技术增加网络中信息的传输量，但它不能实现全球无缝漫游. (3) 第 2.5 代移动通信系统(2.5G)是2G 向 3G 发展过程的中间过渡，它是 2G 的扩展和增强版，通用无线分组业务（GPRS）可以看做在 2G 和 3G 之间移动通信技术发展的过渡阶段，能够使移动设备发送和接收电子邮件及图片信息.其常用速度为 115kbit/s，通过使用增强数据率的 GSM(EDGE)最大速率可达 384 kbit/s，而典型的 GSM 数据传输率 [3] 为 9.6 kbit/s . (4) 第三代——多媒体移动通信系统（3G），也称 IMT 2000，开始于 20 世纪 90 年代末.3G 统一不同的移动技术标准，使用高的频带和 CDMA 技术传输数据来支持多媒体业务，它工作在 2000MHz 频段，主要特点是无缝全球漫游、高速率、高频谱利用率、高服务质量、低成本和高保密性等，其最基本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，支持语音和多媒体数据通信，可以提供前三代产品不能提供的各种宽带信息业务，如高速数据、慢速图像与电视图像等.3G 的三种国际标准分别是： WCDMA(Wideband CDMA ，欧洲标准),CDMA2000(也称 CDMA Multi—Carrier，美国标准 ) 和 TD-SCDMA （ Time Division Synchronous Code Division Multiple Access，中国标准）.
(5) 第四代——宽带接入和分布网络系统（4G）.它包括宽带无线固定接入，宽带无线局域网（WLAN），移动宽带系统和互操作的广播网络.可以在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带网络中提供无线服务，可以在任何地方宽带接入互联网包括卫星通信和平流层通信，能够提供定时定位、数据采集、远程控制等综合功能.此外，4G 基于宽带 IP，以无缝接入融合方式，完全利 [4] 用分组交换方式传输，集 3G 网络技术和无线 LAN 系统为一体，是多种无线技术的综合系统.目前国际主要4G 国际标准候选技术为LTE-Advanced （Long Term Evolution Advanced ）和802.16m 两种，其中TD-LTE-Advanced （LTE-Advanced TDD 制式）是中国提出的具有自主知识产权的新一代移动通信技术，成功入围国际电信联盟的 4G 候选标准.
3
3.1
移动通信技术性能及关键技术
第一代移动过通信系统(1G) 第一代模拟蜂窝网移动通信系统采用频率再用技术，实现小区制大容量公用移动 [5] 电话系统，多址方式为频分多址(FDMA)，双工方式为频分双工(FDD)，其代表性系统是美国的 AMPS、英国的 TACS 和北欧的 NMT-450，工作频段有 450MHz、800MHz 和 900MHz，其中，NMT-450 为 450MHz，AMPS 为 800MHz， TACS 等为 900MHz.它们的频道间隔多数为 25kHz，AMPS 的频道间隔为 30 kHz.1G 直接使用模拟语音调制技术，传输速率约为 2.4kbit/s.由于受到传输带宽限制，它不能进行移动通信的长途漫游，只是一种区域性的移动通信系统. 蜂窝移动通信的问世，将陆地公众移动通信网推向了发展的
高潮但模拟系统存在以下弊端：(1)频带利用率低，使有限的频率资源与无限的用户容量之间的矛盾难以解决；(2)无法承担非话业务和数字通信业务，难以与ISDN(Integrated Services Digital Network, 综合业务数字网)直接连接；(3)存在保密性差、成本高等不可避免的缺点.随着业务的发展，模拟技术已不能 [1] 满足发展的需要了 . 2/6
移动通信
2010 年 5 月 20 日
3.2
第二代移动通信系统(2G) 2G 是基于数字传输的，采用的技术主要有时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)两种技术，提供 9.6 至 28.8kbps 的传输速率.全球主要采用 GSM 和CDMA 两种制式，我国采用主要是 GSM 这一标准. 和第一代模拟移动蜂窝移动系统相比,第二代移动通信系统具有保密性强, 频谱利用率高, 能提供丰富的业务, 标准化程度高等特点, 可以进行省内外漫游.主要提供数字化的语音业务级低速数据化业务, 克服了模拟系统的弱点，可以进行省内外漫游.但因为采用的制式不同, 移动标准还不统一, 用户只能在同一制式覆盖的范围内进行漫游, 还无法进行全球漫游, 虽然第二代比第一代有更大的带宽, 但带宽还是很有限, 限制了数据的应用, 还无法实现高速率的业务, 如移动的多媒体业务. 3.2.1 GSM 移动通信系统 GSM （ Global System for Mobile Communications，全球移动通讯系统）是欧洲制定的数字蜂窝网标准，它包括两个并行的系统：GSM900 和DCS1800，两个系统功能 [7] 相同，差别是频段不同 .GSM900 的上行频带 890-915 MHz，下行频带 935-960 MHz，双工间隔 45 MHz，工作带宽 25 MHz，载频间隔 200 KHz.DCS1800 的上行频带 1710-1785 MHz，下行频带 1805-1880 MHz，双工间隔 95 MHz，工作带宽 75 MHz，载频 [8] 间隔 200 KHz .由于 DCS1800 的载频在 1800 MHz 高频，电波传播衰耗较900 MHz 快得多，所以， DCS1800 的覆盖半径较 GSM900 要小得多.因此，DCS1800 通常采用叠加网的形式，用以补充业务密集区 GSM900 容量不足. GSM 在 FDMA（频分复用）的基础上采用 TDMA（时分复用）复用方式，每个载频上以 4.615ms 构成一帧，每帧分为 8 个时隙.每个时隙 156.25bits，构成一个物理信道.为了保证可靠性，业务和控制信道的信道编码均采用了块编码和 1／2 速率的卷积编码，控制信道采用块矩形交织(BlockrectangularInterleaver)；业务信道采用块对角交纵 (Block Diagonal Interlcavcr)，话音编码速率为 13Kbps，数
据业务速率最高为 9.6Kbps.为了在效率、复杂胜和抗干扰方面达到一个较好的平衡． GSM 采用 GMSK(Gaussian Mininlunl [9] Shift Keying)凋制 . 3.2.2 IS-95CDMA 移动通信系统 IS-95CDMA（IS-95A）系统是北美数字蜂窝标准，也是 2G 的代表性系统之一. IS-95 的载波频带宽度为 1.25MHz，信道承载能力有限，仅能支持声码器语音和话带内的数据传输，称为窄带码分多址蜂窝通信系统. IS-95 工作的上行频带为 869-894 MHz，下行频带为 824-869 MHz.CDMA 蜂窝系统具有“软切换”功能，它以扩频技术为基础，因而具有扩频通信系统固有的优点，如抗干扰、抗多径衰落和保密性等. IS-95 采用 TDMA/FDMA 技术相结合，使用 FDD 双工方式，射频信道间隔为 1.25 MHz，调制方式使用 QPSK.其声码器采用码激励线性预测编码算法（QCELP 算法）基本速率是， 8kb/s.CDMA 和 TDMA 系统的重要差异在于无线信道的构成及有关的无线接口和设备， CDMA 的全部用户共享一个无线信道，用户信号的区分靠所用码型的不同；TDMA 和 FDMA 系统则是每个用户占用一个信道. 功率控制是 CDMA 蜂窝系统提高通信容 [10] 量的关键技术，也是其主要技术难题之一 . 功率控制是解决 CDMA 系统远近效应的的有效措施，需要在反向链路和正向链路上都进行功率控制.功率控制的原则是：当信道的传播条件突然改善时，功率控制应作出快速响应（例如几毫秒内），以防止信号突然增强而对其他用户产生附加干扰；相反，当信道
条件突然变坏时，功率调整的速度可以慢一些，也就是说，宁可单个用户的信号质量短时间恶化，也要防止许多用户的背景干扰都增大.CDMA 系统具有全网统一的时间标准，它利用全球定位系统（GPS）时标，各基站配有 GPS 接收机. 3.3 第 2.5 代移动通信系统(2.5G) 2.5G 系统中，对应于 GSM 的是 GPRS/EDGE，对应于 IS-95A 的是 CDMA2000 1 ×(IS-95B).GPRS 基于 GSM 可以把接入速率提高到 115kb/s-171 kb/s，在 GPRS 之后的EDGE 技术可以把速率进一步提到 384
3/6
移动通信
2010 年 5 月 20 日
kb/s .GPRS 将信包交换模式引入到 GSM 网络中，提高了资源利用率，能支持INTERNET 的 IP 协议和 X.25 协议.GPRS 基本原理是使多个用户共享某些固定的信道资源，将每个时隙的传输速率从 9.6 kbit/s 提高到 14.4kbit/s. EDGE 也称2.75G，主要是在 GSM 系统中采用了新的调制方法，即最先进的多时隙操作和 8PSK 调制技术，8PSK 可将现有 GSM 网络采用的 GMSK 调制技术信号空间从 2 扩展到 8，使每个符号包含信息为原来的八倍.EDGE 不同于 GSM 的优势有：(1)8PSK 空中接口模式，(2)增强型的 AMR 编码方式， (3)MCS1-9 九种信道编码方式， (4)链路自适应，(5)递增冗余传递，(6)RLC 窗口大小自动调整. IS-95B 同样采用分组交换方式，可提供的理论最大比特速率为 115kbit/s，实际只能实现 64kbit/s. 3.4 第三代移动通信系统(3G) 3G 主要基于宽带 CDMA 技术，优点在于频率规划简单，系统容量大，频率复用系数高，抗多径能力强，通信质量好，软容量，软切换.总体而言，3G 的具有四项关键技术 [12] ： (1)智能天线技术. 智能天线基于自适应天线原理，利用天线阵的波束赋形产生多个独立波束，并自适应地调整波束方向来跟踪每一个用户，达到提高信号干扰信噪比，增加系统容量的目的. 在3G 三个标准中，TD-SCDMA 使用了智能天线. (2)软件无线电技术. 软件无线电的基本思路是研制一种基本的可编程硬件平台，在这个硬件平台上改变软件即可形成不同标准的通信设施（如终端和基站），关键思想是尽可能在靠近天线的部位进行宽带 A/D 和 D/A 变换，再用高速数字信号处理器(DSP)进行软件处理，以实现尽可能多的无线通信功能. (3)高速下行分组交换数据传输技术. 3G 的上下行将会呈现很大的不对称性，对 FDD 来说，非常需要能有效支持不对称业务的一种技术.3GPP 技术规范中的高速下行
[11]
分组接入(HSPA)技术可以实现 10.8M 的高速下行数据，HSDPA 技术是一种对多用户提供高速下行数据业务的技术，特别适合于多媒体、Internet 等大量下载信息的业务.在传输较高速率的业务数据时，通过在特定时隙中使用较高调制方式(8PSK、16QAM、甚至 64QAM)来进行传输.大量研究表明，采用若干新技术可使空中下行速率达到 40Mbit／s 以上.目前国际上对 HSDPA 技术的研究正在进行中，它是 3GPP WGl 组的一个研究热点. (4)联合检测技术. 多用户检测面临的问题有远近效应、异步问题、多径效应等.在此基础上提出联合检测，即多用户检测，同时使用均衡技术，以消除符号间干扰和码问干扰.传统的均衡技术需要用户发送训练序列， GSM 系统中，在大约有 20％的发送序列用于训练，训练序列的频繁发送，增加了大量的信道开销.在信道的盲均衡中，用户不用发送训练序列，接收端通常只知道输出信号及输入信号的一些统计信息.另外联合接收、天线分集技术和 Turbo 码技术结合起来，可以得到更好的接收性能.使用联合检测技术可以有效地克服传播路径损耗、阴影效应和快衰落现象. [13,14,15,16] 三种 3G 国际标准性能参数比较如表 1. 3.5 第四代移动通信系统(4G) 目前业界和学术界对于 4G 的看法基本一致：4G 系统基于 IP、具有超过 2 Mb/s 的非对称数据传输能力、在移动环境下速率将达到 100 Mb/s、在静止环境下速率达到 1 Gb/s 以上的、能够支持下一代网络的各种应用(如移动高清电视)、并且
能在固定和移动之间方便切换的技术. [17,18,19] 4G 的关键技术有： (1)O FDM(正交频分复用) OFDM 是 4G 的核心技术，实际上是 MCM(Multi—carrier Modulation，多载波调制)技术的一种，其主要思想是在频域内将给定信道分成许多窄的正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输，因此可以大大消除信道和符号间的干扰.OFDM 具有很多独特的优点：频谱利用率高，抗衰落能力强，适合高
4/6
移动通信
2010 年 5 月 20 日
速数据传输，抗码间干扰能力强.缺点是对频偏和相位噪声敏感，功率峰值和均值比制式继承基础双工方式信号带宽码片速率帧长调制方式解调方式语音编码基站运营模式功率控制编码方式切换方式 WCDMA 中国联通 GSM FDD 5MHz 3.84Mchip/s 10ms 上行BPSK 下行 QPSK 导频辅助相干解调 AMR 同步/异步闭环功控外环功控卷积吗/Turbo 码支持软切换和更软切换
大，负载算法和自适应调制技术增加系统复杂度. CDMA2000 中国电信窄带 CDMA FDD N*1.25 MHz N*1.22288 Mchip/s 20ms 上行 BPSK 下行 QPSK 导频辅助相干解调 8K/13K QCELP 或 8K EVRC 同步闭环功控外环功控卷积吗/Turbo 码支持软切换和更软切换TD-SCDMA 中国移动 GSM TDD 1.6 MHz 1.28 Mchip/s 10ms QPSK 8PSK 联合检测方式 AMR 网络同步或 GPS 闭环功控外环功控卷积吗/Turbo 码支持接力切换提高了切换效率表 1 三种 3G 技术对比
(2) 多输入多输出(MIMO)技术 MIMO(Multiple—Input Multiple—Out —put)系统，该技术属于智能天线技术的一种，利用多天线来抑制信道衰落.可以利用 MIMO 信道成倍地提高无线信道容量，在不增加带宽和天线发送功率的情况下，频谱利用率可以成倍地提高.利用 MIMO 技术可以提高信道的容量，同时也可以提高信道的可靠性，降低误码率.前者是利用 MIMO 信道提供的空间复用增益，后者是利用 MIMO 信道提供的空间分集增益.MIMO 系统有以下优点：降低了码间干扰(ISI)，提高了空间分集增益；提高了无线信道容量和频谱利用率. (3)基于 IPv6 的核心网 4G 移动通信系统的核心网是一个基于全 IP 的网络，即基于 IP 的承载机制、网络维护管理、网络资源控制、应用服务.目前 IPv4 的地址长度仅有 32bit，地址资源即将耗尽，而 IPv6 具有 128bit 的地址空间，能解决 IP 地址资源不足的问题，因此 IPv6 会成为下一代网络的核心协议.
同 3G 网络相比，4G 系统具有根本性的优点：采用 IP 协议的核心网可以实现不同的网络间的无缝互联，独立于各种具体的无线接入方案，能提供端到端的 IP 业务，能同已有的核心网和 PSTN 兼容.核心网具有开放的结构，能允许各种空中接口接入核心网；同时，核心网能把业务、控制、传输等分开.采用 IP 后，所采用的无线接入方式和协议与核心网络(CN) 协议、链路层是分离独立的.IP 与多种无线接入协议相兼容，因此在设计核心网络时具有很大的灵活性，不需要考虑无线接入究竟采用何种方式和协议. 此外，的关键技术还包括前几代系统 4G 所具有但经过改进的功率控制技术和多用户检测技术，以及在 3G 基础上改进的软件无线电技术和智能天线技术.
4
总结和展望
回顾 1G 到 3G 的发展，移动通信系统在每个十年内都会发生革命性的变化.在 2010 5/6
移动通信
2010 年 5 月 20 日 [7] 李建东,郭梯云,邬国扬.移动通信[M].第四版. 西安:西安电子科技大学出版社:228-233. [8] 3GPP.TS05.05 Digital cellular telecommunication
system(Phase 2+),Radio Transmission and Reception. [9] 赵珑.移动通信技术发展的回顾与展望[J].山东通信技术,2002,22(1):5-6. [10] 李建东,郭梯云,邬国扬.移动通信[M].第四版.西安:西安电子科技大学出版社:280-282. [11] 雷震洲.蜂窝移动通信技术演进历程及未来发展趋势[J].移动通信,2008,32(4):24-28. [12] 李旋波 .3G 关键技术[J]. 通信管理与技术,2004,(1):27-28. [13] 田辉,康桂霞.3GPP 核心网技术(M).北京：人民邮电出版社,2007． [14] 李立华,陶小峰,张平等.TD—SCDMA 无线网络技术(M).北京：人民邮电出版社,2007 [15] 张宝亮,刘雅举中国的 3G 标准——TD-SCDMA 技术(J).科技信息,2009,1(9)：30. [16] 张春娟.3G 主流技术及其应用[J].江西通信科技,2009,(4):14-15. [17] 胡国华,袁树杰,谭敏.4G 移动通信技术与安全缺陷分析[J].通信技术,2008,41(7):155 -157. [18] 李蔚蔚,童贞理,何方白.3G 和 4G 的关键技术比较和过渡[J].广东通信技术,2004,24(1): 6-10. [19] 周奇.4G 系统网络结构及其关键技术[J].电脑与电信,2006,(10):18-21.
年 2 月的世界移动通信大会上，移动宽带化、融合化、智能化和绿色节能成为产业界的战略方向. 移动宽带化的发展趋势使通信网络正在发生根本性的变化，通信的主体也将由人与人扩展到人与物或物与物. 完稿之时正值 2010 年世界电信日，今年电信日的主题是：信息通信技术让城市生活更美好.信息通信技术已渗透到城市管理和人民生活各领域，影响和改变着城市的发展方式和生活方式.随着未来无线网络的变化，移动通信网络正向着网络技术智能化，网络融合，网络技术宽带化，承载 IP 化等发展.
参考文献：[1] 朱建华.移动通信技术的发展、回顾和展望[J]. 电信科学,2000,(1):21-25. [2] Mobile Man Project. Architecture,protocols and Services[DB/OL].http://cn https://www.360docs.net/doc/c53379472.html,r.it/mobile-MAN.2005. [3] 彭小平.浅析移动通信技术的演进[J].通信技术,2007,(6):16-17. [4] Mobile Man Project. Architecture,prot ocols and Services[DB/OL].http://cnd. https://www.360docs.net/doc/c53379472.html,r.it/mobile-MAN.2005. [5] 李建东,郭梯云,邬国扬.移动通信[M].第四版. 西安:西安电子科技大学出版社:220-226. [6] 谭艳梅.从1G 到 3G 移动通信技术[J].广西质量监督导报,2008,(8)：80-97.
6/6
移动通信总结
一、移动通信概念 移动通信是指通信双方至少有一方在移动中（或者临时停留在某一非预定的位置上）进行信息传输与交换，这包括移动体（车辆，船舶，飞机或行人）和移动体之间的通信，移动体和固定点（固定无线电台或有线用户）之间的通信。 二、移动通信特点： 1、必须利用无线电波传输信息，传播特性差 u传播环境复杂：多径效应和阴影效应造成电波传播的幅度衰落和时延扩展 u 用户高速移动：多普勒频移造成电波传播特性的快速随机变化2、工作于复杂的干扰环境 u 外部干扰：天电、机电和信道热噪声 u系统内部和不同系统之间的干扰：邻道、同信道、互调、多址和远近效应 3、网络结构多种多样，网络管理复杂 u用户注册和登记，鉴权和计费，安全和保密 4、可利用的频谱资源有限，而通信业务量的需求与日俱增 u用户容量问题，业务容量问题 5、用户终端成为个人消费品 三、数字移动通信特点：1.微蜂窝小区结构：更优的空分复用提高用户数量 2.数字化技术：语音信号数字化新的调制方式：、等 3、 4.频谱利用率高、系统容量大 5.能提供多种业务服务，提高通信系统的通用性 6.抗噪声、抗干扰和抗多径衰落能力强 7.能实现更有效、灵活的网络管理和控制 8.便于实现通信安全保密 9.可降低设备成本和减小用户手机的体积和重量 四、移动通信的最终发展目标 是实现个人通信系统（无论任何人、在任何时候、在任何地方、 与另一个人、进行任何类型） 五、3G 3G是“第三代移动通信技术” 3G标准：（欧洲版）、2000（美国版）和（中国版） 3G：运营商：中国移动－，中国电信2000，中国联通。 六、无线传播方式 移动通信中传播的方式主要有直射波、反射波、绕射波、散射波和 地表面波等传播方式。 ①从发射天线直接到达接收天线的电波称为直射波 ②电波经过地面反射到达接收机，称为地面反射波 ③电波沿地球表面传播，称为地表面波 七、移动信道的特征 传播路径与信号衰落；多径效应与瑞利衰落；慢衰落特性与衰落储 备；多径时散与相关带宽 八、多径效应 在通信系统中，由于通信地面站天线波束较宽，受地物、地貌和海 况等诸多因素的影响，使接收机收到经折射、反射和直射等几条路 径到达的电磁波，这种现象就是多径效应，表现为快衰落传播 九、多径衰落 若多射线强度较大，且时延差不能忽略，则会产生误码，这种误码 靠增加发射功率是不能消除的，而由此多径效应产生的衰落叫多径 衰落 十、慢衰落 信号电平发生快衰落的同时，其局部中值电平还随地点、时间以及 移动台速度作比较平缓的变化，其衰落周期以秒级计，称作慢衰落 或长期衰落。 慢衰落特性：近似服从对数正态分布。 十一、快衰落 移动台附近的散射体引起的多径传播信号在接收点相叠加，造成接 收信号快速起伏的现象。主要由于多径传播而产生的衰落，由于移 动体周围有许多散射、反射和折射体，引起信号的多径传输，使到 达的信号之间相互叠加，其合成信号幅度表现为快速的起伏变化， 其变化率比慢衰落快。 十二、衰落总结 场强特性曲线的中值呈慢速变化慢衰落 场强特性曲线的瞬时值呈快速变化快衰落 慢衰落产生原因：大气折射，大气介电常数的变化，时变；阴影效 应，特点：衰落速度与工作频率无关 十三、抗衰落技术。 (1). 分集接收：是指接收端对它收到的多个衰落特征互相独立（携带 同一信息）的信号进行特定的处理，以降低信号电平起伏的办法。 (2). 接收：利用多个并行相关器检测多径信号，按照一定的准则合成 一路信号供解调用。 (3). 纠错编码 (4). 自适应均衡
20通信系统概述
第一章通信系统概述 1.1 通信系统模型 一、通信的定义 1.信息：对收信者来说未知的、待传送、交换、存储或提取的内容 ﹙包括语音、图象、文字等﹚ 人与人之间要互通情报，交换消息，这就需要消息的传递。古代的烽火台、金鼓、旌旗，现代的书信、电报、电话、传真、电子信箱、可视图文等，都是人们用来传递信息的方式。 2.信号：与消息一一对应的电量。它是消息的物质载体，即消息是寄托在电信号的某一参量上。 3．通信就是由一地向另一地传递消息。 二、电通信 1．定义 利用“电”来传递信息，是一种最有效的传输方式，这种通信方式称为电通信。 2．特点 电通信方式能使消息几乎在任意的通信距离上实现既迅速、有效，而又准确、可靠的传递。 电通信一般指电信，即指利用有线电、无线电、光和其它电磁系统，对于消息、
情报、指令、文字、图象、声音或任何性质的消息进行传输。 （1）模拟信号与数字信号：按信号随时间分布的特性信号可分为模拟和数字信号。 模拟信号：信号的取值是连续的。 数字信号：信号的取值是离散的。 （2）基带信号与频带信号：按信号随频率分布的特性信号可分为基带和频带信号。 基带信号：发信源发出的信号。 频带信号：通过调制将基带信号变换为频带信号。 基带传输：在信道中直接传输的信号 (如直流电报、实线电话和有线广播等)。 频带传输:通过调制将基带信号变换为更适合在信道中传输的形式。（FM、AM、MODEM） 三、通信系统的模型 1.通信系统的一般模型 (1)通信系统：通信系统是指完成信息传输过程的全部设备和传输媒介。 (2)通信系统的基本模型
●发信源：是消息的产生来源，其作用是将消息变换成原始电信号。变换：将 非电物理量转换为掂量。 信源可分为模拟信源和离散信源。模拟信源(如电话机、电视摄像机)输出幅度连续的信号；离散信源(如电传机、计算机)输出离散的数字信号。 ●发送设备：作用是将信源产生的消息信号转换为适合于在信道中传输的信 号。它要完成调制、放大、滤波、发射等。在数字通信系统中还要包括编码 和加密。 ●信道：是传输的媒介。信道的传输性能直接影响到通信质量。 ●噪声源：将各种噪声干扰集中在一起并归结为由信道引入，这样处理是为了 分析问题的方便。 ●接收设备：完成发送设备的反变换，即进行解调、译码、解密等，将接收到 的信号转换成信息信号。 ●收信者：把信息信号还原为相应的消息。 2．模拟通信系统模型。
移动通信系统中的切换技术研究论文
數字移動通信技術結課論文論文題目：移動通信系統中的切換技術研究 姓名：XX 學號：ZXXXX 專業：電子資訊科學與技術 班級：2009級電科本班
本論文主要針對邢臺地區中小企業財務管理現狀問題展開研究的，全文主要通過以下幾個方面來闡述：一、首先向讀者介紹了邢臺地區的經濟特徵，產業特色，突出了中小企業的重要性；二、從總體介紹了邢臺地區中小企業在財務管理工作上存在的問題，主要闡述了領導者財務觀念和財務人員素質等；三、具體闡述了邢臺地區在投資，融資，生產經營，利潤分配四大經濟活動上存在的現狀問題，以及針對某些問題提出的建議和解決對策等；四、在整個論文中列舉了很多相關的數據和實例，特別是有些語句完全是我所接觸到的財務人員的原話，因此加大了整個論文的說服力；五、總結一句話就是中小企業財務管理工作不完善，在邢臺地區的中小企業裏，財務只是在經營的過程中起到了會計的作用，根本沒有起到整個的管理作用；六、課題研究涵蓋範圍較廣，故有很多的地方僅做了簡單明瞭的闡述和介紹，詳略得當，言簡意賅。 關鍵字：邢臺地區；中小企業；財務管理現狀
The subject areas targeted at small and medium SMEs in Xingtai aear.A study of financial management status , the text mainly explained by the following aspects,1The subject of study characteristics with briefing readers of the whole economy in Xingtai area, industrial features; 2 Xingtai region in general, introduced the work of financial management problems, the main description of the leadership qualities of the concept and financial personnel; 3 Expounds the Xingtai area of investment, financing, operation, distribution of profits ; 4 Big business activities on the status of existing problems and recommendations for some of the problems and solutions and so on. 4 In the paper cited a number of relevant data and examples, especially some of my statements is completely exposed to the financial officers of the original words, thus increasing the overall thesis convincing. 5 To sum it up is imperfect financial management of SMEs, SMEs in Xingtai area, the financial management of the process only played the role of accounting, did not play a role in the management. Keywords:Xingtai area;small and medium SMEs;financial condition of SMEs
移动通信技术1G~4G发展史
第1章移动通信现状问题与基本解决方法 1.1移动通信1G—4G简述 现在，人们普遍认为1897年是人类移动通信的元年。这一年意大利人.马可尼在相距18海里的固定站与拖船之间完成了一项无线电通信实验，实现了在英吉利海峡行驶的船只之间保持持续的通信，从而标志着移动通信的诞生，也由此揭开了世界移动通信辉煌发展的序幕错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。。 现代意义上的移动通信系统起源于20世纪20年代，距今已有90余年的历史。本文主要简述移动通信技术从1G到4G的发展。移动通信大发展的原因，除了用户需求的迅猛增加这一主要推动力外，还有技术进展所提供的条件，如微电子技术的发展、移动通信小区制的形成、大规模集成电路的发展、计算机技术的发展、通信网络技术的发展、通信调制编码技术的发展等。1.1.1第一代移动通信系统（1G） 20世纪70年代中期至80年代中期是第一代蜂窝网络移动通信系统发展阶段。第一代蜂窝网络移动通信系统（1G）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。1G主要基于蜂窝结构组网，直接使用模拟语音调制技术，传输速率约s错误!未找到引用源。。 1978年底，美国贝尔实验室成功研制了先进移动电话系统（Advanced Mobile Phone System, AMPS），建成了蜂窝状移动通信网，这是第一种真正意义上的具有随时随地通信的大容量的蜂窝状移动通信系统。蜂窝状移动通信系统是基于带宽或干扰受限，它通过小区分裂，有效地控制干扰，在相隔一定距离的基站，重复使用相同的频率，从而实现频率复用，大大提高了频谱的利用率，有效地提高了系统的容量错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。。
移动通信PPT总结
①第一代：电信c：800M，移动900m;FDMA;模拟系统；代表：美国(AMPS；上825-845；下870-890)；欧洲(TACS；890-915；935-960)；缺点：频谱利用率低；业务种类有限；无数据业务；保密性差；设备成本体积重量；双工间隔45M ②运营商目标：信道利用率和信道资源 ③通常使用的双工通信的频率越高了，对应的接收滤波器的设计越难，双工间隔要求越高 ④相同（相邻）基站不能使用相邻的频段：如果同一空间中多个用户同时打电话，则申请信号混地在一起；相邻频段混叠原因：由于滤波器非矩形是带坡度滚降的，无法做到坡度很陡的滤波 ⑤大区与蜂窝系统区别：大区：基站覆盖很大的区域，其功率很大。一个基站的频段为20MHz，若无复用，每个用户20khz，最多容纳1千用户；蜂窝：理想状态无缝无重叠六边形；覆盖面积减少，减少基站功率信号覆盖面基减少，近似认为b出没有了信号覆盖，在b处可以使用a信号频段。（接收灵敏度，信干噪比两指标对接收机越小越好）40W=4*10^4mW=10*log(4*10^4)=46dbm ⑥手机频率低：f高衰减快若手机频率高，提高发射功率来保持好的接收，增大手机功耗和人体辐射；基站提高发射功率易实现 ⑦第二代移动通信系统(数字系统，时分多址或窄带码分多址，代表系统：US的IS-95，cdma；EU的GSM，tdma)改善：1.频谱利用率提高，GSM2倍，cdma10倍；2业务种类增加，较丰富的电信业务；3.窄带数据业务，低俗数据业务最大64Kbit/s;4.保密性好；5。设备成本降低，体积重量减少（基带→（8个数据用户）射频→功放→天线；8个用户公用一个射频设备）（GSM,91年,900MHz,TDMA，890/915(移动发)935/960(基站)，双工频率25m，载波间隔200k,每个载波8时隙，GMSK调制，占用带宽200k，它分为若干小区，每个小区根据需要分配若干载波，每个载波分为8个时分信道给用户使用） ⑧92年，国际电联无线电行政会议WARC，3G频率在2G周围，96年更名为IMT-2000；00年，2GHz频段实现2mb/s的数据通信；3G特点：1全球无缝漫游系统；2支持多媒体业务；3快速macro cell1-10km，144kb/s,步行microcell 300m 384kb/s 室内picocell 十几米2Mb/s；4便于过渡演进；5高频率效率；6高服务质量；7低成本；8高保密性；五个标准：A.CDMA：IMT-DS （WCDMA，FDD),IMT-MC(CDMA2000),IMT-TC(WCDMA TDD&TD-SCDMA);B.TDMA:imt-sc(UWC-136TDMA),IMT-FT(DECT,仅支持步行，不支持车速 ⑨80年代，模拟（AMPS,TACS,NMT, 其他）→90年代，数字(GSM,CDMA IS95,TDMA IS-136,PDC)→IMT-2000(UMTS WCDMA,CDMA2000,TD-SCDMA)。。。GPRS+GSM是2.5G，GPRS理论上速率171k/s，实际仅几k ⑩3GPPLTE系统功能需求 LTE-A需求发展趋势：1.平滑演进与强兼容。2.针对室内和热点游牧场景进行优化。（Q：宽带移动通信的主要应用场景？A：用户的使用习惯似乎表明：—对宽带多媒体业务的需求主要来自于室内，统计表明，未来80%-90%的系统吞吐量将发生在室内和热点游牧场景，室内、低速、热点可能将成为移动因特网时代更重要的应用场景。—传统蜂窝技术：重室外、轻室内；重蜂窝组网、轻孤立热点；重移动切换、轻固定游牧。—LTE-A重点关注：对室内场景进行优化。）3.有效支持新频段和宽带应用。4.峰值速率大幅提升和频谱效率有效改进。 LTE-A技术和网络演进趋势：1.多频段系统与频谱整合。2.中继技术。3.家庭基站带来的挑战。4.物理层传输技术 5.自组织网络。 6.频谱灵活使用与频谱共享。 ①多址技术：多址技术使众多的用户共用公共的通信线路而相互不干扰。（常用方法：FDMA、TDMA、CDMA、OFDMA） FDMA:以不同的频率信道来实现通信。特点：1.单路单载波传输，某个载波只传输一路业务信息，载波间隔必须满足业务信息传输业务的需求。2.信道连续传输，在时间和空间重叠，频率分割。3.频率分配工作复杂，重复设置收发信道设备。4.互调干扰，同频干扰严重。5.需用到射频窄带滤波器，终端成本高。TDMA:特点：1.各终端发送的是周期性突发信号（TDMA），而基站发送的是时分复用信号（TDM）。2.放射信号速率随着时隙数N的增大而提高，字符间的干扰不能忽略，必须采用自适应均衡。3.同步要求高。4.设备成本低，对基站N个时分信道共用一个载频，只需一部收发信机，无窄带滤波器，终端成本也低。CDMA：以不同的代码序列来实现通信。特点：具有很强的抗干扰能力，无线容量大。2.具有软容量.3.具有软切换功能。4.具有多种形式的分集：时间、频率、空间。5.具有可变速率语音编码器。6.有效的功率控制，手机发射功率平均在10mw左右，电池待机时间长。 7.无需均衡器，CDMA接收机用相关器代替了均衡器，两者相比，相关器的机构较为简单。8.一个小区的多个信在一个载频上，可共用一套收发信机，降低设备成本和设备空间，易于安装。9.无时间保护。10.无需频率规划。OFDM最大优点是对抗频率选择性衰落1.可以有效的对抗ISI，适用于多径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及其携带的信息受影响，其他的子载波未受损坏，系统体现出很强的抗干扰性；2.通过各个子载波的联合编码，具有很强的抗摔落能力；3.把高速数据流通过串并变换，使每个子载波上的数据符号持续长度相对增加，从而可以有效的减少由于无线信道的时间弥散所带来的ISI，这样就减少了接收机均衡的复杂度，有时甚至可以不用均衡器，仅通过采用插入CP的方法就
移动通信复习总结
第一章 1.、GSM：Global System for Mobile Communication,全球数字蜂窝移动通信系统 2、PSTN：Public Switched Telephone Network,公用交换网 3、MSC：Mobile Switching Center,移动业务交换中心 4.、移动通信：指通信双方或至少有一方处于运动中进行信息传输和交换的通信方式。 5、 时代接入方式业务典型代表 第一代（1G）模拟通信系统 FDMA 话音美国的AMPS系统 和欧洲的TACS 第二代（2G）数字蜂窝移动 TDMA 话音 通信系统低速数据 GSMA系统和CDMA系统 第三代（3G）数字蜂窝移动 CDMA 宽带多媒体 通信系统 6、移动通信的工作方式：单向和双向，单工和双工。 单工通信：通信双方电台交替地进行收信和发信。（例：对讲机） 适用于：专业性强的通信系统。 双工通信（全双工通信）：指通信双方，收发均同时工作，即一方讲话时，都可以听到对方的话音，没有“按-讲”开关，双方通话像市通话一样。（例：手机） 适用于：耗电大，但获得广泛的通信。 半双工通信：指通信双方，有一方实用双工通信，而另一方实用双频单工通信。（例手机和基站之间、汽车调度系统） 适用于：专业移动通信系统，耗电量少。 移动中继方式：是为了增强通信的距离，可加设中继站。（若多次中继转接将使信噪比下降）中继通道：单工中继和双工中继。 7、移动通信系统的组成：移动台（MS）、基站（BS）、移动业务交换中心（MSC）以及市话网（PSTN）相连的中继线。 8、工作频段：第二代数字移动通信系统（2G） GSM:900MHZ或1800MHZ CDMA800MHZ 第三代数字盈动通信系统（3G） 2000MHZ或2.4GHZ 问题 1、什么是移动通信？ 2、移动通信的发展经过哪几代？使用的业务分别是什么？ 3、移动通信的工作方式有哪几种？分别适用于现实中哪种情况？ 4、第二代移动通信所使用的工作频段是什么？第三代的工作频段呢？第二章 第二章 1、多径衰弱：多径传播所引起的信号在接收端幅度、相位和到达时间的随机变化将导致严 重的衰弱。（是移动无线通信的主要特征） 产生：是由于在无线传播环境的影响下，在电波的传播路径上电波产生了反射、绕射和散射，这样当电波传播到移动台的天线时，信号不是单一路径来的，而 是由许多路径来的多个信号的叠加。 2、多普勒效应：当移动台在运动信时，接收信号频率会发生变化。
GSM全球移动通信系统概述
GSM全球移动通信系统概述 ?无线通信系统的基本概念、蜂窝通信 ?GSM系统组成、网络结构、接口与协议、业务功能 ?GSM无线传输原理、标准、语音编码、信道编码与调制解调?移动台登记、漫游、切换、呼叫接续过程 1 蜂窝无线通信系统的基本概念 1.1无线通信系统的定义 表1.1列出了用来描述无线通信系统基本要素的术语定义。
频分双工（FDD）中，一对有着固定频率间隔的单向信道用作系统中的特定无线信道。在美国的AMPS标准中，反向信道比前向信道的频率低45MHz(即手机的发比收低45MHz)。模拟无线系统只采用FDD。 时分双工（TDD）方式，在时间上分享一条信道，将其一部分时间用于从基站向用户发送信息，而其余的时间用于从用户向基站发送信息。如果信道内的数据传输速率远大于终端用户的数据速率，就可以存储用户数据，即使在同一时刻不存在两条同步无线传输信道，仍能给用户提供全双工操作。TDD只在数字传输和数字调制时才可以使用。 1.2 蜂窝无线通信系统 蜂窝概念是解决频率不足和用户容量问题的一个重大突破，是一种系统级的概念。其思想是用许多小功率的发射机（小覆盖区）来代替单个的大功率发射机（大覆盖区），每一个小覆盖区只提供服务范围内的一小部分覆盖。每个基站分配整个系统可用信道中的一部分，相邻基站则分配另外一些不同的信道，这样基站之间（以及在它们控制下的移动用户之间）的干扰就最小。只要基站间的同频干扰在可以接受的范围以内，可用信道就可以尽可能的复用。 1.2.1 频率复用
蜂窝无线系统依赖于整个覆盖区域内信道的分配及复用。每一个蜂窝基站分配一组无线信道，这组无线信道作用于一个小区。给相邻小区的基站分配一个信道组，所包含的信道全部不能在相邻小区内使用。通过将基站天线的覆盖范围限制在小区边界以内，相同的信道组就可用于覆盖不同的小区，只要距离足够远，相互间的干扰就可以接受。为整个系统中的所有基站选择和分配信道组的设计过程就叫做频率复用（Frequency Reuse）。 现在考虑一个共有S个可用的双向信道的蜂窝系统。如果每个小区都分配k个信道（k 2010-2011学年第2 学期 考试科目移动通信系统 姓名 年级 专业 学号 2011年6 月12日 移动通信系统中基于自适应调制和编码的资源分配的控制消息传输 摘要：总的说来，链路自适应方案，如自适应调制和编码（AMC）以及混合自动重复请求（HARQ），加强了时变无线信道的系统容量。为了应用这些链路自适应方案，必须对资源的每一帧进行自适应和动态的分配。因此，系统需要控制消息来发送关于动态资源分配的信息给用户。这些信息包括用户ID，资源位置，调制等级，以及编码和自动重复请求（ARQ）信息。然而，这些资源分配信息的传输，造成了控制开销。在这篇文献中，我们介绍了一种利用AMC来传输资源分配信息的方案，并分析了它在支持截断ARQ，如链路层ARQ和HARQ的系统中的性能。除此之外，我们还证明了使用AMC来传输控制消息是减少控制开销的一种好方法。特别是当每帧的用户数较大，如对于互联网语音服务协议(V oIP)，这种方法非常有效。 关键字：自适应调制和编码（AMC）；控制消息；控制开销；资源分配Adaptive-Modulation-and-Coding-Based Transmission of Control Messages for Resource Allocation in Mobile Communication Systems Liu Zhihu S100131051 Keywords—Adaptive modulation and coding (AMC), control messages, control overhead, resource allocation. 1.引言 最近的以分组为导向的系统，如移动WiMAX和高速数据分组接入（HSDPA），通过使用链路自适应技术提高了数据吞吐量。这些技术有自适应调制和编码（AMC），混合自动重复请求（HARQ），以及快速信道感知调度。AMC 方案能够通过选择信号星座图以及适合它的时变信道的信道编码来提高系统容量。自动重复请求（ARQ）有效地减轻了由于信道衰落造成的分组错误。除此之外，截短的ARQ通过限制在应用AMC时的最大重传次数以及在物理层只使用固定的调制和编码，改进了系统吞吐量。重传机制，特别是基于HARQ的机制，提供了一种改进由于信道测量和反馈延时错误造成的链路自适应误差的健壮性的好方法。为了应用这些链路自适应方案，系统必须对每帧资源进行自适应的和动态的分配。并且，目前开发的大多数业务都是基于分组的。所以，资源的有效利用要求无线资源能够在移动站之间得到有效共享。最后，自适应和动态资源分配要求逐帧链路自适应和资源的有效利用。因此，对于动态资源分配的控制消息的设计非常重要。资源的链路自适应分配的控制消息应该与数据一块传输，以告 第一章 主流标准编码典型特征 第一代AMPS、TACS FDMA 频谱效率低，网络容量有限，性差 第二代GSM、CDMA TDMA 第三代WCDMA、CDMA2000、 CDMA TD-SCDMA 2．移动通信的分类 按多址方式可分为频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA） 按工作方式可分为同频单工、异频单工、异频双工和半双工 Ps：SDMA 空分多址 第二章 1．电波传输的三大特性：多径衰落、阴影衰落、多普勒效应 2．三种电波传送机制：反射、绕射、散射 3．什么是阴影衰落？ 阴影衰落时移动无线通信信道传播环境中的地形起伏、建筑物及其它障碍物对它的电波传输途径的阻挡而形成的电磁场阴影效应。 4．多普勒公式： （λ：电波访问与移动方向的夹角，0~180°）5．相关带宽与信号带宽之间对传输特性的影响P31 信号带宽< 相关带宽平坦衰落信号波形不失真 信号带宽> 相关带宽频率选择性衰落引起波形失真,造成码间干扰 6．平坦衰落和频率选择性衰落P39 平坦衰落(非选择性衰落) : 信号带宽< 相关带宽条件: B 《B 、T 》σ 频率选择性衰落：信号带宽> 相关带宽条件: B 》B 、T 《σ Ps：T 信号周期（信号带宽B 的倒数）；σ：信道的时延展宽；B ：相关带宽 7．预测模型 适用围 Okumura模型150~1500MHz ，主要应用于GSM 900MHz COST-231模型2GHz 用于GSM1800 以及3G系统 第三章 1．什么是信源编码，目的是什么? 信源编码位于从信源信宿的整个传输链路中的第一个环节,其基本目的是压缩信源产生的冗余信息,降低传递这些不必要的信息的开销,从而提高整个传输链路的有效性. 2．话音编码技术 2G/3G系统中的话音信源编码技术的基本原理是相同的，都采用了矢量量化和参数编码的方式，它不同于PCM方式，没有直接传递话音信号的波形。而是对这些波形进行参数提取，传递的是这些参数。优点：一方面，传递这些参数本身需要数据量较小；另一方面， 西北师范大学 计算机科学与工程学院 现代移动通信 课程设计报告 设计题目：智能天线—线阵 姓名：张记强 学号： 201271060137 专业班级： 2012级物联网工程 系所中心：计算机科学与工程学院 指导老师：贾向东 起讫时间：2014年12月1日-12月20日设计地点：教9-C501实验室 2014年12月20日 随着移动通信技术的发展,与日俱增的移动用户数量和日趋丰富的移动增值服务,使无线通信的业务量迅速增加,无线电波有限的带宽远远满足不了通信业务需求的增长。另一方面,由于移动通信系统中的同频干扰和多址干扰的影响严重,更影响了无线电波带宽的利用率。并且无线环境的多变性和复杂性,使信号在无线传输过程中产生多径衰落和损耗。这些因素严重地限制了移动通信系统的容量和性能。因此为了适应通信技术的发展,迫切需要新技术的出现来解决这些问题。这样智能天线技术就应运而生。智能天线技术为解决频率资源不足、提高移动通信系统容量和系统服务质量提供了一个有效的解决途径。1998年我国电信科学研究院向国际电联提交的TD-SCDMA RTT建议并于2000年确定为国际第三代移动通信主流标准之一,第一次提出以智能天线为核心技术的CDMA通信实施方案。在TD-SCDMA中,智能天线作为关键技术,可以大大提高系统性能。 由于智能天线本身的优越性,因此早在1990年就有智能天线在蜂窝移动通信中的应用研究,随着G3移动通信技术的成熟,目前,智能天线的商用化进程也加快。论文的研究工作是在MATLAB软件平台上实现的。首先介绍了智能天线技术的背景；其次介绍了智能天线的原理和相关概念,并分析了智能天线中的自适应算法。而论文主要研究了平面阵列的性能，并通过MATLAB仿真实现了智能天线圆阵排列。 关键词：移动通信；智能天线；MATLAB；圆阵 ● ●移动通信发展史概述 ●2013年12月4日工信部宣布向三大运营商发放4G牌照，根据工信部的公告，我国发放4G牌照，三家运营商将同步获得首批4G 牌照，为TD-LTE制式。对于为何向三家运营企业只发放TD-LTE牌照，工信部发布了相关解读，并称“工信部收到三家运营企业申请TD-LTE牌照的相关材料，并且三家运营企业均已开展TD-LTE规模网络试验，TD-LTE技术完善和产业发展的成熟程度已具备规模商用的条件”。 ●这样的解释只是解释了为什么发TD-LTE牌照，而没有解释为什么不发FD-LTE牌照。按照上述解释，我们完全可以这样套读“工 信部收到两家运营企业申请FD-LTE牌照的相关材料，并且国外运营企业均已开展FD-LTE规模网络运行，FD-LTE技术完善和产业发展的成熟程度已具备规模商用的条件”。 ●实际上，FD-LTE和TD-LTE技术都趋于完善，产业发展的成熟程度也已具备规模商用的条件。但为什么只是中国移动一家作好了规 模商用的准备，中国联通和中国电信均未准备就绪呢？这就必需从LTE的前世到今身详细说起。 ●从标准的角度来看，到目前为止，移动通信已经发展了3代。 ●一、1G移动通信标准 ●第一代是模拟蜂窝移动通信网，时间是本世纪七十年代中期至八十年代中期。 ●1978年，美国贝尔实验室研制成功先进移动电话系统(AMPS)，建成了蜂窝状移动通信系统。而其它工业化国家也相继开发出蜂窝 式移动通信网。这一阶段相对于以前的移动通信系统，最重要的突破是贝尔实验室在七十年代提出的蜂窝网的概念。蜂窝网，即小区制，由于实现了频率复用，大大提高了系统容量。 ●第一代移动通信系统的典型代表是美国的AMPS系统和后来的改进型系统TACS，以及NMT和NTT等。AMPS(先进的移动电话系统) 使用模拟蜂窝传输的800MHz频带，在北美，南美和部分环太平洋国家广泛使用；TACS(总接入通信系统)使用900MHz频带，分ETACS(欧洲)和NTACS(日本)两种版本，英国，日本和部分亚洲国家广泛使用此标准。 ●1987年11月18日，第一个模拟蜂窝移动电话系统在广东省建成并投入商用。 ●第一代移动通信系统的主要特点是采用频分复用，语音信号为模拟调制，每隔30KHz/25KHz一个模拟用户信道。第一代系统在商 业上取得了巨大的成功，但是其弊端也日渐显露出来： ●(1)频谱利用率低 ●(2)业务种类有限 ●(3)无高速数据业务 ●(4)保密性差，易被窃听和盗号 ●(5)设备成本高 ●(6)体积大，重量大。 ●第一代移动通信最大特点是语音终端移动化。 ●二、2G移动通信标准 ●第二代移动通信系统是为了解决模拟系统中存在的这些根本性技术缺陷，通过数字移动通信技术发展起来的，以GSM和IS-95为 代表，时间是从八十年代中期开始。欧洲首先推出了泛欧数字移动通信网(GSM)的体系。随后，美国和日本也制订了各自的数字移动通信体制。数字移动通网相对于模拟移动通信，提高了频谱利用率，支持多种业务服务，并与ISDN等兼容。第二代移动通信系统以传输话音和低速数据业务为目的，因此又称为窄带数字通信系统。第二代数字蜂窝移动通信系统的典型代表是美国的DAMPS系统，IS-95和欧洲的GSM系统。 ●(1)GSM(全球移动通信系统)发源于欧洲，它是作为全球数字蜂窝通信的DMA标准而设计的，支持64Kbps的数据速率，可与ISDN 互连。GSM使用900MHz频带，使用1800MHz频带的称为DCS1800。GSM采用FDD双工方式和TDMA多址方式，每载频支持8个信道，信号带宽200KHz。GSM标准体制较为完善，技术相对成熟，不足之处是相对于模拟系统容量增加不多，仅仅为模拟系统的两倍左右，无法和模拟系统兼容。 ●(2)DAMPS(先进的数字移动电话系统)也称IS-54(北美数字蜂窝)，使用800MHz频带，是两种北美数字蜂窝标准中推出较早的 一种，指定使用TDMA多址方式。 第1章移动通信概述 1.1 概论 移动通信是指通信的双方或至少有一方处在运动状态中进行的信息交换。这里所说的信息是广义的，它不仅仅只是语音通信，还包括数据、传真、图像和多媒体信息等业务。随着社会生产力的发展，人类的活动范围越来越大，活动频率也越来越高，人们需要随时随地进行信息的交流和沟通，由此促进了移动通信的发展。 由于通信双方处在不断的运动状态，传统的有线通信已无法满足需要，这就使无线通信有了广阔的用武之地。移动通信使一度沉寂的无线电通信技术重新焕发出了新生，使无线通信和光纤通信并驾齐驱，成为现代通信技术的两大重要支柱之一。 与其他无线通信形式相比，移动通信有其自身的特点和特殊的要求，主要表现在以这几个方面。 1．电波传播条件恶劣 2．环境噪声、干扰和多普勒频移影响严重 3．组网技术比固定通信复杂 4．频率资源有限和用户增加的矛盾突出 1.2 移动通信系统的分类 移动通信的种类繁多。按使用要求和工作场合不同可以分为： (1)集群移动通信，也称大区制移动通信。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，发射机功率可高达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，基站与市站有线网连接。 (2)蜂窝移动通信，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，全部覆盖区最终的容量可达100万用户。 (3)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星座卫星较为有利。 (4)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。使用模拟识别信号的移动通信，称为模拟移动通信。为了解决容量增加，提高通信质量和增加服务功能，目前大都使用数字识别信号，即数字移动通信。在制式上则有时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)两种。前者在全世界有欧洲的GSM系统(全球移动通信系统)、北美的双模制式标准IS一54和日本的JDC标准。对于码分多址，则有 4 GＳM全球移动通信系统的工作过程 4.１移动台的位置登记 ４．１．1 第一次登记 当移动台开机后,在它所处的小区,通过空中接口搜索BCCH（广播控制信道)，内含有位置区域识别码(ＬＡI)信息（在GSM９０0规范中定义小区分配编码占用1６bit)，这个信息在BCＣH上规则的广播,以便手机知道自己目前的位置小区。ＢCＣH是个小容量信道，每0.2３5 Ｓ传一个23字长的消息。移动台依靠收到的频率校正本身的频率,通过同步信息校正本身的信号,锁定到一个正确频率上，从该频率的信道上接收寻呼信号和其它信息。 假如此MS在寄存器中找不到LＡI，它就向该业务区的MSＣ／VＬR发送位置更新请求消息,通知网络它是此位置区的新用户。此消息经BSS到MSC，最后到ＶLR。VLR对消息中含有的国际移动用户识别码(IMSI)或临时移动台识别码（TＭSI）以及位置信息进行分析。此时MSC／ＶLR就认为该MS被激活,在其数据字段中做“附着”标记,这个标记与I ＭSI有关。MＳC/ＶＬＲ向HLR发送位置更新请求信息。ＨLR位置更新操作完成后，向VLＲ发送位置更新接受消息。最后由ＭＳC向ＭS发送位置更新证实信息，这个过程就算完成,至此MS已在ＨLＲ和ＶLＲ中注册登记。 4.１.2 分离与附着程序 当一个MＳ被激活时,对MＳ标有“附着”标记(IＭSI标志)；当MS关机时，有IMＳＩ分离程序能使ＭS通知网络该移动用户为无效用户，此后不再发送寻呼此ＭS的消息。因此分离与附着程序都与ＩMSI有关。 当MS关机时，ＭS向网络发送的最后一条消息是处理分离请求消息,MSC/VLR收到“分离”消息后，就在该ＭS对应的ＩMＳＩ上作“分离”标记。归属位置寄存器（HL Ｒ）并没有得到这个分离消息，只有拜访位置寄存器（ＶLR）已“分离”信息作了更新。当MS再开机时，若它仍处于发送分离消息时的位置区，则只要完成附着程序即可；若不在原位置区，它仍要执行位置更新程序。 4．２移动台的漫游与位置更新 4.２.1 漫游的解释 对于处在开机但空闲状态下的ＭS,它要不断地移动，在某一个时刻它被锁定于一个已定义的无线频率上，即某个小区的ＢCCH载频上。当MS向远离此小区的方向上移动时,信号强度就会减弱，当它移动到两个小区理论边界附近的某一点时,ＭS就会因原来小区的信号太弱而决定转到附近信号强的新的无线频率上。为了正确选择无线频率，ＭS要对周围的邻近小区的BCCH载频的信号强度进行连续测量，当发现新的BTS发出的BCCH 载频信号强度优于原小区时，MS就锁定于这个新的载频上，这就是移动台的切换。MS所接收的BCCH载频的改变并没通知给网络。 移动中的ＭS，由于接收信号质量的原因，通过无线空中接口不时地改变与网络的连接,这种能力就称为漫游。 ４.２．２移动台的位置更新 位置更新过程是由MS引发。在GＳM系统中有三个地方需要知道位置信息，即ＨL Ｒ、ＶLR和MＳ(或ＳIM卡)。当这个信息发生变化时,需要保持三者的一致。ＭＳ开机后就会对周围进行测试,并连接到接收性能最好的广播信道上。如图4-1所示,移动台所处的区有三种情况: 第四代移动通信关键技术——OFDM 摘要:随着移动市场的快速发展，用户对于移动通信系统的性能提出了更高的要求，本文对第四代移动通信关键技术——OFDM 的性能和不足等进行分析，阐述了OFDM 的原理、关键技术和应用等。 关键字：4G 移动通信 OFDM The Key Technology of the Fourth Generation of Mobile Communication ——OFDM Abstract:With the rapid expansion of the mobile market,users put forward higher requirements for the performance of mobile communication system.This paper analyses performance and shortage of the key technique of 4G ——OFDM.Also,the principle and applications of OFDM is elaborated. Key words:4G mobile communication OFDM 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。 无线信道由于其信道特性不理想，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 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 的原理 OFDM 的英文全称为Orthogonal Frequency Division Multiplexing,中文含义为正交频分复用技术。 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。 二进制 OFDM . . . . 信号 . . . . 信号 分帧 分组 串/并变换 编码 映射 ID FT 串/并变换 D/A 变换 上 变 频 图1-1 OFDM 调制原理方框图移动通信系统论文
移动通信主要知识点汇总
现代移动通信论文.
移动通信发展史概述
移动通信概述(本科考试总结笔记)
GSM全球移动通信系统概述-2
移动通信课程论文