移动通信的发展现状与未来趋势及性能指标

浙江树人大学

课题设计（论文）

论文题目：移动通信的发展现状与未来趋势及性能指标

学习中心（或办学单位）：浙江树人大学

指导老师：陆堪职称：任课教师

学生姓名：林希快学号：200905016216

专业：信息科技学院通信工程092班

2012年 5月

摘要

本文全面系统地介绍了移动通信各阶段的发展历程，以及国内外第四代移动通信的发展现状。主要介绍了第四代移动通信的各种优越技术，其中包括目前第四代移动通信所展现出来的强大优势，同时也包括3GPP启动的最大的新技术研发项目，及其演进的历史。分析了第四代移动通信的国际应用状况与发展趋势；描述了第四代移动通信的主要技术特征及未来可能的网络过渡形式；对第四代移动通信系统所可能涉及的主要核心技术进行了展望。在任何地方以任何方式进行通信是人类的理想.第四代移动通信系统的出现将使人类的通信方式出现革命性的改变。4G时代的核心技术——长期演进技术（LTE）成为关注的焦点。4G通信能给了人们真正的沟通自由，并彻底改变人们的生活方式甚至社会形态。

关键词趋势核心技术 LTE 第四代移动通信

Abstract

This comprehensive system to introduce a mobile communication at all stages of development, as well as of the fourth generation mobile communication development at home and abroad. Major superior technologies introduced the fourth generation mobile communication, which includes the currently displayed by the fourth generation mobile communication power, while also including 3GPP initiated most new technology research and development projects, and their historical evolution. Analysis of the fourth generation mobile communication of the international application status and development trend; describes the main technical characteristics of the fourth generation mobile communication network transition and possible future forms; for fourth generation mobile communication system may involve major core technologies for the prospect. Communication in any place in any way is the ideal human. fourth generation mobile communication systems will enable the emergence of human communication way of revolutionary change. 4G--core technology in the era of long term evolution (LTE) became the focus of attention. 4G can give people the real freedom of communication, and completely change the way people and even social forms.

KEY WORDS Trends Core Technology LTE

The fourth generation mobile communication

移动通信各阶段的发展历程

1897年是人类移动通信元年。这一年，M·G·马可尼在固定站与一艘拖船之间完成了一项无线通信试验，由此揭开了世界移动通信历史的序幕。i

公用移动通信始于1946年，这也是人类真正意义上开始使用移动通信技术的一年。在这一年，贝尔实验室根据美国联邦通信委员会（FCC）的计划在圣路易斯建立了世界上第一个公用移动电话系统（汽车上装通信机），系统工作于150Mhz频段，用现在的说法，属于大区移动通信系统。随后，前西德于1950年，法国于1956年，英国于1959年相继退出公用移动电话系统。贝尔实验室于20世纪50年代中期解决了公用电话网与移动电话网的续接问题。20世纪60年代中期，出现自动交换系统，解决了“直接拨号、自动选择无线频率并自动接入公用电话网” 的关键技术。其后，各种完善的移动电话网络系统相继出现，它们为移动通信技术的发展进步奠定了强有力的基础。必须指出的是，直到20世纪70年代中期，移动通信仍是属于大区移动通信系统，也就是说，不存在现在的“第几代”移动通信的说法。真正将移动通信技术按照“第几代”来描述时，已经是1979年及其以后出现的通信系统了。

第一代移动通信系统：

和任何一个新生事物一样，移动通信经历了从无到有，从小到大，不断发展壮大的历程。通信行业飞速发展，开辟了一个全新的信息时代模拟移动通信系统是蜂窝移动通信系统发展的早期阶段，在1946年，第一种公众移动电话服务被引进到美国的25个主要城市，每个系统使用单个大功率的发射机和高塔，覆盖地区超过50公里，但仅能以半双工模式提供语音服务，却使用120kHz带宽。虽然经过了后来技术的进步而提高了频谱使用效率，提供了全双工、自动拨号等功能，但提供的服务由于频道的数量很少以及呼叫阻塞等原理不能满足使用。在50和60年代，AT&T的贝尔实验室和全世界其他的通信公司发展了蜂窝无线电话的原理和技术。利用在地域上将覆盖范围划分成小单元，每个单元复用频带的一部分以提高频带的利用率，即利用在干扰受限的环境下，依赖于适当的频率复用规划（特定地区的传播特性）和频分复用（FDMA）来提高容量。从而实现了真正意义上的蜂窝移动通信

在一个典型的呼叫中，随着用户在业务区内移动，移动交换中心发出多个空白-突发指令，使该用户在不同基站的不同语音信道间进行切换。在AMPS中，当正在进行服务的基站的反向语音信道（RVC）上的信号强度低于一个预定的阀值，则由移动交换中心产生切换决定。预定的阀值由业务提供商在移动交换中心中进行调制，它必须不断进行测量和改变，以适应用户的增长、系统扩容，以及业务流量模式的变化。移动交换中心在相邻的基站中利用扫描接收机，即所谓定位接收机来确定需要切换的特定用户的信号水平。这样，移动交换中心就能找出接受切换的最佳邻近基站，从而完成交换的工作。第二代移动通信系统：

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GSM Phase 2+，目的在于扩展和改进GSM Phase 1及Phase 2中原定的业务和性能。它主要包括立即计费，GSM 900／1800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系统的容量提近一倍。在GSM Phase2+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

第三代移动通信系统：

第三代移动通信系统（IMT-2000），在第二代移动通信技术基础上进一步演进的以宽带CDMA技术为主,并能同时提供话音和数据业务的移动通信系统亦即未来移动通信系统，是一代有能力彻底解决第一、二代移动通信系统主要弊端的最选进的移动通信系统。第二代移动通信系统优点不少，但也存在问题，诸如，带宽限制了高速数据的应用，不能实现多媒体业务，多种标准 (如 GSM，DAMPS GDMA，PDC)并存，没有办法全球漫游等等而社会的发展要求信息交流快速、高效，并与时间、地点无关。

近年来，有关3G的介绍很多，其实大多数谈论的是无线传输技术方案。第二代移动通信系统CSM和IS-95CDMA的网络协议CSM-MAP和1S-41(现称为ANSI 41)已是国际化。所以，第三代移动通信核心网必须要考虑如何利用第二代网络，即在CSM-MAP和IS-41基础上演进3C核心网，如3CPP的R99基于CSM／CPRS的核心网协议，3CPP2的A 版本，其核心网基于 ANSI 41的 MSG／PDSN。

语音通信是第二代移动系统的主要服务，最近几年，移动通信设备则在大大增强对数据通信的支持能力，一些标准的移动通信设备当前可以提供速率达9.6Kbps的数据服务。但是这样低的数据通信速率显然无法满足移动设备多媒体数据通信的需求, 因此，厂商们纷纷在开发新的、速率更快的移动数据通信技术，其中最典型的就是GPRS （通用分组无线服务）、HSCSD（高速率电路交换数据）和EDGE。这三种技术都能够不同程度地解决更高数据速率的需求问题。第三代通信技术的使用使得系统操作更加灵活，它能够支持基站间的异步操作；支持自适应天线阵技术与多用户检测的技术；支持非平衡频带下采用时分双工的模式，采用单信元频率复用等。数据传输方式也向多样化发展，其可以同时支持分组交换和电路交换两种数据传输方式。

第四代移动通信系统：

诺西打通第一个准m4G ：

北京时间2009年5月18日消息，据路透社报道，电信设备商诺基亚-西门子周四

表示，自己通过下一代移动通信技术打了世界上第一个LTE电话。这次呼叫是该公司在德国乌尔姆的研发机构，使用一个商业基站和完全标准化软件进行的。

4G时代的核心技术——长期演进技术（LTE）成为关注的焦点。业内推出的这种功能强大的下一代无线通信技术速度已经超过当前一些有线网络，其下载峰值速率可达每秒100兆比特，上传峰值速率也可达每秒50兆比特。而在本次大会上，爱立信成功演示了一种LTE/4G新系统，其下载速率最高达到了每秒1GB（1000兆比特），创世界纪录，远超出了目前普通互联网的网速。

4G主要优势：

如果说2G、3G通信对于人类信息化的发展是微不足道的话，那么未来的4G通信却给了人们真正的沟通自由，并彻底改变人们的生活方式甚至社会形态。2009年在构思中的4G通信具有下面的特征：

1、通信速度更快；

2、网络频谱更宽；

3、通信更加灵活；

4、智能性能更高；

5、兼容性能更平滑；

6、提供各种增值服务；

7、实现高质量通信；

8、频率使用效率更高；

9、通信费用更加便宜。

包括中国自主的TD-SCDMA网络也将绕过HSPA直接向TD-LTE演进，所以这一4G标准获得了最大的支持，也将是未来4G标准的主流。该网络提供媲美固定宽带的网速和移动网络的切换速度，网络浏览速度大大提升。

据预计，到2013年，全世界手机上网用户数量将超过使用电脑的用户数量，达到17.8亿，同时智能手机和其他能上网的手机数量将更加可观。

从上述的资料和数据中我们不难发现，移动通信技术发生了翻天覆地的变化，取

得了较为显著地成果，并与人们的日常生活密切关联。这样的发展不单为技术自身的进

步、通信系统性能的提高提供了源源不断的动力，也为人们的生活、工作提供了极大的

便捷。期待着移动通信技术有更长远的发展，为丰富通信网络做出贡献。

结束语

通信是衡量一个国家或地区经济文化发展水平的重要标志，对推动社会进步和人

类文明的发展有着重大的影响。随着社会经济的发展，人类交往活动范围的不断扩大，

人们迫切需要交往中的各种信息。这就需要移动通信系统来提供这种服务。移动通信系

统由于综合利用了有线和无线的传输方式，解决了人们在活动中与固定终端或其他移动

载体上的对象进行通信联系的要求，使其成为20世纪70年代以来发展最快的通信领域

之一。目前，我国无论是从网络规模还是从用户总数上来说，都已跃居世界首位。

在任何地方以任何方式进行通信是人类的理想.第三代移动通信系统的出现将使人类的通信方式出现革命性的改变，从而将使二十一世纪人类的生活发生深刻的变革.第三代移动通信系统涉及电信网络技术、计算机网络及终端技术，信号处理技术、多媒体传输技术、超大规模集成电路设计技术、嵌入式异步实时多任务并发软件技术、微波与电磁场技术等，需要多种学科、多项技术的相互融合与渗透.由于篇幅的限制，本文仅对第三代移动通信体制标准的发展，未来可能的体系结构及其关键技术作了简介，感兴趣的读者可参阅有关参考文献.

参考文献

[1] 孙立新等编著，第三代移动通信系统，人民邮电出版社，2000年12月

[2] 尤肖虎、曹淑敏、李建东，第三代移动通信系统发展现状与展望，电子学报，vol.27，

1999年11月

[3] cdma2000系统总体设计规范，中国第三代移动通信系统研究开发项目总体组，2000

年12月

[4] E.G.Tiedemann,et al.,The evolution of IS-95 to a third generation system

and to the IMT-2000 era.Proc.of ACTS Summit 1997,Denmark,Oct.1997:924～929

[5] Clint Smith，3G Wireless Networks，人民邮电出版社，2003

[6] J.H.Gass,et al.,IEEE Journal on Selected Areas in

Commun.,Apr.1996,14(3):559～569

[7] 第三代移动通信业务剖析，赵建平，吴晓文，中国通信网，2001年7月

[8] 谈振辉 . 第三代移动通信的演进趋势 . 电信科学，2000， 32-34

[9] 谈振辉 . 全球第三代移动通信标准的协调 . 中国通信，2002， 20-25

[10]胡坚波, 段建莆. 中国3G业务发展前景分析 [N]. 3G市场观察, 2003-08-10(1)

[11] Honkasalo H，Pehkonen K . WCDMA and WLAN for 3G and Beyond . IEEE Wireless

Communications Magazine，2002，April，14-18

[12]A.Duel-Hallen,A.J.Holtzman,and Z.Zvonar.IEEE Personal Communications,Apr.1995:46～58

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