移动通信工程系统

上海大学翔英学院SHANGHAI UNIVERSITY

企业课程报告

一、课程的理论概述

（一）移动通信技术的发展

蜂窝移动通信系统从70年代发展至今，根据其发展历程和方向，可以划分为三个阶段：1、模拟移动通信技术（1G）

第一代移动通信系统(1G)是在20世纪80年提出，主要技术模拟技术和频分多址(FDMA)技术。第一代移动通信有多种制式，我国主要采用的是TACS。模拟传输其特点是业务量小、质量差、交全性差、没有加密和速度低。采用频分复用，直接使用模拟语音调制技术，传输速率约2．4kbit/s。

2、数字移动通信技术（2G）

第二代移动通信技术(2G)于90年代登上舞台。第二代移动通信系统采用了数字化，数字无线标准主要有：GSM，TDMAIS-136，PDC和CDMAIS-95等。我国第二代移动通信系统主要以GSM和CDMA为主。为了适应数据业务的发展需要，在第二代技术中还诞生了2.5G，也就是GSM系统的GPRS和CDMA系统的IS-95B技术，全面提高了分组数据通信的速率，达到115Kbit/s，最高可达171Kbit/s。改善了语音通话质量，提高了保密性。

3、第三代—3G技术

第三代移动通信系统(3G)，也称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。其特点是：无缝的全球漫游、高速传输、无缝业务传输。GSM设备采用的是频分多址，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CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，我国三大运营商中国移动、中国电信、中国联通采用的3G移动通信技术分别是TD-SCDMA、CDMA2000、WCDMA。其中TD-SCDMA是我国具有自主知识产权的3G移动通信技术。是我国首次向国际电联提出的中国建议，是一种基于CDMA，结合智能天线、软件无线电、高质量语音压缩编码等先进技术的优秀方案。

TD-SCDMA即时分的同步码分多址技术，是中国电信行业百年来第一个完整的移动通信技术标准，是可替代UTRA－FDD的方案，得到了中国通信标准化协会（CWTS）及3GPP国际组织的全面支持，是ITU正式发布的第三代移动通信空间接口技术规范之一。W-CDMA意为宽频分码多重存取，这是基于GSM网发展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带CDMA

技术，它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同，目前正在进一步融合。CDMA2000是由窄带CDMA技术发展而来的宽带CDMA技术，是由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、Lucent和后来加入的韩国三星都有参与，韩国现在成为该标准的主导者。这套系统是从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的，可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G，建设成本低廉。但目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美，所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA 多。

（二）LTE技术

1、LTE技术介绍

LTE是英文Long Term Evolution的缩写。LTE也被通俗的称为3.9G，具有100Mbps的数据下载能力，被视作从3G向4G演进的主流技术。它改进并增强了3G的空中接入技术，以OFDM和 MIMO技术为核心，显著增加了频谱效率和数据传输速率，在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率。LTE包括FDD和TDD两种模式，即频分双工LTE系统和时分双工LTE系统，两种模式的区别是TDD采用的是不对称频率，是利用时间来进行双工的，而FDD采用一对频率进行双工。相对于FDD双工方式，TDD有着较高的频谱利用率。

LTE技术具有高速率、低时延特性，从网络结构上呈现出扁平化、IP化、融合组网三大特点。扁平化的核心就是网络的全IP化，当前不仅要求传输网向IP化的方向发展，而且网络的各个层面都要和EPC（演进分组核心网）平台兼容。融合组网的特点意味着网络平台是融合的，是异构化的，包括2G、3G、4G在内的网络都可以得到协同发展。

LTE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，即LTE-A。

2、LTE关键技术：

(1)OFDM正交频分复用技术

将频域划分为多个子信道，各相邻子信道相互重叠，但不同子信道相互正交，最大限度利用频谱资源。下行链路采用OFDMA技术，上行采用SC-FDMA方式，在保证用户接入方式上的正交性的同时，避免OFDM技术中高峰均比的不足。OFDM技术的优点是可以通地添加循环前缀来减小或消除码间干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高了频谱利用率，可实现

低成本的单波段接收机。OFDM的主要缺点是功率效率不高，对频偏和相位噪声比较敏感。（2) MIMO技术

基本出发点是将用户数据分解为多个并行的数据流，在指定的宽带内由多个发射天线上同时刻发射，由多个接收天线接收，并根据各个并行数据流的空间特征，利用解调技术，最终恢复原数据流。MIMO技术主要有两种表现形式，即空间复用和空时编码。这两种形式在WiMAX 协议中都得到了应用。WiMAX相关协议还给出了同时使用空间复用和空时编码的形式。支持MIMO是协议中的一种可选方案，结合自适应天线阵（AAS）和MIMO技术，能显著提高系统的容量和频谱利用率，可以大大提高覆盖范围并增强应对快衰落的能力，使得在不同环境下能够获得最佳的传播性能。

（3）高阶调制技术

LTE系统采用高阶调制技术，上行链路调制方式引入16QAM，下行链路引入64QAM。从而提高峰值速率。

二、4G网络建设

移动数据流量的激增正在推动移动通信网络演进。当前，在数据流量的爆炸式增长下，4G 网络正在全球范围内兴起。2013年12月，我国的4G牌照尘埃落定，正式开启了我国4G商用时代，有力推动了我国TD-LTE网络的建设。但是同时，4G的快速兴起也给运营商的网络建设、网络运营、网络优化、网络维护带来新的挑战。

如何根据4G网络的特点以及4G业务开展的需要，开展网络运维工作，成为业界积极探索的方向。LTE时代的到来对通信运维工作提出了更高的要求，电信运营商需要进一步提升网络和服务质量，通信运维企业也需要深入了解LTE网络的特点，并根据LTE网络的业务需要进行技术的储备和人才的培养。

4G网络给业务发展带来了新的机遇，但是4G网络的出现，也给通信网络的运营维护和优化提出新的要求。一是工程速度要求快，任务重；二是组网难度大；三是网络结构的集中化导致风险的增加，带来了技术上的更新，并增大了网络优化的难度；四是网络架构复杂度的提高，多种网络制式的并存不仅将提升运营维护的难度，同时还会增加网络干扰。面对网络结构的变化，中国移动的网络运维工作正在向着集中化的方向发展，因为只有运维体系的集中，才能降低成本，提升效率，才能符合技术演进的需要。

对于通信运维企业而言，4G网络的兴起也带来了不小的挑战。一方面，网络维护上出现