移動通信技術論文大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇移動通信技術論文范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

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伴隨著移動通信市場的快速發展，用戶對更高性能的移動通信系統提出了更高要求，希望享受更為豐富和高速的通信業務。第二代移動通信運營商發展速度趨于緩和而競爭越加激烈，為尋找新的增長點，通過發展數據業務來提高自身的服務質量和業務類型，需要3G的支持。同時由于第二代移動通信無線頻率資源日趨緊張，已不能滿足長期的通信需求發展需要。

1移動通信的發展歷程

第一代移動通信系統是在20世紀80年代初提出的，它完成于20世紀90年代初。第一代移動通信系統是基于模擬傳輸的，其特點是業務量小、質量差、交全性差、沒有加密和速度低。

第二代移動通信系統(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標準協會在1996年提出了GSMPhase2+，目的在于擴展和改進GSMPhase1及Phase2中原定的業務和性能。它主要包括CMAEL(客戶化應用移動網絡增強邏輯)，SO(支持最佳路由)、立即計費，GSM900/1800雙頻段工作等內容，也包含了與全速率完全兼容的增強型話音編解碼技術，使得話音質量得到了質的改進；半速率編解碼器可使GSM系統的容量提高近一倍。在GSMPhase2+階段中，采用更密集的頻率復用、多復用、多重復用結構技術，引入智能天線技術、雙頻段等技術，有效地克服了隨著業務量劇增所引發的GSM系統容量不足的缺陷；自適應語音編碼(AMR)技術的應用，極大提高了系統通話質量；GPRS/EDGE技術的引入，使GSM與計算機通信/Internet有機相結合，數據傳送速率可達115/384kbit/s，從而使GSM功能得到不斷增強，初步具備了支持多媒體業務的能力。盡管2G技術在發展中不斷得到完善，但隨著用戶規模和網絡規模的不斷擴大，頻率資源己接近枯竭，語音質量不能達到用戶滿意的標準，數據通信速率太低，無法在真正意義上滿足移動多媒體業務的需求。

2第三代移動通信系統概述

第三代移動通信業務主要是話音和中低速數據,碼率為384kb/s(局域網可達2Mb/s),因而可傳送比目前GSM(第二代移動通信)更高碼率的信息。隨著多媒體業務的發展,2Mb/s的碼率將越來越不能滿足用戶各種新的寬帶業務的需要,因此國際上已開始研究第四代移動通信系統,第一步目標是10Mb/s以上。我們國內則尚未啟動。因此需盡早開始研究其關鍵技術。需要解決的關鍵技術有:寬帶多媒體移動通信系統的體系結構,包括頻段、多址方法、無線接入技術、軟件無線電的硬件和軟件、多載波調制和OFDM技術、自適應天線陣、高效信道編碼技術(如Turbo碼)等。

第三代移動通信系統(3G)，也稱IMT2000，是正在全力開發的系統，其最基本的特征是智能信號處理技術，智能信號處理單元將成為基本功能模塊，支持話音和多媒體數據通信，它可以提供前兩代產品不能提供的各種寬帶信息業務，例如高速數據、慢速圖像與電視圖像等。如WCDMA的傳輸速率在用戶靜止時最大為2Mbps，在用戶高速移動時最大支持144Kbps，所占頻帶寬度5MHz左右。但是，第三代移動通信系統的通信標準共有WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同組成一個IMT2000家庭，成員間存在相互兼容的問題，因此已有的移動通信系統不是真正意義上的個人通信和全球通信；再者，3G的頻譜利用率還比較低，不能充分地利用寶貴的頻譜資源；第三，3G支持的速率還不夠高，如單載波只支持最大2Mbps的業務，等等。這些不足點遠遠不能適應未來移動通信發展的需要，因此尋求一種既能解決現有問題，又能適應未來移動通信的需求的新技術(即新一代移動信:nextgenerationmobilecommunication)是必要的。

第三代移動通信技術的基本特點：(1)全球統一頻段,統一標準,全球無縫覆蓋和漫游。(2)頻譜利用率高。(3)在144kbps(最好能在384kbps)能達到全覆蓋和全移動性,還能提供最高速率達2Mbps的多媒體業務。(4)支持高質量話音、分組多媒體業務和多用戶速率通信。(5)有按需分配帶寬和根據不同業務設置不同服務等級的能力。(6)適應多用戶環境,包括室內、室外、快速移動和衛星環境。(7)安全保密性能優良。(8)便于從第二代移動通信向第三代移動通信平滑過渡。(9)可與各種移動通信系統融合,包括蜂窩、無繩電話和衛星移動通信等。(10)終端(手機)結構簡單,便于攜帶,價格較低。

3第四代移動通信系統

4G系統中有兩個基本目標：一是實現無線通信全球覆蓋；二是提供無縫的高質量無線業務。目前正在構思中的4G通信具有以下特征：（1）網絡頻譜更寬。要想使4G通信達到100Mbps的傳輸速率，通信運營商必須在3G網絡的基礎上進行大幅度的改造，以便使4G網絡在通信帶寬上比3G網絡的帶寬高出許多。據研究，每個4G信道將占有100MHz的頻譜，相當于W-CDMA3G網絡的20倍；（2）通信速度更快。人們研究4G通信的最初目的是為了提高蜂窩電話和其他移動終端訪問Internet的速率，因此，4G通信最顯著的特征就是它有更快的無線傳輸速率。據專家估計，第四代移動通信系統的傳輸速率速率可以達到10M~20Mbps，最高可以達到100Mbps；（3）通信更加靈活。從嚴格意義上說，4G手機的功能已不能簡單劃歸“電話機”的范疇，因為語音數據的傳輸只是4G移動電話的功能之一而已。而且4G手機從外觀和式樣上看將有更驚人的突破，可以想象的是，眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋都有可能成為4G終端；（4）智能性更高。第四代移動通信的智能性更高，不僅表現在4G通信的終端設備的設計和操作具有智能化，更重要的是4G手機可以實現許多目前還難以想象的功能；（5）兼容性更平滑。要使4G通信盡快地被人們接收，還應該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下較為容易地過渡到4G通信。因此，從這個角度來看，4G通信系統應當具備全球漫游、接口開放、能跟多種網絡互聯、終端多樣化以及能從3G平穩過渡等特點。

總之，隨著新問題、新要求的不斷出現,第四代移動通信技術將會相應地調整、完善和進一步發展。縱觀移動通信技術的發展規律和第四代通信技術的優點,我們相信,不遠的將來,人們將不受時間、地點限制,可以自由自在地利用移動網絡獲取和傳遞信息。從而人們的學習、工作、生活將會發生更深刻的變化。

參考文獻:

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1.1數據流量的增長

產業界人士預測10年以后，移動數據量將達到1000倍。5G的吞吐量能力特別大，就算在很忙的時候也能提升到1000倍，至少可以到達100Gbit/s/km2以上。

1.2聯網設備擴大100倍

伴隨著智能終端和物聯網的迅速發展，預計10年后，聯網的設備數目將增加到600~1000達部，在未來里，5G網絡單位覆蓋面積將大大增加，相比之下是目前4G網絡將增長100倍，相對一些特殊的應用，單位面積將通過5G網絡的設備數目達到100萬/km2。

1.3峰值速率至少達到10Gbit/s

面向2020年以后的5G網絡，相對于目前的4G網絡的峰值速率需提高10倍以上，然而達到10Gbit/s，在特殊情況下，用戶單鏈峰值速率都要求需達10Gbit/s。

1.4用戶速率可達到10Gbit/s，特殊需求達到100Gbit/s

在未來的5G網絡中，在一般條件下，用戶在任何時候都能獲得10Gbit/s以上的速率，對于特殊需求的業務和用戶將達到100Gbit/s，比如:急救車內高清醫療圖像傳輸服務。

1.5可靠性高與時間短

2020年后的5G網絡，需要滿足用戶在線服務，能隨時隨地的進行各種體驗，并且還需滿足工業信息系統、應急通信等更多場景需求。需要進一步地降低用戶的控制時延，與4G網絡相比，縮短了5~10倍。對于關系重大財產安全的業務和人類生命可靠性必須提升到99.9999%以上。

1.6頻譜利用相對較高

由于5G網絡用戶的業務量大、規模大、流量高，相對來說，使用頻率需求量也大，需要通過壓縮等創新技術及頻率倍增的應用，來提高頻率利用率。相對4G網絡來說，5G的頻譜效率要5~10倍的提高，來解決流量帶來的頻譜短缺問題。

1.7網絡消耗能源

相對來說較低節省能源、綠色低碳是未來通信技術的發展的方向，在未來的5G網絡中，需要利用節約能源的設計，使網絡能耗效率都有待提高1000倍，來滿足1000倍流量的需求，但是現有網絡與能耗有相當的水平。

25G關鍵技術概述

從目前的角度看，5G的關鍵技術仍在發展階段和研究階段，但學術界和產業認為，5G的關鍵技術應包含下幾個方面：一是5G關鍵技術與無線網絡構架；二是5G無線輸送的關鍵技術；三是5G移動通信總體技術系統；四是5G移動通信驗證技術。接下來對業界十分關注的5G技術進行總的介紹。

2.1高頻段傳輸

目前，移動通信系統頻段主要是3GHz以內，伴隨著用戶人數的增加，頻譜資源也變得十分擁擠，然而在高頻段里，如毫米波頻率是27.3～350GHz，而帶寬則高達284.6GHz，超過微波全部帶寬的12倍。微波與毫米波相比，元器件的尺寸要小很多，毫米波系統能輕而易舉小型化，實現進行極高速短距離通信，支持5G傳輸速率和容量需求。

2.2多天線傳輸技術

多天線技術，經歷了從二維到三維，從無源到有源，從高階多輸入多輸出到大規模陣列的發展，能把頻譜利用率提高到數十五倍甚至再高，是目前5G技術唯一重要研究方向。

2.3同時同頻全雙工技術

同時同頻全雙工技術被稱為高效的頻譜效率技術，該技術在相同的物理信道上對兩個方向信號的進行傳輸，在通信雙工節點的接收機處通過對取消自身發射的信號干擾，在發射信號時候，同時接收另一節點的相同頻信號。

2.4設備間直接通信技術

以往的移動通信系統連網方式，以基站為中心點，實現對市區覆蓋，基站及中繼站是不能隨便移動的，網絡結構是有限制的，在未來的5G網絡里，用戶規模大，數據流量大，以傳統的基站模式為中心的組網方式，是沒辦法滿足業務需求。D2D直接通信技術在沒有基站的情況下也能運轉，實現通信設備的直接通信，開拓了接入方式和網絡連接。

2.5密集網絡技術

5G是一個智能化、寬帶化、多元化、綜合化的網絡，數據流量是4G的1000倍。想要實現目標有兩種技術:一是在宏基站處布置大規模天線來取得室外空間增益，二是布置密集網絡來滿足室外和室內數據需求。在未來里，向高頻段寬帶，將采用更加密集的方案，部署高達200個以上扇區。

2.6新型網絡架構技術

為了滿足在未來里，使用高容量、大規模的用戶需求，未來的5G網絡架構將具有低時延、低成本、易維護、扁平化特點。目前產業界主要集中在云架構和C-RAN的研究上。

2.7智能化技術

5G的中心網絡,是由大型的服務器來組成的云計算平臺，通過交換機網絡及數據交換功能的路由器與基站相連接，宏基站具有大數據存儲功能和云計算功能，時效性特強或特別大的數據，提交到云計算中心進行網絡處理，終端或基站的數量、形態多，不一樣的業務選取不一樣的頻段，連接方式和天線多樣化。所以，需要具有自動模式切換、智能配置、智能識別的功能，實現智能組網，在未來里，智能化技術是實現5G網絡的是關鍵技術。

3研究情況及趨勢

從目前來看，全球對5G技術的研究，都處在早期階段，將來還需要進行標準化、外場試驗、技術研究等階段，最后才能實現商用部署，但是，盡管對5G技術和概念仍然在進行深究，對5G標準的大方向，現在產業界和學術界在基本上達成了共識。

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1.1優化網絡設計規劃

優化網絡設計是指能夠實現各類網元組織結構的優化設計，降低網絡能源消耗。整合分散的多個處理器核心、存儲以及網絡寬帶等物理資源，從各個角度降低網絡項目的建造和運營維護成本，實現資源優化。對網絡進行優化設計更能提高移動通信各項資源的靈活性和擴展性，提高工作效率；簡化拓撲結構和層次結構，這樣不僅能夠提高通信設備的資源集成度，降低能源消耗，還可以節約網絡項目構建成本。

1.2網絡實現

網絡實現主要基于通信設備和項目建設來講。首先，必須保證通信設備的性能優異，在通信設備的采購和測試階段應該全面把握好質量關，從而在網絡實現過程中做到節能減排；其次，項目建設過程中應該充分利用基礎設施，做到基礎設施的共建共享，避免浪費與重復。同時，為緩解用量高峰，應該盡快拓展無線局域網的范圍。

1.3網絡運營管理創新

21世紀是知識爆炸時代，創新和人才是這個階段必不可少的兩個因素。在網絡建設工程項目中，對管理制度進行創新設計十分重要。在網絡運營的整個過程中，保證每一個環節，比如設計、評估、整合等，都要做到環環相扣，這就要求管理制度要極具創新性，同時也要求創新性的人才管理團隊。只有這樣，才可以更好地節約資源，降低能耗，保護生態環境，實現經濟效益與生態效益的最優化。

2綠色通信設備

2.1體系結構中的綠色創新

采用新型節能通信設備對于體系結構的綠色創新具有很重要的意義，可以起到很好的推動作用。對體系結構各個層面都利用綠色節能設備和技術對于實現綠色移動通信至關重要。比如，在物理層采用光子技術，可以降低能源消耗，積極研發新型能源電池，可以延長手機續航時間；在信號處理層應用新型高科技綠色元件，例如軟件無線電技術，其應用簡單方便，節省硬件成本和人力資源，前景十分廣闊；在信息系統硬件平臺可采用基于精簡指令集CPU的硬件平臺的半導體元件和性能優異、節約空間的閃存內存；在信息系統軟件平臺可嘗試由用戶DIY安裝的開源操作系統，降低成本，同時要對電源進行升級和優化，提高工作效率。

2.2綠色生命周期

元器件的報廢給環境帶來很大壓力，如果將通信設備內部的元器件使用周期加以延長，可以減少報廢的次數，有效提高設備利用率，同時也可以避免設備制造過程原材料的浪費，減少污染。此外，還要做到對原材料積極回收再利用，避免其對環境造成的負面效應。

2.3綠色技術標準

將綠色移動通信技術標準化，可以大大降低生產成本，促進經濟效益的提升，同時還可以保障用戶投資的長期有效性，維護用戶權益。比如IEEE1888綠色社區控制網絡標準，是在全世界得到認可的情況下中國的創新技術標準，展示了國際合作的重要成果。綠色技術標準的應用，在節能減排、構建和諧社會的道路上扮演著重要角色。

3綠色通信服務

3.1手機終端服務

手機終端服務在通信業務和實踐過程中發揮著重大作用。可以提高人機交互效率，為人們的生活帶來方便，還可以為用戶提供優良服務。比如，通過感知用戶所在具體地理位置，為其提供最佳行程路線。手機終端服務有很好的市場競爭力和發展前途。

3.2智能化通道

利用智能化通道可以對整個通信過程中業務實現底層網絡能力的封裝輸出、獨占資源的封裝銷售等，形成整合通信、IT和網絡資源的垂直行業解決方案。可以有效提高通信系統的資源利用率，降低項目建設成本。

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24G移動通信關鍵技術

4G移動通信信道傳輸、抗干擾、多接入等功能的實現依靠無線網絡的結構，4G移動通信系統網絡結構分為：物理網絡層、中間環節層和應用網絡層。三個分層，物理網絡可提供網絡接入和網絡路由選擇功能；中間環節層的主要功能是實現映射、地址變換和實現管理的子系統，是主要的控制功能層；應用網絡層實現著數據無縫高速連接，可以運用多個頻帶實現跨網絡、地域和標準的服務。

2.1OFDM技術

4G移動通信系統主要以OFDM技術為核心，OFDM技術是將信道分成若干正交子信道，將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流。OFDM技術具有較高的頻譜利用率，其頻譜效率比其他串行系統高將近一倍；OFDM技術具有較強的抗衰落能力，OFDM通過多子載波傳輸，使子載波信號與相同速率的單載波信號時間長，從而降低了其衰落能力；OFDM技術具有較高的傳輸速率，其采用自適應調制機制使變化調制方式。通過信道和加載算法來提高信息傳送的速率；OFDM技術抗碼間干擾能力強，用循環前綴的方式對抗碼間的干擾。

2.2智能天線技術（SA）

SA技術選擇的是空時多址技術，利用信號在傳傳輸方向上的差異性，將同頻率、同時隙的傳輸信號進行區分。通過智能天線技術可以有效改善信號質量，增強其抗干擾能力，增加數據傳輸容量。

2.3多輸入多輸出技術（MIMO）

MIMO技術是指在基站和移動終端利用多發射、多接受天線進行空間分集和空間復用的技術。能有效地將通信信道分解成多信道，從而降低了系統的衰減性，提高了系統通信質量、傳輸速率和天線系統的容量。

2.4軟件無線電技術

4G移動通信技術是以軟件無線電為基礎，軟件無線電技術以開放性的平臺構造一個具有開放性、標準化、模塊化的通用硬件平臺，允許多方運營的介入。其具有靈活性和適應性，能兼容不同接口的多模式終端設備和基站。

2.5IPv6技術

IPv6具有巨大的網絡地址的空間，其能提供一個獨一無二的地址給通信網絡中的所有設備；IPv6具有自動配置路由地址能力；IPv6具有移動性，IPv6技術可以幫助移動通信設備在保證通信質量不變的情況下改變地理位置；IPv6服務質量高于傳統的IPv4，便于形成基于服務級別的系統。

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1前言

移動通信業務之所以發展迅猛主要是其滿足了人們在任何時間。任何地點與任何個人進行通信的愿望。移動通信是實現未來理想的個人通信服務的必由之路。在信息支撐技術、市場競爭和需求的共同作用下，移動通信技術的發展更是突飛猛進，呈現出以下幾大趨勢：網絡業務數據化、分組化，網絡技術寬帶化，網絡技術智能化，更高的頻段，更有效利用頻率，各種網絡趨于融合。了解、掌握這些趨勢對移動通信運營商和設備制造商均具有重要的現實意義。

2網絡業務數據化、分組化

2.1無線數據——生機無限當前移動數據通信發展迅速，被認為是移動通信發展的一個主要方向。近年來出現的移動數據通信主要有兩種，一種是電路交換型的移動數據業務，如TACS、AMPS和GSM中的承載數據業務以及GSM系統的HSCSD；另外一種是分組交換型的移動數據業務，如摩托羅拉的DataTAC、愛立信的Mobitex和GSM系統的GPRS。

目前，無線數據業務只占GSM網絡全部業務量中的很小一部分，但是在未來的兩年中這種狀況將開始扭轉，并大大改變。1999年以后，隨著HSCSD、GPRS等新的高速數據解決方案顯露崢嶸，并成為數據應用的新焦點，無線數據將成為運營商經營計劃中越來越重要的部分，它預示著未來大量的商業機遇。

（1）應用驅動市場

無線數據業務的主要驅動力在于用戶的應用。話音是單一的、易于被大眾所接受的業務，然而無線數據則不同，無線數據最初的應用重點放在運輸管理這樣的專業市場。近期無線數據業務的目標市場是銷售人員或現場工程師這樣的用戶群。從這些先發目標的應用中積累無線數據的經驗，并從中受益。

在過去的十年里，傳統的生活方式已經在迅速改變，人們更經常性地移動，職業和個人生活之間的分界變得模糊，人們需要不分時間、地點訪問很重要的信息。發生在用戶身上的這種生活方式的改變將成為驅動無線數據業務發展的重要因素。

（2）因特網的影響

和通信的其他領域一樣，無線數據業務的一個最重要的驅動力來自Internet。根據最近的研究，未來兩年歐洲的因特網用戶數量將翻一番。在我國，因特網用戶的年增長率將高達300%，顯然用戶在運動中接入因特網的需求將會增長。

為了滿足接入因特網的需求，一個全球性的開放協議——無線應用協議（WAP）應運而生。WAP為將Internet的信息內容以及增值業務傳送到移動終端提供了一種開放的通用標準，實現了IP與GSM網絡的橋接，是一個為廠商提供加速市場增長、避免網絡割接、保護運營商投資的標準，WAP確保任何與WAP兼容的GSM手機都能工作。

（3）數據速率的發展

GSM承載業務所提供的GSM數據速率最高只能達到9.6kbit／s。國際上1998年引入的高速電路交換數據（HSCSD）技術將實現57kbit／s的數據速率，對要求連續比特率和傳輸時延小的應用是理想的，如會議電視、電子郵件、遠程接入企業的局域網和無線圖像。1999年商用化的GPRS是第一個GSM分組數據應用，將實現超過100kbit／s的數據速率。對較短的“突發”類型業務是理想的，如信用卡認證、遠程測量和遠程事務處理。EDGE（增強數據速率GSM改進模式）使用修改過的GSM調制方式來實現超過300kbit／s的數據速率。EDGE會讓GSM運營商特別受益，他們不但可以贏得第三代移動通信的經營執照，還可以提供有競爭力的寬帶數據業務。

2.2個人多媒體通信——網絡演進的方向

對隨時隨地話音通信的追求使早期移動通信走向成功。移動通信的商業價值和用戶市場得到了證明，全球移動市場以超凡的速度增長。移動通信演進的下一階段是向無線數據乃至個人移動多媒體轉移，這一進展已經開始，并將成為未來重要的增長點。個人移動多媒體將根據地點為人們提供無法想像的、完善的個人業務和無線信息，將對人們工作和生活的各個方面產生影響。在個人多媒體世界里，話音郵件和電子郵件被傳送到移動多媒體信箱中；短信將成為帶有照片和視頻內容的電子明信片；話音呼叫將與實時圖像相結合，產生大量的可視移動電話，還將實現移動因特網和萬維網瀏覽。像無線會議電視這樣的應用將隨處可見，電子商務將蓬勃開展。對于運動中的用戶還有隨時隨地的各種信箱和娛樂服務。

3網絡技術的寬帶化

在電信業歷史上，移動通信可能是技術和市場發展最快的領域。業務、技術、市場三者之間是一種互動的關系，伴隨著用戶對數據、多媒體業務需求的增加，網絡業務向數據化、分組化發展，移動網絡必然走向寬帶化。

通過使用電話交換技術和蜂窩無線電技術，70年代末誕生了第一代模擬移動電話。AMPS（北美蜂窩系統）、NMT（北歐移動電話）和TACS（全向通信系統）是三種主要的窄帶模擬標準。第一代無線網絡技術的一大成就就是去掉了將電話連接到網絡的用戶線。用戶第一次能夠在他們所在的任何地方無線接收和撥打電話。

第二代系統引入了數字無線電技術，它提供更高的網絡容量，改善了話音質量和保密性，并為用戶引入了無縫的國際漫游。今天世界市場的第二代數字無線標準，包括GSM、MMPS、PDC（日本數字蜂窩系統）和IS95CDMA等，均仍為窄帶系統。

第三代移動系統，即IMT-2000，是一種真正的寬帶多媒體系統，它能夠提供高質量寬帶綜合業務并實現全球無縫覆蓋。2000年以后，窄帶移動電話業務需求將依然很大，但隨著Internet等高速數據通信及多媒體通信需求的驅動，寬帶多媒體綜合業務將逐步增長，而且就未來信息高速公路建設的無縫覆蓋而言，寬帶移動通信作為整個移動市場份額的子集將顯得愈來愈重要。

第三代系統預計在2002年投入商用。

從第二代到第三代系統的變化并不像從第一代模擬網絡到第二代數字網絡那樣存在重大的技術變遷。從目前的技術發展現狀和趨勢來講，第二代系統將逐步子滑過渡到第三代系統，在此演進過程中，移動網絡所能實現的數據速率逐步升級：GSM承載業務所能提供的數據速率為9.6kbit／s，1998年商用的HSCSD技術實現了57kbit／s的數據速率，1999年引入的GPRS將實現超過100kbit／s的數據速率，將在2000年引入的EDGE技術可實現超過300kbit／s的數據速率。2001年后投入商用的第三代系統將能夠在廣域網上實現384kbit／s的數據速率，在辦公室和家中還可以達到2Mbit／s。

4網絡技術的智能化

移動通信需求的不斷增長以及新技術在移動通信中的廣泛應用，促使移動網絡得到了迅速發展。移動網絡由單純地傳遞和交換信息，逐步向存儲和處理信息的智能化發展，移動智能網由此而生。移動智能網是在移動網絡中引人智能網功能實體，以完成對移動呼叫的智能控制的一種網絡，是一種開放性的智能平臺，它使電信業務經營者能夠方便、快速、經濟、有效地提供客戶所需的各類電信新業務，使客戶對網絡有更強的控制功能，能夠方便靈活地獲取所需的信息。移動智能網通過把交換與業務分離，建立集中的業務控制點和數據庫，進而進一步建立集中的業務管理系統和業務生成環境來達到上述目標。通過智能網，運營公司可以最優地利用其網絡，加快新業務的生成；可以根據客戶的需要來設計業務，向其他業務提供者開放網絡，增加收益。

關于移動智能網的研究，早在1995年就已開始，剛開始并沒有具體的標準協議出現，各廠商各自制定了自己的標準，并且據此進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產品。這些工作為最終移動智能網標準的形成積累了經驗。

1997年末，美國蜂窩電信工業協會（CTIA）制定了移動智能網的第一個標準協議——IS-41D協議。1998年1月，歐洲電信標準研究所（ETSI）在GSMphase2+階段引入了CAMEL協議（移動通信高級邏輯的客戶化應用程序），當時的版本是Phase1。1998年4月，ITU-T在新推出的智能網能力集一2標準中描述了移動接入的功能實體，稱為CAMELphase2標準。

伴隨著移動網絡向第三代系統的演進，網絡的智能化程度也在不斷地提升。智能網及其智能業務是構成未來個人通信的基本條件。

5更高的頻段

從第一代的模擬移動電話，到第二代的數字移動網絡，再到將來的第三代移動通信系統，網絡使用的無線頻段遵循一種由低到高的發展趨勢。1981年誕生的第一個具有國際漫游功能的模擬系統NMT的使用頻段為450MHz，1986年NMT變遷到900MHz頻段。我國目前的模擬TACS系統的使用頻段也為900MHz。在第二代網絡中，GSM系統的開始使用頻段為900MHz，IS-95CDMA系統為800MHz。為了從根本上提高GSM系統的容量，1997年出現了1800MHz系統，GSM900／1800雙頻網絡迅速普及。2002年將投入商用的第三代系統IMT-2000則定位在2GHz頻段。

6更有效利用頻率

無線電頻率是一種寶貴資源。隨著移動通信的飛速發展，頻譜資源有限和移動用戶急劇增加的矛盾越來越尖銳，出現了“頻率嚴重短缺”的現象。解決頻率擁擠問題的出路是采用各種頻率有效利用技術和開發新頻段。

模擬制的早期蜂窩移動通信系統采用頻分多址方式，主要通過多信道共用、頻率復用和波道窄帶化等技術實現頻率的有效利用。隨著業務的發展，模擬系統已遠不能滿足用戶發展的需求。數字移動通信比模擬移動通信具有更大的容量。同樣的頻分多址技術，數字系統要求的載干比較小，因而頻率復用距離可以小一些，系統的容量可以大一些。而且，數字移動通信還可采用時分多址或碼分多址技術，它比模擬的頻分多址制在系統容量上大4-20倍。

GSM作為最具代表性和最為成熟的數字移動通信系統，其發展歷程就是一部頻率有效利用技術的演進史。GSM采用時分多址制式，其對頻率的有效利用主要是通過頻率復用技術的不斷升級實現的。從傳統的4×3方式，到3×3、1×3、MRP、2×6等新的復用技術，頻率復用的密集度逐步提升，頻譜效率快速提高，GSM系統的容量得到逐步釋放。1995年開始投入商用的IS－95CDMA（窄帶）系統，以無線技術的先進性和大容量等特點著稱。它以擴頻技術為基礎，不同用戶的信號靠不同的編碼序列來區分，如果從頻域或時域來觀察，多個CDMA信號是相互重疊的，故理論上CDMA系統的頻譜利用率比GSM系統更高，網絡容量更大。同時CDMA系統具有一定的過載能力，即系統具備軟容量。作為未來第三代移動通信系統主流無線接入技術的WCDMA（寬帶碼分多址）能夠更高效地利用無線電頻率。它利用分層小區結構、自適應天線陣和相干解調（雙向）等技術，網絡容量可得到大幅提高，可以更好地滿足未來移動通信的發展要求。

7網絡趨于融合，走向統一

7.1第三代移動通信系統的結構

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第三代移動通信系統是寬帶數字通信系統,它的目標是提供移動寬帶多媒體通信,多址方式基本都采用CDMA多址接入,屬于寬帶CDMA移動通信技術。第三代移動通信系統能提供多種類型的高質量多媒體業務,能實現全球無縫覆蓋,具有全球漫游能力并與固定網絡相兼容。它可以實現小型便攜式終端在任何時候、任何地點進行任何種類的通信。第三代移動通信技術的標準化工作由3GPP和3GPP2兩個標準化組織來推動和實施。目前,在世界范圍內應用最為廣泛的第三代移動通信系統體制為WCDMA和CDMA2000。下面將對這兩種體制的第三代移動通信技術以及相應的二代半過渡性技術進行介紹。

WCDMA體制移動寬帶無線接入技術

1.GPRS技術:

GPRS技術是從第二代移動通信GSM技術向3G移動通信技術WCDMA發展演進的一種過渡技術,也即屬于所謂的2.5G移動通信技術。GPRS全稱為通用分組無線業務(GeneralPacketRadioService),是一種新的分組數據承載業務。相對原來GSM的撥號方式的電路交換數據傳送方式,GPRS是分組交換技術,它以一種有效的方式采用分組交換模式來傳送數據和信令。

如圖1中所示,GPRS是在GSM網絡基礎上,對原有GSM網絡子系統和無線子系統的設備及功能進行增強而成。在網絡子系統中增加了GGSN(網關GPRS支持節點)和SGSN(服務GPRS支持節點)。這樣,在GPRS網絡子系統中,GGSN和SGSN一起構成了分組交換域,可與外部分組交換網絡如X.25網絡、IP網絡直接相連;而原有的MSC和GMSC則構成了電路交換域,與PSTN網絡相連。此外,GPRS還用用戶數據和路由信息將GSM網絡中的HLR增強為GPRS的數據庫(GR)。在無線子系統中,GPRS增強了BSC的功能,增加了GSM業務信道和控制信道的種類,以支持GPRS的多種數據業務。

GPRS頻道采用TDMA,一個TDMA幀劃分8個時隙,每個時隙對應一個物理信道。在GPRS中,每個物理信道可以由多個用戶共享,并可根據語音和數據的業務要求動態分配。GPRS還采用了更好物理信道編碼方案,當使用8個時隙時,每個用戶的最高接入速率可達164kbps。GPRS支持IP,X.25等數據通信協議,可提供移動臺與移動臺之間,移動臺與外部分組交換網絡之間的數據通信。

GPRS可優化利用網絡和無線資源,維護無線子系統和網絡子系統的嚴格分離,并允許采用其他非GSM標準的無線子系統接入GPRS網絡子系統,這有利于GPRS網絡的升級,便于向3G演進。GPRS的缺點是其可提供的接入速率有限,可提供的多媒體業務相當有限。

2.EDGE技術:

EDGE是一種基于GSM/GPRS網絡的數據增強型技術,其英文全稱為EnhancedDataRateforGSMEvolution,中文含義為“增強數據速率的GSM演進技術”。EDGE相比GPRS最大的變化是在數據傳輸時采用8PSK調制替代原先GSM/GPRS中的GMSK調制(高斯最小頻移鍵控,為2PSK調制),再結合不同糾錯檢錯能力的信道編碼方案,EDGE共提供9種不同的調制編碼方案(MCS),而GPRS采用單一GMSK調制,僅提供四種編碼方案(CS)。這樣EDGE可以適應更惡劣更復雜多變的無線傳播環境。此外,EDGE在鏈路層數據發送和重傳機制上,采用了“鏈路適配”和“增量冗余”技術,提高了數據重發成功率。鏈路適配技術可在不同MCS之間根據實時的無線鏈路質量及時調整采用最佳MCS方案;增量冗余技術在重發信息種加入更多的冗余信息來提高接收端正確解調的概率。綜合以上各項技術,EDGE技術理論數據傳輸速率可高達384Kbps～473.6Kbps,與GPRS相比大大提高了用戶數據接入速率,因為也被稱之為2.75G技術。目前,北美和亞洲少數運營商已經開通了基于EDGE的服務,但由于運營時間尚短,其成熟性和可靠性還有待進一步觀察。

3.WCDMA技術:

WCDMA屬于3G移動通信技術,目前有R99、R4、R5以及R6共4個版本。

R99版本接入部分主要定義了全新的5MHz每載頻的寬帶碼分多址無線接入網,采納了功率控制、軟切換及更軟切換等CDMA關鍵技術,提高了頻譜效率和數據傳送能力。基站只做基帶處理和擴頻,接入系統智能集中于RNC統一管理,引入了適于分組數據傳輸的協議和機制,數據速率可支持144Kbps、384Kbps,最高可達2Mbps。基站和RNC之間采用基于ATM的Iub接口,而RNC則分別通過基于ATMAAL2的Iu-CS和AAL5的Iu-PS分別與核心網的CS域和PS域相連。

R99版本核心網部分向下兼容GPRS,分為CS電路交換域和PS分組交換域,CS域和PS域分別基于演進的MSC/GMSC和SGSN/GGSN,CS域主要負責與電路型業務相關的呼叫控制和移動性管理等功能,呼叫控制采用TUP,ISUP等標準ISDN信令,移動性管理上采用了進一步演進的MAP協議,物理實體與GSM類似包括了MSC,GMSC,VLR。PS域主要負責與分組型業務相關的會話控制和移動性管理等功能,在原有的GPRS系統基礎上對一些接口協議,工作流和和業務功能作部分改動,相對于GPRS,增加了服務級別的概念,分組域的業務質量保證能力提高,帶寬增加;語音編解碼器在核心網實現,支持系統間切換(GSM/UMTS),增強了安全和計費功能。

R4版本相對于R99,無線接入網網絡結構沒有改變,改變的只是一些接口協議的特性和功能的增強;但在核心網CS域改變較大。R4核心網CS域采用開放式結構,控制與底層承載相分離,由MSC服務器和MGW媒體網關配合,替代原有的節點式MSC交換機實現呼叫接續和控制功能,整個CS核心網由TDM中心節點交換型演進為典型的分組話音分布式體系結構。同時,CS核心網采用ATM/IP分組交換網替代原來的TDM電路交換,提高了帶寬利用效率。R4版本在無線寬帶接入速率方面與R99基本相同。

R5版本在無線接入網方面引入了IPUTRAN和HSDPA高速下行分組接入。IPUTRAN在無線接入網部分采用IP來承載用戶信令和用戶數據;HSDPA(高速下行分組接入)用于實現WCDMA網絡高速下行數據業務,下行數據接入速率理論上可高達14.4Mbps,同時可以把同樣無線頻段中的系統數據容量提高一倍以上。HSDPA能達到這樣高的接入速率,在于其引入了先進技術以及相應的無線接入網結構的一些改進,如引入了高速下行共享信道HS-DSCH,采用縮短的子幀和高階QAM調制、采用自適應調制編碼AMC和物理層混合自動重傳HARQII/III,直接在NodeB中進行快速包調度等。R5版本在核心網方面增加了IP多媒體子系統(IMS),但IMS域還無法完全取代R4分組化的CS域,R5只是R4的補充和滿足IP多媒體業務的需求的一個版本。

R6版本中引入了HSUPA高速上行分組接入以及MBMS多媒體廣播和組播業務。與HSDPA相類似,HSUPA采用自適應調制編碼AMC、混合自動重傳HARQ以及更加靈活的NodeB快速調度等技術,理論上可為用戶提供5.8Mbps的上行數據接入。MBMS可在無線接入網中實現點到多點的高速多媒體業務廣播和組播,實現了網絡資源的共享,提高了網絡資源特別是無線資源的利用效率。目前R6版本還沒完全確定,還在3GPP的討論和不斷演化之中。

CDMA2000體制移動寬帶無線接入技術

1.CDMA20001X:

cdma20001x是由IS-95A/B演化而來的,它是cdma2000第三代移動通信系統的第一個階段,可以看作是2.5G技術。cdma20001x在IS-95A/B的基礎上,對無線接入網絡部分進行了改進,采用比IS295A/B更先進的技術,在無線信道類型、物理信道調制和無線分組接口功能上都有很大的增強。cdma20001x的話音容量大約是IS-95A/B的1.5～2倍,能夠在1.25MHz的帶寬上提供高達153.6kbit/s的雙向數據業務。核心網部分則原來的電路交換網基礎上,增加了一個分組交換網絡,支持移動IP業務,支持QoS,能適應更多、更復雜的多媒體業務。

根據IMT-2000原定計劃,cdma2000系統將從1x起步,即首先使用單載波系統來保證與第二代移動通信系統的兼容。隨著技術的發展,通過把三個或三個以上的載波捆綁在一起的方式,進一步提高性能。但之后,多個載波的方式沒有成為主要的研究方向。而是在單個載波的基礎上,提出了一系列新的技術,來增強cdma2000的性能。這些新的技術被叫做1xEV技術,即1x技術的演進。這些1xEV技術主要包括1xEV-DO和1xEV-DV。

2.CDMA20001XEV-DO:

1xEV-DO采用將數據業務和和語音業務分離的思想,在獨立于cdma20001x的載波上向移動終端提供高速無線數據業務,不支持話音業務。1xEV-DO針對高速分組數據傳輸的特點,在前向鏈路上采用了諸如前向最大功率發送、高階調制、動態速率控制、自適應編碼調制、HARQ、多用戶分集和調度以及時分調度等多項技術,前向鏈路速率可達2.46Mbps;而對于反向鏈路上的數據傳輸,和cdma20001x基本相同。

1xEV-DO與1x不完全兼容,1xEV-DO單模終端不能在cdma20001x網絡中通信,同樣cdma20001x單模終端也不能在1xEV-DO網絡中通信。在組網方面,對于那些只需要分組數據業務的用戶,1xEV-DO可以單獨組網,此時的核心網配置可采用基于IP的、較為簡單的網絡結構;對于同時需要語音、數據業務的用戶,可以與cdma20001x聯合組網,同時提供語音與高速分組數據業務,不過這時用戶終端需要采用同時支持1xEV-DO與cdma20001x的雙模終端。

1xEV-DO保持了與cdma20001x在設計和網絡結構上的兼容性。在無線射頻部分,1xEV-DO具有與cdma20001x相同的射頻特性及實現方式,升級時可以直接使用已有的cdma20001x射頻部分;在核心網部分,1xEV-DO也可以與cdma20001x共用相同的分組數據核心網。目前國際上,1xEV-DO已經商用,技術較為成熟。

3.CDMA20001XEV-DV:

與1xEV-DO只提供高速數據業務不同,1xEV-DV的設計目標要求能提供混合高速數據和話音業務。1xEV-DV可完全后向兼容cdma20001x,便于從1x網絡升級,其空中接口標準分兩個版本:Rel.C和Rel.D。Rev.C主要改進和增強了CDMA20001X的前向鏈路,前向峰值速率達到3.1Mbps,Rev.D則改進和增強了反向鏈路,反向峰值速率達到1.8Mbps,而在Rev.C中反向峰值速率僅為230.4kb/s。但Rev.C和Rev.D版本中對話音容量都沒有很大的改善。

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引言

移動通信技術飛速發展，已經歷了3個主要發展階段。每一代的發展都是技術的突破和觀念的創新。第一代起源于20世紀80年代，主要采用模擬和頻分多址(FDMA)技術。第二代(2G)起源于90年代初期，主要采用時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)技術。論文百事通第三代移動通信系統(3G)可以提供更寬的頻帶，不僅傳輸話音，還能傳輸高速數據，從而提供快捷方便的無線應用。但是第三代移動通信系統仍是基于地面標準不一的區域性通信系統，盡管其傳輸速率可高達2Mb/s，仍無法滿足多媒體通信的要求，因此第四代移動通信系統(4G)的研究勢在必行。

一、4G的定義及其技術要求

第四代移動通信技術可稱為廣帶(Broadband)接入和分布網絡，具有非對稱超過2Mb/s的數據傳輸能力，對全速移動用戶能提供150Mb/s的高質量影像服務，將首次實現三維圖像的高質量傳輸。它包括廣帶無線固定接入、廣帶無線局域網、移動廣帶系統和互操作的廣播網絡(基于地面和衛星系統)，集成不同模式的無線通信，移動用戶可以自由地從一個標準漫游到另一個標準。其廣帶無線局域網(WLAN)能與B-ISDN和ATM兼容，實現廣帶多媒體通信，形成綜合廣帶通信網(IBCN)，他還能提供信息之外的定位定時、數據采集、遠程控制等綜合功能。其主要技術要求是：

(1)通信速度提高，數據率超過UMTS，上網速率從2Mb/s提高到100Mb/s。

(2)以移動數據為主面向Internet大范圍覆蓋高速移動通信網絡，改變了以傳統移動電話業務為主設計移動通信網絡的設計觀念。

(3)采用多天線或分布天線的系統結構及終端形式，支持手機互助功能，采用可穿戴無線電，可下載無線電等新技術。

(4)發射功率比現有移動通信系統降低10～100倍，能夠較好地解決電磁干擾問題。

(5)支持更為豐富的移動通信業務，包括高分辨率實時圖像業務、會議電視虛擬現實業務。

二、4G的關鍵技術

1.OFDM(正交頻分復用)

OFDM技術實際上是MCM(Multi-CarrierModulation，多載波調制)的一種。其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流，調制在每個子信道上進行傳輸。正交信號可以通過在接收端采用相關技術來分開，這樣可以減少子信道之間的相互干擾(ICI)。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬，因此每個子信道上的可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號間干擾。而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得相對容易。由于OFDM技術由于具備上述特點，是對高速數據傳輸的一種潛在的解決方案，因此被公認為4G的核心技術之一。

2.軟件無線電

軟件無線電（SoftwareDefinedRadio，簡稱SDR），就是采用數字信號處理技術，在可編程控制的通用硬件平臺上，利用軟件來定義實現無線電臺的各部分功能：包括前端接收、中頻處理以及信號的基帶處理等。即整個無線電臺從高頻、中頻、基帶直到控制協議部分全部由軟件編程來完成。其核心是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶的“數字/模擬”轉換器，盡早地完成信號的數字化，從而使得無線電臺的功能盡可能地用軟件來定義和實現。軟件無線電是一種基于數字信號處理(DSP)芯片以軟件為核心的嶄新的無線通信體系結構。

3.智能天線

智能天線是波束間沒有切換的多波束或自適應陣列天線。多波束天線在一個扇區中使用多個固定波束，而在自適應陣列中，多個天線的接收信號被加權并且合成在一起使信噪比達到最大。與固定波束天線相比，天線陣列的優點是除了提供高的天線增益外，還能提供相應倍數的分集增益。智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數字波束調節等智能功能，其基本工作原理是根據信號來波的方向自適應地調整方向圖，跟蹤強信號，減少或抵消干擾信號。智能天線的核心是智能算法，而算法決定電路實現的復雜程度和瞬時響應速率，因此需要選擇較好算法實現波束的智能控制。

4.IPv6協議

4G通信系統選擇了采用基于IP的全分組的方式傳送數據流，因此IPv6技術將成為下一代網絡的核心協議。

（1）巨大的地址空間。在一段可預見的時期內，它能夠為所有可以想像出的網絡設備提供一個全球惟一的地址。

（2）自動控制。IPv6還有另一個基本特性就是它支持無狀態和有狀態兩種地址自動配置的方式。無狀態地址自動配置方式是獲得地址的關鍵。在這種方式下，需要配置地址的節點使用一種鄰居發現機制獲得一個局部連接地址。一旦得到這個地址之后，它使用另一種即插即用的機制，在沒有任何人工干預的情況下，獲得一個全球惟一的路由地址。

（3）服務質量。服務質量（QoS）包含幾個方面的內容。從協議的角度看，IPv6與目前的IPv4提供相同的QoS，但是IPv6的優點體現在能提供不同的服務。IPv6報頭中新增加的字段“流標志”，有了這個20位長的字段，在傳輸過程中，中國的各節點就可以識別和分開處理任何IP地址流。

（4)移動性。移動IPv6（MIPv6）在新功能和新服務方面可提供更大的靈活性。每個移動設備設有一個固定的家鄉地址（homeaddress），這個地址與設備當前接入互聯網的位置無關。當設備在家鄉以外的地方使用時，通過一個轉交地址(care-ofaddress）來提供移動節點當前的位置信息。移動設備每次改變位置，都要將它的轉交地址告訴給家鄉地址和它所對應的通信節點。

三、結束語

由于4G與1～3G相比具有通信速度更快，網絡頻譜更寬，通信更加靈活，智能性能更高，兼容性能更平滑等優點，4G將成為行業關注的焦點。相信不久的將來4G將一統移動通信的天下，產生巨大的社會效益和經濟效益。

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近年來，4G通信技術在國外發展迅速。全球名氣較大的的移動手機制造商大多來自于歐洲，他們以強大的通信技術水平，壟斷了一大半的移動通信市場。2009年，瑞典首先推出了4G網絡，到目前為止，瑞典仍然是全球4G網絡速度最快的國家，它的通信技術依然保持在全球的領先行列。美國作為科技大國，近年來也比較重視移動通信技術的發展。目前，美國的移動電話的普及率已經達到了一半以上。但是，由于美國使用的頻譜資源與大部分的運營商使用的并不相同，這大大影響了美國網絡的下載速度，使其與下載速度較快的國家之間還存在一定的差距。

1.2國內發展現狀

與同為亞洲國家的日本、韓國相比，我國移動通信技術的發展要慢得多。其中，我國香港地區的4G通信技術發展迅速，網絡速度排名全球第二。同時，在香港地區，大多數網絡都具有了4G服務功能。在大陸地區，4G通信技術主要被三家電信運營商所使用。隨著我國政府對4G技術的不斷關注，4G逐漸走進了我國人民的生活。由于4G技術具有極快的訪問速度，吸引了各大運營商的關注。但是近兩年，微信業務的推出給各大運營商造成了巨大的挑戰，傳統的通信技術受到了極大的沖擊，而傳統技術帶來的利潤也隨之有所下降。因此，各大運營商在爭先恐后的使用4G通信技術的同時，也不能忽視這些挑戰所帶來的問題。所謂挑戰即為機遇，隨著越來越多的人使用網絡，各個運營商為了提高流量帶來的收入，必將加快4G技術使用的腳步。

24G移動通信技術的特點

2.1具有較快的數據傳輸速度

隨著生活頻率的不斷加快，人們越來越適應快節奏的生活。因此，在進行網絡數據傳輸的過程中，人們也不斷的追求著高速度，力求節約不必要的傳輸時間。與3G通信技術相比，4G技術具有的比較明顯的特征是具有較高的數據傳輸速度。它的無線訪問速度較快，大約為100Mbbit/s。從理論上講，它的傳輸速度比3G技術快了20倍，更加符合現代人的需求，為使用網絡了人們節省了網絡訪問的時間，使得人們能夠更加及時的獲得自己所需要的資訊。

2.2具有較強的抗干擾能力

一般來講，4G通信技術都是使用正交分頻多任務技術。這個技術的優勢在于，在保存傳統通信技術原有的服務的基礎上，增加了多種服務，使得通信技術的服務范圍大幅度增加。同時，在進行大范圍服務的同時，可以使得系統的性能表現為最佳狀態，更好地投入到使用中去。此外，4G通信技術具有較強的抗干擾能力，極大程度上阻擋了信號的干擾，具有很好的降噪能力。

2.3具有較高的智能性

通常來說，信號在傳輸過程會遇到不同的環境，有些傳輸的環境具有一定的復雜性，這就需要較好的通信技術，將信號良好的傳輸出去。4G移動通信技術具有較高的智能性，能夠極大程度上保證信號的傳送和接收。同時，在操作傳輸上，4G通信技術也具有較高的智能性。此外，4G技術具有較好的覆蓋功能，可以在必要的時候，進行高速變頻數據的輸出。

34G移動通信技術的發展趨勢

3.1交互性干擾控制技術的不斷發展

交互性干擾有效控制技術是4G移動通信技術中的關鍵技術，在4G移動通信技術的發展中起到了重要的作用。它主要使用交互的方式，有效的將通信設備之間的相互干擾降到最低。在傳輸過程中，當不存在其他信息的情況下，保證了通信信號傳輸的穩定性。同時，使移動信號的傳輸質量也得到了極大的提高。因此，基于交互性干擾控制技術的優勢，在未來發展過程中一定會得到更好的利用，最大程度的發揮其特點，不斷提高與改進，從而使得4G通信技術上升到更高的水平。

3.2多用戶自由檢測和識別技術得到廣泛利用

多用戶問題是移動通信技術發展過程中的重要問題之一，對移動通信技術的發展產生了巨大的影響。由于多用戶的存在，大量的干擾信號也會不斷產生，從而使得原本傳輸的信號受到極大的影響，降低了整個信號傳輸的質量。因此，在未來4G通信技術的發展中，必須引進多用戶自由檢測和識別技術，增加基站的信息容量。同時，運用多用戶識別技術，還能夠擴大原來的信息覆蓋范圍，減少通信設施的建設。多用戶識別技術的廣泛利用，將會不斷提高信號傳輸的質量，確保通信信號的正常輸入與輸出。

3.3自我愈合型網絡技術的興起

一般來講，4G移動通信技術中都存在著智能處理器。通過智能處理器中的智能化設備，能夠有效地發現通信系統中出現的故障，及時的處理問題。引進具有重構功能的自我愈合型網絡技術，可以在4G通信技術中加入特殊的問答裝備，通過問答方式，可以將智能處理器中所發現的問題進行分析，將錯誤的問題篩選出來，及時進行改正。通過這種技術，網絡中的各種不正常狀況都可以及時得到排除，從而確保了移動通信的正常運行，維護了網絡的穩定性。

3.4無線功能的逐步穩定化

無線功能的穩定性，是衡量通信技術質量的重要因素之一。因此，為了4G移動通信技術的發展進步，必須做好移動設備的節能工作。同時，必須引進無線電自動接收技術，將移動通信技術的損耗降到最低。此外，損耗的降低也減少了能源的使用，與可持續發展相呼應，在保護環境的同時，實現了節能減排的目的，更好地適應了綠色發展的全球趨勢。

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2車載式移動醫療通信網絡系統設計

2.1業務需求分析

圍繞醫療通訊車設置“帳篷醫療點”，帳篷相當于科室，內設醫療設備和電腦等，設備需要通過本地無線網絡，訪問車內數據中心的醫院信息系統、實驗室信息系統和影像歸檔及傳輸系統。同時，本地桌面會診、遠程醫療及物資管理信息等也需要通過無線網絡進行通信。

2.2帶寬設計

根據現場救援環境需要，本網絡按可承受全網80臺業務訪問終端進行設計。其中帶寬需求最大的是PACS傳輸、遠程視頻及本地桌面會診3個業務；HIS、LIS訪問及語音通信等業務帶寬需求較小。文件傳輸保留1.2Mbps帶寬，桌面共享平均每方60K。由于終端的局限性，本研究設計語音按8并發、2路視頻并發、1路文件傳輸及5路桌面共享計算，共需帶寬設計為4種。

2.3傳輸距離設計

通常帳篷醫療點圍繞在通訊車220m范圍以內，相互間距＜60m。在特殊地形地貌的救援現場，系統應能支持擴展1倍的距離，提供400m左右的通信能力。為進一步發揮移動醫療通信車的作用，如與離開一定距離的醫護人員進行通信、從山上對山溝下需要救助人員進行現場環境采集等，系統若能提供千米(km)級的無線通信能力則更好，如支持4km長距離的通信，能夠使醫療通信系統適應各種救援現場環境下的靈活部署。

3基于LTE和WLAN的無線通信技術

LTE技術，即3.9G無線寬帶技術(準4G)，是未來的通信發展趨勢和發展目標。基于LTE的無線寬帶專網集群系統作為新一代寬帶無線移動通訊技術，具備同時傳輸大容量的下行和上行數據的能力。單站情況下，單小區的下行峰值速率可達到90Mbps，上行峰值速率可達到40Mbps。在4km超長距離下，系統認可提供0.9Mbps的通信帶寬。通過強大的寬帶數據接入功能，現場人員可以通過無線網絡實現遠端數據快速查詢、現場采集信息便捷上報以及工作電子流現場處理等業務，極大的提高應急救援人員的工作效率。單個CPE的WiFi可覆蓋40～90m的范圍，＜60m范圍的WiFi信號衰減較弱，不影響通信帶寬，相鄰數個CPE同時存在時WiFi設備可以接入信號最強的CPE中。為保障系統能夠提供WLAN無線定位功能，本研究在系統設計時將LTE網絡上疊加WLAN網絡，形成LTE和WLAN的本地無線網絡。AP通過CPE提供的LAN接口接入到網絡中，以LTE為管道承載數據通信業務，AP由AC集中管控，上電后可自動部署。采用LTE通信技術能夠同時提供基于LTE的集群通信功能，實現清晰、易于操作的語音通話以及語音對講功能。

4LTE和WLAN安全性分析

醫療信息涉及個人隱私，屬于保密信息，故整個系統建設需要充分考慮信息安全。LTE高安全加密集群通信和WLAN無線信號支持WIDS/WIPS無線攻擊檢測；MAC/802.1x接入認證等保障無線網絡安全，能夠滿足一般民用設計的要求。

篇（10）

隨著集群通信的發展和用戶的需求,集群通信也從原來的模擬集群向數字集群過渡。但這種過度并不是簡單的將原來的模擬話音轉換為數字話音和提供數據傳輸功能就可以稱為數字集群了。其實,綜觀國際上提出的數字集群來看,數字集群的標準都是圍繞著用戶的需求而發展起來和提出的。

2.數字集群移動通信網絡的運行

數字集群通信是繼手機、小靈通之后的第三大戰場,正在成為電信領域開發的新重點,運營商、設備商正在展開一場新的角逐。在設計中針對了專業無線用戶的需求,特別適合在政府和商業領域的專網使用。

2.1數字集群通信的標準

TETRA(陸地集群無線電)系統在指揮調度方面應用的比較多,可完成話音、電路數據、短數據消息、分組數據業務的通信及以上業務的直通模式,并可支持多種附加業務。在大區制條件下最大覆蓋半徑56公里。TETRA擴容可以逐步增加模塊化,適用于小、中、大型調度系統;設計組網靈活,既適應于專用調度網,也適應于共用調度網。TETRA話音編碼方式采用代數結構碼本激勵線性預測編碼,具有良好的話音質量,即使在強背景噪聲干擾下也可聽清,話音質量并不像調頻系統那樣隨場強減弱而降低。大量實驗證明,TETRA系統的話音質量比GSM系統好。因此,大量應用于應急、調度、指揮等專網應用系統。

iDEN(集成數字增強型網絡)系統是基于TDMA多址方式的調度通信/蜂窩雙工電話組合系統。它在傳統大區制調度通信基礎上,大量吸收數字蜂窩通信系統的優點,如采用雙模手機方式,增強了電話互聯功能;采用小區復用蜂窩結構,提高了網絡覆蓋能力。選用這種編碼是先進的,但技術公開性不好,價格較貴。但通話質量和保密性都較好。

2.2數字集群系統設備安全

設備是網絡的基礎,設備的安全是保障網絡安全的基礎,只有保證網絡的物理可靠性,才能保證網絡功能、信息的安全性,因此基礎設備的可靠性至關重要。

對于交換機,硬件上應實現關鍵部件的熱備份。軟件上,關鍵的用戶數據、配置數據應當及時、定期進行備份。對于基站系統要考慮其抗外界干擾的能力,如射頻干擾、雷擊、抗震性能等。基站系統的備用電源應根據基站覆蓋區的重要程度適當配備,以應變突發事件。系統主備用倒換能力是系統可靠性的一個重要指標,如倒換時間、倒換過程對正在進行的業務的影響等。完善的監控告警機制可大大提高網絡的可靠性,如系統部件可自我診斷和修復、系統可隔離故障模塊、及時產生告警信息。此外,調度臺、終端存儲了用戶的重要信息,這些設備由用戶控制,應由專人維護,以保證相關用戶信息不被外界竊取。

數字集群通信系統是一種特殊的專用通信系統,在應對突發事件時,對社會穩定和人民生命財產的安全起著及其重要的作用,因此數字集群通信系統的安全要求要大大高于公眾移動通信系統,所以數字集群通信系統運營者必須從各方面考慮如何增強系統的抗災變能力,如何使系統更安全可靠的傳遞信息。只有全面的重視數字集群通信系統的安全問題,才能使數字集群系統發揮其應有的作用。

3.未來數字集群通信技術發展方向

3.1高安全性

數字集群在基站與手機之間,信息完全依靠無線電波的傳輸,很容易被人們從空中攔截,在通話狀態、待機狀態都會泄密,即使關閉電臺,利用現代高科技,仍可遙控打開,繼續竊聽,從中截取、破壞、調換、假冒和盜用通信信息。

3.2高抗毀性

專業移動通信在使用過程可能遇到惡意破壞的人為因素或雨雪災害的自然因素等影響,導致網絡不能正常工作,因此,未來PPDT系統要求可靠、準確地提供業務,具有高的抗毀性和可用性。通常情況下,系統以集群方式工作;在遭遇危害的極端情況下,系統以故障弱化方式或直通方式工作,保證系統能滿足基本的集群業務需求。

3.3高環境適應性

專業移動通信由于它是用于全球的表層和空間,會遇到各種惡劣的氣候、地形和環境;因此,要求通信裝備必須能抗拒酷暑、嚴寒、狂風、暴雨等惡劣氣候條件;必須適應山岳、叢林、沙漠、河海、高空等三維空間的不同地形環境條件;既可車載船裝,又能背負手持,要經得起各種移動體的安裝機械條件;在嘈雜的噪聲環境,要具有背景噪聲濾除功能,使通話對方聽不見噪聲干擾,話音清晰;在高速行駛時,通信不能中斷,質量不能下降,可支持500km/h的高速運行。

4.結論

集群共網畢竟具有它自身的缺陷,那就是這些共網往往是調度功能要相對弱一些,即使是利用與專網相同的系統來組建的共網,也同樣會相對使得調度功能減弱。那些在公網基礎上發展起來的調度系統由于是在原來的系統協議和結構上增加了調度功能,由于原來的體制、協議和系統結構是以公網的電話業務為主而建立的,要想完全能夠符合專業用戶對專網的需求,應該講目前還是達不到的。

參考文獻:

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[2]潘娟.數字集群通信系統的安全保障[J].當代通信,2006,(13).

篇（11）

有線鏈路網絡和無線網絡共同構成了我們生活中所使用的網絡系統，在Internet和無線網絡快速進步的今天，他們的緊密的結合在一起，都為4G移動通信提供著支持和服務，復雜的4G移動通信技術在使用的過程中存在著很多的風險，無線和有線網絡也同樣在眾多的安全威脅下提供著服務，主要表現為：（1）移動性：無線終端設備會在移動的過程中享受不同子網絡的服務，不是固定于某一個網絡下。（2）容錯性：減少因無線網絡結構不同而造成的差錯。（3）多計費：在無線網絡使用過程中，均是通過運營商來實現對接的，然而有些網絡運營商通過網絡隨意加收客戶的使用費用等等。（4）安全性：攻擊者的竊聽、篡改、插入或刪除鏈路上的數據。

2.移動終端存在的安全問題

4G網絡逐漸的已投入使用，用戶們通過4G移動終端實現相互間的交流也更為密切，惡意軟件及病毒也隨著交流而流竄，使得它們的破壞力度和范圍都有所擴大，使得移動終端系統遭受嚴重打擊，甚至有關機或失靈等現象的出現。

3.網絡實體上存在的安全問題

網絡實體身份認證問題，包括接入網和核心網中的實體，無線LAD中的AP和認證服務器等。主要存在的安全威脅如下：（1）目前的網絡攻擊者利用多種手段，類型也是多樣化，讓網上用戶防不勝防。但他們多半都有一個共同特點就是扮演合法用戶使用網絡服務，這樣一來，網絡監管方面也無法察覺，用戶這邊更是沒有任何戒備，使得他們有很大的機會接近用戶并進行各種騷擾和不良信息的。（2）無線網相對于寬帶而言，它的接口數量有限，而且信號不穩定，容易受其他因素的干擾，這也就為攻擊者提供了一個進入的漏洞，安全隱患的可能性也隨之大大增強。（3）目前的的搜索功能可謂是越來越強大，尤其是“人肉搜索”，讓用戶的個人隱私等一再受到侵犯，這些攻擊者一般都具有良好的計算機技術水平，對網絡系統的運行了如指掌，很容易非法竊取用戶信息，并展開下一步的追蹤。（4）網絡用戶不肯承認他們使用的服務和資源，使進一步網絡實體的認證增加了難度，這是用戶可以逃避和不像曝光的行為，其實這樣做只會給自己增加麻煩，到時遇到問題也很難得到有效處理。

二、4G通信安全措施

1.要建立適合未來移動通信系統的安全體系機制

主要有（1）可協商機制：移動終端和無線網絡能夠自行協商安全協議和算法。（2）可配置機制：合法用戶可配置移動終端的安全防護措施選項。（3）多策略機制：針對不同的應用場景提供不同的安全防護措施。（4）混合策略機制：結合不同的安全機制，如將公鑰和私鑰體制相結合、生物密碼和數字口令相結合。一方面，以公鑰保障系統的可擴展性，進而支撐兼容性和用戶的可移動性

2.對于無線接入網一般可采取的安全措施如下。

（1）安全接入。無線接入網通過自身安全策略或輔助安全設備提供對可信移動終端的安全接入功能。防止非可信移動終端接入無線接入網絡。（2）安全傳輸。移動終端與無線接入網能夠選擇建立加密傳輸通道，根據業務需求，從無線接入網、用戶側均能自主設置數據傳輸方式。（3）身份認證。在移動終端要接入無線網絡之前，要通過一個可靠的中間機構的認證，確保雙方身份的真實性和可靠性。（4）訪問控制。無線接入網可通過物理地址過濾、端口訪問控制等技術措施進行細粒度訪問控制策略設置。（5）安全數據過濾。在多媒體等應用領域，都可以通過數據過濾技術，對想要接入到網絡中的非法數據進行攔截，阻止其進行到內部系統及核心網絡，實現無線網絡的安全性。

3.提高效率

網絡終端的運行效率的提升，最主要就是減少信息量的流通，減少客戶端的工作量，不使計算機長期處于超負荷的工作狀態中，盡量減少時間的拖延，那么安全協議當中交互的信息量的數額的限定對提高網絡運行效率就有一定幫助。