發(fā)布時(shí)間：2023-03-10 14:54:40
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的移動(dòng)通信技術(shù)論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
綠色移動(dòng)通信技術(shù)主要是指通過降低項(xiàng)目成本、提高工作效率和資源利用率、降低能源消耗等途徑來實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)的生態(tài)環(huán)?；?。其主要目標(biāo)是研發(fā)綠色移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、綠色通信設(shè)備，從而利用綠色通信技術(shù)與設(shè)備達(dá)到綠色通信服務(wù)。
1.1優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)規(guī)劃
優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)是指能夠?qū)崿F(xiàn)各類網(wǎng)元組織結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低網(wǎng)絡(luò)能源消耗。整合分散的多個(gè)處理器核心、存儲(chǔ)以及網(wǎng)絡(luò)寬帶等物理資源，從各個(gè)角度降低網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目的建造和運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化。對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)更能提高移動(dòng)通信各項(xiàng)資源的靈活性和擴(kuò)展性，提高工作效率；簡(jiǎn)化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和層次結(jié)構(gòu)，這樣不僅能夠提高通信設(shè)備的資源集成度，降低能源消耗，還可以節(jié)約網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目構(gòu)建成本。
1.2網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)
網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)主要基于通信設(shè)備和項(xiàng)目建設(shè)來講。首先，必須保證通信設(shè)備的性能優(yōu)異，在通信設(shè)備的采購和測(cè)試階段應(yīng)該全面把握好質(zhì)量關(guān)，從而在網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)過程中做到節(jié)能減排；其次，項(xiàng)目建設(shè)過程中應(yīng)該充分利用基礎(chǔ)設(shè)施，做到基礎(chǔ)設(shè)施的共建共享，避免浪費(fèi)與重復(fù)。同時(shí)，為緩解用量高峰，應(yīng)該盡快拓展無線局域網(wǎng)的范圍。
1.3網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)管理創(chuàng)新
21世紀(jì)是知識(shí)爆炸時(shí)代，創(chuàng)新和人才是這個(gè)階段必不可少的兩個(gè)因素。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工程項(xiàng)目中，對(duì)管理制度進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)十分重要。在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的整個(gè)過程中，保證每一個(gè)環(huán)節(jié)，比如設(shè)計(jì)、評(píng)估、整合等，都要做到環(huán)環(huán)相扣，這就要求管理制度要極具創(chuàng)新性，同時(shí)也要求創(chuàng)新性的人才管理團(tuán)隊(duì)。只有這樣，才可以更好地節(jié)約資源，降低能耗，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益的最優(yōu)化。
2綠色通信設(shè)備
2.1體系結(jié)構(gòu)中的綠色創(chuàng)新
采用新型節(jié)能通信設(shè)備對(duì)于體系結(jié)構(gòu)的綠色創(chuàng)新具有很重要的意義，可以起到很好的推動(dòng)作用。對(duì)體系結(jié)構(gòu)各個(gè)層面都利用綠色節(jié)能設(shè)備和技術(shù)對(duì)于實(shí)現(xiàn)綠色移動(dòng)通信至關(guān)重要。比如，在物理層采用光子技術(shù)，可以降低能源消耗，積極研發(fā)新型能源電池，可以延長(zhǎng)手機(jī)續(xù)航時(shí)間；在信號(hào)處理層應(yīng)用新型高科技綠色元件，例如軟件無線電技術(shù)，其應(yīng)用簡(jiǎn)單方便，節(jié)省硬件成本和人力資源，前景十分廣闊；在信息系統(tǒng)硬件平臺(tái)可采用基于精簡(jiǎn)指令集CPU的硬件平臺(tái)的半導(dǎo)體元件和性能優(yōu)異、節(jié)約空間的閃存內(nèi)存；在信息系統(tǒng)軟件平臺(tái)可嘗試由用戶DIY安裝的開源操作系統(tǒng)，降低成本，同時(shí)要對(duì)電源進(jìn)行升級(jí)和優(yōu)化，提高工作效率。
2.2綠色生命周期
元器件的報(bào)廢給環(huán)境帶來很大壓力，如果將通信設(shè)備內(nèi)部的元器件使用周期加以延長(zhǎng)，可以減少報(bào)廢的次數(shù)，有效提高設(shè)備利用率，同時(shí)也可以避免設(shè)備制造過程原材料的浪費(fèi)，減少污染。此外，還要做到對(duì)原材料積極回收再利用，避免其對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面效應(yīng)。
2.3綠色技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
將綠色移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，可以大大降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的提升，同時(shí)還可以保障用戶投資的長(zhǎng)期有效性，維護(hù)用戶權(quán)益。比如IEEE1888綠色社區(qū)控制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，是在全世界得到認(rèn)可的情況下中國(guó)的創(chuàng)新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，展示了國(guó)際合作的重要成果。綠色技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，在節(jié)能減排、構(gòu)建和諧社會(huì)的道路上扮演著重要角色。
3綠色通信服務(wù)
3.1手機(jī)終端服務(wù)
手機(jī)終端服務(wù)在通信業(yè)務(wù)和實(shí)踐過程中發(fā)揮著重大作用。可以提高人機(jī)交互效率，為人們的生活帶來方便，還可以為用戶提供優(yōu)良服務(wù)。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(jī)終端服務(wù)有很好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展前途。
3.2智能化通道
利用智能化通道可以對(duì)整個(gè)通信過程中業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)底層網(wǎng)絡(luò)能力的封裝輸出、獨(dú)占資源的封裝銷售等，形成整合通信、IT和網(wǎng)絡(luò)資源的垂直行業(yè)解決方案?？梢杂行岣咄ㄐ畔到y(tǒng)的資源利用率，降低項(xiàng)目建設(shè)成本。
3.3信息化和云服務(wù)
第二代移動(dòng)通信技術(shù)是數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng),采用數(shù)字調(diào)制技術(shù),具有頻譜利用率高,保密性好的特點(diǎn),不僅可以支持話音業(yè)務(wù),也可以支持低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),因而又稱為窄帶數(shù)字通信系統(tǒng)。第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)典型代表有美國(guó)的DAMPS系統(tǒng)、IS-95系統(tǒng)和歐洲GSM系統(tǒng),其中DAMPS和GSM都采用TDMA多址接入方式,而IS-95采用則采用CDMA多址接入方式,系統(tǒng)容量比GSM和DAMPS要大的多。第二代數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)是目前廣泛應(yīng)用的蜂窩移動(dòng)通信技術(shù),但由于只能提供窄帶業(yè)務(wù),已經(jīng)不能滿足人們?cè)絹碓蕉嗟膶?duì)于移動(dòng)寬帶多媒體業(yè)務(wù)的需求。
第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)是寬帶數(shù)字通信系統(tǒng),它的目標(biāo)是提供移動(dòng)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(dòng)通信技術(shù)。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)能提供多種類型的高質(zhì)量多媒體業(yè)務(wù),能實(shí)現(xiàn)全球無縫覆蓋,具有全球漫游能力并與固定網(wǎng)絡(luò)相兼容。它可以實(shí)現(xiàn)小型便攜式終端在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)進(jìn)行任何種類的通信。第三代移動(dòng)通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作由3GPP和3GPP2兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織來推動(dòng)和實(shí)施。目前,在世界范圍內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)體制為WCDMA和CDMA2000。下面將對(duì)這兩種體制的第三代移動(dòng)通信技術(shù)以及相應(yīng)的二代半過渡性技術(shù)進(jìn)行介紹。
WCDMA體制移動(dòng)寬帶無線接入技術(shù)
1.GPRS技術(shù):
GPRS技術(shù)是從第二代移動(dòng)通信GSM技術(shù)向3G移動(dòng)通信技術(shù)WCDMA發(fā)展演進(jìn)的一種過渡技術(shù),也即屬于所謂的2.5G移動(dòng)通信技術(shù)。GPRS全稱為通用分組無線業(yè)務(wù)(GeneralPacketRadioService),是一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。相對(duì)原來GSM的撥號(hào)方式的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式,GPRS是分組交換技術(shù),它以一種有效的方式采用分組交換模式來傳送數(shù)據(jù)和信令。
如圖1中所示,GPRS是在GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上,對(duì)原有GSM網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)和無線子系統(tǒng)的設(shè)備及功能進(jìn)行增強(qiáng)而成。在網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)中增加了GGSN(網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn))和SGSN(服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn))。這樣,在GPRS網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)中,GGSN和SGSN一起構(gòu)成了分組交換域,可與外部分組交換網(wǎng)絡(luò)如X.25網(wǎng)絡(luò)、IP網(wǎng)絡(luò)直接相連;而原有的MSC和GMSC則構(gòu)成了電路交換域,與PSTN網(wǎng)絡(luò)相連。此外,GPRS還用用戶數(shù)據(jù)和路由信息將GSM網(wǎng)絡(luò)中的HLR增強(qiáng)為GPRS的數(shù)據(jù)庫(GR)。在無線子系統(tǒng)中,GPRS增強(qiáng)了BSC的功能,增加了GSM業(yè)務(wù)信道和控制信道的種類,以支持GPRS的多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
GPRS頻道采用TDMA,一個(gè)TDMA幀劃分8個(gè)時(shí)隙,每個(gè)時(shí)隙對(duì)應(yīng)一個(gè)物理信道。在GPRS中,每個(gè)物理信道可以由多個(gè)用戶共享,并可根據(jù)語音和數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)要求動(dòng)態(tài)分配。GPRS還采用了更好物理信道編碼方案,當(dāng)使用8個(gè)時(shí)隙時(shí),每個(gè)用戶的最高接入速率可達(dá)164kbps。GPRS支持IP,X.25等數(shù)據(jù)通信協(xié)議,可提供移動(dòng)臺(tái)與移動(dòng)臺(tái)之間,移動(dòng)臺(tái)與外部分組交換網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通信。
GPRS可優(yōu)化利用網(wǎng)絡(luò)和無線資源,維護(hù)無線子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的嚴(yán)格分離,并允許采用其他非GSM標(biāo)準(zhǔn)的無線子系統(tǒng)接入GPRS網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng),這有利于GPRS網(wǎng)絡(luò)的升級(jí),便于向3G演進(jìn)。GPRS的缺點(diǎn)是其可提供的接入速率有限,可提供的多媒體業(yè)務(wù)相當(dāng)有限。
2.EDGE技術(shù):
EDGE是一種基于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)增強(qiáng)型技術(shù),其英文全稱為EnhancedDataRateforGSMEvolution,中文含義為“增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率的GSM演進(jìn)技術(shù)”。EDGE相比GPRS最大的變化是在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)采用8PSK調(diào)制替代原先GSM/GPRS中的GMSK調(diào)制(高斯最小頻移鍵控,為2PSK調(diào)制),再結(jié)合不同糾錯(cuò)檢錯(cuò)能力的信道編碼方案,EDGE共提供9種不同的調(diào)制編碼方案(MCS),而GPRS采用單一GMSK調(diào)制,僅提供四種編碼方案(CS)。這樣EDGE可以適應(yīng)更惡劣更復(fù)雜多變的無線傳播環(huán)境。此外,EDGE在鏈路層數(shù)據(jù)發(fā)送和重傳機(jī)制上,采用了“鏈路適配”和“增量冗余”技術(shù),提高了數(shù)據(jù)重發(fā)成功率。鏈路適配技術(shù)可在不同MCS之間根據(jù)實(shí)時(shí)的無線鏈路質(zhì)量及時(shí)調(diào)整采用最佳MCS方案;增量冗余技術(shù)在重發(fā)信息種加入更多的冗余信息來提高接收端正確解調(diào)的概率。綜合以上各項(xiàng)技術(shù),EDGE技術(shù)理論數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)384Kbps～473.6Kbps,與GPRS相比大大提高了用戶數(shù)據(jù)接入速率,因?yàn)橐脖环Q之為2.75G技術(shù)。目前,北美和亞洲少數(shù)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開通了基于EDGE的服務(wù),但由于運(yùn)營(yíng)時(shí)間尚短,其成熟性和可靠性還有待進(jìn)一步觀察。
3.WCDMA技術(shù):
WCDMA屬于3G移動(dòng)通信技術(shù),目前有R99、R4、R5以及R6共4個(gè)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(wǎng),采納了功率控制、軟切換及更軟切換等CDMA關(guān)鍵技術(shù),提高了頻譜效率和數(shù)據(jù)傳送能力。基站只做基帶處理和擴(kuò)頻,接入系統(tǒng)智能集中于RNC統(tǒng)一管理,引入了適于分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議和機(jī)制,數(shù)據(jù)速率可支持144Kbps、384Kbps,最高可達(dá)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(wǎng)的CS域和PS域相連。
R99版本核心網(wǎng)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(jìn)的MSC/GMSC和SGSN/GGSN,CS域主要負(fù)責(zé)與電路型業(yè)務(wù)相關(guān)的呼叫控制和移動(dòng)性管理等功能,呼叫控制采用TUP,ISUP等標(biāo)準(zhǔn)ISDN信令,移動(dòng)性管理上采用了進(jìn)一步演進(jìn)的MAP協(xié)議,物理實(shí)體與GSM類似包括了MSC,GMSC,VLR。PS域主要負(fù)責(zé)與分組型業(yè)務(wù)相關(guān)的會(huì)話控制和移動(dòng)性管理等功能,在原有的GPRS系統(tǒng)基礎(chǔ)上對(duì)一些接口協(xié)議,工作流和和業(yè)務(wù)功能作部分改動(dòng),相對(duì)于GPRS,增加了服務(wù)級(jí)別的概念,分組域的業(yè)務(wù)質(zhì)量保證能力提高,帶寬增加;語音編解碼器在核心網(wǎng)實(shí)現(xiàn),支持系統(tǒng)間切換(GSM/UMTS),增強(qiáng)了安全和計(jì)費(fèi)功能。
R4版本相對(duì)于R99,無線接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)沒有改變,改變的只是一些接口協(xié)議的特性和功能的增強(qiáng);但在核心網(wǎng)CS域改變較大。R4核心網(wǎng)CS域采用開放式結(jié)構(gòu),控制與底層承載相分離,由MSC服務(wù)器和MGW媒體網(wǎng)關(guān)配合,替代原有的節(jié)點(diǎn)式MSC交換機(jī)實(shí)現(xiàn)呼叫接續(xù)和控制功能,整個(gè)CS核心網(wǎng)由TDM中心節(jié)點(diǎn)交換型演進(jìn)為典型的分組話音分布式體系結(jié)構(gòu)。同時(shí),CS核心網(wǎng)采用ATM/IP分組交換網(wǎng)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(wǎng)方面引入了IPUTRAN和HSDPA高速下行分組接入。IPUTRAN在無線接入網(wǎng)部分采用IP來承載用戶信令和用戶數(shù)據(jù);HSDPA(高速下行分組接入)用于實(shí)現(xiàn)WCDMA網(wǎng)絡(luò)高速下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),下行數(shù)據(jù)接入速率理論上可高達(dá)14.4Mbps,同時(shí)可以把同樣無線頻段中的系統(tǒng)數(shù)據(jù)容量提高一倍以上。HSDPA能達(dá)到這樣高的接入速率,在于其引入了先進(jìn)技術(shù)以及相應(yīng)的無線接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)的一些改進(jìn),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(diào)制、采用自適應(yīng)調(diào)制編碼AMC和物理層混合自動(dòng)重傳HARQII/III,直接在NodeB中進(jìn)行快速包調(diào)度等。R5版本在核心網(wǎng)方面增加了IP多媒體子系統(tǒng)(IMS),但I(xiàn)MS域還無法完全取代R4分組化的CS域,R5只是R4的補(bǔ)充和滿足IP多媒體業(yè)務(wù)的需求的一個(gè)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(yè)務(wù)。與HSDPA相類似,HSUPA采用自適應(yīng)調(diào)制編碼AMC、混合自動(dòng)重傳HARQ以及更加靈活的NodeB快速調(diào)度等技術(shù),理論上可為用戶提供5.8Mbps的上行數(shù)據(jù)接入。MBMS可在無線接入網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到多點(diǎn)的高速多媒體業(yè)務(wù)廣播和組播,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)資源的共享,提高了網(wǎng)絡(luò)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(dòng)寬帶無線接入技術(shù)
1.CDMA20001X:
cdma20001x是由IS-95A/B演化而來的,它是cdma2000第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的第一個(gè)階段,可以看作是2.5G技術(shù)。cdma20001x在IS-95A/B的基礎(chǔ)上,對(duì)無線接入網(wǎng)絡(luò)部分進(jìn)行了改進(jìn),采用比IS295A/B更先進(jìn)的技術(shù),在無線信道類型、物理信道調(diào)制和無線分組接口功能上都有很大的增強(qiáng)。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(dá)153.6kbit/s的雙向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。核心網(wǎng)部分則原來的電路交換網(wǎng)基礎(chǔ)上,增加了一個(gè)分組交換網(wǎng)絡(luò),支持移動(dòng)IP業(yè)務(wù),支持QoS,能適應(yīng)更多、更復(fù)雜的多媒體業(yè)務(wù)。
根據(jù)IMT-2000原定計(jì)劃,cdma2000系統(tǒng)將從1x起步,即首先使用單載波系統(tǒng)來保證與第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)的兼容。隨著技術(shù)的發(fā)展,通過把三個(gè)或三個(gè)以上的載波捆綁在一起的方式,進(jìn)一步提高性能。但之后,多個(gè)載波的方式?jīng)]有成為主要的研究方向。而是在單個(gè)載波的基礎(chǔ)上,提出了一系列新的技術(shù),來增強(qiáng)cdma2000的性能。這些新的技術(shù)被叫做1xEV技術(shù),即1x技術(shù)的演進(jìn)。這些1xEV技術(shù)主要包括1xEV-DO和1xEV-DV。
2.CDMA20001XEV-DO:
1xEV-DO采用將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和和語音業(yè)務(wù)分離的思想,在獨(dú)立于cdma20001x的載波上向移動(dòng)終端提供高速無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),不支持話音業(yè)務(wù)。1xEV-DO針對(duì)高速分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn),在前向鏈路上采用了諸如前向最大功率發(fā)送、高階調(diào)制、動(dòng)態(tài)速率控制、自適應(yīng)編碼調(diào)制、HARQ、多用戶分集和調(diào)度以及時(shí)分調(diào)度等多項(xiàng)技術(shù),前向鏈路速率可達(dá)2.46Mbps;而對(duì)于反向鏈路上的數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)中通信,同樣cdma20001x單模終端也不能在1xEV-DO網(wǎng)絡(luò)中通信。在組網(wǎng)方面,對(duì)于那些只需要分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶,1xEV-DO可以單獨(dú)組網(wǎng),此時(shí)的核心網(wǎng)配置可采用基于IP的、較為簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);對(duì)于同時(shí)需要語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶,可以與cdma20001x聯(lián)合組網(wǎng),同時(shí)提供語音與高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),不過這時(shí)用戶終端需要采用同時(shí)支持1xEV-DO與cdma20001x的雙模終端。
1xEV-DO保持了與cdma20001x在設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)方式,升級(jí)時(shí)可以直接使用已有的cdma20001x射頻部分;在核心網(wǎng)部分,1xEV-DO也可以與cdma20001x共用相同的分組數(shù)據(jù)核心網(wǎng)。目前國(guó)際上,1xEV-DO已經(jīng)商用,技術(shù)較為成熟。
3.CDMA20001XEV-DV:
與1xEV-DO只提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不同,1xEV-DV的設(shè)計(jì)目標(biāo)要求能提供混合高速數(shù)據(jù)和話音業(yè)務(wù)。1xEV-DV可完全后向兼容cdma20001x,便于從1x網(wǎng)絡(luò)升級(jí),其空中接口標(biāo)準(zhǔn)分兩個(gè)版本:Rel.C和Rel.D。Rev.C主要改進(jìn)和增強(qiáng)了CDMA20001X的前向鏈路,前向峰值速率達(dá)到3.1Mbps,Rev.D則改進(jìn)和增強(qiáng)了反向鏈路,反向峰值速率達(dá)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(duì)話音容量都沒有很大的改善。
Rel.C結(jié)合諸多新技術(shù)如自適應(yīng)調(diào)頻編碼(AMC)、混合自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求(HARQ)、使用TDM/CDM混合的新高速分組數(shù)據(jù)信道(F-PDCH);可支持多種業(yè)務(wù)組合;后向兼容cdma20001x,不必采用雙模終端,可由1X系統(tǒng)平滑演進(jìn)到1XEV-DV;能更有效地支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)等。
本研究出于對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍以及維護(hù)難易程度的考慮，使用以太網(wǎng)線連接裝置(ethernetlineterminationequipment，eLTE)寬帶集群作為本地大局域網(wǎng)的承載。使用1.8GHz頻段集群，eLTE集群?jiǎn)握究梢宰钸h(yuǎn)覆蓋4km距離，在4km范圍內(nèi)通過部署長(zhǎng)期演進(jìn)(longtermevolution，LTE)計(jì)劃技術(shù)、用戶端設(shè)備(customerpremiseequipment，CPE)，將LTE信號(hào)轉(zhuǎn)換成WiFi信號(hào)供CPE周邊WiFi設(shè)備接入。集群?jiǎn)握九cCPE之間不需要線纜連接，通過無線LTE信號(hào)進(jìn)行通信，只需對(duì)CPE進(jìn)行供電即可快速搭建起帳篷周邊局域網(wǎng)絡(luò)。
2車載式移動(dòng)醫(yī)療通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1業(yè)務(wù)需求分析
圍繞醫(yī)療通訊車設(shè)置“帳篷醫(yī)療點(diǎn)”，帳篷相當(dāng)于科室，內(nèi)設(shè)醫(yī)療設(shè)備和電腦等，設(shè)備需要通過本地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)，訪問車內(nèi)數(shù)據(jù)中心的醫(yī)院信息系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)和影像歸檔及傳輸系統(tǒng)。同時(shí)，本地桌面會(huì)診、遠(yuǎn)程醫(yī)療及物資管理信息等也需要通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。
2.2帶寬設(shè)計(jì)
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)救援環(huán)境需要，本網(wǎng)絡(luò)按可承受全網(wǎng)80臺(tái)業(yè)務(wù)訪問終端進(jìn)行設(shè)計(jì)。其中帶寬需求最大的是PACS傳輸、遠(yuǎn)程視頻及本地桌面會(huì)診3個(gè)業(yè)務(wù)；HIS、LIS訪問及語音通信等業(yè)務(wù)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(shè)計(jì)語音按8并發(fā)、2路視頻并發(fā)、1路文件傳輸及5路桌面共享計(jì)算，共需帶寬設(shè)計(jì)為4種。
2.3傳輸距離設(shè)計(jì)
通常帳篷醫(yī)療點(diǎn)圍繞在通訊車220m范圍以內(nèi)，相互間距＜60m。在特殊地形地貌的救援現(xiàn)場(chǎng)，系統(tǒng)應(yīng)能支持?jǐn)U展1倍的距離，提供400m左右的通信能力。為進(jìn)一步發(fā)揮移動(dòng)醫(yī)療通信車的作用，如與離開一定距離的醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行通信、從山上對(duì)山溝下需要救助人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境采集等，系統(tǒng)若能提供千米(km)級(jí)的無線通信能力則更好，如支持4km長(zhǎng)距離的通信，能夠使醫(yī)療通信系統(tǒng)適應(yīng)各種救援現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下的靈活部署。
3基于LTE和WLAN的無線通信技術(shù)
LTE技術(shù)，即3.9G無線寬帶技術(shù)(準(zhǔn)4G)，是未來的通信發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展目標(biāo)?；贚TE的無線寬帶專網(wǎng)集群系統(tǒng)作為新一代寬帶無線移動(dòng)通訊技術(shù)，具備同時(shí)傳輸大容量的下行和上行數(shù)據(jù)的能力。單站情況下，單小區(qū)的下行峰值速率可達(dá)到90Mbps，上行峰值速率可達(dá)到40Mbps。在4km超長(zhǎng)距離下，系統(tǒng)認(rèn)可提供0.9Mbps的通信帶寬。通過強(qiáng)大的寬帶數(shù)據(jù)接入功能，現(xiàn)場(chǎng)人員可以通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)快速查詢、現(xiàn)場(chǎng)采集信息便捷上報(bào)以及工作電子流現(xiàn)場(chǎng)處理等業(yè)務(wù)，極大的提高應(yīng)急救援人員的工作效率。單個(gè)CPE的WiFi可覆蓋40～90m的范圍，＜60m范圍的WiFi信號(hào)衰減較弱，不影響通信帶寬，相鄰數(shù)個(gè)CPE同時(shí)存在時(shí)WiFi設(shè)備可以接入信號(hào)最強(qiáng)的CPE中。為保障系統(tǒng)能夠提供WLAN無線定位功能，本研究在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)將LTE網(wǎng)絡(luò)上疊加WLAN網(wǎng)絡(luò)，形成LTE和WLAN的本地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)。AP通過CPE提供的LAN接口接入到網(wǎng)絡(luò)中，以LTE為管道承載數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，AP由AC集中管控，上電后可自動(dòng)部署。采用LTE通信技術(shù)能夠同時(shí)提供基于LTE的集群通信功能，實(shí)現(xiàn)清晰、易于操作的語音通話以及語音對(duì)講功能。
4LTE和WLAN安全性分析
醫(yī)療信息涉及個(gè)人隱私，屬于保密信息，故整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)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(hào)支持WIDS/WIPS無線攻擊檢測(cè)；MAC/802.1x接入認(rèn)證等保障無線網(wǎng)絡(luò)安全，能夠滿足一般民用設(shè)計(jì)的要求。
5結(jié)語
關(guān)鍵詞：3G；技術(shù)；標(biāo)準(zhǔn)；發(fā)展
3G是國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)在1985年提出的工作在2000MHz頻段的系統(tǒng)。與第一代模擬移動(dòng)通信和第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)相比，第三代的最主要特征是可提供移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)。
13G技術(shù)概述
3G是“3rdGeneration”(第三代)的縮寫，即第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(IMT-2000)，它是高速移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域的行業(yè)術(shù)語。狹義地講，3G就是指國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)確定的三大主流無線接口標(biāo)準(zhǔn)：W-CDMA(寬頻分碼多重存取)、CDMA2000(多載波分復(fù)用擴(kuò)頻調(diào)制)和TDS-CDMA(時(shí)分同步碼分多址接入)。縱觀移動(dòng)通訊系統(tǒng)的發(fā)展歷史，模擬移動(dòng)手機(jī)被稱作“第一代”；數(shù)字移動(dòng)手機(jī)被列入“第二代”；而其后的發(fā)展技術(shù)被稱作“第三代”。當(dāng)前全球還存在多種第一代和第二代通訊系統(tǒng)，它們成為全球范圍內(nèi)普及單一通訊終端設(shè)備的一個(gè)阻力。另外，3G技術(shù)面臨的最大挑戰(zhàn)是系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化，如何能夠支持單一通訊終端設(shè)備可以在全球范圍內(nèi)得到通用。3G技術(shù)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是支持全系列的移動(dòng)多媒體系統(tǒng)，其對(duì)多種數(shù)據(jù)速率提供靈活的支持，不僅可以傳送語音數(shù)據(jù)，還可以根據(jù)需要傳送視頻數(shù)據(jù)。使用3G網(wǎng)絡(luò)，我們可以傳輸需要高帶寬的應(yīng)用數(shù)據(jù)，它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。為了提供這種服務(wù)，無線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps(兆字節(jié)/每秒)、384kbps(千字節(jié)/每秒)以及144kbps的傳輸速度。
23G發(fā)展的必然性
由于第二代（2G）系統(tǒng)頻譜資源的有限性、頻譜利用率的較低性、支持移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的局限性，以及2G系統(tǒng)之間的不兼容性，因而導(dǎo)致了系統(tǒng)的容量較小、難以滿足高速寬帶業(yè)務(wù)的需求和不能實(shí)現(xiàn)用戶全球漫游等不足，發(fā)展3G移動(dòng)通信將是第二代移動(dòng)通信前進(jìn)的必然結(jié)果。
發(fā)展3G的原動(dòng)力有市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)和技術(shù)驅(qū)動(dòng)兩方面原因。從市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)方面看，發(fā)展3G可以滿足未來移動(dòng)用戶容量的需求，并且可以提供移動(dòng)數(shù)據(jù)和多媒體通信業(yè)務(wù)。從技術(shù)驅(qū)動(dòng)上看，發(fā)展3G是更高頻譜效率的要求，是各大網(wǎng)絡(luò)兼容性的要求，是全球統(tǒng)一頻段、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，全球無縫覆蓋，全球漫游的要求所決定的。
3G可使人們享受到更多的通信樂趣，除了獲得更清晰的話音業(yè)務(wù)外，還可以隨時(shí)隨地通過個(gè)人移動(dòng)終端進(jìn)行多媒體通信，比如上網(wǎng)瀏覽、多媒體數(shù)據(jù)庫訪問、實(shí)時(shí)股市行情查詢、可視電話、移動(dòng)電子商務(wù)、交互游戲，無線個(gè)人隨身聽和視頻傳送等。3G移動(dòng)電話將成為人們生活和工作的好幫手。33G的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
在ITU確認(rèn)的無線接口標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，目前己經(jīng)形成主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：有基于FDD方式的WCDMA和CD-MA2000、基于TDD方式的TD-SCDMA。
3.1WCDMA
由3GPP1的WCDMA方案與3GPP2的CDMA2000方案的直接擴(kuò)頻(DS)部分融合而來，主要源于歐洲的ETSI和日本的ARIB標(biāo)準(zhǔn)化組織，主要倡導(dǎo)者有愛立信和諾基亞等公司。它的核心網(wǎng)基于GSM-MAP，通過網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展方式提供基于ANSI-41的運(yùn)行能力。WCDMA系統(tǒng)能同時(shí)支持電路交換業(yè)務(wù)(如PSTN.ISDN)和分組交換業(yè)務(wù)(如IP網(wǎng))。該系統(tǒng)使用靈活的無線協(xié)議，可在一個(gè)載波內(nèi)同時(shí)支持話音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)，并通過透明或非透明傳輸支持實(shí)時(shí)、非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。
3.2CDMA2000
即3GPP2提交方案中的多載波(MC)方案，源于美國(guó)TIA(電話工業(yè)協(xié)會(huì))的TR45.5標(biāo)準(zhǔn)，由美國(guó)高盛公司提出。CDMA2000是從CDMAOne發(fā)展而來，目的是為已有的CDMA運(yùn)營(yíng)商平滑升級(jí)到3G提供途徑，核心是Lucent，Motorola，Nortel和Qualcomm聯(lián)合提出的寬帶CDMAOne技術(shù)。主要特點(diǎn)是與現(xiàn)有的TIA/EIA-95-B標(biāo)準(zhǔn)向后兼容，并與IS-95B系統(tǒng)的頻段實(shí)現(xiàn)共享或重疊，使運(yùn)營(yíng)商可在IS-95B系統(tǒng)的基礎(chǔ)上平滑地過渡，保護(hù)已有投資。CDMA2000的核心網(wǎng)基于ANSI-41，但經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展方式；也可提供基于GSM-MAP核心網(wǎng)上的運(yùn)行能力。
3.3TD-SCDMA
它是一種高性能和低成本的系統(tǒng)，是在TDD模式下，采用在周期重復(fù)的時(shí)間幀里傳輸基本的TDMA突發(fā)脈沖的工作模式(和GSM相同)，通過周期性地切換傳輸方向，在同一載波上交替地進(jìn)行上下行鏈路傳輸?？梢钥刂粕舷滦械陌l(fā)送時(shí)間，發(fā)送時(shí)間段內(nèi)不接受，接受時(shí)間段內(nèi)不發(fā)送，且可靈活控制和改變發(fā)送和接受的時(shí)段長(zhǎng)短比例。其優(yōu)勢(shì)是上下行鏈路間的轉(zhuǎn)折點(diǎn)可因業(yè)務(wù)的不同而認(rèn)識(shí)調(diào)整。對(duì)于因特網(wǎng)等非對(duì)等業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸，下行數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)大于上行數(shù)據(jù)量，可增加下行的時(shí)段時(shí)間，縮短上行的時(shí)段時(shí)間，以達(dá)到高效傳送非對(duì)等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的目的，從而實(shí)現(xiàn)3G所要求的兩類業(yè)務(wù)(對(duì)稱的電路交換業(yè)務(wù)和非對(duì)稱的分組交換業(yè)務(wù))。
43G系統(tǒng)面臨的主要問題
4.1多徑衰落
這存在于所有的移動(dòng)通信系統(tǒng)中。無線電波在傳播過程中將發(fā)生折射、反射和散射，從而產(chǎn)生多條傳播路徑。不同路徑的信號(hào)到達(dá)接收機(jī)時(shí)，由于天線的位置、方向和極化不同，使接收信號(hào)的幅度、相位起伏變化，產(chǎn)生嚴(yán)重的衰落現(xiàn)象。為了保證通信質(zhì)量，不得不增加信號(hào)功率，這就直接影響了系統(tǒng)的容量。
4.2時(shí)延擴(kuò)展
不同路徑的信號(hào)有不同的傳播時(shí)延，當(dāng)時(shí)延超過檢測(cè)脈沖寬度的10%時(shí)，脈沖間的干擾就明顯存在，從而限制了移動(dòng)通信的數(shù)據(jù)速率。
4.3多址干擾
由于3G系統(tǒng)采用CDMA技術(shù)，即采用不同的擴(kuò)頻碼字來區(qū)分用戶，這就要求各用戶的擴(kuò)頻碼具有強(qiáng)自相關(guān)性和弱互相關(guān)性。但實(shí)際上各用戶間的互干擾不可能完全消失，所以CDMA系統(tǒng)是干擾受限系統(tǒng)，就是說來自本小區(qū)和鄰近小區(qū)用戶的干擾成了決定系統(tǒng)容量和性能的主要因素。多址干擾是3G系統(tǒng)所特有的一種干擾。
4.4遠(yuǎn)近效應(yīng)
在各移動(dòng)臺(tái)均以相同功率發(fā)射信號(hào)時(shí)，基站接收到的近處移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的信號(hào)功率將遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)處移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的信號(hào)功率。遠(yuǎn)近效應(yīng)就是指近處大功率信號(hào)對(duì)遠(yuǎn)處小功率信號(hào)產(chǎn)生的很強(qiáng)的干擾。它也是一類多址干擾，不過在3G系統(tǒng)中這種多址干擾表現(xiàn)十分突出。
4.5體制問題
軟交換技術(shù)在移動(dòng)通信中有很強(qiáng)的功能，如：控制、協(xié)議等，其可連接不同級(jí)別正在演進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)，輔助移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的資源規(guī)劃，還能自主認(rèn)證移動(dòng)通信，在移動(dòng)通信中落實(shí)軟交換的基礎(chǔ)性。結(jié)合軟交換技術(shù)在移動(dòng)通信中的應(yīng)用，分析軟交換技術(shù)的功能和特點(diǎn)，如下：
1.1軟交換技術(shù)的功能
軟交換技術(shù)在移動(dòng)通信中的功能有：（1）適配功能，連接移動(dòng)通信中的應(yīng)用媒體，還能連接不同通信層次的網(wǎng)關(guān)，保障移動(dòng)通信能夠適應(yīng)各種類型的配置。（2）控制功能，其為軟交換中最為根本的技術(shù)，有目的的控制移動(dòng)通信中的功能。（3）業(yè)務(wù)功能，軟交換技術(shù)拓寬了移動(dòng)通信的業(yè)務(wù)范圍，支持移動(dòng)通信的配置分布及完整性。（4）支持移動(dòng)通信協(xié)議的互通應(yīng)用，實(shí)踐兼容性的協(xié)議運(yùn)行。
1.2軟交換技術(shù)的特點(diǎn)
軟交換技術(shù)的特點(diǎn)比較明顯，其在移動(dòng)通信中具有改造的特性，推進(jìn)了移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的改造應(yīng)用。軟交換技術(shù)在移動(dòng)通信中表現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)有：（1）成本低，利用控制中心即可實(shí)現(xiàn)多樣化的任務(wù)應(yīng)用，借助協(xié)議維持通信的速度。（2）安全性高，軟交換技術(shù)中引入了MSCPool，提升移動(dòng)通信可靠性，落實(shí)移動(dòng)通信中的業(yè)務(wù)。（3）及時(shí)性，軟交換技術(shù)適用于復(fù)雜的移動(dòng)通信內(nèi)，其可在短時(shí)間內(nèi)拓寬移動(dòng)通信中的新業(yè)務(wù)，不會(huì)出現(xiàn)較長(zhǎng)的時(shí)間周期。
2軟交換技術(shù)在移動(dòng)通信中的應(yīng)用
軟交換技術(shù)在移動(dòng)通信中的應(yīng)用始終保持積極性的狀態(tài)，現(xiàn)代移動(dòng)通信朝向成熟化的方向發(fā)展，促使軟交換技術(shù)在應(yīng)用中面臨著一系列的壓力。結(jié)合移動(dòng)通信的現(xiàn)狀，分析軟交換技術(shù)的應(yīng)用。
2.1數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中的應(yīng)用
移動(dòng)通信中包含了大量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，軟交換技術(shù)能夠優(yōu)化移動(dòng)通信中的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，為移動(dòng)通信數(shù)據(jù)提供可靠的業(yè)務(wù)支持。軟交換技術(shù)在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中的應(yīng)用表現(xiàn)有：（1）基本數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，軟交換技術(shù)在基本數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，可以為用戶提供接入的條件，控制接入點(diǎn)的數(shù)據(jù)，保障移動(dòng)通信在用戶群體中保持高效率的數(shù)據(jù)傳輸能力。（2）電信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，是指用戶所需要的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，軟交換技術(shù)確保了電信數(shù)據(jù)的完整性，滿足用戶的業(yè)務(wù)需求。（3）補(bǔ)充數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，軟交換技術(shù)在補(bǔ)充數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，主要是維持補(bǔ)充與基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的一致性，強(qiáng)化移動(dòng)通信的穩(wěn)定性，提高補(bǔ)充業(yè)務(wù)的改進(jìn)速度。
2.22G核心網(wǎng)的應(yīng)用
軟交換技術(shù)在2G核心網(wǎng)中，負(fù)責(zé)關(guān)口、匯接等內(nèi)容，基于軟交換技術(shù)的2G核心網(wǎng)，構(gòu)建出分布式的框架結(jié)構(gòu)，而且實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的運(yùn)行和維護(hù)。例如：2G核心網(wǎng)中的MSC-SERVER，MSC-SERVER是軟交換節(jié)點(diǎn)，確保2G核心網(wǎng)中的呼叫、控制等業(yè)務(wù)都能在MSC-SERVER上進(jìn)行，提高2G核心網(wǎng)的承載能力。如果2G核心網(wǎng)覆蓋在城市區(qū)域內(nèi)時(shí)，還要配合MGW的應(yīng)用，軟交換技術(shù)連接了城市的中心網(wǎng)絡(luò)與邊緣網(wǎng)，由此完善了分布式的2G核心網(wǎng)，通過軟交換技術(shù)彌補(bǔ)傳統(tǒng)組網(wǎng)的缺陷，推進(jìn)了2G核心網(wǎng)的成熟化發(fā)展。2.33G網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用軟交換技術(shù)在3G網(wǎng)絡(luò)中，屬于一項(xiàng)核心的技術(shù)，全面應(yīng)用在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的3G制式中。3G網(wǎng)絡(luò)的層次之間并沒有太大的差別，實(shí)際差別體現(xiàn)在無線接入方面，在3G網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的過程中，不同的3G只是可以在軟交換技術(shù)的作用下，同時(shí)使用一個(gè)核心網(wǎng)，如：WCDMA、TD-SCDMA。軟交換技術(shù)為了達(dá)到3G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的業(yè)務(wù)目的，遵循3G網(wǎng)絡(luò)的版本發(fā)展，參與網(wǎng)絡(luò)框架的設(shè)計(jì)，拓寬3G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍。以3G網(wǎng)絡(luò)中的R99為例，分析軟交換技術(shù)的應(yīng)用。軟交換技術(shù)在R99網(wǎng)絡(luò)中，分解了R99的網(wǎng)關(guān)部分，加強(qiáng)了網(wǎng)關(guān)運(yùn)行的控制力度，而且軟交換技術(shù)在R99中提供了協(xié)議接口，支持R99的演進(jìn)，推進(jìn)3G網(wǎng)絡(luò)的積極發(fā)展。
3移動(dòng)通信中軟交換技術(shù)的發(fā)展
軟交換技術(shù)在移動(dòng)通信中具有高價(jià)值的應(yīng)用水平，同時(shí)具有良好的發(fā)展?jié)摿?。移?dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展速度非?？?，目前，4G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)已經(jīng)投入應(yīng)用，深化了軟交換技術(shù)的應(yīng)用，軟交換技術(shù)在4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，朝向成熟化的方向發(fā)展，重點(diǎn)研究軟交換技術(shù)的具體應(yīng)用，推進(jìn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。軟交換技術(shù)在移動(dòng)通信中的發(fā)展，需要遵循移動(dòng)通信本身的發(fā)展原則，順應(yīng)通信網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，確保軟交換技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化的軟交換處理，規(guī)避現(xiàn)行軟交換技術(shù)中潛在的通信風(fēng)險(xiǎn)，保障軟交換技術(shù)的穩(wěn)定性。軟交換技術(shù)在未來發(fā)展中，應(yīng)該將重點(diǎn)放在效率與質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面，為移動(dòng)通信提供更多的服務(wù)，全面應(yīng)用到軟交換技術(shù)中，完善移動(dòng)通信的結(jié)構(gòu)，優(yōu)化移動(dòng)通信運(yùn)行的環(huán)境，體現(xiàn)軟交換技術(shù)的實(shí)踐性發(fā)展，符合移動(dòng)通信的基本需求。
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞：第三代移動(dòng)通信WCDMACDMA2000LTEUMB
1第三代移動(dòng)通信（3G）與前兩代的主要是提升了傳輸聲音和數(shù)據(jù)的速度，能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括電話會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)
3G系統(tǒng)采用碼分多址（CDMA）和分組交換技術(shù)。三種主流的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。主要問題在于：沒有一個(gè)統(tǒng)一的世界標(biāo)準(zhǔn)；語音不是在IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上；數(shù)據(jù)傳輸達(dá)不到速度要求。
國(guó)際兩大3G標(biāo)準(zhǔn)化組織：3GPP和3GPP2。第三代合作伙伴計(jì)劃（3rdGenerationPartnershipProject，即3GPP）成立于1998年12月。成員包括歐洲ETSI、日本ARIB和TTC、中國(guó)CCSA、韓國(guó)TTA和北美ATIS。3GPP的目標(biāo)是在ITU的IMT-2000計(jì)劃范圍內(nèi)制訂和實(shí)現(xiàn)全球性的(第三代)移動(dòng)通信系統(tǒng)規(guī)范，致力于WCDMA的發(fā)展。第三代合作伙伴計(jì)劃2（3rdGenerationPartnershipProject2，即3GPP2）成立于1998年12月，成員包括：TIA(北美)、CCSA(中國(guó))、ARIB/TTC(日本)和TTA(韓國(guó))。3GPP2其致力于使ITU的IMT-2000計(jì)劃中的(3G)移動(dòng)電話系統(tǒng)規(guī)范在全球的發(fā)展，它是從2G的CDMA或者IS-95發(fā)展而來的CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)體系的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)。
WCDMA有Release99、Release4、Release5、Release6等版本。WCDMA（寬帶碼分多址）采用直接序列擴(kuò)頻碼分多址（DS-CDMA）、頻分雙工（FDD）方式，碼片速率為3.84Mcps，載波帶寬為5MHz。基于Release99/Release4版本，可在5MHz的帶寬內(nèi)，提供最高384kbps的用戶數(shù)據(jù)傳輸速率。WCDMA能夠支持移動(dòng)/手提設(shè)備之間的語音、圖象、數(shù)據(jù)以及視頻通信，速率可達(dá)2Mb/s（對(duì)于局域網(wǎng)而言）或者384Kb/s（對(duì)于寬帶網(wǎng)而言）。
HSDPA（高速下行分組接入，HighSpeedDownlinkPackagesAccess）技術(shù)是實(shí)現(xiàn)提高WCDMA網(wǎng)絡(luò)高速下行數(shù)據(jù)傳輸速率最為重要的技術(shù)，是3GPP在R5協(xié)議中為了滿足上下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不對(duì)稱的需求提出來的，HSDPA是與R99的信道在同一載波上，只是為HSDPA增加了專門的信道，只需要進(jìn)行軟件升級(jí)即可。HSDPA下行峰值速率理論最大值可達(dá)14.4Mbps。
HSUPA(高速上行鏈路分組接入，highspeeduplinkpacketaccess)。HSUPA通過采用多碼傳輸、HARQ、基于NodeB的快速調(diào)度等關(guān)鍵技術(shù)，使得單小區(qū)最大上行數(shù)據(jù)吞吐率達(dá)到5.76Mbit/s，大大增強(qiáng)了WCDMA上行鏈路的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載能力和頻譜利用率。HSUPA引入了五條新的物理信道E-DPDCH、E-DPCCH、E-AGCH、E-RGCH、E-HICH和兩個(gè)新的MAC實(shí)體MAC-e和MAC-es，并把分組調(diào)度功能從RNC下移到NodeB，實(shí)現(xiàn)了基于NodeB的快速分組調(diào)度，并通過混合自動(dòng)重傳HARQ、2ms無線短幀及多碼傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)，使得上行鏈路的數(shù)據(jù)吞吐率最高可達(dá)到5.76Mbit/s，大大提高的上行鏈路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的承載能力。
HSDPA是WCDMA下行鏈路方向(從無線接入網(wǎng)絡(luò)到移動(dòng)終端的方向)針對(duì)分組業(yè)務(wù)的優(yōu)化和演進(jìn)。與HSDPA類似，HSUPA是上行鏈路方向(從移動(dòng)終端到無線接入網(wǎng)絡(luò)的方向)針對(duì)分組業(yè)務(wù)的優(yōu)化和演進(jìn)。HSUPA是繼HSDPA后，WCDMA標(biāo)準(zhǔn)的又一次重要演進(jìn)。
CDMA2000即CDMA20001×EV，1xEV的意思為“Evolution”，表示標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，DO意為DataOnly（后來把DataOnly改為DataOptimized，表示EV-DO是對(duì)CDMA20001X網(wǎng)絡(luò)在提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方面的一個(gè)有效的增強(qiáng)）。CDMA20001×EV-DO（DataOnly），采用話音分離的信道傳輸數(shù)據(jù)。CDMA20001×EV-DV（DateandVoice），即數(shù)據(jù)信道于話音信道合一。CDMA網(wǎng)提供兩大類應(yīng)用，語音和數(shù)據(jù)。根據(jù)應(yīng)用CDMA2000演進(jìn)可分為繼續(xù)提高語音容量，從CDMA20001X演進(jìn)到1X增強(qiáng)版或從CDMA20001X標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)到EV-DO版本0，然后從EV-DO版本0演進(jìn)到EV-DO版本A以及EV-DO版本B再到EV-DO增強(qiáng)版。
CDMA20001X到1X增強(qiáng)版的平滑演進(jìn)是利用1/8空白速率幀，使用更有效的閉環(huán)功控、反向鏈路提早結(jié)束、前向鏈路提早結(jié)束、前向鏈路干擾抵消（QLIC）、QOF等技術(shù)，采用雙天線接收的話，則每扇區(qū)的容量可達(dá)120個(gè)同時(shí)通話。1X增強(qiáng)版顯著增加了語音容量，同時(shí)讓網(wǎng)絡(luò)和頻譜投資最大化。
從CDMA20001X演進(jìn)到EV-DO版本0，在原有的1X基站上增加一個(gè)專門用來做高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d頻，還需要增加新的PCF（分組控制功能模塊）。兼容特性使得1xEV-DO可沿用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃及射頻部件。1xEV-DO基站還可與CDMA20001X的基站合一，并允許用戶經(jīng)由1X的載波使用高質(zhì)量的話音服務(wù)和通過1xEV-DO的載波使用高性能的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
從EV-DO版本0演進(jìn)到EV-DO版本A，只需對(duì)EV-DO版本0網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行軟件更新，升級(jí)基站中的信道板，基站系統(tǒng)中的其他硬件設(shè)備則完全可以保留重用。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)的不同情況，EV-DO版本A標(biāo)準(zhǔn)還支持終端在EV-DO版本A和EV-DO版本0網(wǎng)絡(luò)之間的快速切換。終端和網(wǎng)絡(luò)的后向兼容性保證了運(yùn)營(yíng)商可以逐步向版本A演進(jìn)，保護(hù)了對(duì)原版本0網(wǎng)絡(luò)和終端的投資。由于EV-DO版本A設(shè)備已經(jīng)成熟，可以選擇跳過EV-DO版本0而直接從CDMA20001X升級(jí)為EV-DO版本A。EV-DO版本A到EV-DO版本B，基站和終端之間可以在前反向多個(gè)載波上同時(shí)傳送數(shù)據(jù)，從而獲得更高的峰值傳輸速率和系統(tǒng)吞吐量。EV-DO版本B可以通過支持多個(gè)載頻的EV-DO版本A基站進(jìn)行升級(jí)來實(shí)現(xiàn)，這需要對(duì)基站和基站控制器進(jìn)行軟件更新。EV-DO版本B完全后向兼容EV-DO版本0和EV-DO版本A。EV-DO版本A和EV-DO版本0終端可以無縫接入到EV-DO版本B網(wǎng)絡(luò)中獲取服務(wù)。EV-DO版本B網(wǎng)絡(luò)可以更有效地支持VoIP和可視電話等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。EV-DO增強(qiáng)版完全后向兼容EV-DO版本0、EV-DO版本A和EV-DO版本B。EV-DO版本B、EV-DO版本A和EV-DO版本0的終端可以無縫接入到EV-DO增強(qiáng)版網(wǎng)絡(luò)中獲取服務(wù)。
2在3G之后，第四代（4G）移動(dòng)通信更先進(jìn)的技術(shù)旨在建立一個(gè)新的全I(xiàn)P化的接入網(wǎng)和與固網(wǎng)融合的純IP核心網(wǎng)，目的是提供寬帶移動(dòng)無線接入
3G向4G的演進(jìn)路線為：WCDMA和TD-SCDMA，均從HSDPA演進(jìn)至HSUPA，進(jìn)而到LTE（3GPP長(zhǎng)期演進(jìn)項(xiàng)目）；CDMA2000沿著1xEV-DO.0、1xEV-DO.A、1xEV-DO.B，最終到UMB，超移動(dòng)寬帶（UltraMobileBroadband）。中國(guó)-3GLTE使用OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing、正交頻分復(fù)用技術(shù))以及它的后續(xù)技術(shù)OFDMA(OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess、正交頻分多址技術(shù))是未來無線寬帶技術(shù)的基礎(chǔ)。同UMB一樣，LTE也采用了OFDM/OFDMA作為物理層的核心技術(shù)，不同的是LTE不再支持CDMA，而UMB為了保持良好的兼容性仍然支持在總帶寬中分出一部分帶寬來支持CDMA。LTE在20MHz頻譜帶寬能夠提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；改善小區(qū)邊緣用戶的性能；提高小區(qū)容量；降低系統(tǒng)延遲，用戶平面內(nèi)部單向傳輸時(shí)延低于5ms，控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時(shí)間低于50ms，從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時(shí)間小于100ms；支持100Km半徑的小區(qū)覆蓋；能夠?yàn)?50Km/h高速移動(dòng)用戶提供大于100kbps的接入服務(wù)；支持成對(duì)或非成對(duì)頻譜，并可靈活配置1.25MHz到20MHz多種帶寬。UMB是可以在1.25MHz和20MHz間以約150KHz的頻率增量靈活部署，支持頻段包括450MHz、700MHz、850MHz、1700MHz、1900MHz、1700/2100MHz、1900/2100MHz(IMT)和2500MHz(3G擴(kuò)展頻段)，可與現(xiàn)有的CDMA20001X和1xEV-DO系統(tǒng)兼容，但在數(shù)據(jù)傳輸速率、延遲性、覆蓋度、移動(dòng)能力及布建彈性等方面都更具優(yōu)勢(shì)。UMB系統(tǒng)繼承了1xEV-DO系統(tǒng)的自適應(yīng)編碼調(diào)制、HARQ(物理層混合重傳)以及QoS控制機(jī)制，結(jié)合了CDMA、TDM、QOFDMA(準(zhǔn)OFDMA)、LDPC(低密度奇偶校驗(yàn)碼)等其它先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)引入了基于MIMO(多路輸入輸出)、SDMA(空分復(fù)用接入)和Beamforming(波束賦性)等多天線技術(shù)。在4G網(wǎng)絡(luò)中將主要使用以下一些核心技術(shù)。
正交頻分復(fù)用（OFDM）/正交頻分多址接入(OFDMA).OFDM是在頻域內(nèi)將給定信道分成許多正交子信道，在每個(gè)子信道上使用一個(gè)子載波進(jìn)行調(diào)制，子載波并行傳輸。每個(gè)子信道是相對(duì)平坦的，在每個(gè)子信道上進(jìn)行的是窄帶傳輸，信號(hào)帶寬小于信道的相應(yīng)帶寬。OFDM可以消除或減小信號(hào)波形間的干擾，提高了頻譜利用率。OFDMA是OFDM調(diào)制的一種形式，具有更高的頻譜效率和更好的抗衰落性能。對(duì)于低數(shù)據(jù)率用戶，需要更低的發(fā)射功耗，具有恒定而不是隨時(shí)間變化的更短延遲。OFDMA會(huì)把副載波的子集分配給各個(gè)用戶，以信道狀態(tài)的反饋能執(zhí)行自適應(yīng)用戶到副載波的分配。與OFDM相比，快速衰退、窄帶同頻干擾性能都得到了提高，改進(jìn)了系統(tǒng)的頻譜效率。
軟件無線電是把盡可能多的無線及個(gè)人通信功能通過可編程軟件來實(shí)現(xiàn)，使其成為一種多工作頻段、多工作模式、多信號(hào)傳輸與處理的無線電系統(tǒng)。也可以說，是一種用軟件來實(shí)現(xiàn)物理層連接的無線通信方式。智能天線具有抑制信號(hào)干擾、自動(dòng)跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能，智能天線應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對(duì)準(zhǔn)用戶信號(hào)到達(dá)方向，旁瓣或零陷對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)到達(dá)方向，達(dá)到充分利用移動(dòng)用戶信號(hào)并消除或抑制干擾信號(hào)的目的。多輸入多輸出（MIMO、Multiple-InputMultiple-Out-put）技術(shù)利用多發(fā)射、多接收天線進(jìn)行空間分集的技術(shù)，采用分立式多天線能夠有效地將通信鏈路分解成為許多并行的子信道，從而大大提高容量。MIMO系統(tǒng)能夠很好地提高系統(tǒng)的抗衰落和噪聲性能，從而獲得巨大的容量。在功率帶寬受限的無線信道中，MIMO技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率、提高系統(tǒng)容量、提高傳輸質(zhì)量的空間分集技術(shù)。
第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心網(wǎng)是一個(gè)基于全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的無縫互聯(lián)。核心網(wǎng)獨(dú)立于各種具體的無線接入方案，能提供端到端的IP業(yè)務(wù)，能同已有的核心網(wǎng)和PSTN兼容。核心網(wǎng)具有開放的結(jié)構(gòu)，能允許各種空中接口接入核心網(wǎng)；同時(shí)核心網(wǎng)能把業(yè)務(wù)、控制和傳輸?shù)确珠_。采用IP后，所采用的無線接入方式和協(xié)議與核心網(wǎng)絡(luò)(CN)協(xié)議、鏈路層是分離獨(dú)立的。IP與多種無線接入?yún)f(xié)議相兼容，因此在設(shè)計(jì)核心網(wǎng)絡(luò)時(shí)具有很大的靈活性，不需要考慮無線接入究竟采用何種方式和協(xié)議。
綜上，隨著移動(dòng)通信的發(fā)展呈現(xiàn)趨勢(shì)傳送寬帶化、應(yīng)用個(gè)性化、接入多樣化、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)化、系統(tǒng)互補(bǔ)化及有線、無線一體化的大趨勢(shì)，寬帶無線市場(chǎng)必定潛力巨大，發(fā)展前景一片光明。
參考文獻(xiàn)：
[1]彭林.第三代移動(dòng)通信技術(shù).電子工業(yè)出版社.【ISBN】750538361.
[2]康桂霞，田輝，朱禹濤，杜娟.CDMA20001x無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù).人民郵電出版社[ISBN].978-7-115-16664-7.
[3]張智江，朱士鈞，嚴(yán)斌峰，張?jiān)朴?3G業(yè)務(wù)技術(shù)及應(yīng)用.人民郵電出版社[ISBN]978-7-115-14353-2.
【論文關(guān)鍵詞】移動(dòng)通信;3G;發(fā)展;展望
伴隨著移動(dòng)通信市場(chǎng)的快速發(fā)展，用戶對(duì)更高性能的移動(dòng)通信系統(tǒng)提出了更高要求，希望享受更為豐富和高速的通信業(yè)務(wù)。第二代移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商發(fā)展速度趨于緩和而競(jìng)爭(zhēng)越加激烈，為尋找新的增長(zhǎng)點(diǎn)，通過發(fā)展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來提高自身的服務(wù)質(zhì)量和業(yè)務(wù)類型，需要3G的支持。同時(shí)由于第二代移動(dòng)通信無線頻率資源日趨緊張，已不能滿足長(zhǎng)期的通信需求發(fā)展需要。
1移動(dòng)通信的發(fā)展歷程
第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)是在20世紀(jì)80年代初提出的，它完成于20世紀(jì)90年代初。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)是基于模擬傳輸?shù)?，其特點(diǎn)是業(yè)務(wù)量小、質(zhì)量差、交全性差、沒有加密和速度低。
第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)在1996 年提出了GSM Phase 2+，目的在于擴(kuò)展和改進(jìn)GSM Phase 1及Phase 2中原定的業(yè)務(wù)和性能。它主要包括CMAEL(客戶化應(yīng)用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)邏輯)，SO(支持最佳路由)、立即計(jì)費(fèi)，GSM 900/1800雙頻段工作等內(nèi)容，也包含了與全速率完全兼容的增強(qiáng)型話音編解碼技術(shù)，使得話音質(zhì)量得到了質(zhì)的改進(jìn)；半速率編解碼器可使GSM系統(tǒng)的容量提高近一倍。在GSM Phase2+ 階段中，采用更密集的頻率復(fù)用、多復(fù)用、多重復(fù)用結(jié)構(gòu)技術(shù)，引入智能天線技術(shù)、雙頻段等技術(shù)，有效地克服了隨著業(yè)務(wù)量劇增所引發(fā)的GSM 系統(tǒng)容量不足的缺陷；自適應(yīng)語音編碼(AMR)技術(shù)的應(yīng)用，極大提高了系統(tǒng)通話質(zhì)量；GPRS/EDGE技術(shù)的引入，使GSM與計(jì)算機(jī)通信/Internet有機(jī)相結(jié)合，數(shù)據(jù)傳送速率可達(dá)115/384kbit/s，從而使GSM 功能得到不斷增強(qiáng)，初步具備了支持多媒體業(yè)務(wù)的能力。盡管2G技術(shù)在發(fā)展中不斷得到完善，但隨著用戶規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，頻率資源己接近枯竭，語音質(zhì)量不能達(dá)到用戶滿意的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)通信速率太低，無法在真正意義上滿足移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的需求。
2第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)概述
第三代移動(dòng)通信業(yè)務(wù)主要是話音和中低速數(shù)據(jù), 碼率為384 kb/ s (局域網(wǎng)可達(dá)2 Mb/ s) , 因而可傳送比目前GSM (第二代移動(dòng)通信) 更高碼率的信息。隨著多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展, 2 Mb/ s 的碼率將越來越不能滿足用戶各種新的寬帶業(yè)務(wù)的需要, 因此國(guó)際上已開始研究第四代移動(dòng)通信系統(tǒng), 第一步目標(biāo)是10 Mb/ s 以上。我們國(guó)內(nèi)則尚未啟動(dòng)。因此需盡早開始研究其關(guān)鍵技術(shù)。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)有: 寬帶多媒體移動(dòng)通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu), 包括頻段、多址方法、無線接入技術(shù)、軟件無線電的硬件和軟件、多載波調(diào)制和OFDM 技術(shù)、自適應(yīng)天線陣、高效信道編碼技術(shù)(如Turbo 碼) 等。
第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G)，也稱IMT2000，是正在全力開發(fā)的系統(tǒng)，其最基本的特征是智能信號(hào)處理技術(shù)，智能信號(hào)處理單元將成為基本功能模塊，支持話音和多媒體數(shù)據(jù)通信，它可以提供前兩代產(chǎn)品不能提供的各種寬帶信息業(yè)務(wù)，例如高速數(shù)據(jù)、慢速圖像與電視圖像等。如WCDMA的傳輸速率在用戶靜止時(shí)最大為2Mbps，在用戶高速移動(dòng)時(shí)最大支持144Kbps，所占頻帶寬度5MHz 左右。但是，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的通信標(biāo)準(zhǔn)共有WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同組成一個(gè)IMT 2000家庭，成員間存在相互兼容的問題，因此已有的移動(dòng)通信系統(tǒng)不是真正意義上的個(gè)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(yè)務(wù)，等等。這些不足點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)未來移動(dòng)通信發(fā)展的需要，因此尋求一種既能解決現(xiàn)有問題，又能適應(yīng)未來移動(dòng)通信的需求的新技術(shù)(即新一代移動(dòng)信:next generation mobile communication)是必要的。
第三代移動(dòng)通信技術(shù)的基本特點(diǎn)：(1)全球統(tǒng)一頻段,統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),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(dá)到全覆蓋和全移動(dòng)性,還能提供最高速率達(dá)2Mbps的多媒體業(yè)務(wù)。(4)支持高質(zhì)量話音、分組多媒體業(yè)務(wù)和多用戶速率通信。(5)有按需分配帶寬和根據(jù)不同業(yè)務(wù)設(shè)置不同服務(wù)等級(jí)的能力。(6)適應(yīng)多用戶環(huán)境,包括室內(nèi)、室外、快速移動(dòng)和衛(wèi)星環(huán)境。(7)安全保密性能優(yōu)良。(8)便于從第二代移動(dòng)通信向第三代移動(dòng)通信平滑過渡。(9)可與各種移動(dòng)通信系統(tǒng)融合,包括蜂窩、無繩電話和衛(wèi)星移動(dòng)通信等。(10)終端(手機(jī))結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于攜帶,價(jià)格較低。
3第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)
4G系統(tǒng)中有兩個(gè)基本目標(biāo)：一是實(shí)現(xiàn)無線通信全球覆蓋；二是提供無縫的高質(zhì)量無線業(yè)務(wù)。目前正在構(gòu)思中的4G通信具有以下特征：（1）網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬。要想使4G通信達(dá)到100Mbps的傳輸速率，通信運(yùn)營(yíng)商必須在3G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行大幅度的改造，以便使4G網(wǎng)絡(luò)在通信帶寬上比3G網(wǎng)絡(luò)的帶寬高出許多。據(jù)研究，每個(gè)4G信道將占有100MHz的頻譜，相當(dāng)于W-CDMA 3G網(wǎng)絡(luò)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(dòng)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(jù)專家估計(jì)，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的傳輸速率速率可以達(dá)到10M~20Mbps，最高可以達(dá)到100Mbps；（3）通信更加靈活。從嚴(yán)格意義上說，4G手機(jī)的功能已不能簡(jiǎn)單劃歸“電話機(jī)”的范疇，因?yàn)檎Z音數(shù)據(jù)的傳輸只是4G移動(dòng)電話的功能之一而已。而且4G手機(jī)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(dòng)通信的智能性更高，不僅表現(xiàn)在4G通信的終端設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作具有智能化，更重要的是4G手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)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(yīng)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(gè)角度來看，4G通信系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備全球漫游、接口開放、能跟多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、終端多樣化以及能從3G平穩(wěn)過渡等特點(diǎn)。
總之，隨著新問題、新要求的不斷出現(xiàn), 第四代移動(dòng)通信技術(shù)將會(huì)相應(yīng)地調(diào)整、完善和進(jìn)一步發(fā)展?？v觀移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展規(guī)律和第四代通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),我們相信,不遠(yuǎn)的將來,人們將不受時(shí)間、地點(diǎn)限制,可以自由自在地利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)獲取和傳遞信息。從而人們的學(xué)習(xí)、工作、生活將會(huì)發(fā)生更深刻的變化。
論文摘要：21世紀(jì)移動(dòng)通信技術(shù)和市場(chǎng)飛速發(fā)展，在新技術(shù)和市場(chǎng)需求的共同作用下，未來移動(dòng)通信技術(shù)將呈現(xiàn)以下幾大趨勢(shì)：網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化、分組化，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)逐步形成；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)字化、寬帶化；網(wǎng)絡(luò)設(shè)備智能化、小型化；應(yīng)用于更高的頻段，有效利用頻率；移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的綜合化、全球化、個(gè)人化；各種網(wǎng)絡(luò)的融合；高速率、高質(zhì)量、低費(fèi)用。這正是第四代（4G）移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的方向和目標(biāo)。
一、引言
移動(dòng)通信是指移動(dòng)用戶之間，或移動(dòng)用戶與固定用戶之間的通信。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，特別是半導(dǎo)體、集
成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)通信得到了迅速的發(fā)展。隨著其應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大和對(duì)性能要求的提高，促使移動(dòng)通信在技術(shù)上和理論上向更高水平發(fā)展。20世紀(jì)80年代以來，移動(dòng)通信已成為現(xiàn)代通信網(wǎng)中不可缺少并發(fā)展最快的通信方式之一。
回顧移動(dòng)通信的發(fā)展歷程，移動(dòng)通信的發(fā)展大致經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段：第一代移動(dòng)通信技術(shù)主要指蜂窩式模擬移動(dòng)通信，技術(shù)特征是蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)克服了大區(qū)制容量低、活動(dòng)范圍受限的問題。第二代移動(dòng)通信是蜂窩數(shù)字移動(dòng)通信，使蜂窩系統(tǒng)具有數(shù)字傳輸所能提供的綜合業(yè)務(wù)等種種優(yōu)點(diǎn)。第三代移動(dòng)通信的主要特征是除了能提供第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)所擁有的各種優(yōu)點(diǎn)，克服了其缺點(diǎn)外，還能夠提供寬帶多媒體業(yè)務(wù)，能提供高質(zhì)量的視頻寬帶多媒體綜合業(yè)務(wù)，并能實(shí)現(xiàn)全球漫游?，F(xiàn)在用的大多是第二代技術(shù)，第三代技術(shù)還不太成功，但已有了第四代技術(shù)的設(shè)想。第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)（4G）標(biāo)準(zhǔn)比第三代具有更多的功能。
二、4G移動(dòng)通信簡(jiǎn)介
第四代移動(dòng)通信技術(shù)的概念可稱為寬帶接入和分布網(wǎng)絡(luò)，具有非對(duì)稱的超過2Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸能力。它包括寬帶無線固定接入、寬帶無線局域網(wǎng)、移動(dòng)寬帶系統(tǒng)和交互式廣播網(wǎng)絡(luò)。第四代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)比第三代標(biāo)準(zhǔn)擁有更多的功能。第四代移動(dòng)通信可以在不同的固定、無線平臺(tái)和跨越不同的頻帶的網(wǎng)絡(luò)中提供無線服務(wù)，可以在任何地方用寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)（包括衛(wèi)星通信和平流層通信），能夠提供定位定時(shí)、數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制等綜合功能。此外，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)是集成多功能的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)，是寬帶接入IP系統(tǒng)。目前正在開發(fā)和研制中的4G通信將具有以下特征：
（一）通信速度更快
由于人們研究4G通信的最初目的就是提高蜂窩電話和其他移動(dòng)裝置無線訪問Internet的速率，因此4G通信的特征莫過于它具有更快的無線通信速度。專家預(yù)估，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的速度可達(dá)到10-20Mbit/s，最高可以達(dá)到100Mbit/s。
（二）網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬
要想使4G通信達(dá)到100Mbit/s的傳輸速度，通信運(yùn)營(yíng)商必須在3G通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行大幅度的改造，以便使4G網(wǎng)絡(luò)在通信帶寬上比3G網(wǎng)絡(luò)的帶寬高出許多。據(jù)研究，每個(gè)4G信道將占有100MHz的頻譜，相當(dāng)于W-CDMA3G網(wǎng)絡(luò)的20倍。
（三）多種業(yè)務(wù)的完整融合
個(gè)人通信、信息系統(tǒng)、廣播、娛樂等業(yè)務(wù)無縫連接為一個(gè)整體，滿足用戶的各種需求。4G應(yīng)能集成不同模式的無線通信——從無線局域網(wǎng)和藍(lán)牙等室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)、蜂窩信號(hào)、廣播電視到衛(wèi)星通信，移動(dòng)用戶可以自由地從一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)漫游到另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。各種業(yè)務(wù)應(yīng)用、各種系統(tǒng)平臺(tái)間的互聯(lián)更便捷、安全，面向不同用戶要求，更富有個(gè)性化。而且4G手機(jī)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。
（四）智能性能更高
第四代移動(dòng)通信的智能性更高，不僅表現(xiàn)在4G通信的終端設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作具有智能化，更重要的是4G手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)許多難以想象的功能。例如，4G手機(jī)將能根據(jù)環(huán)境、時(shí)間以及其他因素來適時(shí)提醒手機(jī)的主人。
（五）兼容性能更平滑
要使4G通信盡快地被人們接受，還應(yīng)該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下輕易地過渡到4G通信。因此，從這個(gè)角度來看，4G通信系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備全球漫游、接口開放、能跟多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、終端多樣化以及能從2G、3G平穩(wěn)過渡等特點(diǎn)。
（六）實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的多媒體通信
4G通信提供的無線多媒體通信服務(wù)將包括語音、數(shù)據(jù)、影像等，大量信息透過寬頻的信道傳送出去，為此4G也稱為“多媒體移動(dòng)通信”。
（七）通信費(fèi)用更加便宜
由于4G通信不僅解決了與3G的兼容性問題，讓更多的現(xiàn)有通信用戶能輕易地升級(jí)到4G通信，而且4G通信引入了許多尖端通信技術(shù)，因此，相對(duì)其他技術(shù)來說，4G通信部署起來就容易、迅速得多。同時(shí)在建設(shè)4G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，通信運(yùn)營(yíng)商們將考慮直接在3G通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施之上，采用逐步引入的方法，這樣就能夠有效地降低運(yùn)營(yíng)成本。
三、4G移動(dòng)通信的接入系統(tǒng)
4G移動(dòng)通信接入系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)是，智能化多模式終端（multi-modeterminal）基于公共平臺(tái)，通過各種接技術(shù)，在各種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（平臺(tái)）之間實(shí)現(xiàn)無縫連接和協(xié)作。在4G移動(dòng)通信中，各種專門的接入系統(tǒng)都基于一個(gè)公共平臺(tái)，相互協(xié)作，以最優(yōu)化的方式工作，來滿足不同用戶的通信需求。當(dāng)多模式終端接入系統(tǒng)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)會(huì)自適應(yīng)分配頻帶、給出最優(yōu)化路由，以達(dá)到最佳通信效果。目前，4G移動(dòng)通信的主要接入技術(shù)有：無線蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)（例如2G、3G）；無繩系統(tǒng)（如DECT）；短距離連接系統(tǒng)（如藍(lán)牙）；WLAN系統(tǒng)；固定無線接入系統(tǒng)；衛(wèi)星系統(tǒng)；平流層通信（STS）；廣播電視接入系統(tǒng)（如DAB、DVB-T、CATV）。隨著技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)需求變化，新的接入技術(shù)將不斷出現(xiàn)。
不同類型的接入技術(shù)針對(duì)不同業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)，因此，我們根據(jù)接入技術(shù)的適用領(lǐng)域、移動(dòng)小區(qū)半徑和工作環(huán)境，對(duì)接入技術(shù)進(jìn)行分層。
分配層：主要由平流層通信、衛(wèi)星通信和廣播電視通信組成，服務(wù)范圍覆蓋面積大。
蜂窩層：主要由2G、3G通信系統(tǒng)組成，服務(wù)范圍覆蓋面積較大。
熱點(diǎn)小區(qū)層：主要由WLAN網(wǎng)絡(luò)組成，服務(wù)范圍集中在校園、社區(qū)、會(huì)議中心等，移動(dòng)通信能力很有限。
個(gè)人網(wǎng)絡(luò)層：主要應(yīng)用于家庭、辦公室等場(chǎng)所，服務(wù)范圍覆蓋面積很小。移動(dòng)通信能力有限，但可通過網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)連接其他網(wǎng)絡(luò)層。
固定網(wǎng)絡(luò)層：主要指雙絞線、同軸電纜、光纖組成的固定通信系統(tǒng)。
網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)在整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中處于十分重要的位置。未來的接入系統(tǒng)將主要在以下三個(gè)方面進(jìn)行技術(shù)革新和突破：為最大限度開發(fā)利用有限的頻率資源，在接入系統(tǒng)的物理層，優(yōu)化調(diào)制、信道編碼和信號(hào)傳輸技術(shù)，提高信號(hào)處理算法、信號(hào)檢測(cè)和數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，并在頻譜共享和新型天線方面做進(jìn)一步研究。為提高網(wǎng)絡(luò)性能，在接入系統(tǒng)的高層協(xié)議方面，研究網(wǎng)絡(luò)自我優(yōu)化和自動(dòng)重構(gòu)技術(shù)，動(dòng)態(tài)頻譜分配和資源分配技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)管理和不同接入系統(tǒng)間協(xié)作。提高和擴(kuò)展IP技術(shù)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用；加強(qiáng)軟件無線電技術(shù)；優(yōu)化無線電傳輸技術(shù)，如支持實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、無縫連接和網(wǎng)絡(luò)安全。
四、4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)
（一）定位技術(shù)
定位是指移動(dòng)終端位置的測(cè)量方法和計(jì)算方法。它主要分為基于移動(dòng)終端定位、基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)定位或者混合定位三種方式。在4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中，移動(dòng)終端可能在不同系統(tǒng)（平臺(tái)）間進(jìn)行移動(dòng)通信。因此，對(duì)移動(dòng)終端的定位和跟蹤，是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端在不同系統(tǒng)（平臺(tái)）間無縫連接和系統(tǒng)中高速率和高質(zhì)量的移動(dòng)通信的前提和保障。（二）切換技術(shù)
切換技術(shù)適用于移動(dòng)終端在不同移動(dòng)小區(qū)之間、不同頻率之間通信或者信號(hào)降低信道選擇等情況。切換技術(shù)是未來移動(dòng)終端在眾多通信系統(tǒng)、移動(dòng)小區(qū)之間建立可靠移動(dòng)通信的基礎(chǔ)和重要技術(shù)。它主要有軟切換和硬切換。在4G通信系統(tǒng)中，切換技術(shù)的適用范圍更為廣泛，并朝著軟切換和硬切換相結(jié)合的方向發(fā)展。
（三）軟件無線電技術(shù)
在4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中，軟件將會(huì)變得非常繁雜。為此，專家們提議引入軟件無線電技術(shù)，將其作為從第二代移動(dòng)通信通向第三代和第四代移動(dòng)通信的橋梁。軟件無線電技術(shù)能夠?qū)⒛M信號(hào)的數(shù)字化過程盡可能地接近天線，即將A/D和D/A轉(zhuǎn)換器盡可能地靠近RF前端，利用DSP進(jìn)行信道分離、調(diào)制解調(diào)和信道編譯碼等工作。它旨在建立一個(gè)無線電通信平臺(tái)，在平臺(tái)上運(yùn)行各種軟件系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)多通路、多層次和多模式的無線通信。因此，應(yīng)用軟件無線電技術(shù)，一個(gè)移動(dòng)終端，就可以實(shí)現(xiàn)在不同系統(tǒng)和平臺(tái)之間，暢通無阻的使用。目前比較成熟的軟件無線電技術(shù)有參數(shù)控制軟件無線電系統(tǒng)。
（四）智能天線技術(shù)
智能天線具有抑制信號(hào)干擾、自動(dòng)跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能，能滿足數(shù)據(jù)中心、移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)的性能要求。智能天線成形波束能在空間域內(nèi)抑制交互干擾，增強(qiáng)特殊范圍內(nèi)想要的信號(hào)，這種技術(shù)既能改善信號(hào)質(zhì)量又能增加傳輸容量。
（五）交互干擾抑制和多用戶識(shí)別
待開發(fā)的交互干擾抑制和多用戶識(shí)別技術(shù)應(yīng)成為4G的組成部分，它們以交互干擾抑制的方式引入到基站和移動(dòng)電話系統(tǒng)，消除不必要的鄰近和共信道用戶的交互干擾，確保接收機(jī)的高質(zhì)量接收信號(hào)。這種組合將滿足更大用戶容量的需求，還能增加覆蓋范圍。交互干擾抑制和多用戶識(shí)別兩種技術(shù)的組合將大大減少網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的部署，確保業(yè)務(wù)質(zhì)量的改善。
（六）新的調(diào)制和信號(hào)傳輸技術(shù)
在高頻段進(jìn)行高速移動(dòng)通信，將面臨嚴(yán)重的選頻衰落（frequency-selectivefading）。為提高信號(hào)性能，研究和發(fā)展智能調(diào)制和解調(diào)技術(shù)，來有效抑制這種衰落。例如正交頻分復(fù)用技術(shù)（OFDM）、自適應(yīng)均衡器等。另一方面，采用TPC、Rake擴(kuò)頻接收、跳頻、FEC（如AQR和Turbo編碼）等技術(shù)，來獲取更好的信號(hào)能量噪聲比。
五、OFDM技術(shù)在4G中的應(yīng)用
若以技術(shù)層面來看，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要是以CDMA為核心技術(shù)，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)則以正交頻分復(fù)用（OrthogonalFreqencyDivisionMultiplexer，OFDM）最受矚目，特別是有不少專家學(xué)者針對(duì)OFDM技術(shù)在移動(dòng)通信技術(shù)上的應(yīng)用，提出相關(guān)的理論基礎(chǔ)。例如無線區(qū)域環(huán)路（WLL）、數(shù)字音訊廣播（DAB）等，都將在未來采用OFDM技術(shù)，而第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)則計(jì)劃以O(shè)FDM為核心技術(shù)，提供增值服務(wù)。
在時(shí)代交替之際，舊有系統(tǒng)之整合與升級(jí)是產(chǎn)業(yè)關(guān)心的話題，目前大家談的是GSM如何升級(jí)到第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)；而未來則是CDMA如何與OFDM技術(shù)相結(jié)合?？梢灶A(yù)計(jì)，CDMA絕對(duì)不會(huì)在第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)中消失，而是成為其應(yīng)用技術(shù)的一部份，或許未來也會(huì)有新的整合技術(shù)如OFDM/CDMA產(chǎn)生，前文所提到的數(shù)字音訊廣播，其實(shí)它真正運(yùn)用的技術(shù)是OFDM/FDMA的整合技術(shù)，同樣是利用兩種技術(shù)的結(jié)合。因此未來以O(shè)FDM為核心技術(shù)的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)，也將會(huì)結(jié)合兩項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，一部份將是以CDMA的延伸技術(shù)。超級(jí)秘書網(wǎng)
六、結(jié)束語
對(duì)于現(xiàn)在的人來說，未來的4G通信的確顯得很神秘，不少人都認(rèn)為第四代無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是人類有史以來最復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)?？偟膩碚f，要順利、全面地實(shí)施4G通信，還將可能遇到一些困難。
首先，人們對(duì)未來的4G通信的需求是它的通信傳輸速度將會(huì)得到極大提升，從理論上說最高可達(dá)到100Mbit/s，但手機(jī)的速度將受到通信系統(tǒng)容量的限制。據(jù)有關(guān)行家分析，4G手機(jī)將很難達(dá)到其理論速度。
其次，4G的發(fā)展還將面臨極大的市場(chǎng)壓力。有專家預(yù)測(cè)，在10年以后，2G的多媒體服務(wù)將進(jìn)入第三個(gè)發(fā)展階段，此時(shí)覆蓋全球的3G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本建成，全球25%以上的人口使用3G，到那時(shí)，整個(gè)行業(yè)正在消化吸收第三代技術(shù)，對(duì)于4G技術(shù)的接受還需要一個(gè)逐步過渡的過程。
因此，在建設(shè)4G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，通信運(yùn)營(yíng)商們將考慮直接在3G通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施之上，采用逐步引入的方法，使移動(dòng)通信從3G逐步向4G過渡。
參考文獻(xiàn)：
1、謝顯忠等.基于TDD的第四代移動(dòng)通信技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社,2005.
