【正文】
otion, as well as the fifth generation of mobile munication technology research and that there are more and more advanced under the strong support of science and technology, and the future development of mobile data munication and multimedia business requirements, under the requirements of the fourth generation mobile munication technology will bring people a better words: Mobile munication。The development course。The development trend目 錄摘要 關(guān)鍵詞一、第一代移動通信技術(shù)......................................................................1二、第二代移動通信技術(shù).....................................................................1三、第三代移動通信技術(shù)......................................................................2四、第四代移動通信技術(shù)......................................................................3 ......................................................................................3 ................................................................................4 ................................................................................7 ..................................................................................7 ..................................................................................9五、未來展望——第五代移動通信技術(shù)..................................................16..............................................................................16 ........................................................................17六、結(jié)束語......................................................................................19 參考文獻(xiàn)一、第一代移動通信技術(shù)第一代移動通信技術(shù)(1G)是指最初的模擬、僅限語音的蜂窩電話標(biāo)準(zhǔn),制定于上世紀(jì)80年代。Nordic移動電話(NMT)就是這樣一種標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)用于Nordic國家、東歐以及俄羅斯。其它還包括美國的高級移動電話系統(tǒng)(AMPS),英國的總訪問通信系統(tǒng)(TACS)以及日本的JTAGS,西德的 CNetz,法國的Radio 2000和意大利的RTMI。模擬蜂窩服務(wù)在許多地方正被逐步淘汰。第一代移動通信主要采用的是模擬技術(shù)和頻分多址(FDMA)技術(shù)。由于受到傳輸帶寬的限制,不能進(jìn)行移動通信的長途漫游,只能是一種區(qū)域性的移動通信系統(tǒng)。第一代移動通信有多種制式,我國主要采用的是TACS。第一代移動通信有很多不足之處,如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通話質(zhì)量不高、不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和不能提供自動漫游等。二、第二代移動通信技術(shù)第二代移動通信系統(tǒng)(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會在1996年提出了GSMPhase2+,目的在于擴(kuò)展和改進(jìn)GSMPhase1及Phase2中原定的業(yè)務(wù)和性能。它主要包括CMAEL(客戶化應(yīng)用移動網(wǎng)絡(luò)增強邏輯),S0(支持最佳路由)、立即計費,GSM900/1800雙頻段工作等內(nèi)容,也包含了與全速率完全兼容的增強型話音編解碼技術(shù),設(shè)備采用的是時分多址,而CDMA使用碼分?jǐn)U頻技術(shù),先進(jìn)功率和話音激活至少可提供大于3倍GSM網(wǎng)絡(luò)容量,業(yè)界將CDMA技術(shù)作為3G的主流技術(shù),國際電聯(lián)確定三個無線接口標(biāo)準(zhǔn),分別是美國CDMA2000,歐洲WCDMA,中國TDSCDMA。原中國聯(lián)通的CDMA賣給中國電信,中國電信已經(jīng)將CDMA升級到3G網(wǎng)絡(luò),3G主要特征是可提供移動寬帶多媒體業(yè)務(wù)。已有538個WCDMA運營商在246個國家和地區(qū)開通了WCDMA網(wǎng)絡(luò),3G商用市場份額超過80%,而WCDMA向下兼容的GSM網(wǎng)絡(luò)已覆蓋184個國家,遍布全球,WCDMA用戶數(shù)已超過6億。四、第四代移動通信技術(shù)簡介第四代移動通信技術(shù)(4G)該技術(shù)包括TDLTE和FDDLTE兩種制式(嚴(yán)格意義上來講,盡管被宣傳為4G無線標(biāo)準(zhǔn),但它其實并未被3GPP認(rèn)可為國際電信聯(lián)盟所描述的下一代無線通訊標(biāo)準(zhǔn)IMTAdvanced,因此在嚴(yán)格意義上其還未達(dá)到4G的標(biāo)準(zhǔn)。只有升級版的LTE Advanced才滿足國際電信聯(lián)盟對4G的要求)。4G是集3G與WLAN于一體,并能夠快速傳輸數(shù)據(jù)、高質(zhì)量、音頻、視頻和圖像等。4G能夠以100Mbps以上的速度下載,比目前的家用寬帶ADSL(4兆)快25倍,并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務(wù)的要求。此外,4G可以在DSL和有線電視調(diào)制解調(diào)器沒有覆蓋的地方部署,然后再擴(kuò)展到整個地區(qū)。很明顯,4G有著不可比擬的優(yōu)越性??梢妼τ?G系統(tǒng),由于速率很高,對接收機的性能要求也要高得多。智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能,被認(rèn)為是未來移動通信的關(guān)鍵技術(shù)。智能天線應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù),產(chǎn)生空間定向波束,使天線主波束對準(zhǔn)用戶信號到達(dá)方向,旁瓣或零陷對準(zhǔn)干擾信號到達(dá)方向,達(dá)到充分利用移動用戶信號并消除或抑制干擾信號的目的。這種技術(shù)既能改善信號質(zhì)量又能增加傳輸容量。(多輸入多輸出)技術(shù)是指利用多發(fā)射、多接收天線進(jìn)行空間分集的技術(shù),它采用的是分立式多天線,能夠有效的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。信息論已經(jīng)證明,當(dāng)不同的接收天線和不同的發(fā)射天線之間互不相關(guān)時,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。例如:當(dāng)接收天線和發(fā)送天線數(shù)目都為8根,且平均信噪比為20dB時,鏈路容量可以高達(dá)42bps/Hz,這是單天線系統(tǒng)所能達(dá)到容量的40多倍。因此,在功率帶寬受限的無線信道中,MIMO技術(shù)是實現(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)。在無線頻譜資源相對匱乏的今天,MIMO系統(tǒng)已經(jīng)體現(xiàn)出其優(yōu)越性,也會在4G移動通信系統(tǒng)中繼續(xù)應(yīng)用。軟件無線電是將標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件功能單元經(jīng)過一個通用硬存在的根源。由個別用戶產(chǎn)生的多址干擾固然很小,可是隨著用戶數(shù)的增加或信號功率的增大,多址干擾就成為寬帶CDMA通信系統(tǒng)的一個主要干擾。傳統(tǒng)的檢測技術(shù)完全按照經(jīng)典直接序列擴(kuò)頻理論對每個用戶的信號分別進(jìn)行擴(kuò)頻碼匹配處理,因而抗多址干擾能力較差;多用戶檢測技術(shù)在傳統(tǒng)檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上,充分利用造成多址干擾的所有用戶信號信息對單個用戶的信號進(jìn)行檢測,從而具有優(yōu)良的抗干擾性能,解決了遠(yuǎn)近效應(yīng)問題,降低了系統(tǒng)對功率控制精度的要求,因此可以更加有效地利用鏈路頻譜資源,顯著提高系統(tǒng)容量。隨著多用戶檢測技術(shù)的不斷發(fā)展,各種高性能又不是特別復(fù)雜的多用戶檢測器算法不斷提出,在4G實際系統(tǒng)中采用多用戶檢測技術(shù)將是切實可行的。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)4G移動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為三層:物理網(wǎng)絡(luò)層、中間環(huán)境層、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層。物理網(wǎng)絡(luò)層提供接入和路由選擇功能,它們由無線和核心網(wǎng)的結(jié)合格式完成。中間環(huán)境層的功能有QoS映射、地址變換和完全性管理等。物理網(wǎng)絡(luò)層與中間環(huán)境層及其應(yīng)用環(huán)境之間的接口是開放的,它使發(fā)展和提供新的應(yīng)用及服務(wù)變得更為容易,提供無縫高數(shù)據(jù)率的無線服務(wù),并運行于多個頻帶。4G特點 座位情況顯示得清清楚楚,大家可以根據(jù)這些信息來進(jìn)行在線購買自己滿意的電影票;4G手機可以被看作是一臺手提電視,用來看體育比賽之類的各種現(xiàn)場直播。LG G3支持雙卡,支持2014年的主流4G,并內(nèi)置可拆卸式3000毫安時電池。要使4G通信盡快地被人們接受,不但考慮的它的功能強大外,還應(yīng)該考慮到現(xiàn)有通信的基礎(chǔ),以便讓更多的現(xiàn)有通信用戶在投資最少的情況下就能很輕易地過渡到4G通信。因此,從這個角度來看,未來的第四代移動通信系統(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第二代平穩(wěn)過渡等特點。相比第三代移動通信技術(shù)來說,第四代移動通信技術(shù)在開發(fā)研制過程中使用和引入許多功能強大的突破性技術(shù),例如一些光纖通信產(chǎn)品公司為了進(jìn)一步提高無線因特網(wǎng)的主干帶寬寬度,引入了交換層級技術(shù),這種技術(shù)能同時涵蓋不同類型的通信接口,也就是說第四代主要是運用路由技術(shù)(Routing)為主的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。由于利用了幾項不同的技術(shù),所以無線頻率的使用比第二代和第三代系統(tǒng)有效得多。4G標(biāo)準(zhǔn) LTE LTE(Long Term Evolution,長期演進(jìn))項目是3G的演進(jìn),它改進(jìn)IMTAdvanced技術(shù)征集的需求,是3GPP形成歐洲IMTAdvanced技術(shù)提案的一個重要來源。LTEAdvanced是 一個后向兼容的技術(shù),完全兼容LTE,是演進(jìn)而不是革命,相當(dāng)于HSPA和WCDMA這樣的關(guān)系。LTEAdvanced的相關(guān)特性如下: 帶寬:100MHz 峰值速率:下行1Gbps,上行500Mbps 峰值頻譜效率:下行30bps/Hz,上行15bps/Hz 針對室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化 有效支持新頻段和大帶寬應(yīng)用峰值速率大幅提高,頻譜效率有限的改進(jìn)如果嚴(yán)格的講,那么LTEAdvanced作為4G標(biāo)準(zhǔn)更加確切一些。LTEAdvanced的入圍,包含 TDD和FDD兩種制式,其中TDSCDMA將能夠進(jìn)化到TDD制式,而WCDMA網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)化到FDD制式。移動主導(dǎo)的TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)期望能夠 直接繞過HSPA+網(wǎng)絡(luò)而直接進(jìn)入到LTE。 WiMax:WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access),即全球微波互聯(lián)接入,WiMAX的另一個名字是IEEE 。WiMAX的技術(shù)起點較高,WiMax所能提供的最高接入速度是70M,這個速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍。對無線網(wǎng)絡(luò)來說,這的確是一個驚人的進(jìn)步。WiMAX逐步實現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)的移動化,而3G則實現(xiàn)移動業(yè)務(wù)的寬帶化,兩種網(wǎng)絡(luò)的融合1其實是最早的4G通信標(biāo)準(zhǔn),大約出現(xiàn)于2000年。 MAN WirelessMANAdvanced:WirelessMANAdvanced事實上就是WiMax的升級版,即IEEE ,而WirelessMANAdvanced即為IEEE 。其中,還將兼容未來的4G無線網(wǎng)絡(luò)?!奥巍蹦J交蚋咝?強信號模式下提供1Gbps的下行速率。該標(biāo)準(zhǔn)還支持“高移動”模式,能夠提供1Gbps速率。WirelessMANAdvanced有5種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)規(guī)格,其中極低速率為16kbps,低數(shù)率數(shù)據(jù)及低速多媒體為144kbps,中速多媒 體為2Mbps,高速多媒體為30Mbps超高速多媒體則達(dá)到了30Mbps1Gbps。但是該標(biāo)準(zhǔn)可能會被率先被軍方所采用,IEEE方面表示軍方 的介入將能夠促使WirelessMANAdvanced更快的成熟和完善,而且軍方的今天就是民用的明天。不論怎樣,WirelessMANAdvanced得到ITU的認(rèn)可并成為4G標(biāo)準(zhǔn)的可能性極大。2012年1月18日下午5時,國際電信聯(lián)盟在2012年無線電通信全會全體會議上,正式審議通過將LTEAdvanced和WirelessMANAdvanced()技術(shù)規(guī)范確立為IMTAdvanced(俗稱“4G”)國際標(biāo)準(zhǔn),中國主導(dǎo)制定的TDLTEAdvanced和FDDLTEAdvance同時并列成為4G國際標(biāo)準(zhǔn)。度Augere預(yù)計2012年2月開始預(yù)商用。審議通過后,將有利于TDLTE技術(shù)進(jìn)一步在全球推廣。同時,國際主流的電信設(shè)備制造商基本全部支持TDLTE,而在芯片領(lǐng)域,TDLTE已吸引17家廠商加入,其中不乏高通等國際芯片市場的領(lǐng)導(dǎo)者。無線蜂窩技術(shù):CDMA2000 1x/EVDo。GSM EDGE。TDSCDMA HSPA。WCDMA HSPA。TDLTE。FDDLTE4G網(wǎng)絡(luò)的下行速率能達(dá)到100Mbps~150Mbps,比3G快20倍~30倍,上傳的速度也能達(dá)到20Mbps~40Mbps。這種速率能滿足幾乎所有用戶對于無線服務(wù)的要求。有人曾這樣比較3G和4G的網(wǎng)速,3G的網(wǎng)速相當(dāng)于“高速公路”,4G的網(wǎng)速相當(dāng)于“磁懸浮”。多模多頻芯片支持LTE/3G多模多頻是LTE終端的明確發(fā)展方向,也是國內(nèi)運營商的發(fā)展思路。目前國內(nèi)某些運營商已經(jīng)公開表示將建設(shè)TDD/FDD融合組網(wǎng),這對多模多頻也提出了很高要求。[14] 中國移動也多次強調(diào),TDD/FDD混合組網(wǎng)、支持5模10頻、5模12頻及Band 41是中國移動發(fā)展LTE智能終端的重點。[15]關(guān)于多模多頻,業(yè)界普遍認(rèn)為頻段不統(tǒng)一是當(dāng)今全球LTE終端設(shè)計的最大障礙——當(dāng)前,全球2G、3G 和4G LTE網(wǎng)絡(luò)頻段的多