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正文內(nèi)容

4g移動(dòng)通信技術(shù)要點(diǎn)(完整版)

  

【正文】 相關(guān)的(A)登記,并分配一個(gè)移動(dòng)用戶漫游號(hào)碼。A、不同基站NodeB間切換 B、同基站不同扇區(qū)間切換C、不同RNC間切換 D、異頻切換1移動(dòng)臺(tái)可以任意移動(dòng)但不需要進(jìn)行位置更新的區(qū)域稱為(C)。A、MSRNB、MSISDNC、TMSID、IMSI(D)。和1GSM網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)由MSC、HLR、VLR、AUC、 SGSN 和GGSN。,工作在2000MHZ頻段;其三大技術(shù)體制為 WCDMA、CDMA2000和TDSCDMA。了解了分集技術(shù)之后,我想到:由于工作特點(diǎn)和性能不盡相同,因此各發(fā)射分集技術(shù)在不同的環(huán)境條件下所起的作用也有所不同。三、MIMO分集鑒于分集技術(shù)的抗衰落特性,它成為MIMO技術(shù)的重要組成部分。合并時(shí)采用的準(zhǔn)則與方式主要分為四種:選擇式合并(SC: Selection Combining)、最大比值合并(MRC: Maximal Ratio Combining)、等增益合并(EGC: Equal Gain Combining)等。(3)頻率分集頻率分集使用不同的載波頻率獲得分集,復(fù)制信號(hào)從不同的載波頻率上發(fā)射,然后在接收端對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行合成或選擇,以減輕衰落影響。為了克服這個(gè)缺點(diǎn),又生產(chǎn)出定向雙極化天線。整體看來(lái),分集技術(shù)主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容:一是分散傳輸,即研究如何把要發(fā)送的信號(hào)分散了開來(lái),使接收機(jī)能夠獲得多個(gè)互不相關(guān)的、攜帶同一信息的信號(hào);二是集中處理,即研究如何把接收機(jī)收到的多個(gè)互不相關(guān)的衰落信號(hào)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)暮喜⒁垣@得最大信噪比,降低衰落的影響。如果不同復(fù)制信號(hào)獨(dú)立的衰落,所有發(fā)射信號(hào)的復(fù)制信號(hào)同時(shí)深衰落的可能性就會(huì)降低[1]。為了提高系統(tǒng)的抗多徑性能,最有效的方法是對(duì)信號(hào)采用分集技術(shù)。4G通訊的核心技術(shù)尚在研發(fā)階段,且以目前3G通訊技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)況為如預(yù)期熱絡(luò)的情況來(lái)看,要使3G通訊成為主流通訊應(yīng)用技術(shù)還得等一等,專家便預(yù)測(cè)市場(chǎng)消化并完全吸收3G技術(shù)的時(shí)間約需十年左右,而接踵而至的還有往后的5G以上技術(shù)。在世界各國(guó)都在積極的對(duì)4G研究時(shí),我們國(guó)家也不甘落后,我國(guó)對(duì)第四代移動(dòng)通信的研究已經(jīng)正式列入863項(xiàng)目,并啟動(dòng)了“FuTURE計(jì)劃”。WWRF預(yù)計(jì)4G技術(shù)將在2010年開始投入應(yīng)用。況且到了4G通信真正開始推行時(shí),熟悉4G通信業(yè)務(wù)的經(jīng)驗(yàn)和專門技術(shù)人才還不多,這樣同樣也會(huì)延緩4G通信在市場(chǎng)上迅速推廣的速度,因此到時(shí)對(duì)于設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)4G通信的專門技術(shù)人員還須早日進(jìn)行培訓(xùn)。市場(chǎng)難以消化有專家預(yù)測(cè)在10年以后,第三代移動(dòng)通信的多媒體服務(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%以上人口使用第三代移動(dòng)通信系統(tǒng),第三代技術(shù)仍然在緩慢地進(jìn)入市場(chǎng),到那時(shí)整個(gè)行業(yè)正在消化吸收第三代技術(shù),對(duì)于第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的接受還需要一個(gè)逐步過(guò)渡的過(guò)程。例如,如何保證樓區(qū)、山區(qū),及其它有障礙物等易受影響地區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度等問(wèn)題。研究人員說(shuō),下載速率有可能達(dá)到5Mbps到10Mbps。提供各種增殖服務(wù)4G通信并不是從3G通信的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的升級(jí)而演變過(guò)來(lái)的,它們的核心建設(shè)技術(shù)根本就是不同的,3G移動(dòng)通信系統(tǒng)主要是以CDMA為核心技術(shù),而4G移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)則以正交多任務(wù)分頻技術(shù)(OFDM)最受矚目,利用這種技術(shù)人們可以實(shí)現(xiàn)例如無(wú)線區(qū)域環(huán)路(WLL)、數(shù)字音訊廣播(DAB)等方面的無(wú)線通信增殖服務(wù);不過(guò)考慮到與3G通信的過(guò)渡性,第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)不會(huì)在未來(lái)僅僅只采用OFDM一種技術(shù),CDMA技術(shù)將會(huì)在第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)中,與OFDM技術(shù)相互配合以便發(fā)揮出更大的作用,甚至未來(lái)的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)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。T的執(zhí)行官們說(shuō),估計(jì)每個(gè)4G信道將占有100MHz的頻譜,相當(dāng)于WCDMA 3G網(wǎng)路的20倍。在發(fā)達(dá)國(guó)家,3G服務(wù)的普及率更將超過(guò)60%,那么這時(shí)就需要有更新一代的系統(tǒng)來(lái)進(jìn)一步提升服務(wù)質(zhì)量。四 4G網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別 4G通信技術(shù)并沒(méi)有脫離以前的通信技術(shù),而是以傳統(tǒng)通信技術(shù)為基礎(chǔ),并利用了一些新的通信技術(shù),來(lái)不斷提高無(wú)線通信的網(wǎng)絡(luò)效率和功能的。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_。在無(wú)線頻譜資源相對(duì)匱乏的今天,MIMO系統(tǒng)已經(jīng)體現(xiàn)出其優(yōu)越性,也會(huì)在4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中繼續(xù)應(yīng)用??梢妼?duì)于4G系統(tǒng),由于速率很高,對(duì)接收機(jī)的性能要求也要高得多。盡管總的信道是非平坦的,即具有頻率選擇性,但是每個(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。然而到目前為主,在應(yīng)用上也發(fā)現(xiàn)3G通信的許多缺點(diǎn),例如缺乏全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。3G所採(cǎi)用的語(yǔ)音交換架構(gòu)仍承襲了2G的“電路交換模式”(Circuit Switch Mode),而非採(cǎi)用純IP方式,也因此容易受到多用戶的干擾,導(dǎo)致傳輸速率無(wú)法大幅提高。OFDM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可以消除或減小信號(hào)波形間的干擾,對(duì)多徑衰落和多普勒頻移不敏感,提高了頻譜利用率,可實(shí)現(xiàn)低成本的單波段接收機(jī)。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,被認(rèn)為是未來(lái)移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)。軟件無(wú)線電技術(shù)軟件無(wú)線電是將標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件功能單元經(jīng)過(guò)一個(gè)通用硬件平臺(tái),利用軟件加載方式來(lái)實(shí)現(xiàn)各種類型的無(wú)線電通信系統(tǒng)的一種具有開放式結(jié)構(gòu)的新技術(shù)。采用IP后,所采用的無(wú)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。如果說(shuō)現(xiàn)在的3G能為我們提供一個(gè)高速傳輸?shù)臒o(wú)線通信環(huán)境的話,那么4G通信將是一種超高速無(wú)線網(wǎng)絡(luò),一種不需要電纜的信息超級(jí)高速公路,這種新網(wǎng)絡(luò)可使電話用戶以無(wú)線及三維空間虛擬實(shí)境連線。為了充分利用4G通信給我們帶來(lái)的先進(jìn)服務(wù),我們還必須借助各種各樣的4G終端才能實(shí)現(xiàn),而不少通信營(yíng)運(yùn)商正是看到了未來(lái)通信的巨大市場(chǎng)潛力,他們現(xiàn)在已經(jīng)開始把眼光瞄準(zhǔn)到生產(chǎn)4G通信終端產(chǎn)品上,例如生產(chǎn)具有高速分組通信功能的小型終端、生產(chǎn)對(duì)應(yīng)配備攝像機(jī)的可視電話以及電影電視的影像發(fā)送服務(wù)的終端,或者是生產(chǎn)與計(jì)算機(jī)相匹配的卡式數(shù)據(jù)通信專用終端。通信更加靈活從嚴(yán)格意義上說(shuō),4G手機(jī)的功能,已不能簡(jiǎn)單劃歸“電話機(jī)”的范疇,畢竟語(yǔ)音資料的傳輸只是4G移動(dòng)電話的功能之一而已,因此未來(lái)4G手機(jī)更應(yīng)該算得上是一只小型電腦了,而且4G手機(jī)從外觀和式樣上,將有更驚人的突破,我們可以想象的是,眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋,以方便和個(gè)性為前提,任何一件你能看到的物品都有可能成為4G終端,只是目前我們還不知應(yīng)該怎么稱呼它。因此未來(lái)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),一部分將是以CDMA的延伸技術(shù)。通信費(fèi)用更加便宜由于4G通信不僅解決了與3G通信的兼容性問(wèn)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的通信技術(shù),這些技術(shù)保證了4G通信能提供一種靈活性非常高的系統(tǒng)操作方式,因此相對(duì)其他技術(shù)來(lái)說(shuō),4G通信部署起來(lái)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),通信營(yíng)運(yùn)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)行者和用戶的費(fèi)用。日本DoCoMo公司表示,為了解決這一問(wèn)題,公司將對(duì)不同編碼技術(shù)和傳輸技術(shù)進(jìn)行測(cè)試。另外,在過(guò)渡過(guò)程中,如果4G通信因?yàn)橄到y(tǒng)或終端的短缺而導(dǎo)致延遲的話,那么號(hào)稱5G的技術(shù)隨時(shí)都有可能威脅到4G的贏利計(jì)劃,此時(shí)4G漫長(zhǎng)的投資回收和贏利計(jì)劃將變得異常的脆弱。七 4G網(wǎng)絡(luò)未來(lái)的發(fā)展展望在新一代技術(shù)剛推出市場(chǎng)之后,更高的技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研發(fā)。這一代通信技術(shù)可以將不同的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)和通信標(biāo)準(zhǔn),手機(jī)信號(hào),無(wú)線電通信和電視廣播以及衛(wèi)星通信結(jié)合起來(lái),這樣手機(jī)用戶就可以隨心所欲的漫游了。具體分3個(gè)階段實(shí)施:2001年12月~2003年12月,開展Beyond 3G/4G蜂窩通信空中接口技術(shù)研究,完成Beyond 3G/4G系統(tǒng)無(wú)線傳輸系統(tǒng)的核心硬、軟件研制工作,開展相關(guān)傳輸實(shí)驗(yàn),向ITU提交有關(guān)建議;2004年1月~2005年12月,使Beyond 3G/4G空中接口技術(shù)研究達(dá)到相對(duì)成熟的水平,進(jìn)行與之相關(guān)的系統(tǒng)總體技術(shù)研究(包括與無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)、游牧無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通技術(shù)研究等),完成聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)和演示業(yè)務(wù)的開發(fā),建成具有Beyond 3G/4G技術(shù)特征的演示系統(tǒng),向ITU提交初步的新一代無(wú)線通信體制標(biāo)準(zhǔn);2006年1月~2010年12月,設(shè)立有關(guān)重大專項(xiàng),完成通用無(wú)線環(huán)境的體制標(biāo)準(zhǔn)研究及其系統(tǒng)實(shí)用化研究,開展較大規(guī)模的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。盡管4G比起3G有著更強(qiáng)大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),但目前已可見到4G在發(fā)展與往后實(shí)際應(yīng)用上所以面臨的問(wèn)題,但是市場(chǎng)不變的趨勢(shì)是,新技術(shù)和新需求將不斷出現(xiàn),有朝一日4G必然會(huì)取代3G,成為新一代行動(dòng)通訊的主流技術(shù)。分集技術(shù)因?yàn)樗牧己玫目顾ヂ湫阅芏灰暈橐环N有效的方法應(yīng)用在移動(dòng)通信系統(tǒng)中。因此分集的基本原理就是通過(guò)多個(gè)信道(時(shí)間、頻率或者空間)接收到承載相同信息的多個(gè)復(fù)制信號(hào),由于多個(gè)信道的傳輸特性不同,信號(hào)多個(gè)復(fù)制信號(hào)的衰落就不會(huì)相同。二、分集技術(shù)主要分類分集技術(shù)包括分散發(fā)射技術(shù)和合并接收技術(shù),分散發(fā)射技術(shù)主要包括空間分集技術(shù)(Space Diversity Techniques),時(shí)間分集技術(shù)(Time Diversity Techniques),頻率分集技術(shù)(Frequency Diversity Techniques)。利用兩個(gè)在同一地點(diǎn)、極化方向相互正交的天線發(fā)出的信號(hào)呈現(xiàn)出互不相關(guān)衰落特性的特點(diǎn),在發(fā)射端同一處裝上垂直極化和水平極化兩副發(fā)射天線,在接收端同一地點(diǎn)裝上垂直極化和水平極化兩副接收天線,就可以得到兩路衰落特性互不相關(guān)的極化分量Ex和Ey。頻率分集正是利用不同頻段衰落統(tǒng)計(jì)特性上的差異,來(lái)實(shí)現(xiàn)抗頻率選擇性衰落的功能。(1)選擇式合并(擇優(yōu)錄?。3]選擇式合并系統(tǒng)采用選擇式合并技術(shù)時(shí),N 個(gè)接收機(jī)的輸出信號(hào)先送入選擇邏輯,選擇邏輯再?gòu)腘 個(gè)接收信號(hào)中選擇具有最高基帶信噪比的基帶信號(hào)作為輸出。MIMO多輸入多輸出技術(shù)(MultipleInput MultipleOutput,MIMO)是指在發(fā)射端和接收端分別使用多個(gè)發(fā)射天線和接收天線,使信號(hào)通過(guò)發(fā)射端與接收端的多個(gè)天線傳送和接收,從而改善通信質(zhì)量
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