《移动通信》论文
论文题目GSM蜂窝移动通信网络中
切换技术的研究
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摘要........................................................................ ABSTRACT...................................................................... 第一章绪论...................................................................
1.1移动通信系统及其发展......................................
1.1.1 移动通信及工作特点..................................................
1.1.2 移动通信系统的发展..................................................
1.2GSM蜂窝移动通信系统的发展...............................
1.3课题研究的目的及内容.....................................
1.4课题研究的意义 .......................................... 第二章切换技术...............................................................
2.1切换的定义及分类 ........................................
2.2切换的原因 ..............................................
2.3切换的控制方式 .......................................... 第三章GSM蜂窝移动通信系统中的切换 ..........................
3.1 GSM系统概述.............................................................
3.2 GSM数字移动通信的主要技术...............................................
3.3 GSM切换................................................................. 第四章中国3G的切换.........................................................
4.13G的简述................................................
4.2中国3G的发展驱动力...................................... 第五章结论与展望............................................................ 主要参考文献 ......................................................................................................................................................
GSM蜂窝移动通信系统中切换技术的研究
摘要
自从移动通信领域中引入的蜂窝概念，切换技术就开始出现，并成为了移动通信系统中的重要技术之一。切换技术是蜂窝系统所独有的功能，也是移动通信系统的一个关键特征，它直接影响整个系统的性能。当移动台的一个基站的覆盖范围移动到另一个基站的覆盖范围，通过切换移动台保持与基站的通信。切换从本质上说是为了实现移动环境中数据业务的小区间连续覆盖而存在的，从现象上来看是把接入点从一个区换到另一个区。
本文研究的重点是移动通信系统中的切换技术，主要分析了CDMA、GSM、WCDMA系统中的切换算法，切换基本可以分为硬切换、软切换、更软切换。由于第二代移动通信系统的巨大成功，用户的高速增长与有限的系统容量和有限的业务之间的矛盾渐趋明显，第三代移动通信的标准化工作开始逐渐进入实质阶段。3G通信技术已经在慢慢成熟，新的4G技术也在不断的演变，要做到通信技术的完善和更前的发展，切换技术作为移动通信中的关键技术，起着重要的作用。因此，我们研究切换技术是为了更好的发展未来通信技术，提高网络的服务能力和运行质量。
关键词: 切换,硬切换,软切换,切换算法
ABSTRACT
Since the introduction of mobile communication in the field of cellular concepts, switch technology began to appear as mobile communications system in one of the important technology. Switching technology is a cellular system function unique to the mobile communication is also a key feature of the system, it directly affects the performance of the entire system. When a mobile base coverage moving to another station coverage, through the switch and mobile communication stations. Switch essentially for the mobile environment data between the business community and the continuous coverage from the phenomenon exists, it is the access point from one region to another region.
This paper focuses on mobile communication system switching technology, focused on the CDMA, GSM, WCDMA system switching algorithm, switch Basic can be divided into hard switching, soft-switch, more soft switch. Because the second generation of mobile communication systems with great success in, the user's high-growth and limited system capacity and limited business conflicts between becoming obvious, third generation mobile communications standard work began to gradually into the substantive phase. 3G communication technology has
slowly matured, the new 4 g technology evolution continues, in order to achieve the perfection of communication technology and the development of more, before switching technology as the key in mobile communication technology, plays a key role. Therefore, we study switching technology in order to better develop future communication technology, increase network capacity and quality.
KEY WORDS：
Handover , Soft-handover , Hard-handover , Handover-algorithms
第一章绪论
1.1 移动通信系统及其发展
移动通信是指移动用户之间，或移动用户与固定用户之间进行的通信。随着社会的发展，科学技术的进步，人们希望能随时随地、迅速可靠地与通信的另一方进行信息交流。这就是我们要介绍的移动通信。这里所说的“信息交流”，不仅指双方的通话，还包括数据、传真和图像等通信业务。
1.1.1移动通信及工作特点
1.移动通信的传输信道必须使用无线电波，电波的传播条件恶劣。在陆地上，移动体往来于建筑和障碍物之间。2由于移动通信网络是无线电台、多波道通信系统，通信设备除受城市噪声影响干扰外，无线电台同屏干扰、互调干扰较为突出。因此，抗干扰措施在移动通信系统设计中显得尤为重要。3所用的无线电频率有限，接收戒备动态范围大。由于移动台的位置不断的变化，接收机和基站之间的距离也在不断的变化，导致接收信号不断的变化。
4.移动通信综合了各种通信技术。移动通信综合了交换技术，计算机技术和传输技术等。
5.对设备要求苛刻。移动用户常在野外，环境条件相对较差，因此对其设备要求相当的苛刻。
移动通信按照用户的通话状态和频率使用的方法分，有三种工作方式：单工制、半双工制和双工制。
1.单工通信
（1）单工通信概念：所谓单工通信是指通信双方的电台交替地进行收信和发信，某一方收发信不能同时进行。
（2）单工通信分类根据发射频率的异同又可以分为同频单工和异频单工不同的两类。
（3）单工通信的特点
优点：设备简单、省电、成本低。
缺点：由于使用PTT按讲开关使用不方便。
2.双工通信
（1）双工通信概念：所谓双工通信是指通信双方同时进行信息传输进行收信和发信，某一方收发信机能同时的工作方式，区别于后面的半双工通信，这种方式也称为全双工通信。
（2）双工通信分类：双工通信可分为频分双工和时分双工两类。
（3）双工通信的特点
优点：使用方便。
缺点：设备较复杂、耗电大。
3.半双工通信
（1）半双工通信的概念：半双工通信是指通信一端采用双工制，而移动台采用单工制。
（2）半双工通信的特点
优点：①移动台设备简单，价格低，耗电少。②收发采用不同频率，提高了频谱利用率。③移动台受临近电台干扰小。
缺点：移动台仍需按键发话，松键受话，使用不方便。
1.1.2 移动通信系统的发展
移动通信技术是当前发展最快的技术之一，其通信系统也在迅速发展，给人们的生活带来了巨大改变，使人们摆脱有线的束缚从而可以享受到更全面的通信服务。
从20世纪80年代开始，第一代移动通信系统出现并逐步商用化，这个时候的移动通信系统采用的还是模拟技术。其接入技术是频分多址(FDMA) [14]，它仅能提供9.6kbit/s通信带宽。典型系统有美国的模拟电话系统(AMPS) [14]、北欧的移动电话系统(NMT) [14]、英国的全接入通信系统(TACS) [14]等。
到了20世纪90年代开始，数字蜂窝系统开始出现，这一时期，移动通信的商业化得到了突飞猛进的发展。第二代移动通信系统具有保密性强、频谱利用率高、能提供丰富的业务、标准化程度高等特点，而且为用户提供了无缝的国际漫游。其接入技术主要有时分多址技术(TDMA)和码分多址技术(CDMA)两种，它可以提供9.6~28.8kbit/s的传输速率。其典型系统，如欧洲的全球移动通信系统（GSM）、北美的数字增强型系统IS- 136、IS-95A、IS-95B、日本的个人数字蜂窝系统(PDC)等。
无论是第一代还是第二代移动通信系统，其主要的业务应用都是在话音业务上。然而随着移动通信技术的飞速发展和用户对无线业务需求的不断增长变化，支持更高的数据传输速率和提供更多类型的业务已经成为移动通信系统的发展方向。移动通信系统开始了从提供语音业
务到提供多媒体业务的发展过程。国际电联认可的第三代移动通信系统标准主要有三个，即美国提出的CDMA2000，欧洲和日本提出的WCDMA和我国提出的TD-SCDMA。第三代移动通信系统主要包括了全球无缝漫游；具有支持多媒体业务的能力，具有高宽带、高速率、高频谱率和大容量。
虽然第三代的移动通信系统的出现使人类的通信方式出现革命性的转变，然而第三代移动通信系统中不同的标准带来的网络融合问题和系统容量受限问题依然存在，所以当今的第四代移动通信系统（B3G）[3]移动通信系统的发展目标就是实现全球统一的通信体制。使终端用户在任何时间、任何地点、进行任何类型的通信服务都畅通无阻，且保证用户总处于最佳连接状态，是一代有能力彻底解决前三代通信系统主要弊端的最先进的移动通信系统。当前移动通信技术研究热点主要集中在满足B3G系统的对更高数据速率、更高机动性和无缝隙漫游的要求上。
1.2 GSM蜂窝移动通信系统的发展
GSM数字移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计出来的，它是在蜂窝系统的基础上发展而成。
蜂窝系统的概念和理论二十世纪六十年代就由美国贝尔实验室
等单位提了出来，但其复杂的控制系统，尤其是实现移动台的控制直到七十年代随着半导体技术的成熟，大规模集成电路器件和微处理器
技术的发展以及表面贴装工艺的广泛应用，才为蜂窝移动通信的实现提供了技术基础。直到1979年美国在芝加哥开通了第一个AMPS(先进的移动电话业务) 模拟蜂窝系统，而北欧也于1981年9月在瑞典开通了NMT (Nordic 移动电话) 系统，接着欧洲先后在英国开通TACS 系统，德国开通C－450系统等。
蜂窝移动通信系统主要是由交换网路子系统（NSS）、无线基站子系统(BSS)和移动台（MS）三大部分组成，如图2－1所示。其中NSS与BSS之间的接口为"A"接口，BSS与MS之间的接口为"Um"接口。在模拟移动通信系统中，TACS规范只对Um接口进行了规定，而未对A接口做任何的限制。因此，各设备生产厂家对A接口都采用各自的接口协议，对Um接口遵循TACS规范。也就是说，NSS系统和BSS系统只能采用一个厂家的设备，而MS可用不同厂家的设备。
蜂窝移动通信系统的组成
1.3课题研究的目的及内容
随着通信技术的发展理论、通信科技技术的不断提高，移动通信技术已经成为人们生活必须，并不断的被发展。移动台在通话过程中从一个基站覆盖区移动到另一个基站覆盖区，或者由于外界干扰造
成通话质量下降时，必须改变原有的话音信道而转接到一条新的空闲话音信道上，以继续保持通话的过程。正确认识和理解切换对我们的日常维护及网络优化有重要作用。由于移动通信系统采用蜂窝结构，所以，移动台在跨越空间划分的小区时，必然要进行切换，即完成移动台到基站的空中接口的转移。因此切换技术成为无线资源管理中的重要研究内容之一。切换技术是移动终端在众多通信系统、移动小区之间建立可靠移动通信的基础和重要技术，适用于移动终端在不同移动小区之间、不同频率之间通信或者信号降低信道选择等情况。在移动通信系统中，切换的目的有2种可能，一种是实现漫游，另一种是为了提高网络服务质量，即降低掉话率，降低拥塞率。
移动设备与对端通信点之间的通信会由于切换需要一定的时延，这可能造成数据丢失等问题，甚至通信连接的中断，影响我们的正常通信。研究切换的目的就是要减少切换的延迟和丢包率，这样我们才能更好的运用于实际的通信中。
1.4 课题研究的意义
切换是数字蜂窝移动通信的一个主要特点，它保证移动用户从一个小区移动到另一个小区时通话的可靠性。在任何移动网中，切换是相当重要的，这是因为在蜂窝结构中，最大限度地使用了频谱利用率。由于在系统中切换的存在，有可能导致数据分组的丢失，以及在两个基站间来回产生几次切换，导致“乒乓”效应。因此好的切换机制，可以保证呼叫的数据分组正常传输，而不会丢失分组。由于软切换无
中断时间，可有效限制“乒乓”效应，进而提高通信质量。因此在移动网中软切换机制得到了大力发展和应用。但有关切换的问题是一个十分复杂的问题。不仅涉及小区的大小，小区内移动终端数目和可用信道数目，发射功率，天线高度，无线电波传播特性等因素，还涉及门限和容限等参数的选择。虽在研究和应用中己经实现了切换的功能，但还存在有待于进一步完善的必要性。因此有关切换的问题，不但涉及对现有问题的进一步的研究，还涉及到对在应用中出现的一些新问题的优化，如对微小区的重迭及阴影区域的处理等等。
第二章切换技术
2.1切换技术的发展
自从移动通信领域中引入的蜂窝概念，切换技术就开始出现，并成为了移动通信系统中的重要技术之一。切换技术是蜂窝系统所独有的功能，也是移动通信系统的一个关键特征，它直接影响整个系统的性能。
蜂窝结构可以适应很高的用户密度，但同时也出产生了一个很复杂的问题，那就是怎么才能确保用户在移动过程中保持通信不中断。为了解决这一问题提出了切换技术。所谓的切换就是当用户在蜂窝的覆盖区域中移动时，正在进行的呼叫从一个蜂窝系统转到另一个蜂窝的过程。
在传统通信系统中最典型的切换技术就是硬切换。切换过程中，移动
台（MS）先中断与原基站的联系，再与新基站取得联系，是一个“先断开再连接”的过程。在硬切换过程中只有一个业务信道被激活。对实时载体信道而言。这意味着载体的短暂断开;对于非实时载体来说，这是无损耗的。这种硬切换包括载波频率和引导信道PN序列偏移的转换。
随着第三代移动通信系统的出现，开始出现软切换技术。软切换是指信道的载波频率相同时的信道切换。软切换只是引导信道PN序列偏移的转换，而载波频率不发生变化。在切换过程中，MS与原基站和新基站都保持着通信链路，在切换结束时才断开与原基站的链路，保持与新基站的通信链路。它是一个“先连接再断开”的过程。软切换中还包含更软切换，更软切换是指在同一小区内的扇区之间的信道切换。因为这种切换只需要通过小区基站（Node B）便可完成，不需要通过移动交换中心（MSC）的处理，故称为更软切换，更软切换是在小区内的扇区与另一个小区或者是某个小区内的扇区之间进行的信道切换。切换后用户进入更为理想的网络享受更好的服务。从网络的角度来看这样的切换还确保了带宽的高效使用，网络负载的平衡。
2.2 切换的定义及分类
切换的定义：当移动台一个基站的覆盖范围移动到另一个基站的覆盖范围，通过切换移动台保持与基站的通信。切换从本质上说是为了实现移动环境中数据业务的小区间连续覆盖而存在的，从现象上来
看是把接入点从一个区换到另一个区。
切换的目的：保证移动用户通话的连续性，恰当的切换算法有利于降低系统掉话率，增加网络容量。接入期间采用切换主要是为了减少主被叫接入失败，提高接入信道工作的可靠性。
切换的分类：空闲切换，硬切换，软切换，更软切换.
2.3切换的原因
为什么会产生切换？有很多原因产生切换，其最主要的原因是空中接口的连接不适合要求，为了能正常的保持移动用户顺利的进行通话。就要进行切换，触发切换的原因有：
1.由功率的预算造成的切换
GSM通信系统中，为了让用户通话建立在接收电平最高的地方，在移动台穿过两小区的边界是，如果BSC报告某个小区能接收到的电平满足要求，这样就要造成小区功率预算的切换，正常情况下，功率预算切换与切换总数的比是1:2。在CDMA系统中，因为系统干扰受到限制的，使得系统的容量与整个网络的干扰情况紧紧地联系在一起。为了减少整个PLMN中干扰电平的平均值，把链路切换到最小路径损耗的信道上。
2.由信号的强弱造成的切换
在移动台接收到的信号很弱时，并有移动台到别的小区，或者同一小区但是不同的频率有更好的链路情况，可能会产生切换。这种类型的切换，相邻的小区的接收电平值要大于服务小区的电平值，该值
被称为教授性电平切换容限，采用这种算法的目的也是为了避免不必要的救援切换而产生乒乓效应。
3.由信号的质量造成的切换
信道遭受到干扰将引起信号质量的衰减，使前向纠错不能产生可接受的质量水平有时候信道遭受到干扰可能引起信道质量较大的衰减，使信道的纠错功能不可以保证信号的质量成为可以接受的水平，这时就需要切换到质量较好的信道，就算原信道信号的电平足够。
比如在GSM系统中，当BSC从移动台和基站上(下)行检测报告中发觉上(下)行误码率过高，超过质量切换的门限值，就会触发救援性质量切换。
4.移动台到基站的距离引起的切换
各服务小区里移动台到基站的距离限制和网络规划中规定的该小区半径将被存入基站数据库中，系统将不断地检查比较移动台至基站的距离和规定距离，超过规定距离就产生切换。
5.话务切换
如果一个小区的话务量将大于该小区容量的极限，而附近小区话务量非常下，这时可以将高话务小区的链路切换到低话务小区中，以此来平衡话务分布。这种由话务量引起的切换一般是由MSC或基站控制器来控制。另外一种基于话务量的切换是在微观蜂窝和宏观蜂窝的双层网中，通过微观蜂窝和宏观蜂窝之间的切换来平衡的话务量。
2.4切换的控制方式
切换控制的三种主要方式
1.移动节点控制的越区切换（MCHO）。MCHO是低层无线系统最流行的技术，欧洲DECT和北美PACS都采用这种方式。在这种方式中，MS持续监督来自所接入的BS和几个切换候选BS的强度和质量。当满足条件时，MS选择一个最好的切换候选项并发起切换的请求。
2.网络控制的越区切换（NCHO）。网络控制决定了NCHO切换过程，而MS完全处于被动状态。首先由BS检测MS的主要参数，如标志无线链路质量的接收信号强度指标RSSI，当它小于某个给定的值时，则向MSC发出切换请求。MSC命令其周围的BS将检测到的该MS的参数的结果上报、汇总到MSC，MSC根据汇总结果，比较、分析并选择被切换的目标小区的BS，一切又MSC决定。
3.移动节点辅助的越区切换（MAHO）。在MAHO切换中，检测信号强度RSSI和误码率BER，即移动台将邻近基站的RSSI测量结果报告给当前基站，被测参数由网络交给BSC和MSC进行评估。
这类切换已广泛应用于第二代移动通信中,它既允许小区内，也允许小区间进行切换。在切换过程中移动台和网络同时参与切换，移动台负责测量，网络负责判决。目前的GSM和CDMA系统均采用这种切换控制方式。
第三章移动通信系统中的切换
3.1 GSM系统中的切换
3.1.1 GSM系统概述
GSM：是Global System for Mobile communication（全球移动通信系统）的简称。它是由欧洲的标准化委员会设计的。80年代到90年代初，TACS系统是欧洲最普遍的模拟蜂窝系统。
数字蜂窝网络系统由三部分组成：移动台、基站系统、交换系统，如图
GSM系统的组成
3.1.2 GSM数字移动通信的主要技术
1.多址技术：
在数字蜂窝移动通信中，采用的多址技术有两种：频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)。在工作频带内，它以载波间隔200KHz进行频分，这样在收、发各为25MHz的频带内，可得到124对信道。然后在每个信道（帧）中又进行时分，分成8个时隙，每个时隙对应的
信道称为物理信道。在每个时隙（物理信道）中传输不同的逻辑信道。
2.调制技术：
在选择数字调制解调技术时，要考虑到两方面的因数：功率的有效性和频谱的有效性。对于功率有效的技术，它要求在相对低的载噪比(8.4dB或12dB)的情况下具有低的差错概率（对应于10-4或10-8）。对于频谱有效性，它应能在单位频带内具有高的比特率(2bit/s Hz)。
GSM数字移动通信系统采用了GMSK调制方式。
3.编码技术：
根据目的不同，编码可分为信源编码和信道编码两大类：
(1)信源编码
(2)信道编码
4.交织技术：
交织技术就是把信息码在发端加以排列组合，使信息码相互穿插交织后再发送到信道中去。交织技术的目的就是使成片或突发差错转换成随机差错。
5.跳帧技术：
跳频就是发射信号时载波频率不是固定的，而是不停地跳变。在接收端，本地振荡的频率也必须同步地跳变才能正确接收和解调出有用信号。
6.均衡技术：
自适应均衡技术也是一种有效的抗多径干扰的方法。所谓均衡，指的是信道均衡，也就是在接收端的信道均衡器中产生与信道特性相反的特性，抵消信道产生的干扰，从而正确的判决和恢复有用信号。
3.1.3 GSM切换
为了能够清楚的了解GSM的切换过程，我们将把切换分为三个部分：预切换过程、切换执行过程和切换以后的过程。
1.预切换过程
在GSM中的切换过程是移动台辅助的切换（MAHO）。在切换过程中移动台起到主要的作用。为切换算法提供了信息，执行切换的决定和新的最合适的基站收发机BTS的选取均建立在又MS和BTS完成的几种不同的测量上。描述MS和BTS能力的参数同样形成切换算法输入的一部分。
2.移动测量
为了在切换过程中提供帮助，MS对当前的服务小区进行接收信号强度和质量的测量，对相邻小区进行接收信号强度的测量，并将它们报告给BTS。质量测量是将当前下行信道的比特误码率转换成0～7中的一个值，接收信号强度转换成6bit的数值。对附近小区的接收信号强度测量可以使用同样的做法，这种做法是在上行发送和下行接收时隙中完成。在这一时隙中，MS转到相邻的小区广播控制信道BCCH 信道测量下行接收信号的强度，这些包括BCCH频率的详细内容的测量被送往服务BTS，一个MS可以报告多达6个相邻小区的情况，一个MS必须报告的相邻小区BCCH载波频率包括在BCCH和慢相关控制信道SACCH的发射信息中。由MS完成的下行信道测量报告给BTS。
第1章移动通信现状问题与基本解决方法 1.1移动通信1G—4G简述 现在，人们普遍认为1897年是人类移动通信的元年。这一年意大利人.马可尼在相距18海里的固定站与拖船之间完成了一项无线电通信实验，实现了在英吉利海峡行驶的船只之间保持持续的通信，从而标志着移动通信的诞生，也由此揭开了世界移动通信辉煌发展的序幕错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。。 现代意义上的移动通信系统起源于20世纪20年代，距今已有90余年的历史。本文主要简述移动通信技术从1G到4G的发展。移动通信大发展的原因，除了用户需求的迅猛增加这一主要推动力外，还有技术进展所提供的条件，如微电子技术的发展、移动通信小区制的形成、大规模集成电路的发展、计算机技术的发展、通信网络技术的发展、通信调制编码技术的发展等。1.1.1第一代移动通信系统（1G） 20世纪70年代中期至80年代中期是第一代蜂窝网络移动通信系统发展阶段。第一代蜂窝网络移动通信系统（1G）是基于模拟传输的，其特点是业务量小、质量差、交全性差、没有加密和速度低。1G主要基于蜂窝结构组网，直接使用模拟语音调制技术，传输速率约s错误!未找到引用源。。 1978年底，美国贝尔实验室成功研制了先进移动电话系统（Advanced Mobile Phone System, AMPS），建成了蜂窝状移动通信网，这是第一种真正意义上的具有随时随地通信的大容量的蜂窝状移动通信系统。蜂窝状移动通信系统是基于带宽或干扰受限，它通过小区分裂，有效地控制干扰，在相隔一定距离的基站，重复使用相同的频率，从而实现频率复用，大大提高了频谱的利用率，有效地提高了系统的容量错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。。
蜂窝移动通信 关键词：蜂窝移动通信、CDMA、网络、GSM移动通信系统。 蜂窝移动通信是采用蜂窝无线组网方式，在终端和网络设备之间通过无线通道连接起来，进而实现用户在活动中可相互通信。其主要特征是终端的移动性，并具有越区切换和跨本地网自动漫游功能。蜂窝移动通信业务是指经过由基站子系统和移动交换子系统等设备组成蜂窝移动通信网提供的话音、数据、视频图像等业务。其发展历程先综述如下： 概念的提出： 移动通信的发展历史可以追溯到19 世纪。1864 年麦克斯韦从理论上证明了电磁波的存在；1876 年赫兹用实验证实了电磁波的存在；1900 年马可尼等人利用电磁波进行远距离无线电通信取得了成功，从此世界进入了无线电通信的新时代。现代意义上的移动通信开始于20 世纪20 年代初期。1928 年，美国Purdue 大学学生发明了工作于2MHz 的超外差式无线电接收机，并很快在底特律的警察局投入使用，这是世界上第一种可以有效工作的移动通信系统；20 世纪30 年代初，第一部调幅制式的双向移动通信系统在美国新泽西的警察局投入使用；20 世纪30 年代末，第一部调频制式的移动通信系统诞生，试验表明调频制式的移动通信系统比调幅制式的移动通信系统更加有效。在20 世纪40 年代，调频制式的移动通信系统逐渐占据主流地位，这个时期主要完成通信实验和电磁波传输的实验工作，在短波波段上实现了小容量专用移动通信系统。这种移动通信系统的工作频率较低、话音质量差、自动化程度低，难以与公众网络互通。在第二次世界大战期间，军事上的需求促使技术快速进步，同时导致移动通信的巨大发展。战后，军事移动通信技术逐渐被应用于民用领域，到20 世纪50 年代，美国和欧洲部分国家相继成功研制了公用移动电话系统，在技术上实现了移动电话系统与公众电话网络的互通，并得到了广泛的使用。遗憾的是这种公用移动电话系统仍然采用人工接入方式，系统容量小。 蜂窝移动系统的改进 从20 世纪60 年代中期至70 年代中期，美国推出了改进型移动电话系统，它使用150MHz和450MHz 频段，采用大区制、中小容量，实现了无线频道自动选择及自动接入公用电话网。20 世纪70 年代中期，随着民用移动通信用户数量的增加，业务范围的扩大，有限的频谱供给与可用频道数要求递增之间的矛盾日益尖锐。为了更有效地利用有限的频谱资源，美国贝尔实验室提出了在移动通信发展史上具有里程碑意义的小区制、蜂窝组网的理论，它为移动通信系统在全球的广泛应用开辟了道路。 第一代蜂窝移动通信系统： 1978 年，美国贝尔实验室开发了先进移动电话业务（AMPS）系统，这是第一种真正意义上的具有随时随地通信能力的大容量的蜂窝移动通信系统。AMPS 采用频率复用技术，可以保证移动终端在整个服务覆盖区域内自动接入公用电话网，具有更大的容量和更好的语音质量，很好地解决了公用移动通信系统所面临的大容量要求与频谱资源限制的矛盾。20 世纪70 年代末，美国开始大规模部署AMPS 系统。AMPS 以优异的网络性能和服务质量获得了广大用户的一致好评。AMPS 在美国的迅速发展促进了在全球范
《蜂窝移动通信的认识》 通信行业的发展使人们的交流方便，使各地联系密切，取代了古时的飞鸽传书或快马加鞭的送信方式。从单工寻呼机、笨重的大哥大到现在小巧的手机、街机iphone，无线移动通信技术运用广泛，超过了固定通信，而蜂窝移动通信作为移动通信的一种，它是把覆盖的小区划分成若干个类似蜂窝的小区，每个小区中设立基站为用户提供服务，当用户运动时，通过基站和移动交换中心传输语音、数据、视频等进行越区切换以保障通话的畅通等的手机基本功能。 蜂窝系统的发展经历了1g以模拟通信为特征的移动通信时代到2g数字蜂窝移动通信时代到3g多媒体业务时代以及如今吵得沸沸扬扬但未实现的4g广带移动，一些技术的引入如频率复用等使频带利用率提高，用户可以迅速切换、享受高速的数据传输速度，也是蜂窝系统发展的象征。蜂窝移动通信的特点是用户容量大，服务性能较好，频谱利用率较高，用户终端小巧而且电池使用时间长，辐射小等等。蜂窝移动通信系统可分为宏蜂窝、微蜂窝和智能蜂窝。宏蜂窝的小区覆盖半径较大，但会因为障碍物引起较多“盲区”，而微蜂窝解决了宏蜂窝的缺陷，使“盲区”减少，频率复用使话务量大的“热点”地区通信质量有所改进，增加了通信的容量，但是同时带来了经济成本和网络复杂性等问题。微蜂窝主要服务对象为低速运动的移动台，因为对于高速移动台若使用微蜂窝，必定会导致移动台频繁地切换为其服务的基站而造成掉话，通话无法正常进行，所以由宏蜂窝来服务较合理。
如今的蜂窝移动通信市场中，gsm是当前应用最为广泛的移动电话标准。全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用gsm电话，它的信令和语音信道都是数字式的，因此gsm被看作2g移动电话系统。3g并没有想象中的深入人心，其网络建设速度慢，我认为在短期内，gsm仍然是通信的主导力量。3g手机接收数据速度快，但其普及需一定时间，价格也是一个关键因素。cdma码分多址技术手机通话品质比gsm好，且可把用户对话时周围环境噪音降低，使通话更清晰，而且cdma用码来区分用户，防止被人盗听的能力大大增强。其辐射小，是环保手机，它虽然使用人数并不大，但技术成熟并具有潜力。4g时代的到来还需要很长时间，因为3g的建设都没有完成，最高100mbps的速度遥遥无期，4g的灵活性和智能化也是未来发展的趋势，人们可以通过手机流畅的看电视节目，订阅信息等，不过我认为与其过快的加大数据传输速率，不如放更多精力在网络的稳定性和覆盖面积，容量等问题上，通信时代的变更需要更多设备支持，如何使基站安放合理，如何减少盲区，使任何地方都有无线通信，而同时又要做到绿色环保都是需要改进和考虑的问题。 蜂窝移动通信未来的路很漫长也艰巨，更多人追求流畅的上网以获取信息和不同环境下通话质量的提高。通信拉近了人们的交流，其未来也让人期待。 第二篇：蜂窝移动通信业务蜂窝移动通信业务 进入80年代，国内外移动通信的发展十分迅速，各类移动通信业务争奇斗艳，新技术层出不穷，一派兴旺景象，其中以蜂窝移动通
5G移动通信网络的关键技术及发展趋势 摘要：5G 移动通信是新一代移动通信系统，其具有更快的传输速率、更高的资 源利用率。本文以5G移动通信网络作为核心，对其构成的关键技术类别和未来 的技术发展应用趋势进行了简单的研究分析，希望可以为移动通信相关研究人员 提供一些参考。 关键词：5G移动通信网络；关键技术；发展趋势 引言 随着人们生活质量的不断升级，现有的网络速率似乎已经无法满足日渐提升 的需求标准。而本着技术需升级才能长期存活的原则，移动通信相关的技术研究 团队便持续开展对移动通信技术的研究，试图通过速率更高、信息传送更优质的 网络技术再度升级社会生活的综合质量。5G 移动通信是当前广泛使用的 4G 移动 通信的进一步延伸，5G移动通信网络就是在时代发展过程中产生的产物，5G移 动通信网络的产生极大改良了4G移动通信网络在一些功能上的限制性，为人们 未来的互联网生活提供了更具效率的技术能效。 1简述5G移动通信网络的核心特征 根据民众对于移动通信技术的应用反馈来看，中国的移动通信网络技术已经 基本确认会朝着提升用户体验的方向发展。因此5G移动通信网络将在用户体验 功能上拥有更大的质量提升效果。首先，5G移动通信网络的衡量指标加入了吞吐量速率（网络），并且也融入了现代正流行的虚拟现实技术和传输变通（延迟类）技术。不仅如此，除通信方面外，5G移动通信网络也将围绕着游戏和3D效果进 行再度优化升级。其次，4G移动通信网络基本以点对点传输作为主要的信息输送形式，虽然就当下而言能够支撑大多数的移动通信网络应用工作，但随着时间的 发展，这种点对点的输送形式必然会出现应用弊端[1]。而5G移动通信网络实现 了多点传输技术，直接提升了不同地区间进行网络和信息交流的整体速率。 2试分析5G移动通信网络中的关键技术类别 2.1互联网技术 当前，4G移动通信网络已经拥有了超高的速率和活动功能，但5G移动通信 网络作为升级版移动网络通信技术，其在网络技术层面便必然会面临更加高质的 综合提升。例如传输技术复杂化和智能化，就是比较显著的技术提升表现。但在 5G移动通信网络升级进程中，已经有多个技术人员均表示，预期内的SON技术 似乎无法起到稳定的协同功能。但在多次试验下，技术人员发现对无线传输参数 进行优化后便能够令其整体呈现出自动愈合状态。因此5G移动通信网络也间接 改良了宏站覆盖区域中的低功率节点，这些节点基本可以在固定的密度下形成稳 定的连通网络，也就是被技术人员直接定义的超密集异构网络[2]。但在该网络技 术中，覆盖层次的部署问题始终为核心技术难点，例如无限技术的多元化选择等。关于此，技术人员基本都会选择共同生存形式作为改良方法，继而令其能够在更 加便捷的操作模式中得以应用。 2.2无限输送技术 5G移动通信网络中所包含的无限信息输送技术基本可以分为三类。 2.2.1以提升效率为主的多规模天线技术，业内普遍称其为MIMO技术。该技 术可以在特定情况下扩充信息输送渠道的容量，提升空间内信息的分辨率，继而 保证巨量信息可以在同一时间段内快速而又稳定的加以传播[3]。 2.2.2 MIMO技术的主要优势为，其可以在同一频率内为多个不同用户提供全
YD/T xxx-xxxx 900/1800MHz TDMA数字蜂窝移动通信网 CAMEL应用部分(CAP)技术规范 (第二时期)
900/1800MHz TDMA Digital Cellular Mobile Telecommunication Network Technical Specification of CAMEL Application Part(CAP) (Phase 2)
19xx-xx-xx 公布 19xx-xx-xx 实施中华人民共和国信息产业部公布
前言 随着GSM网络的迅速进展，移动用户关于业务的需求越来越高。因此在GSM Phase2+ 时期引入了CAMEL业务（Customised Applications for Mobile Network Enhanced logic）。CAMEL 业务是一种网络特性而不是补充业务，它采纳智能网的原理，通过增加智能网的功能模块，使得即使当用户漫游出HPLMN，网络运营者也能够为用户提供运营者特定的业务。 CAMEL业务的引入，在原有GSM功能结构基础上增加了与CAMEL业务相关的功能实体，包括gsmSSF,gsmSCF和gsmSRF。为此增加了这几个功能实体之间的信令规程CAP (CAMEL应用部分)，并在移动应用部分(MAP)中增加了与CAP配合的操作和信息单元。本标准规定了gsmSSF,gsmSCF和gsmSRF之间CAP的相关操作，信息单元等。 本标准的预研依据ETSI GSM02.78，GSM03.78，GSM09.78 CAMEL 业务Phase2的标准提出，等效采纳GSM09.78 (version6.2.1)，联系中国INAP的有关要求编制。 CAP Phase2的标准化工作差不多差不多稳定，与CAP Phase1不同的是，CAP Phase2的能力差不多能够提供许多运营者所需
单选题： 1.移动通信中最大和最主要的网络系统是（B） （A）TMRS （B）PLMN （C）WUTS （D）SMCS 2.电信公司和中国网通公司为市场竞争推出的“小灵通”系统属于哪个移动通信系统（A）（A）WUTS （B）TMRS （C）PLMN （D）WLAN 3.以下哪个标准是由3GPP2制定的（C） （A）WCDMA （B）TD-SCDMA （C）cdma2000 （D）GSM 4.下面对频分双工的表述正确的是（B） （A）收发信各占一个频率（段），使用不同时隙。 （B）收发信各占一个频率（段），收发频率为固定间隔。 （C）收发信用同一个频率，使用不同时隙。 （D）收发信用同一个频率，收发频率为固定间隔。 5.我国提出的国际3G标准是（B） （A）WCDMA （B）TD-SCDMA （C）cdma2000 （D）UWC-136 6.为发展民族工业，在3G频谱划分上，我国给TD-SCDMA分配了多少频谱。（B）（A）150MHz （B）155MHz （C）160MHz （D）165MHz 7.WiMAX的无线城域网技术是基于哪个工业标准的（D） （A）IEEE802.3 （B）IEEE802.11 （C）IEEE802.12 （D）IEEE802.16
8. 信道编码（差错控制）的目的是 （B ） （A ）去掉信息的冗余度，压缩信源的数码率，提高信道的传输效率。 （B ）增加信息的冗余度，使其具有检错和纠错能力，提高信道传输质量。 （C ）去掉信息的冗余度，使其具有检错和纠错能力，提高信道传输质量。 （D ）增加信息的冗余度，压缩信源的数码率，提高信道的传输效率。 9. 陆地移动通信中，无线电波主要以什么形式传播 （D ） （A ）直达波 （B ）反射波 （C ）表面波 （D ）直达波、反射波和表面波的综合 10. 抽样定理说明：设原模拟信号的最高频率为c f ，当抽样频率（）时，从抽样的离散信 号可完全恢复原模拟信号。（A ） （A ）c s f f 2≥ （B ）c s f f 2= （C ）c s f f 2≤ （D ）c s f f 2< 11. 在PCM4位二进制码型中，量化级编号为5的对应的发射二进制码是（C ） （A ）0101 （B ）0010 （C ）0111 （D ）0011 12. 关于卷积码的纠错能力，以下说法正确的是（C ） （A ）能纠正随机差错，并具有一定的突发差错纠正能力。 （B ）只能纠正随机差错 （C ）只具有突发差错纠正能力 （D ）卷积码的纠错能力随着约束长度N 的增加而减小 13. 在3G 业务信道编码上，TD-SCDMA 高速使用的编码方式是 （D ） （A ）1/2卷积码 （B ）1/3卷积码 （C ）1/4卷积码 （D ）Turbo 码 14. WCDMA 系统中主要利用（C ）序列的互相关特性来区分用户和小区
《移动通信》论文 论文题目GSM蜂窝移动通信网络中 切换技术的研究 姓名 学号 学院 专业班级
目录 摘要........................................................................ ABSTRACT...................................................................... 第一章绪论................................................................... 1.1移动通信系统及其发展...................................... 1.1.1 移动通信及工作特点.................................................. 1.1.2 移动通信系统的发展.................................................. 1.2GSM蜂窝移动通信系统的发展............................... 1.3课题研究的目的及内容..................................... 1.4课题研究的意义 .......................................... 第二章切换技术............................................................... 2.1切换的定义及分类 ........................................ 2.2切换的原因 .............................................. 2.3切换的控制方式 .......................................... 第三章GSM蜂窝移动通信系统中的切换 .......................... 3.1 GSM系统概述............................................................. 3.2 GSM数字移动通信的主要技术............................................... 3.3 GSM切换................................................................. 第四章中国3G的切换......................................................... 4.13G的简述................................................ 4.2中国3G的发展驱动力...................................... 第五章结论与展望............................................................ 主要参考文献 ......................................................................................................................................................
移动通信系统中蜂窝的几个概念 宏蜂窝小区 传统的蜂窝式网络由宏蜂窝小区(macrocell)构成，每小区的覆盖半径大多为1km～25km。由于覆盖半径较大，所以基站 的 发射功率较强，一般在10W以上，天线也做得较高。图1是由宏蜂窝组成的移动通信系统示意图。如图所示，每个小区分别设有一个基站，它与处于其服务区内的 移动台建立无线通信链路。若干个小区组成一个区群(蜂窝)，区群内各个小区的基站可通过电缆、光缆或微波链路与移动交换中心(MSC)相连。移动交换中心 通过PCM电路与市话交换局相连接。 图1 宏蜂窝移动通信系统示意图 点击此处查看全部新闻图片 在实际的宏蜂窝内，通常存在着两种特殊的微小区域。一是“盲点”，由于网络漏覆盖 或电波在传播过程中遇到障碍物而造成阴影区域等原因，使得该区域的信号 强度极弱，通信质量低劣；二是“热点”，由于客观存在商业中心或交通要道等业务繁忙区域，造成空间业务负荷的不均匀分布。以上两“点”问题，往往通过设置 直放站、分裂小区等办法来加以解决。但从原理上讲，这两种办法也不能无限制地使用：直放站实质是一个宽带放大器，设置不合理(包括选址及安装等)或设置得过多，都极易造成对周围信号的干扰；小区分裂实质就是采用使宏基站变密的办法(即将覆盖面大的基站分裂成覆盖面较小的基站)来增加系统
的容量 ，但当基站小到一定程度时，由于干扰和基站接入等问题，这种办法将难以再进行。特别是近几年来，随着移动通信的迅速发展和业务需求的剧增，这些方法更是难奏其效，这样便产生了微蜂窝小区(microcell)技术。 微蜂窝小区 微蜂窝小区(microcell)是在宏蜂窝小区的基础上发展起来的一门技术。它的覆盖半径大约为30m～300m；发射功率较小，一般在1W以下；基 站天线置于相对低的地方，如屋顶下方，高于地面5m～10m，传播主要沿着街道的视线进行，信号在楼顶的泄露小。因此，微蜂窝最初被用来加大无线电覆盖， 消除宏蜂窝中的“盲点”。同时由于低发射功率的微蜂窝基站允许较小的频率复用距离，每个单元区域的信道数量较多，因此业务密度得到了巨大的增长，且RF干 扰很低，将它安置在宏蜂窝的“热点”上，可满足该微小区域质量与容量两方面的要求。在实际设计中，微蜂窝作为无线覆盖的补充，一般用于宏蜂窝 覆盖不到又有较大话务量的地点，如地下会议室、娱乐室、地铁、隧道等。作为热点应用的场合一般是话务量比较集中的地区，如购物中心、娱乐中心、会议中心、 商务楼、停车场等地。而在话务量很高的商业街道等地则可采用多层网形式进行连续覆盖，即分级蜂窝结构：不同尺寸的小区重叠起来，不同发射功率的基站紧密相 邻并同时存在，使得整个通信网络呈现出多层次的结构。相邻微蜂窝的切换都回到所在的宏蜂窝上，宏蜂窝的广域大功率覆盖可看成是宏蜂窝上层网络，并作为移动用户在两个微蜂窝区间移动时的“安全网”，而大量的微蜂窝则构成微蜂窝下层网络。 微微蜂窝小区 随着容量需求进一步增长，运营者可按同一规则安装第三或第四层网络，即微微蜂窝小区(picocell)。微微蜂窝实质就是微蜂窝的一种，只是它的覆盖 半径更小，一般只有10m～30m；基站发射功率更小，大约在几十毫瓦左右；其天线一般装于建筑物内业务集中地点。微微蜂窝也是作为网络覆盖的一种补充形 式而存在的，它主要用来解决商业中心、会议中心等室内“热点”的通信问题。 在目前的蜂窝式移动通信系统中，我们主要通过在宏蜂窝下引入微蜂窝和微 微蜂窝以提供更多的“内含”蜂窝，形成分级蜂窝结构，从而解决网络内的“盲点”和“热点”，提高网络容量的。因此，一个多层次网络，往往是由
计算机网络 - 线下讨论 名称：蜂窝网络的技术和应用 学院：计算机学院 班级： 姓名： 学号：实验日期：2015年5月8日 负责模块：第三代蜂窝网络技术（第五部分） 小组成员：
蜂窝网络历史 移动通信的发展历史可以追溯到19世纪。1864年麦克斯韦从理论上证明了电磁波的存在；1876年赫兹用实验证实了电磁波的存在；1900年马可尼等人利用电磁波进行远距离无线电通信取得了成功，从此世界进入了无线电通信的新时代。 现今我们每天用到的移动通信技术开始于20世纪20年代的初期。最初美国Purdue大学学生发明了工作频率为2MHz的无线电接收机，并很快在底特律的警察局的车载无线电系统中投入使用，这成为了世界上首个可以有效工作的移动通信系统；20世纪30年代初，第一部调幅制式的双向移动通信系统在美国新泽西的警察局投入使用；20世纪30年代末，第一部调频制式的移动通信系统诞生，实验表明调频制式的移动通信系统要比调幅制式的移动通信系统更加有效。在随后的10几年间，调频制式的移动通信系统占据主导地位，也是在这个时期中，通信实验和电磁波传输的实验等工作完成了，在短波波段上实现了小容量专用移动通信系统。然而此时的移动通信系统存在诸多的缺陷，难以与公众网络互通。 第二次世界大战期间，由于军事上的需求，极大的促进了移动通信技术的快速发展。战后，军事移动通信技术逐渐被应用于民用领域，到20世纪50年代，美国和欧洲部分国家相继成功研制了公用移动电话系统，在技术上实现了移动电话和公众电话网络的互通，并且得到了广泛的应用。不过当时这种移动电话系统仍然采用人工接入方式，存在局限性，系统容量小。 从20 世纪60 年代中期至70年代中期，美国推出了改进型移动电话系统，它使用150MHz和450MHz频段，采用大区制、中小容量，实现了无线频道自动选择及自动接入公用电话网。20世纪70 年代中期，随着民用移动通信用户数量的不断增加，以及业务范围的扩大，可用频道数要求递增与有限的频谱供给之间的矛盾日益尖锐。为了更有效地利用有限的频谱资源，美国贝尔实验室提出了在移动通信发展史上具有里程碑意义的AMPS，它为移动通信系统在全球的广泛应用开辟了新的道路。 冲80年代中期开始，移动通信蓬勃发展，走向成熟，开发了新一代的数字蜂窝移动通信系统。由于数字无线传输的频谱利用率高，系统的容量得到大大地提升。除此之外，数字网能够同时提供语音，数据等多种业务。
摘要 自从移动通信领域中引入的蜂窝概念，切换技术就开始出现，并成为了移动通信系统中的重要技术之一。切换技术是蜂窝系统所独有的功能，也是移动通信系统的一个关键特征，它直接影响整个系统的性能。当移动台的一个基站的覆盖范围移动到另一个基站的覆盖范围，通过切换移动台保持与基站的通信。切换从本质上说是为了实现移动环境中数据业务的小区间连续覆盖而存在的，从现象上来看是把接入点从一个区换到另一个区。 本文研究的重点是移动通信系统中的切换技术，主要分析了CDMA、GSM、WCDMA系统中的切换算法，切换基本可以分为硬切换、软切换、更软切换。由于第二代移动通信系统的巨大成功，用户的高速增长与有限的系统容量和有限的业务之间的矛盾渐趋明显，第三代移动通信的标准化工作开始逐渐进入实质阶段。3G通信技术已经在慢慢成熟，新的4G技术也在不断的演变，要做到通信技术的完善和更前的发展，切换技术作为移动通信中的关键技术，起着重要的作用。因此，我们研究切换技术是为了更好的发展未来通信技术，提高网络的服务能力和运行质量。 关键词:切换,硬切换,软切换,切换算法
目录 摘要............................................................................................................ 错误！未定义书签。目录...................................................................................................... 错误！未定义书签。Abstract第一章绪论.. (4) 1.1移动通信系统 (4) ............................................................ 错误！未定义书签。 1.1.1移动通信特点 (4) 1.1.2移动通信工作方式 (4) 1.2移动通信的发展 (5) 1.2.1全球移动通信发展历程 (5) 1.2.2我国移动通信的发展历程 (6) 1.3切换技术的发展 (7) 第二章切换技术 ........................ 错误！未定义书签。 2.1切换的定义及分类 (9) 2.2切换的原因 (9) 2.3切换的控制方式 (11) 第三章移动通信系统中的切换 (11) 3.1CDMA系统中的切换 (11) 3.1.1 CDMA系统概述 (11) 3.1.2 CDMA系统中的软切换 (12) 3.1.3 CDMA系统中的硬切换 (16) 3.2 GSM系统中的切换 (18) 3.2.1 GSM系统概述 (18) 3.2.2 GSM数字移动通信的主要技术 (19) 3.2.3 GSM切换 (19) 3.3 WCDMA系统中的切换 (21)
手机通信网络技术简介 一、手机及网络的发展历史 1973年4月的一天，一名男子站在纽约的街头，掏出一个约有两块砖头大的无线电话，并开始通话。这个人就是手机的发明者马丁库泊。当时他还是摩托罗拉公司的工程技术人员。这是当时世界上第一部移动电话。 1975年，美国联邦通信委员会(FCC)确定了陆地移动电话通信和大容量蜂窝移动电话的频谱。为移动电话投入商用做好了准备。 1979年，日本开放了世界上第一个蜂窝移动电话网。 1982年欧洲成立了GSM(移动通信特别组) 。 1985年，第一台现代意义上的可以商用的移动电话诞生。它是将电源和天线放置在一个例子里，重量达3公斤。 与现代形状接近的手机，则诞生于1987年。其重量仍有大约750克，与今天仅重60克的手机相比，象一块大砖头。 此后，手机的"瘦身"越来越迅速。1991年，手机重量为250克左右。1996年秋出现了体积为100立方厘米，重量为100克的手机。此后又进一步小型化，轻型化，到1999年就轻到了60克以下。 第一代手机（1G）是指模拟的移动电话，也就是在20世纪八九十年代香港美国等影视作品中出现的大哥大。最先研制出大哥大的是美国摩托罗拉公司的Cooper博士。由于当时的电池容量限制和模拟调制技术需要硕大的天线和集成电路的发展状况等等制约，这种手机外表四四方方，只能成为可移动算不上便携。很多人称呼这种手机为“砖头”或是黑金刚等。 第二代手机（2G）指的是GSM网络。GSM全名为：Global System for Mobile Communications，中文为全球移动通讯系统，俗称"全球通"，是一种起源于欧洲的移动通信技术标准，是第二代移动通信技术，其开发目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准，让用户使用一部手机就能行遍全球。我国于20世纪90年代初引进采用此项技术标准，此前一直是采用蜂窝模拟移动技术，即第一代GSM技术（2001年12月31日我国关闭了模拟移动网络）。 ※手机网络在中国的发展 1987年起中国移动通信集团公司开始运行900MHz模拟移动电话业务，也就开始了手机在中国的发展之路。摩托罗拉3200便是那个时代的急先锋，无论在重量还是体积，都胜人一筹，当现在我们再重温它的相貌时，恐怕第一个想到的功能便是防身了。摩托罗拉8900，模拟时代的亮点，也是第一款翻盖手机，
蜂窝移动通信关键技术及市场发展 摘要随着现代社会的快速发展，科学技术的发展也日新月异，而通信技术方面的技术变革，更是站在当今发展最快的技术变革行列的前茅。蜂窝移动通信已成为世界范围内的一项非凡成功之作，其发展如此迅速以致业务需求远远超过了原先的预测。5G移动通信技术作为目前最前沿的通信技术，目前尚处于探索研究阶段。本文对4G和5G移动通信技术的特点、优点及发展趋势做简要介绍。 关键字移动通信4G/5G关键技术发展趋势 1、引言 随着科学技术发展，通信技术也得到迅猛的发展和应用，在推动社会经济的同时改变了人们的生活方式。移动通信特别是蜂窝小区的发展，使用户实现完全的个人移动性、可靠的传输手段和接续方式，逐渐演变成社会进步必不可少的工具。移动通信现在已经成为人们广泛使用的一种通信方式，渗透到人们的生活和工作等各个方面，也给用户提供了更为丰富的娱乐服务，依靠其方便快捷、覆盖面广、注重个人用户体验等优点迅速吸引了大批移动用户。如今4G已经全面普及，而5G也已经在研究中，相信将会给我们带来更好的体验。 2、4G移动通信系统 移动通信技术经过2G、3G，已经到达了4G阶段，这不但为人们带来更多的便利，也反映出移动通信信息发展的非常迅速。身为通信行业，一定要具备长远目标以及预测未来的能力，谁获得了技术的先机，谁就可以在市场的竞争领域里独占鳌头，所以，移动通信技术在更新以及升级过程中，需要一直将当前通信技术的优势、劣势分析清楚，预测并提出更富发展性的改进方式。4G移动通信技术属于3G版的升级，在传输的速度上更快，技术保障更为可靠，智能构造设定更富有人性化，4G开辟了全新的移动通信技术。同时在普及速度上也十分迅速，在日常生活中给我们带来了非凡的体验。 移动通信的关键技术 4G通信系统具有比3G更加优良的性能,因此是一个远比3G复杂的通信系统。4G将要采用的关键技术主要有: 系统采用的核心技术是正交频分复用(OFDM),属于多载波调制技术,其基本原理是将 需要传输的串行数据流分解为若干个较低速率的并行子数据流,再将它们各自调制到相互正交的子载波上,最后合成输出,输出的数据速率与串行数据流分解前的速率相同;3G系统中采用的是码分多址CDMA技术,属于单载波调制,cdma2000中虽采用的是多载波技术,但各个载波之间相互独立,而OFDM各子载波之间的频率有重叠部分。对比分析可以看出OFDM 有如下优点: (1)抗多径干扰与窄带干扰能力较单载波系统强;
蜂窝移动通信发展展望 王建一102 542 移动通信是指移动用户之间，或移动用户与固定用户之间的通信。随着电子技术的发展，特别是半导体、集成电路和讣算机技术的发展，移动通信得到了迅速的发展。随着其应用领域的扩大和对性能要求的提高，促使移动通信在技术上和理论上向更高水平发展。20世纪80年代以来，蜂窝移动通信已成为现代通信网中不可缺少并发展最快的通信方式之一。 回顾移动通信的发展历程，蜂窝移动通信的发展大致经历了这样儿个发展阶段：第一代移动通信技术主要指蜂窝式模拟移动通信，技术特征是蜂窝网络结构克服了大区制容量低、活动范圉受限的问题。第二代移动通信是蜂窝数字移动通信。使蜂窝系统具有数字传输所能提供的综合业务等种种优点。第三代移动通信的主要特征是除了能提供笫二代移动通信系统所拥有的各种优点，克服了其缺点外，还能够提供宽带多媒体业务，能提供高质量的视频宽带多媒体综合业务，并能实现全球漫游。 3G ( 3rd-generation)是第三代移动通信技术的简称是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音(通话)及数据信息。3G与2G 的主要区别是在传输声音和数据的速率上的提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。作为一名生活在3G移动通信逐渐发展成熟的时代里，我对3G的直观理解是这样的：可以视频通话；全国无漫游，接听免费，不区分长途和市话；上网速度很快，联通无线网卡的上行速
率是7. 4M；可以将语音和数据同步进行等。 现在用的大多还是第二代技术，第三代技术还不成熟。21世纪移动通信技术和市场飞速发展，在新技术和市场需求的共同作用下，未来移动通信技术将呈现以下儿大趋势：网络业务数据化、分组化，移动互联网逐步形成；网络技术数字化、宽带化；网络设备智能化、小型化；应用于更高的频段，有效利用频率；移动网络的综合化、全球化、个人化；各种网络的融合；高速率、高质量、低费用。这正是笫四代(4G)移动通信技术发展的方向和LI标。 第四代移动通信技术的概念可称为宽带接入和分布网络，具有非对称的超过2Mbit/s的数据传输能力。它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和交互式广播网络。第四代移动通信标准比笫三代标准拥有更多的功能，它可以在不同的无线平台和跨越不同频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方用宽带接入互联网，能够提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。LI前?正在开发和研制中的4G通信将具有以下特征：通信速度更快；网络频谱更宽；各种业务的完美融合；智能性更高；兼容性能更平滑；实现更高质量的多媒体通信；通信费用更加便宜等。 对于现在的人来说，未来的4G通信显得很神秘，不少人都认为笫四代无线通信网络系统是人类有史以来最复杂的技术系统。总的来说，要顺利、全面地实施4G通信，还将可能遇到一些困难。首先，人们对未来的4G通信的需求是它的通信传输速度将会得到极大提升，从理论上说最高可达到100Mbit/s,但手机的速度将受到通信系统容量的限制。据有关行家分析，4G手机将很难达到其理论速度。其次，技术上
蜂窝移动通信系统主要是由交换网路子系统（NSS）、无线基站子系统(BSS)和移动台（MS）三大部分组成，如图2－1所示。其中NSS与BSS之间的接口为“A”接口，BSS与MS之间的接口为“Um”接口。在模拟移动通信系统中，TACS规范只对Um接口进行了规定，而未对A接口做任何的限制。因此，各设备生产厂家对A接口都采用各自的接口协议，对Um接口遵循TACS规范。也就是说，NSS系统和BSS系统只能采用一个厂家的设备，而MS可用不同厂家的设备。 图2－1 蜂窝移动通信系统的组成 由于GSM规范是由北欧一些运营公司“炒”出的规范，运营公司当然喜欢花最少的投资，用最好的设备来建最优良的通信网，因此GSM规范对系统的各个接口都有明确的规定。也就是说，各接口都是开放式接口。 GSM系统框图如图2-2，A接口往右是NSS系统，它包括有移动业务交换中心（MSC）、拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC）和移动设备识别寄存器（EIR），A接口往左Um 接口是BSS系统，它包括有基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。Um接口往左是移动台部分（MS），其中包括移动终端（MS）和客户识别卡（SIM）。 图2－2 GSM系统框图 在GSM网上还配有短信息业务中心（SC），即可开放点对点的短信息业务，类似数字寻呼业务，实现全国联网，又可开放广播式公共信息业务。另外配有语音信箱，可开放语音留言业务，当移动被叫客户暂不能接通时，可接到语音信箱留言，提高网路接通率，给运营部门增加收入。 2.2 交换网路子系统
交换网路子系统（NSS）主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。 NSS 由一系列功能实体所构成，各功能实体介绍如下： MSC：是GSM系统的核心，是对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路交换的功能实体，也是移动通信系统与其它公用通信网之间的接口。它可完成网路接口、公共信道信令系统和计费等功能，还可完成BSS、MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等。另外，为了建立至移动台的呼叫路由，每个MS、还应能完成入口MSC（GMSC）的功能，即查询位置信息的功能。 VLR：是一个数据库，是存储MSC为了处理所管辖区域中MS（统称拜访客户）的来话、去话呼叫所需检索的信息，例如客户的号码，所处位置区域的识别，向客户提供的服务等参数。 HLR：也是一个数据库，是存储管理部门用于移动客户管理的数据。每个移动客户都应在其归属位置寄存器（HLR）注册登记，它主要存储两类信息：一是有关客户的参数；二是有关客户目前所处位置的信息，以便建立至移动台的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等。 AUC：用于产生为确定移动客户的身份和对呼叫保密所需鉴权、加密的三参数（随机号码RAND，符合响应SRES，密钥Kc）的功能实体。 EIR：也是一个数据库，存储有关移动台设备参数。主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止非法移动台的使用。 2.3 无线基站子系统 BSS系统是在一定的无线覆盖区中由MSC控制，与MS进行通信的系统设备，它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。功能实体可分为基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。 BSC：具有对一个或多个BTS进行控制的功能，它主要负责无线网路资源的管理、小区配置数据管理、功率控制、定位和切换等，是个很强的业务控制点。 BTS：无线接口设备，它完全由BSC控制，主要负责无线传输，完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。 2.4 移动台 移动台就是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动终端(MS)和客户识别卡（SIM）。 移动终端就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。 SIM卡就是“身份卡”，它类似于我们现在所用的IC卡，因此也称作智能卡，存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网路。SIM卡还存储与网路和客户有关的管理数据，只有插入SIM后移动终端才能接入进网，但SIM卡本身不是代金卡。 2.5 操作维护子系统
蜂窝移动通信的认识 通信行业的发展使人们的交流方便,使各地联系密切,取代了古时的飞鸽传书或快马加鞭的送信方式。从单工寻呼机、笨重的大哥大到现在小巧的手机、街机iphone,无线移动通信技术运用广泛,超过了固定通信,而蜂窝移动通信作为移动通信的一种,它是把覆盖的小区划分成若干个类似蜂窝的小区,每个小区中设立基站为用户提供服务,当用户运动时,通过基站和移动交换中心传输语音、数据、视频等进行越区切换以保障通话的畅通等的手机基本功能。 蜂窝系统的发展经历了1G以模拟通信为特征的移动通信时代到2G数字蜂窝移动通信时代到3G多媒体业务时代以及如今吵得沸沸扬扬但未实现的4G广带移动,一些技术的引入如频率复用等使频带利用率提高,用户可以迅速切换、享受高速的数据传输速度,也是蜂窝系统发展的象征。蜂窝移动通信的特点是用户容量大,服务性能较好,频谱利用率较高,用户终端小巧而且电池使用时间长,辐射小等等。蜂窝移动通信系统可分为宏蜂窝、微蜂窝和智能蜂窝。宏蜂窝的小区覆盖半径较大,但会因为障碍物引起较多“盲区”,而微蜂窝解决了宏蜂窝的缺陷,使“盲区”减少,频率复用使话务量大的“热点”地区通信质量有所改进,增加了通信的容量,但是同时带来了经济成本和网络复杂性等问题。微蜂窝主要服务对象为低速运动的移动台,因为对于高速移动台若使用微蜂窝,必定会导致移动台频繁地切换为其服务的基站而造成掉话,通话无法正常进行,所以由宏蜂窝来服务较合理。 如今的蜂窝移动通信市场中,GSM是当前应用最为广泛的移动电话标准。全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话,它的信令和语音信道都是数字式的,因此GSM被看作2G移动电话系统。3G并没有想象中的深入人心,其网络建设速度慢,我认为在短期内,GSM仍然是通信的主导力量。3G手机接收数据速度快,但其普及需一定时间,价格也是一个关键因素。CDMA码分多址技术手机通话品质比GSM好,且可把用户对话时周围环境噪音降低,使通话更清晰,而且CDMA用码来区分用户,防止被人盗听的能力大大增强。其辐射小,是环保手机,它虽然使用人数并不大,但技术成熟并具有潜力。4G时代的到来还需要很长时间,因为3G的建设都没有完成,最高100Mbps的速度遥遥无期,4G的灵活性和智能化也是未来发展的
4G移动通信技术探讨的论文 lte的全名是3gpp长期演进（long term evolution），能够提供下行100mbps、上行50mbps 的峰值速率，支持100km半径的小区覆盖。英国沃达丰、日本ntt docomo、美国at&t和verizon 等世界最主要电信运营商已经决定采用lte技术，近期 用户对互联网的速率要求越来越高，目前韩国达mbitps,日本达mbitps,瑞典达成mbitps。为了适应通信用户日益增长的高速多媒体数据业务需求，4g移动通信系统不管是采用wimax技术还是采用lte技术，与3g相比，4g将是以数字宽带为主的高度自组织、自适应的网络，其特点主要有：高速率、良好的兼营性、多类型用户共存、多种业务的融合、多种先进的技术应用。 4g移动通信系统的关键技术： (1)ofdm正交频分复用技术 ofdm正交频分复用技术的基本思想是将高速串行的数据码流变换成n（通常取偶数）路并行的低速数据流，再将这n路低速数据流分别调制到等频间隔的一组总数为n的子载波上，并且这组子载波要满足下交的条件。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 mimo（多进多出）是未来移动通信的关键技术。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) 软件无线电技术 软件无线电是美国mtltre公司于1992年明确提出的，其基本思想是将标准化、模块化的硬件功能单元经过一个通用硬件平台，利用软件加载方式来实现各种类型的无线电通信系统，所有体制和标准的更新，以及不同体制之间的兼营，都可以通过适当的软件来完成。软件无线电的核心思想是在尽可能靠近天线的地方使用宽带a/d和d/a变换器，并尽可能多地用软件来定义无线功能，各种功能和信号处理都尽可能用软件实现。其软件系统包括各类无线信令规则与处理软件、信号流变换软件、信源编码软件、信道纠错编码软件、调制解调算法软件等。软件无线电使得系统具有灵活性和适应性，能够适应不同的网络和空中接口。软件无线电技术能支持采用不同空中接口的多模式手机和基站，能实现各种应用的可变qos。 (4)智能天线技术 智能天线（sa）原名自适应天线阵列，由多个天线单元组成，每个天线后面接一个加权器，经过加权器处理以后的信号，最后用相加器进行合并。智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，被认为是未来移动通信的关键技术。智能天线应用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。 (5) 调制与编码技术 4g移动通信系统采用新的调制技术，如多载波正交频分复用调制技术以及单载波自适应均衡技术等调制方式，以保证频谱利用率和延长用户终端电池的寿命。4g移动通信系统采用更高级的信道编码方案(如turbo码、级连码和ldpc等)、自动重发请求(arq)技术和分集接收技术等，从而在低eb/n0条件下保证系统足够的性能。