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。。
《移动通信》课程教学大纲 一、课程名称：（移动通信原理与系统） ( 32学时） 二、先修课程：通信原理、通信网基础 三、适用专业：通信工程专业 四、课程教学目的 本课程是通信工程本科专业课。移动通信是当今通信领域发展最快、应用最广和最前沿的通信技术。移动通信的最终目标是实现任何人可以在任何地点、任何时间与其他任何人进行任何方式的通信。移动通信技术包括了组网技术、多址技术、语音编码技术、抗干扰抗衰落技术、调制解调技术、交换技术以及各种接口协议和网管等等多方面的技术。因此从某种意义上可以说，移动通信系统汇集了当今通信领域内各种先进的技术。通过本课程的学习使学生了解和掌握移动通信的基本理论，了解和掌握移动通信的发展、蜂窝移动通信系统的基本概念、移动通信的信道、移动通信系统的调制和抗干扰技术、语音编码技术、移动通信中的多址接入、移动通信网以及GSM系统、CDMA系统和3G技术以及未来无线通信的发展等。 五、课程教学基本要求 1．理解和掌握无线信道和传播、传播损耗模型； 2．掌握移动通信中的信源编码的基本概念和调制解调技术； 3．理解和掌握移动通信中的各种抗衰落抗干扰技术； 4．掌握移动通信系统的组网技术； 5．掌握GSM移动通信系统、理解GPRS系统的基本原理以及EDGE的基本原理； 6．掌握基于CDMA20001X系统、WCDMA系统和TD－SCDMA系统的基本原理和应用； 7．了解未来移动通信的发展。 六、教学内容及学时分配（不含实验） 第一章概述 1学时 第二章移动通信电波传播环境与传播预测模型 4学时内容： ●无线传播的特点以及对无线通信的影响； ●无线信道的特性，研究方法 ●无线信道的分析基础（分布，特性参数等） ●简单介绍建模技术和仿真技术基础 ●介绍常见的几种传播预测模型 ●说明应用范围和应用方法
3. 第三代移动通信TD－SCDMA系统主要设备和技术介绍 .1 TD－SCDMA标准的提出与形成 .2 TD－SCDMA系统概述 .2.1 TD-SCDMA系统主要技术性能 概括地讲，TD－SCDMA系统的主要技术性能有： 1. 工作频率： 2010～2025MHz 2. 载波带宽： 1.6MHz 3. 占用带宽： 5MHz (容纳三个载波，即1.6MHz×3) 4. 每载波码片速率： 1.28Mcps 5. 扩频方式： DS , SF=1/2/4/8/16 6. 调制方式： QPSK 7. 帧结构：超帧720ms, 无线帧10ms 8. 子帧： 5ms 9. 时隙数： 7 10. 支持的业务种类： * 高质量的话音通信 * 电路交换数据 (与当前GSM网络9.6Kbps兼容) * 分组交换数据（9.6~384Kbps，以后达到2Mbps） * 多媒体业务 * 短消息 11. 每载波支持对称业务容量： 每时隙话音信道数：16 （8Kbps话音，双向信道，同时工作；也可以用 两个信道支持13Kbps话音) 每载波话音信道数：16×3＝48 （对称业务） 频谱利用率： 25Erl./MHz 12. 每载波支持非对称业务容量： 每时隙总传输速率：281.6Kbps (数据业务) 每载波总传输速率：1.971Mbps 频谱利用率： 1.232Mbps/MHz 13. 基站覆盖范围： 在人口密集市区： 3~5Km (根据电波传播环境条件决定) 在城市郊区；适当调整时隙结构可达到10～20Km (与FDD制式相同) 14. 通信终端移动速度：基于智能天线和联合检测的高性能数字信号处理 技术，经 过仿真，通信终端的移动速度可以达到250km/h。
移动通信现状及技术发展展望
移动通信现状及技术发展展望 信息来源：中 国电信业分类：电信通 信 发布时间：2005 年12月8日 目前世界电信业的技术发展进 入了新的发展阶段，出现融合、调整、变革的新趋势。尤其是3G、NGN和宽带技术的发展和应用，已经成为今后一段时期的全球发展热点。 可以预见，“十一五”期间，我国电信市场规模还将继续稳步扩大，人们对通信的依赖和需求程度也将不断提高。国民经济的稳步持续发展、社会信息化进程的不断推进、用户消费能力的提高，都将进一步刺激电信市场需求的增长。那么，各项通信技术在未来的五年里将会出现怎样的 发展态势？《中国电信业》杂志发表中国移动通信集团公司副总工程师真才基的署名文章，对“十一五”期间电信技术的发展走向进行全面 深入的分析和预测。真才基全球移动通信发展回顾全球移动通信发展虽然只有短短20年的时间，但它已经创造了人类历史上伟大的奇迹，截至2005年6月份全球移动用户已经达到19亿。目前，在移动通信领域有一些
趋势已经发生或者是正在发生，总结起来有以下的几个趋势和特点：1、移动通信在通信市场中的主体地位进一步加强移动话音业务超过固定，差距逐步拉大，异质竞争明显，主要体现在两个方面：从用户数看，2002年底，全球移动用户数已经超过了固定用户数(中国则是2003年进入这个拐点)。截至2004年5月，近100个国家的移动用户数已经超过固定用户数，这一趋势仍在继续。移动超过固定，实质上反映了人类对移动性和个性化的需求在急剧上升。未来，移动通信将成为人们最主要的通信方式。从收入看，全球移动电话收入已经接近固定电话收入，有可能在2004年或者2005年超过固定电话收入。移动电话的资费与固定电话资费越来越靠近，同时移动通信的“个人化”，使得移动话音对固定话音的分流作用更加凸现。 2、GSM体系依旧占据主导地位近3年来全球GSM的主流地位愈加凸显出来，与CDMA相比，市场优势更加明显。截至2004年年底，全球GSM /WCDMA体系的占75.14%，而CDMA体系在全球移动市场的份额为13.91%，因此GSM/WCDMA用户
移动通信技术的现状与发展-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
下一代互联网技术大作业 题目移动通信技术的现状与发展 姓名 专业网络工程 班级 1402班 学号
1. 移动通信技术的概念及相关知识 1.1 移动通信的基本概念 移动通信是指通信中的移动一方通过无线的方式在移动状态下进行的通信，这种通信方式可以借助于有线通信网，通过通信网实现与世界上任何国家任何地方任何人进行通信，因此，从某种程度上说，移动通信是无线通信和有线通信的结合。移动通信的发展先后经历了第一代蜂窝模拟通信，第二代蜂窝数字通信，以及未来的第三代多媒体传输、无线Internet等宽带通信，它的最终目标是实现任何人在任何时间任何地点以任何方式与任何人进行信息传输的个人通信。 1.2移动通信的发展 目前，移动通信已从模拟通信发展到了数字移动通信阶段，并且正朝着个人通信这一更高级阶段发展。未来移动通信的目标是，能在任何时间、任何地点、向任何人提供快速可靠的通信服务。1978年底，美国贝尔实验室研制成功先进移动电话系统（AMPS），建成了蜂窝状模拟移动通信网，大大提高了系统容量。与此同时，其它发达国家也相继开发出蜂窝式公共移动通信网。这一阶段的特点是蜂窝移动通信网成为实用系统，并在世界各地迅速发展,这个系统一般被当作是第一代移动通信系统。 从20世纪80年代中期开始，数字移动通信系统进入发展和成熟时期。蜂窝模拟网的容量已不能满足日益增长的移动用户的需求。80年代中期，欧洲首先推出了全球移动通信系统（GSM：Global System for Mobile）。随后美国和日本也相继指定了各自的数字移动通信体制。20世纪90年代初，美国Qualcomm 公司推出了窄带码分多址（CDMA：Code-Division Multiple Access）蜂窝移动通信系统，这是移动通信系统中具有重要意义的事件。从此，码分多址这种新的无线接入技术在移动通信领域占有了越来越重要的地位。些目前正在广泛使用的数字移动通信系统是第二代移动通信系统。
(单选题)1: W-CDMA系统采用的多址方式为（）。 A: FDMA B: CDMA C: TDMA D: FDMA/ CDMA 正确答案: (单选题)2: GSM1800收发频率间隔为（）。 A: 95MHz B: 45MHz C: 35MHz D: 25MHz 正确答案: (单选题)3: 跳频能有效地改善以下（）现象。 A: 远近效应 B: 阴影效应 C: 多经效应 D: 码间干扰 正确答案: (单选题)4: 在移动通信系统中，中国的移动国家代码为( )。A: 86 B: 086 C: 460 D: 0086 正确答案: (单选题)5: GPRS系统可以提供高达（）的理论数据传输速率。A: 14.4Kb/s B: 115.2Kb/s C: 171.2Kb/s D: 384Kb/s 正确答案: (单选题)6: N-CDMA系统采用的多址方式为( )。 A: FDMA B: CDMA C: TDMA D: FDMA/CDMA 正确答案: (单选题)7: 数字移动通信网的优点是（）。 A: 频率利用率低
B: 不能与ISDN兼容 C: 抗干扰能力强 D: 话音质量差 正确答案: (单选题)8: GSM900收发频率间隔为（）。 A: 25MHz B: 35MHz C: 45MHz D: 75MHz 正确答案: (单选题)9: 下面说法正确的是（）。 A: GSM手机比CDMA手机最低发射功率小 B: 光纤通信使用的光波工作波段是毫米波 C: WCDMA是在GSM网络基础上发展演进的 D: 在通信系统中，电缆比光缆的传输质量好 正确答案: (单选题)10: 开环功率控制的精度（）闭环功率控制的精度。 A: 大于 B: 小于 C: 接近 D: 不好说 正确答案: (多选题)11: 相比目前的定向天线而言，智能天线具有以下（）优点。A: 降低用户间干扰 B: 增强覆盖 C: 实现结构简单 D: 提高系统容量 正确答案: (多选题)12: GSM支持的基本业务又分为（）。 A: 补充业务 B: 电信业务 C: 承载业务 D: 附属业务 正确答案: (多选题)13: 常用的多址技术包括（）。 A: 频分多址(FDMA) B: 时分多址(TDMA) C: 码分多址(CDMA)
移动通信频段划分 GSM通信频段：分为:GSM900 DCS1800 PCS1900（目前中国只用到GSM900和DCS1800两个频段） GSM900: 双工频率间隔:45MHZ 880~890（EGSM），890~915M（PGSM）移动台(手机)发送. 基站接收 925~935（EGSM），935~960M（PGSM）基站发送. 移动台(手机)接收 GSM900频段中我国政府批准使用的上行频率为885~915 MHz ，下行频率为935~960 MHz 移动GSM900频段为885~890(上行)/930~935(下行)（此频段属于EGSM），890~909(上行)/935~954(下行) （此频段属于PGSM），共24M 联通GSM900频段为909~915 (上行)/954~960(下行)，共6M DCS1800: 双工频率间隔:90MHZ 1710~1785M 移动台(手机)发送. 基站接收 1805~1880M 基站发送. 移动台(手机)接收 GSM1800频段中我国政府批准使用的上行频率为1710~1755 MHz ，下行频率为 1805~1850 MHz，但未大量使用，特别是小城市 移动GSM1800频段为1710~1720(上行)/1805~1815(下行)，共10M 联通GSM1800频段为1745~1755(上行)/1840~1850(下行) ，共10M TD-SCDMA（TDD）： 核心频段： A频段：2010~2025MHz(原B频段)，建设最好的，最早使用的，广泛室外使用的频段 F频段：1880~1920MHz(原A频段)，考虑与小灵通干扰，应从低开始使用 E频率：2320~2370MHz(原C频段)，主要室内使用，不室外使用，室内防止与WLAN 冲突，建议从低开始使用。 现在LTE实验网频段为：2320-2370MHz。 WCDMA（FDD）2100M频段：（具有TDD模式，但是没有商用）（标准4种850/900/1900/2100MHz）核心频段：1920~1980MHz，2110~2170MHz（分别用于上行和下行） 中国联通WCDMA分配的频率是1940～1955MHz(上行)/2130～2145MHz(下行)，共 15MHz； CDMA2000（FDD）800M频段： 核心频段：815~849MHz，860~894MHz（分别用于上行和下行） 中国电信800M的频段：825-835 MHz(上行)/870-880 MHz(下行),共10MHz; 中国电信cdma2000分配的频率是1920～1935MHz(上行)/2110～2125MHz(下行)，共15MHz； 1．EDGE的带宽与基站接入有关，以及与终端使用几个时隙有关，EDGE总8个时隙，但是为了防止干扰一般都没有用完8个时隙，最多分组数据4个时隙。 2．频段变化主要原因：900M满了会自动提升到1800M 或者：900M是语音，1800M是分组数据 3．EDGE各个区域的分布是不一致的，可能有的布局好有的布局不好。 4．GPRS的每个时隙速度大约20Kbps。
4G是集3G与WLAN于一体，并能够传输高质量视频图像，它的图像传输质量与高清晰度电视不相上下。4G系统能够以100Mbps的速度下载，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。 (1)接入方式和多址方案 (正交频分复用)是一种无线环境下的高速传输技术，其主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，各子载波并行传输。尽管总的信道是非平坦的，即具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽。OFDM技术的优点是可以消除或减小信号波形间的干扰，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。 (2)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。 (3)高性能的接收机 4G移动通信系统对接收机提出了很高的要求。Shannon定理给出了在带宽为BW的信道中实现容量为C的可靠传输所需要的最小SNR。按照Shannon定理，可以计算出，对于3G 系统如果信道带宽为5MHz，数据速率为2Mb/s，所需的SNR为l.2dB；而对于4G系统，要在5MHz的带宽上传输20Mb/s的数据，则所需要的SNR为12dB。可见对于4G系统，由于速率很高，对接收机的性能要求也要高得多。 (4)智能天线技术 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)MIMO技术 (多输入多输出)技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术，它采用的是分立式
移动通信原理与系统 第1章概论 1.（了解）4G网络应该是一个无缝连接的网络，也就是说各种无线和有线网络都能以IP协议为基础连接到IP核心网。当然为了与传统的网络互连则需要用网关建立网络的互联，所以将来的4G网络将是一个复杂的多协议的网络。 2.所谓移动通信，是指通信双方或至少有一方处于运动中进行信息交换的通信方式。 移动通信系统包括无绳电话、无线寻呼、陆地蜂窝移动通信、卫星移动通信等。无线通信是移动通信的基础。 3.移动通信主要的干扰有：互调干扰、邻道干扰、同频干扰。（以下为了解） 1）互调干扰。指两个或多个信号作用在通信设备的非线性器件上，产生与有用信号频率相近的组合频率，从而对通信系统构成干扰。 2）邻道干扰。指相邻或邻近的信道（或频道）之间的干扰，是由于一个强信号串扰弱信号而造成的干扰。 3）同频干扰。指相同载频电台之间的干扰。 4.按照通话的状态和频率的使用方法，可以将移动通信的工作方式分成：单工通信、双工通信、半双工通信。 第2章移动通信电波传播与传播预测模型 1.移动通信的信道是基站天线、移动用户天线和两副天线之间的传播路径。 对移动无线电波传播特性的研究就是对移动信道特性的研究。 移动信道的基本特性是衰落特性。 2.阴影衰落：由于传播环境中的地形起伏、建筑物及其他障碍物对电磁波的遮蔽所引起的衰落。 多径衰落：无线电波呢在传播路径上受到周围环境中地形地物的作用而产生的反射、绕射和散射，使其到达接收机时是从多条路径传来的多个信号的叠加，这种多径传播多引起的信号在接收端幅度、相位和到达时间的随机变化将导致严重的衰落。 无线信道分为大尺度传播模型和小尺度传播模型。大尺度模型主要是用于描述发射机与接收机之间的长距离（几百或几千米）上信号强度的变化。小尺度衰落模型用于描述短距离（几个波长）或短时间（秒级）内信号强度的快速变化。 3.在自由空间中，设发射点处地发射功率为P t，以球面波辐射；设接收的功率为P r，则 P r=（A r/4πd2）P t G t 式中，A r=λ2G r/4π，λ为工作波长，G t、G r分别表示发射天线和接收天线增益，d为发射天线和接收天线间的距离。 4.极化是指电磁波在传播的过程中，其电场矢量的方向和幅度随时间变化的状态。 电磁波的极化可分为线极化、圆极化和椭圆极化。 线极化存在两种特殊的情况：电场方向平行于地面的水平极化和垂直于地面的垂直极化。在移动通信中常用垂直极化天线。 5.极化失配：接收天线的极化方式只有同被接收的电磁波的极化形式一致时，才能有效地接收到信号，否则将使接收信号质量变坏，甚至完全收不到信号。 6.阴影衰落又称慢衰落，其特点是衰落与无线电传播地形和地理的分布、高度有关。 7.多径衰落属于小尺度衰落，其基本特性表现在信号的幅度衰落和时延扩展。 8.多普勒频移：f d=（v/λ）cosα，式中v为移动速度；λ为波长；α为入射波与移动台方向之间的夹角；v/λ=f m为最大多普勒频移。
移动通信技术发展趋势研究论文 摘要本文详细论述了现代移动通信技术的六大最新发展趋势：网络业务的数据化、分组化，网络技术的宽带化，网络技术的智能化，更高的频段，更有效利用频率，网络趋于融合、走向统一。了解、掌握这些趋势对移动通信运营商和设备制造商均具有重要的现实意义。关键词移动通信Internet无线数据IMT-2000智能网网络融合 1前言 移动通信业务之所以发展迅猛主要是其满足了人们在任何时间。任何地点与任何个人进行通信的愿望。移动通信是实现未来理想的个人通信服务的必由之路。在信息支撑技术、市场竞争和需求的共同作用下，移动通信技术的发展更是突飞猛进，呈现出以下几大趋势：网络业务数据化、分组化，网络技术宽带化，网络技术智能化，更高的频段，更有效利用频率，各种网络趋于融合。了解、掌握这些趋势对移动通信运营商和设备制造商均具有重要的现实意义。 2网络业务数据化、分组化 2.1无线数据——生机无限当前移动数据通信发展迅速，被认为是移动通信发展的一个主要方向。近年来出现的移动数据通信主要有两种，一种是电路交换型的移动数据业务，如TACS、AMPS和GSM中的承载数据业务以及GSM系统的HSCSD；另外一种是分组交换型的移动数据业务，如摩托罗拉的DataTAC、爱立信的Mobitex和GSM系统的GPRS。 目前，无线数据业务只占GSM网络全部业务量中的很小一部分，但是在未来的两年中这种状况将开始扭转，并大大改变。1999年以后，随着HSCSD、GPRS 等新的高速数据解决方案显露峥嵘，并成为数据应用的新焦点，无线数据将成为运营商经营计划中越来越重要的部分，它预示着未来大量的商业机遇。 （1）应用驱动市场 无线数据业务的主要驱动力在于用户的应用。话音是单一的、易于被大众所接受的业务，然而无线数据则不同，无线数据最初的应用重点放在运输管理这样的专业市场。近期无线数据业务的目标市场是销售人员或现场工程师这样的用户群。从这些先发目标的应用中积累无线数据的经验，并从中受益。
对移动通信技术的认识 所谓移动通信就是移动体之间的通信，或移动体与固定体之间的通信。移动体可以是人，也可以是汽车、火车、轮船、收音机等在移动状态中的物体。 移动通信与固定物体之间的通信比较起来，具有一系列的特点，主要是：(1)移动性。就是要保持物体在移动状态中的通信，因而它必须是无线通信，或无线通信与有线通信的结合。(2)电波传播条件复杂。因移动体可能在各种环境中运动，电磁波在传播时会产生反射、折射、绕射、多卜勒效应等现象，产生多径干扰、信号传播延迟和展宽等效应。(3)噪声和干扰严重。在城市环境中的汽车火花噪声、各种工业噪声，移动用户之间的互调干扰、邻道干扰、同频干扰等。(4)系统和网络结构复杂。它是一个多用户通信系统和网络，必须使用户之间互不干扰，能协调一致地工作。此外，移动通信系统还应与市话网、卫星通信网、数据网等互连，整个网络结构是很复杂的。(5)要求频带利用率高、设备性能好。 移动通信系统由两部分组成： (1) 空间系统； (2) 地面系统：①卫星移动无线电台和天线；②关口站、基站。 移动通信系统从20世纪80年代诞生以来，到2020年将大体经过5代的发展历程，而且到2010年，将从第3代过渡到第4代(4G)。到4G，除蜂窝电话系统外，宽带无线接入系统、毫米波LAN、智能传输系统(ITS)和同温层平台(HAPS)系统将投入使用。未来几代移动通信系统最明显的趋势是要求高数据速率、高机动性和无缝隙漫游。实现这些要求在技术上将面临更大的挑战。此外，系统性能(如蜂窝规模和传输速率)在很大程度上将取决于频率的高低。考虑到这些技术问题，有的系统将侧重提供高数据速率，有的系统将侧重增强机动性或扩大覆盖范围。 从用户角度看，可以使用的接入技术包括：蜂窝移动无线系统，如3G；无绳系统，如DECT；近距离通信系统，如蓝牙和DECT数据系统；无线局域网(WLAN)系统；固定无线接入或无线本地环系统；卫星系统；广播系统，如DAB和DVB-T；ADSL和Cable Modem。 移动通信的种类繁多。按使用要求和工作场合不同可以分为(1)集群移动通信，也称大区制移动通信。它的特点为只有一个基站，天线高度为几十米至百余米，覆盖半径为30～km，发射机功率可高达200W。用户数约为几十至几百，可以是车载台，也可是以手持台。它们可以与基站通信，也可通过基站与其他移动台及市话用户通信，基站与市站有线网连接。(2)蜂房移动通信，也称小区制移动通信。它的特点是把整个大范围的服务区划分成许多小区，每个小区设置一个基站，负责本小区各个移动台的联络与控制，各个基站通过移动交换中心相互联
移动通信基站天线 移动通信基站天线 移动通信基站天线是手机用户用无线与基站设备连接的信息出(下行、发射)入(上行、接收)口，是载有各种信息的电磁波能量转换器。基站发射时，调制后的射频电流能量经基站天线转换为电磁波能量，并以一定的强度向预定区域(手机用户)辐射出去;手机用户信息经调制后的电磁波能量，由基站天线接收，有效地转换为射频电流能量，传输至主设备。基站天线是电磁波传输的第一道空中闸口，它性能的好坏，严重影响到移动通信的质量。 由于天线是开放的分布参数电路，属于“运动电磁场”范畴，而集中参数元件(电阻、电感、电容、导线等)构成的电路，属于“电路”范畴。电磁场看不见，摸不着，看似简单，但其理论计算及测试手段比电路复杂得多。天线专业的这一特点，以及移动通信的特定覆盖要求，使移动通信基站天线具有高技术特点。加之，基站天线的室外高空使用环境恶劣，对其可靠性又提出了更高的要求。高技术加上高可靠性要求，使进入基站天线制造业的门槛较高，没有强的技术实力和资金实力，是很难进入的。 通信天线的原理 通信天线作为无线通信不可缺少的重要部分，其基本功能是辅射和接收无线电波。发射时，把高频电流转换为电磁波:接收时，把电磁波转换为高频电流。 通信天线的种类 按用途可分为基地台天线(base station antenna)和移动天线(mobile and portable antennas);按工作频段可划分为超长波、长波、中波、短波、超短波和微波天线;按其方向性可划分为全向和定向天线;按其结构特性可划分为线天线和面天线。
怎样选择通信天线 天线作为通信系统的重要组成部分，其性能的好坏直接影响通信的质量，用户在选择天线时必须首先注重其性能。具体说有两个方面，第一选择天线类型;第二选择天线的电气性能。选择天线类型的意义是:所选天线的方向图是否符合系统设计中电波覆盖的要求;选择天线电气性能的意义是:选择使用天线的频率、带宽、增益、额定功率等电气指标是否符合系统设计要求。因此，用户在选择天线时最好向厂家联系咨询。 通信天线基本的性能指标 天线的增益 增益是天线的主要指标之一，它是方向系数与效率乘积，是天线辐射或接收电波大小的表现。增益大小的选择取决于系统设计对电波覆盖区域的要求，简单地说，在同等条件下，增益越高，电波传播的距离就越远。一般基地台天线采用高增益天线，移动台天线采用低增益天线。 天线的电压驻波比 天线输入阻抗与馈线的特性阻抗不一致时，产生的反射波和入射波在馈线上叠加形成驻波，其相邻电压最大值和最小值之比就是电压驻波比。它是检验馈线传输效率的依据。电压驻波比与功率关系如下表。本公司产品符合国家标准，在工作频段的电压驻波比小于1.5，在工作频点电压驻波比小于1.2。电压驻波比过大，将缩短通信距离，而且反射功率将返回发射机功放部分，容易烧坏功放管，影响通信系统正常工作。 电压驻波比 1.0 1.1 1.2 1.5 2.0 3.0 反射功率% 0.0 0.2 0.8 4.0 11.1 25.0 传输功率% 100 99.8 99.2 96 88.9 75 天线的方向性
第五代移动通信的关键技术 5G 是面向未来的通信发展需求的移动通信系统，第五代移动通信技术兴起的主要驱动力为互联网和物联网，将来人机交互和数据共享是人们日常生活的一部分，在这种交互下，人们的生活将会更加高效舒适。第五代移动通信系统不仅通信容量大，速率高，其可靠性和安全性也比第四代移动通信有了更好的改进，具有很大的发展空间，下面简单介绍几种第五代移动通信的关键技术。 1.Massive MIMO技术 大规模MIMO技术是指基站端采用大规模天线阵列，天线数超过十根甚至上百根，并且在同一时频资源内服务多个用户的多天线技术。大规模MIMO技术将传统的时域、频域、码域三维扩展为了时域、频域、码域、空域四维，新增维度极大的提高了数据传输速率。大规模MIMO天线技术提供了更强的定向能力和赋形能力如图1，大规模MIMO的空间分辨率与现有MIMO相比显著增强，能深度挖掘空间维度资源，使得网络中的多个用户可以在同一时频资源上利用大规模MIMO提供的空间自由度与基站同时进行通信，从而在不需要增加基站密度和带宽的条件下大幅度提高频谱效率。大规模MIMO可将波束集中在很窄的范围内，从而大幅度降低干扰，大幅降低发射功率，从而提高功率效率，减少用户间干扰，显著提高频谱效率。 当基站侧天线数远大于用户天线数时，各个用户的信道将趋于正交，小区内同道干扰及加性噪声趋于消失，系统性能仅受限于邻区导频的复用，这使得系统的很多性能都只与大尺度相关，与小尺度无关。大规模MIMO的无线传输技术将有可能使频谱效率和功率效率在4G 的基础上再提升一个量级。 图1. 大规模MIMO天线技术方向图
2. 非正交多址接入技术（NOMA） 5G的无线接入技术目前还有的观点关注多载波调制，如滤波器组多载波（FBMC，_ lter _bank based multicarrier），其天然的非正交性和不需要先前的分布式发射机同步。一种新的调制方式，被称为通用滤波后的多载波（UMFC）被提出。开始是OFDM信号，通过滤相邻子载波组，以减少时间/频率同步造成的旁瓣水平和载波间干扰。要解决OFDMA正交的时间窗口的缺点，即需要较大的保护带CP，使用多载波滤波器组就可以允许大的传输时延和任意高的频率补偿。日益发展的软件无线电，FFT块的大小，子载波间隔和CP长度可根据信道条件改变。因此，OFDMA允许一些参数可调，可以很好地适应5G的要求。 3. 射束分割多址技术（BDMA） 有限的频谱资源对于移动和无线技术而言是一个重大的挑战，即如何把有限的频率和时间分配给不同用户。由于这个情况，要实现提高系统的容量和质量，目前使用的多址技术包括频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）、正交频分多址（OFDMA）等。然而，现在使用的所有多址技术中，通信系统容量依赖于时间和频率。如何发展多址接入系统，提高有限频率的系统容量是一个新的挑战。 目前发明的BDMA技术，根据MS的位置分配天线波束，实现多址接入，从而显著增加系统的容量。按此观点，MS和基站在视距（LOS）的状态，因此他们明确知道彼此的位置。在此条件下，他们能够将波束直接传送到彼此的位置以通信，而不受移动台在小区边缘的干扰。 为了在5G中适应BDMA，就要发展相位阵列天线，智能天线要能够调整波束。调整波束天线通过收集从基站和MS到达角（AOA）信息设置无线配置。自适应天线阵列的使用，是提高能力的一个可能性。 4. 全频段技术 5G网络通信技术将会以智能化、宽带化和多元化为主要的发展方向。未来网络数据业务的发展方向主要在热点密集地区和室内，而当前网络数据的流量如果在少数人使用状态下不存在延迟、低网速等问题，但一旦放开使用用户数量，网络延迟和网络速度都将会是一个巨大的问题，而物联网和智能终端所依赖的移动通信网络将会处于堵塞状态，很难发挥物联网和智能终端的优势。目前5G移动通信技术所研究的超密集组网，可以针对高度使用移动数据的地区提升流量容量1000倍，很好的解决了网络数据使用密集地区的数据传输和数据容量问题。该技术的发展，虽然在数据流量方面提升率非常高，但是由于其拓扑结构也更加复杂，各网络之间的信号干扰也是一个很大的麻烦，大家都知道一旦同一个区域的无线网络过多，就会相互之间产生干扰，影响网络的传输。因此，该技术还需要进一步的研究以适用
第一章概述 1．1简述移动通信的特点： 答：①移动通信利用无线电波进行信息传输；②移动通信在强干扰环境下工作；③通信容量有限；④通信系统复杂；⑤对移动台的要求高。 1．2移动台主要受哪些干扰影响？哪些干扰是蜂窝系统所特有的？ 答：①互调干扰；②邻道干扰；③同频干扰（蜂窝系统所特有的）；④多址干扰。 1．3简述蜂窝式移动通信的发展历史，说明各代移动通信系统的特点。 答：第一代（1G）以模拟式蜂窝网为主要特征，是20世纪70年代末80年代初就开始商用的。其中最有代表性的是北美的AMPS（Advanced Mobile Phone System）、欧洲的TACS（Total Access Communication System）两大系统，另外还有北欧的NMT 及日本的HCMTS系统等。 从技术特色上看，1G以解决两个动态性中最基本的用户这一重动态性为核心并适当考虑到第二重信道动态性。主要是措施是采用频分多址FDMA 方式实现对用户的动态寻址功能，并以蜂窝式网络结构和频率规划实现载频再用方式，达到扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。在信道动态特性匹配上，适当采用了性能优良的模拟调频方式，并利用基站二重空间分集方式抵抗空间选择性衰落。 第二代（2G）以数字化为主要特征，构成数字式蜂窝移动通信系统，它于20世纪90年代初正式走向商用。其中最具有代表性的有欧洲的时分多址（TDMA）GSM（GSM原意为Group Special Mobile，1989年以后改为Global System for Mobile Communication）、北美的码分多址（CDMA）的IS-95 两大系统，另外还有日本的PDC 系统等。 从技术特色上看，它是以数字化为基础，较全面地考虑了信道与用户的二重动态特性及相应的匹配措施。主要的实现措施有：采用TDMA（GSM）、CDMA（IS-95）方式实现对用户的动态寻址功能，并以数字式蜂窝网络结构和频率（相位）规划实现载频（相位）再用方式，从而扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。在对信道动态特性的匹配上采取了下面一系列措施： （1）采用抗干扰性能优良的数字式调制：GMSK（GSM）、QPSK（IS-95），性能优良的抗干扰纠错编码：卷积码（GSM、IS-95）、级联码（GSM）； （2）采用功率控制技术抵抗慢衰落和远近效应，这对于CDMA方式的IS-95尤为重要； （3）采用自适应均衡（GSM）和Rake 接收（IS-95）抗频率选择性衰落与多径干扰； （4）采用信道交织编码，如采用帧间交织方式（GSM）和块交织方式（IS-95）抗时间选择性衰落。 第三代（3G）以多媒体业务为主要特征，它于本世纪初刚刚投入商业化运营。其中最具有代表性的有北美的CDMA2000、欧洲和日本的WCDMA及我国提出的TD-SCDMA三大系统，另外还有欧洲的DECT及北美的UMC-136。 从技术上看，3G 是在2G 系统适配信道与用户二重动态特性的基础上又引入了业务的动态性，即在3G 系统中，用户业务既可以是单一的语音、数据、图像，也可以是多媒体业务，且用户选择业务是随机的，这个是第三重动态性的引入使系统大大复杂化。所以第三代是在第二代数字化基础上的、以业务多媒体化为主要目标，全面考虑并完善对信道、用户二重动态特性匹配特性，并适当考虑到业务的动态性能，尽力采用相应措施予以实现的技术。其主要实现措施有： （1）继续采用第二代（2G）中所采用的所有行之有效的措施； （2）对CDMA 扩频方式应一分为二，一方面扩频提高了抗干扰性，提高了通信容量；另一方面由于扩频码互相关性能的不理想，使多址干扰、远近效应影响增大，并且对功率控制提出了更高要求等； （3）为了克服CDMA 中的多址干扰，在3G 系统中，上行链路建议采用多用户检测与智能天线技术；下行链路采用发端分集、空时编码技术； （4）为了实现与业务动态特性的匹配，3G 中采用了可实现对不同速率业务（不同扩频比）间仍具有正交性能的OVSF（可变扩频比正交码）多址码； （5）针对数据业务要求误码率低且实施性要求不高的特点，3G 中对数据业务采用了Turbo 码。
4.1 天线高度的调整 天线高度直接与基站的覆盖范围有关。一般来说，我们用仪器测得的信号覆盖范围受两方向因素影响： 一是天线所发直射波所能达到的最远距离； 二是到达该地点的信号强度足以为仪器所捕捉。 900MHz移动通信是近地表面视线通信，天线所发直射波所能达到的最远距离（S）直接与收发信天线的高度有关，具体关系式可简化如下： S=2R(H+h) 其中：R-地球半径，约为6370km； H-基站天线的中心点高度； h-手机或测试仪表的天线高度。 由此可见，基站无线信号所能达到的最远距离（即基站的覆盖范围）是由天线高度决定的。 GSM网络在建设初期，站点较少，为了保证覆盖，基站天线一般架设得都较高。随着近几年移动通信的迅速发展，基站站点大量增多，在市区已经达到大约500m 左右为一个站。在这种情况下，我们必须减小基站的覆盖范围，降低天线的高度，否则会严重影响我们的网络质量。其影响主要有以下几个方面： a. 话务不均衡。基站天线过高，会造成该基站的覆盖范围过大，从而造成该基站的话务量很大，而与之相邻的基站由于覆盖较小且被该基站覆盖，话务量较小，不能发挥应有作用，导致话务不均衡。
b. 系统内干扰。基站天线过高，会造成越站无线干扰（主要包括同频干扰及邻频干扰），引起掉话、串话和有较大杂音等现象，从而导致整个无线通信网络的质量下降。 c. 孤岛效应。孤岛效应是基站覆盖性问题，当基站覆盖在大型水面或多山地区等特殊地形时，由于水面或山峰的反射，使基站在原覆盖范围不变的基础上，在很远处出现”飞地”，而与之有切换关系的相邻基站却因地形的阻挡覆盖不到，这样就造成”飞地”与相邻基站之间没有切换关系，”飞地”因此成为一个孤岛，当手机占用上”飞地”覆盖区的信号时，很容易因没有切换关系而引起掉话。 4.2 天线俯仰角的调整 天线俯仰角的调整是网络优化中的一个非常重要的事情。选择合适的俯仰角可以使天线至本小区边界的射线与天线至受干扰小区边界的射线之间处于天线垂直方向图中增益衰减变化最大的部分，从而使受干扰小区的同频及邻频干扰减至最小；另外，选择合适的覆盖范围，使基站实际覆盖范围与预期的设计范围相同，同时加强本覆盖区的信号强度。 在目前的移动通信网络中，由于基站的站点的增多，使得我们在设计市区基站的时候，一般要求其覆盖范围大约为500M左右，而根据移动通信天线的特性，如果不使天线有一定的俯仰角（或俯仰角偏小）的话，则基站的覆盖范围是会远远大于500M的，如此则会造成基站实际覆盖范围比预期范围偏大，从而导致小区与小区之间交叉覆盖，相邻切换关系混乱，系统内频率干扰严重；另一方面，如果天线的俯仰角偏大，则会造成基站实际覆盖范围比预期范围偏小，导致小区之间的信号盲区或弱区，同时易导致天线方向图形状的变化（如从鸭梨形变为纺锤形），从而造成严重的系统内干扰。因此，合理设置俯仰角是保证整个移动通信网络质量的基本保证。 一般来说，俯仰角的大小可以由以下公式推算：
重庆交通大学信息科学与工程学院综合性设计性实验报告 专业：通信工程专业12级 学号：631206040218 姓名：柴闯闯 实验所属课程：移动通信原理与应用 实验室(中心)：信息技术软件实验室 指导教师：谭晋 2014年11月
一、题目 扩频通信系统仿真实验 二、仿真要求 ①传输的数据随机产生，要求采用频带传输（DPSK调制）； ②扩频码要求采用周期为63（或127）的m序列； ③仿真从基站发送数据到三个不同的用户，各不同用户分别进行数据接收； ④设计三种不同的功率延迟分布，从基站到达三个不同的用户分别经过多径衰落（路径数分别为2，3，4）； ⑤三个用户接收端分别解出各自的数据并与发送前的数据进行差错比较。 三、仿真方案详细设计 (1)通信系统的总体框图如下： 由上图可以看出，整个设计由发送端、信道和接收机三个部分组成。 ①发射机原理
发送端首先产生三组用户数据和三组不同的m序列，并用三组m序列分别对用户信息进行扩频。再将扩频信号与载波进行DPSK调制，得到高频的已调调信号并将其送入无线的多径信道。 ②无线信道 信道模拟成无线的多径多用户信道，在这个信道中有三个用户进行数据传输，每个用户的数据分别通过三径传输到达接收端。三径会有不同的延时，衰减。最终，还要将三径用户数据增加高斯白噪声。 ③接收机原理 接收端会接收到有燥的三径信息的叠加。首先，要对接收到的三径信息进行解扩，分离出三组用户信息；其次，在将解扩后的信息进行带通滤波去除带外噪声；最后，分别对三组用户信息进行解调得到原始数据，在对接收到的数据进行误码率统计，得出系统的性能指标。 (2)功能模块的详细设计 ①扩频码（m序列）的产生 扩频码为伪随机码,可以m序列、Golden序列。本设计采用自相关特性好，互相关特性较差的m序列，为了节省运算量，我选取了周期为63扩频序列，经过计算易知要产生周期为63的m序列需要长度为6的反馈系数，经过查找资料得出三组反馈系数（八进制）45、67、75，其对应的二进制为1000011、1100111、1101101。并将二进制与移位寄存器级数对应，以1000011为例，设初始化各寄存器单元内容为1，其具体的寄存器结构图如下所示：
移动通信技术发展及展望 Mobile communication technology development and prospects 电子通信与物理学院 专业、班级：通信14-1 报告人：杜超 论文结题时间：2014.1
摘要：在过去的10年中，世界电信发生了巨大的变化，移动通信特别是蜂窝小区的迅速发展，使用户彻底摆脱终端设备的束缚、实现完整的个人移动性、可靠的传输手段和接续方式。进入21世纪，移动通信将逐渐演变成社会发展和进步的必不可少的工具。移动通信技术日新月异,先后经历了第一代、第二代移动通信技术的兴起与淘汰,完成了第三代移动通信技术的快速覆盖与普及,目前正在 进行第四代移动通信技术的尝试与推广,以及第五代移动通信技术的研究与探索。相信在越来越先进的科学技术的强有力支持下,以及未来移动数据通信与多媒体业务需求发展的需求下,第四代移动通信技术会给人们带来更加美好的未来。 关键词：移动通信;发展历程;发展趋势 Abstract:I n the past ten years, great changes have taken place in the world telecom, mobile communications, especially the rapid development of the cell, the user completely get rid of the bondage of terminal equipment, to achieve a complete personal mobility, reliable transmission means and ways. Entering the 21st century, mobile communication will gradually evolve into the tools of social development and progress. Mobile communication technology, has experienced the rise of the first generation and second generation of mobile communication technology and eliminated, completed the rapid coverage and popularity of the third generation mobile communication technology, is currently in the fourth generation mobile communication technology to try and promotion, as well as the fifth generation of mobile communication technology research and exploration. Believe that there are more and more advanced under the strong support of science and technology, and the future development of mobile data communication and multimedia business requirements, under the requirements of the fourth generation mobile communication technology will bring people a better future. Key words:Mobile communication; The development course; The development trend