B3G移动通信关键技术及标准化进展
作者:马静粟欣
1.B3G移动通信产生背景
1.1. 通信发展与市场需求
自移动通信诞生之日起,其主流业务一直是人与人之间通过移动通信系统用语音进行沟通的语音业务。随着Internet及多媒体技术的快速发展, 用户越来越不满
足这种人与人之间的单一通信方式。人们希望移动通信系统能够提供更丰富的业务,例如因特网接入、图像传送、视频点播、数据互传、实时电视节目等数据或多媒体业务。同时也希望从目前的人与人之间的通信发展到人与机器、机器与机器之间的通信。此外,对于运营商来说,则更希望下一代的通信系统能够更易于加载各类新业务及融合新技术,而无需频繁地进行系统结构和设备的变动,这些需求将会使得移动通信模式发生较大的变化。
为适应人们对移动通信越来越高的要求,2000年10月6日,国际电信联盟(ITU 在加拿大蒙特利尔市成立了IMT-2000(International Mobile Telecommunications-2000 and Beyond工作组,负责协调分布在欧洲、美洲、亚洲等世界各地的无线通信技术研发机构和通信设备制造公司对B3G的研究与标准化工作。我国在2002年3月正式宣布启动对B3G 通信系统的研究工作,并于2004年4月正式启动B3G移动通信技术的标准化进程。
依照国内外对未来移动通信技术的普遍看法,B3G系统至少应具备以下6个基本特征。
(1具有很高的传输速率和传输质量
未来的移动通信系统应该能够承载大量的多媒体信息,因此要具备达到
100Mbit/s~ 1Gbit/s的最大传输速率、较大地域的连续覆盖、QoS(Quality of Service 保证机制、很低的比特开销等性能。
(2灵活多样的业务功能
未来的移动通信网络应能使各类媒体、通信主机及网络之间完成“无缝”连接,使得用户能够自由地在各种网络环境间无缝漫游,并觉察不到业务质量上的变化,因此新的通信系统要支持网间移动管理及相应的认证、鉴权、代理等功能。
(3开放的平台
未来的移动通信系统应在移动终端、业务节点及移动网络机制上具有“开放性”,使得用户能够自由地选择协议、应用和网络。让应用业务提供商(ASP,Application Service Provider及内容提供商(ACP,Application Content Provider能够提供独立于操作的业务及内容。使定位信息和计费信息能够在各个网络和各类应用之间共享。改良的安全机制能够作用于广泛的功能范围。
(4高度智能化的网络
未来的移动通信网将是一个高度自治、自适应的网络,具有很好的重构性、可变性、自组织性等,以便于满足不同用户在不同环境下的通信需求。
(5高度可靠的鉴权及安全机制
未来的移动通信网将是一个基于分组数据的网络,具有高度可靠的鉴权及安全机制,因为如何保证数据的安全可靠性将直接影响到整个网络的生存力,也会影响到用户对整个网络的信任程度。
(6高数据速率和QoS保证
未来的移动通信系统不仅是为了适应用户数的增加,更重要的是,必须要适应多媒体的传输需求,还包括通信品质QoS的要求。必须可以容纳庞大的用户数、改善现有通信品质以及达到高速数据传输的要求。
ITU对B3G通信系统初步定义为IMT-2000的已有成分、演进成分和新开发成分,游牧无线接入系统,以及其它无线系统的无缝功能融合。B3G通信系统作为
Beyond IMT-2000,其容量大于IMT-2000等被它涵盖的无线系统,所涵盖系统包
括:IMT-2000系统、无线接入系统、数字广播系统以及两个新成员——数据速率峰值100Mbit/s的蜂窝移动通信系统和数据速率峰值1Gbit/s的游牧无线系统。[1]
1.2. B3G相对于3G的优势
虽然与3G移动通信技术相比,B3G移动通信技术更为复杂,但B3G移动通信技术较3G 移动通信技术有许多优势。
(1 数据传输速率
预计B3G移动通信系统可以达到100Mbit/s ~1GMbit/s的数据传输速率。虽然3G移动通信系统可以比现有2G移动通信系统的数据传输速率快上千倍,但是未来仍无法满足多媒体的通信需求,B3G移动通信系统的提出希望能满足更大的数据传输速率需求。
(2 适应性和灵活性
虽然3G系统的速率已有很大的提高,但是仍不能很好地动态分配资源,大流量时系统资源利用率低。而B3G通信系统拟采用智能技术使其能自适应地进行资源分配,能够调整系统对通信过程中变化的业务流大小,进行相应处理而满足通信要求,采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境都能进行信号的正常发送与接收,有很强的智能性、适应性和灵活性。
(3 标准兼容性
3G 的初衷是希望统一全球纷杂的移动通信技术,但各方利益没有得到最终的调和,导
致分化成如今的几大标准阵营。目前,ITU 承认的、在全球已有相当规模的移动通信标准共有GSM、CDMA 和TDMA 三大分支,每个分支的标准都在抢占市场。预期只有通过B3G移动通信标准的制定才能解决这些标准的纷争问题。
(4 业务的多样性
在未来的全球通信中,人们更期待的是多媒体通信。3G虽然也具有支持多媒体业务的能力,但是它受制于较低的传输速率。在B3G中,个人通信系统、广播娱乐系统等各行业系统将会结合成一个整体,提供给用户比以往更广泛的业务与应用;系统的使用会更加安全、方便与照顾用户的个性。B3G能提供更广泛的通信业务,从而满足宽带和综合业务需求。
(5 较好的技术基础
B3G 技术将以几项突破性技术为基础而迅速发展起来,例如OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing技术、MIMO(Multiple Input Multiple Output技术、SDR(Software Defined Radio技术等能大幅提高无线频率的使用效率和系统可实现性。
(6 便于过渡和演进
由于现在改进的2.5G通信网络也初具规模,并将继续朝着3G和B3G的方向发展。人们在快速推进3G移动通信系统商业化带来优质服务的同时,也在努力进行B3G移动通信技术的研究、开发。B3G网络一定能在以往网络的基础上逐渐演进而成,并与固定网、广播网兼容。
1.3. B3G发展现状
现阶段,B3G无线通信技术已是世界范围内移动通信的研究热点。B3G标准制定工作也在ITU的领导下如火如荼的进行着,各国都积极地参与提案,希望未来的标准中出现符合本国利益的条款。B3G在不久的将来会给人类带来全新优质的通信方式已成为共识。本节主要介绍世界三大洲的B3G技术发展和标准化现状。
1.3.1. 技术动态[2]
1.3.1.1. 欧洲
欧洲国家一般认为B3G是一种可以有效使用频谱的无线数据通信技术,并且一定是以IPv6为基础的,通过在移动通信网络中引入IPv6把现有的各种不同的网络融合在一起。B3G 网络将会融合卫星和平流层通信系统、数字广播电视系统、各种蜂窝和准蜂窝系统、无线本地环路和无线局域网,并且可以和2G、3G兼容。
为提升WCDMA传输速率,爱立信、诺基亚等,纷纷投入“B3G”—HSDPA(High Speed Downlink Packet Access的研发工作,并陆续在2005年下半年起进入商业运转。HSDPA被
视为WCDMA演化的下一步,可在既有WCDMA结构下,将无线数据下载的传输速率提高到最高14Mbit/s的水平,是现行WCDMA传输速率的3倍以上,同时可以把系统数据容量提高一倍以上。
诺基亚的观点是,B3G应该能够让运营商在投资最小的情况下最大限度地提高网络性能。B3G网络应该是有线、无线的统一,是为了提高无线传输速率而采用新无线接入技术的全IP网络。其通信系统事业部行销暨业务副总裁Olli Oittinen表示,目前诺基亚的HSDPA 开发已趋于成熟,在2005年与客户进行系统测试后,2006年可正式进入商用。
爱立信则把B3G的发展分为两个阶段。第一阶段是把现有的蜂窝、WLAN、WPAN等多种无线通信系统整合,让用户可以在任何地方任何时间都能够享受最好的无线服务。最终的
B3G应该是以IPv6为基础的共同核心网,多种无线接入网络共存的网络。为了提高频谱使用效率,用户可以在多种无线接入网络(3G、WLAN、其它新的无线接入系统中选择最适合的,同时,使用先进的天线技术,如智能天线、MIMO技术等。此外,还利用OFDM和多载波技术来提高系统性能。
在2004年9月于德国举办的教育科研部门讨论会“Mobile Internet 2010”上,西
门子公司展示了其最新的移动网络研究成果,在测试中,视频、音乐文件和Microsoft 的NetMeeting视频会议在无线模式下,可达到360MBit/s的传输速度。这个速度是
目前最快的DSL连接速度的100倍,西门子公司是第一个将OFDM和Multi-hop技术结合使用的公司。
2005年3月,无线基础结构网络设备提供商北电网络公司称,在刚完成的测试中B3G 技术数据传输速度已经高达37Mbit/s。北电网络采用了OFDM 结合MIMO技术,测试是在5MHz 频段上进行的。
1.3.1.
2. 北美
北美的部分厂商和欧洲的厂商保持一致,比如摩托罗拉。有些厂商则认为WLAN应该在B3G中发挥更大的作用。
摩托罗拉参照有线通信的发展历程来推测下一代无线通信的发展并认为:首先是有线通信系统上的话音业务无线化,然后是数据通信业务也转移到无线通信网络上,最后,有线通信网络上所有的内容服务,也在向无线网络上转移。B3G网络的核心网是IPv6网络,接入系统则是多种无线接入方式的统一。摩托罗拉认为以IPv6核心网为中心,有线无线的接入方式将实现统一。基于此,摩托罗拉的研究领域几乎覆盖了所有的通信领域,包括无线系统设计、多媒体技术、用户中心设计、无线应用、IP网络、代理技术、WLAN、语音技术和IC 设计等。
摩托罗拉在2004年7月27日召开的记者招待会上发布:新一代移动通信试验用20MHz
带宽可得到300Mbit/s的下行通信速率。该公司通过采用OFDM调制方式、配备多根天线,实现了最快300Mbit/s的通信。
朗讯则利用其信息热点结构的概念来诠释B3G移动通信网络。他们认为B3G 是从3G一步步发展来的,是现有的移动通信系统和WLAN的结合。B3G是由基础网络和多种技术共存的系统。为此,朗讯在积极研究全IP网络、智能天线技术、网络自组织技术等。
1.3.1.3. 亚洲
在我国,B3G的立项早在2000年初就已开始酝酿,2001年11月立项申请被批准,随后国家成立了由尤肖虎教授负责、“863”计划通信技术主题专家组领导的总体组,并于2001年底和2002年6月发布了两次课题指南,成立了一系列课题组,开始了计划的启动,称为FuTURE(Future Technologies for Universal Radio Environment计划。中兴、华为等公司也投资进入到了各自的B3G的研发课题当中。阿尔卡特、西门子等国际著名公司首次作为合作伙伴参加了863计划通信主题的有关项目。由于
B3G作为移动通信技术,前瞻性太强,故目前我国B3G的研发主要还是靠政府支持,企业研究资金投入有限[3]。
日本的B3G研究是围绕mITF(Mobile IT Forum所制定的方针来进行的,近几年已经进行了很多项课题研究。mITF的主要目标包括B3G移动通信系统的构造、
B3G通信系统的核心技术分析与研究、技术层面的要求事项和性能提高的方法等。为此,日本的企业在进行积极的研究,其中NTT DoCoMo最为活跃。
NTT DoCoMo的B3G研究大体上可以分为以IP为基础的平台和VSF-OFCDM(Variable spreading factor-Orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing无线接入技术两大部分。NTT DoCoMo于2004年12月17日宣布,当用户以步行速度移动时,下行最高无线传输速率实现了1Gbit/s。该实验系统下行链路采用VSF-Spread OFDM技术(不同于以往的VSF-OFCDM,以时分复用技术在同一频带内区分多用户并组合多路信号空间复用的MIMO技术(4发4收,从而实现了相当于现有FOMA(Freedom of Multimedia Access服务的2600倍以上的高速无线传输。接收方除采用被称为“最优判定法”的信号分离方式外还应用NTT DoCoMo自主开发的分离方式,从而大幅减少与MIMO相关的运算量。[4] 韩国政府和产/学/研部门共同组成了B3G前景委员会,该委员会确定了B3G的发展前景目标以及需要研究的核心技术。按照韩国政府制定的B3G通信系统发展计划,韩国将从国家层面上积极开发宽带移动通信系统、便携式互联网系统、智能型融合移动终端、多媒体移动终端内使用的核心部件、移动终端使用的极低功率的RF/HW/SW模块等战略产
品。B3G的研发活动将分两个阶段进行:第一阶段的研究是以ETRI(Electronics and Telecommunications Research Institute为主导,从2002年1月开始启动,到2007年
能够研发出B3G移动通信的主要核心技术和试验系统。要求这些核心技术应该能够比国际上的其它企业的相应技术具备一定的优势。试验系统的传输速率应该可以达到100Mbit/s。第二阶段则要把这一最高速率提高到1Gbit/s。
ETRI的B3G目标是宽带移动接入系统,该系统具有最好的宽带接入和成本条件,当前的主要目标是寻找特定的一种无线接入技术,从而可以大大提高频谱使用效率。ETRI为此在进行OFDMA(Orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing Access、MIMO、LDPC(Low Density Parity Check Codes、OAM(Operation And Management等方面技术的研究。
1.3.
2. 标准化进程及标准化组织
为了共同推动B3G技术和标准的发展,各利益团体组织了如WWRF(Wireless World Research Forum,mITF等多个联合体和论坛。他们致力于在B3G的正式标准化组织成立之前,联合更多的力量,推出自己的技术标准,以便在B3G时代创造对自己发展有力的态势。对于B3G的标准化进程,欧洲、北美、东亚地区的政府和研究机构,以及诺基亚、爱立信、NTT DoCoMo等企业表现非常积极。
1.3.
2.1. ITU
ITU的B3G标准化工作分为两大部分。一部分是由ITU-R的WP8F负责,另一部分是由ITU-T的SSG负责。ITU-R WP8F的主要任务是负责3G的未来发展和
B3G的标准化研究目标,通过B3G业务与市场分析报告、频谱估计报告、新技术报告等,在WRC-07上提出B3G的频谱分配方案和形成ITU的B3G建议等,其 B3G标
准化研究工作非常积极;ITU-T SSG主要负责在网络层面进行相应的B3G标准制定工作。
ITU-R WP8F的工作组成立于1999年。2001年10月在日本举行的WP8F第六次会议上,它讨论通过了IMT-2000未来发展及Beyond IMT-2000的远景框架及总目标。ITU-R WP8F对B3G能力的介绍主要包括三个方面的内容。首先是3G系统的未来发展,增强型IMT-2000的传输速率大约在10Mbit/s左右,到2005年将支持最高30Mbit/s的数据传输速率。其次是B3G通信系统的新的通信能力,Systems beyond IMT-2000通过新的无线接人技术的引入,达到低速移动1Gbit/s,高速移动100Mbit/s 的传输速率。第三是IMT-2000、Beyond IMT-2000和其它无线接入技术将会是一个相互融合的局面,实现相互的联动。
WRC-03通过了一项关于B3G的频谱议程。其核心是在WRC-07前,完成Beyond IMT-2000的频谱计算方法、业务分析、频谱需求量分析、频谱规划等。此次大会完成了B3G的愿景文件以后,ITU-8F立即开始了具体的研究工作。目前,工作可以划分为两个阶段:
a. 在2007年的WRC-07以前,完成B3G频谱需求分析,以及业务与市场研究。争取在WRC-07上为B3G通信系统确定频谱资源。
b. 在2007年以后,开始B3G相关技术的研究。
为了完成上述第一阶段任务,ITU-R WP8F的工作目前划分为几个部分:
● 频谱需求计算方法的理论研究和计算
从2003年开始,ITU就开始寻找可以准确预测未来移动通信频率需求的理论和方法。确定频谱需求有两种方法。一种叫做蒙特卡罗仿真方法,主要是使用计算机模拟用户的行为,从而得出特定时间下实际使用的频率资源数量。另外一种方法被称为确定性的方法,主要是从业务出发,分析每种业务的使用情况,频率资源的占用情况,然后汇总所有业务的频谱需求,从而得出频率资源需求。
从理论上说,蒙特卡罗仿真方法可以得到比较高的准确率。但是,由于B3G采用的技术还没有确定,仿真工作需要的输入数据不足,影响了仿真实际能够达到的准确度。所以,ITU 最后决定采用确定性的方法。目前, ITU正在完善有关的计算过程和输入输出参数, 预计将在2005年中基本完成理论工作,并开始计算过程。
● 确定可以使用的频段
ITU-R WP8F在2004年10月份完成了一份频谱资源调研函,了解各个国家对
B3G频谱分配的期望,以及6GHz以下频谱资源的使用情况。ITU将在各国反馈的基础上,尽力统一世界范围内的B3G通信系统使用的频率。
● 未来业务和市场的研究
2004年6月,ITU-R WP8F向各个成员国调研对未来B3G业务和市场的预测。在各个成员国答复的基础上,ITU将完成业务和市场的研究报告,这项工作将在2005年完成。之后, ITU-R WP8F将起草B3G业务建议和B3G市场建议。这两个建议是对ITU的B3G愿景的进一步细化和完善,也是将来开展B3G技术研究的市场需求基础。另外,这个研究报告也是进行频谱需求计算的输入数据。
● 新技术的研究
ITU-R WP8F目前正在开展未来移动通信新技术的研究。其研究重点是新技术的频谱资源利用率,主要是作为上述频谱资源需求分析的输入参数。ITU-R WP8F将未来移动通信的使用情况划分为几个特定的场景,分析每个场景可能采用的新技术,分析相应的技术可以达到的频谱资源利用率,从而为频谱计算提供支持。[5]
1.3.
2.2. IEEE
IEEE的802局域网和城域网标准委员会涉及了部分B3G标准化工作。在IEEE中,802
委员会负责制定WLAN、WMAN和WPAN的标准,这些标准都属于低速和固定的无线接入系统的范畴。在新的移动通信技术领域,IEEE 802还在制定包括802.16e以及802.20等具有较高移动性的移动通信系统的标准。2004年,IEEE还成立了802.21研究组,准备进行WPAN、WMAN以及WLAN相互融合的工作。
1.3.
2.
3. WWRF(欧洲
在欧洲,B3G 研究活动是以欧盟的IST(Information Society Technologies研究计划为中心来进行的。欧盟的研究活动是4年一个周期,每个周期都会制定一个框架研究计划。目前的FP6 (The 6th Frame-work Programme的有效期是从 2003 年到2006 年。欧盟已经将B3G 的研究列入政府支持的计划中。在FP6中, IST被列作优先支持的项目,有总额为36.25亿欧元的经费支持。在IST中,B3G 移动和无线通信系统技术的研究项目最先获得了9000万欧元的预支经费,占总预支经费的80%。
2001年8月份,以欧美5大通信设备制造商(阿尔卡特、爱立信、摩托罗拉、诺基亚、西门子为中心成立了WWRF。该组织的主要目标是邀请有兴趣的各方一起研究未来移动通信系统的发展趋势。WWRF下设6个工作组,分别讨论业务、市场、结构、接口、核心技术等问题。WWRF的特点是其人员不仅来自于企业,还来自于大学等研究机构,因此将从市场以及学术两方面进行问题探讨。目前全世界已经有140多家企业和大学加入了WWRF。
WWRF和ITU、IEEE比较起来,WWRF是进行技术标准化的场所;ITU、IEEE 则是在标准化确定之前促使企业和研究机构达成共识的场所,以使ITU和IEEE内部的磋商更加顺利。
WWRF非常关注中国未来移动通讯技术的发展。第八届世界无线研究论坛于2004年2月首次在中国召开,表明中国在亚洲乃至世界无线通讯领域的重要地位。日前,在加拿大多伦多召开的WWRF第12次会议上,北京邮电大学电信工程学院无
线新技术研究室主任张平教授成功当选为WWRF副主席,负责WWRF在亚太地区及澳大利亚的相关事务,包括推动和协调该地区无线通信研究的发展及合作关系,以及与世界其它地区的沟通及合作等。
1.3.
2.4. mITF(日本
日本于2001年6月成立了mITF,下设B3G移动通信委员会,由运营商、制造商和高等院校参加。日本的ARIB(Association of Radio Industry and Business
在mITF中发挥了主导作用。mITF的B3G研究委员会还下设技术子委员会和应用子委员会。
mITF的B3G移动通信委员会的目标是:
● 明确B3G的系统结构和主要应用;
● 按照预想的在2010年引入B3G的商用计划,规划一系列的具体研究和实验活动。
近期的活动包括:
● 支持业界和研究机构的研发和标准化活动;
● 制定一个研发和标准化的框架,准备在10年内创造一个新的B3G市场;
● 选择、研究和评估新技术项目;
● 研究实现各个系统之间无缝漫游的方案;
● 与世界上其它研究机构之间的合作;
● 提前分析B3G的商业模式,从而明确其启动要求。
2004年5月,日本总务省向负责中国、韩国电信政策的人士表示,正在探讨将
B3G手机频率设定在3400-4900MHz的范围之内。中日韩已就共同开发B3G手机通信技术达成一致,将使用相同频率推进实验。此举显示三国将在带宽上领先世界,以便在国际开发竞争中确立主导权。鉴于2007年ITU将召开国际会议统一手机通讯频率,各国竞争激烈,日本将同中国、韩国携手争取在竞争中确立主动权。
1.3.
2.5. NGMC(韩国
韩国信息通信部MIC于2003年9月29日成立了下一代移动通信论坛NGMC (Next Generation Mobile Communications Committee来专门进行B3G通信系统方面的研究。该组织如同WWRF、mITF、FuTURE组织一样将工作目标定位为B3G 技术及其应用的展望与研发,力图出台本国的B3G标准并进行紧密的国际合作以及对B3G的频谱分配和使用进行调研和规划。
1.3.
2.6. CCSA(中国
中国通信标准化协会无线通信技术工作委员会(CCSA-TC5,原CWTS于2004年4月26日至28日在北京召开的第三次全体成员大会及各工作组会议上新成立了2个工作组:WG6(B3G工作组和WG7(移动业务与应用工作组。其中B3G 工作组负责人为信产部电信研究院万屹、清华大学粟欣。目前,工作组已经召开
过7次会议,国内外著名通信设备制造商、运营商和研究机构都非常关注该工作组,并已积极参与到中国B3G标准化活动中。
CCSA与FuTURE项目组已经联合召开了多次有关B3G的研讨会,并在积极研究和探讨进一步联合的工作模式,推动我国在B3G研究领域研发和标准化活动的早期结合,为我国在B3G领域取得更大的成绩奠定基础。
在B3G的技术研究中,CCSA的相关标准化研究组将结合ITU的研究进展,在
B3G 的远景、业务和市场、频谱研究和技术趋势方面积极开展研究,同时将积极关注蜂窝、WLAN等多种无线技术的发展和相互之间的协作,并同时研究全IP网络的发展方向。在跟踪和参与ITU关于Beyond IMT-2000研究的同时,CCSA将积极提交中国的候选技术。CCSA-TC5作为我国负责无线通信领域标准化的组织,也作为ITU、3GPPs等国际标准化组织的对口研究组织,一直积极参加ITU等组织关于
B3G 的研究活动。
目前,CCSA-TC5-WG6正通过和日韩的合作(CJK-B3G将标准化和技术研发工作紧密结合并且国际化,力争开发出具有自主知识产权的技术和国际化的下一代移动通信标准,实现移动通信产业的跨越式发展。
此外,其它标准化组织及论坛如:WINNER(Wireless World Initiative New Radio、UMTS、FCC(Federal Communications Commission、3GPP、3GPP2、OMA、IPv6 论坛、SDR论坛、IETF和MWIF(The Mobile Wireless Internet Forum等,也都涉及到B3G方面的课题研究。
2. B3G通信系统网络结构
2.1. 整体架构
随着人类社会的飞速发展和不断进步,人们越来越向往利用随身携带的手机随时随地进行相互的通信联络,因此B3G通信系统不会只局限在移动蜂窝网中使用,移动通信的研究范围应当扩大。诚然,移动蜂窝网已经为人们自由地进行通信联络发挥出前所未有的作用,它们继续改进和发展是完全符合社会需求的。但是,除了移动蜂窝网以外,还有无线局域网WLAN、无线城域网WMAN、无线个域网WPAN、卫星通信网络、数字广播网、平流层通信网、传统有线连接网等。这些接入网各有特色和最佳适用环境,因此B3G通信系统不应该由完全不同的网络取代已有网络,而应通过多种接入技术和标准的融合为用户提供透明、高效的服务[6]。
预计未来的B3G移动通信系统将整合蜂窝、RLAN(Radio Local Area
Network、数字广播、卫星及其它接入系统,同时要求这些系统间为无缝交互,用户能够依据终端性能、位置和类型享受多种传输机制提供的多种信息。不同的无线接入系统将通过灵活的核心网络互连,水平/垂直地切换服务,在移动性、安全性和QoS方面协商后提供无缝服务,由核心网或者接入核心网的服务器提供。为实现这样无缝服务,要开发高度自适应、对称/非对称的分组数据传输解决方案。[7]
B3G移动通信系统所依存的是用户能够随时随地连接的网络,它由多种协同工作的接入系统及一个公用的分组数据核心网络组成,如图1所示。
图中,基于IP的核心网提供服务及路由控制,接入网则提供无线传输和资源管理,移动性管理是两网合作共同完成的。网络中信息的传输基于IP规范,每一个
MT(Mobile Terminal用唯一的IP地址进行标识。[9]
目前一些已有移动通信系统(例如IMT-2000系统也要实现基于IP的不同接入网络融合,关于多种接入网融合方式的讨论很多,已有的提案主要在不同RAT(Radio Access Technology之间的融合程度(即各接入网技术间的妥协、
修改程度上有所差别。结合OSI模型,下文简要列举了三种融合结构(如图2所示。
A. 隧道网络模型(Tunneled Networks Model
在隧道网络模型中,每个接入网包括四层(物理层、链路层、网络层和传输层,路由、资源分配等过程均按照各自不同的协议执行。当最佳接入网络根据某种策略被选择后,信息交互必须通过接入网和因特网,即融合是在IP核心网之上进行的。该模型的优点是无需对已有接入网做任何更改;缺点是网络层次、功能上存在很大冗余并且各接入网协议栈不兼容,服务传输延迟十分大。
B. 混合网络模型(Hybrid Networks Model
在混合网络模型中,每个接入网设置了三层(物理层、链路层和网络层。融合层位于IP核心网和不同无线接入网之间。该模型省去了接入网中冗余的TCP/UDP层,延迟有所减少,但是仍然存在网络重复(冗余。优点在于接入网的协议栈不用更改。
C. 异构网络(Heterogeneous Networks Model
在异构网络模型中,IP核心层负责实现全部链路层以上的网络功能,不同的接入网只需配置各自的物理层和链路层,网络结构最为高效,延迟最小。但是需要不同接入网络的运营商互相妥协,在技术和网络结构上进行一定程度的融合。
由于B3G移动通信系统对实时性业务的延迟和QoS要求严格,异构网络是最适合的解决方案,其中接入网之间可以基于移动IP进行融合,从而能够进一步降低
服务延迟[10]。
综上所述,B3G通信系统的网络结构将是一个以移动IP为核心、结合多种接入方式、支持全球漫游、QoS、随时随地接入并能在不同接入网间无缝漫游的无线异构网。该网络还具备充分的后向兼容性,前向适应和可扩展性,接入网和核心网均能够支持兼容的QoS,并且能够合理配置资源,选择最佳路由以及保证核心网和接入网的安全性。
2.2. 核心网
B3G移动通信系统将采用基于IP的全分组的方式传送数据流,通过比较,IPv6比IPv4更适合于成为B3G网络的核心协议。选择IPv6协议主要基于以下几点考虑:
(1巨大的地址空间
在可预见的时期内,IPv6几乎能够为所有网络设备提供一个全球惟一的地址,这正符合B3G移动通信系统中每一个移动终端均拥有唯一确定的IP地址这一设想。
(2自动控制
IPv6支持无状态和有状态两种地址自动配置方式。无状态地址自动配置方式是获得地址的关键。在这种方式下,需要配置地址的节点使用一种邻居发现机制获得一个局部连接地址。一旦得到这个地址之后,它使用另一种即插即用的机制,在没有任何人工干预的情况下,获得一个全球惟一的路由地址。有状态配置机制,如DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,但需要额外的服务器,因此需要额外的操作和维护。
(3服务质量
服务质量QoS包含几个方面的内容。从协议的角度看,IPv6与目前的IPv4
提供相同的QoS,但是IPv6的优点体现在能提供不同的服务。这些优点来自于IPv6报头中新增加的字段“流标志”,有了这个20位长的字段,在传输过程中,中间的各节点就可以识别和分开处理任何IP地址流。尽管对这个流标志的准确应用还没有制定出有关标准,但将来它用于基于服务级别的新计费系统。
(4移动性
IPv6支持移动性,比移动IPv4在新功能和新服务方面可提供更大的灵活性。
[11]
未来的移动用户接入B3G 通信系统不同于现在的互联网用户接入Internet,
其最大的特征是具有不确定的移动性,因此IPv6的移动性成为B3G核心网络的关键。移动IP的主要目标是:为移动节点在本地网络和外地网络之间提供无缝漫游和不间断的通信能力。
移动IP在网络层加入了新的特性,使得在改变无线网络接入点时,移动节点可以使用同一IP地址进行通信,运行在节点上的应用程序不用修改或配置仍然可用,从而提供连续的、处处对等的业务和应用。移动IP实际上是一种叠加于IP 协议之上的路由协议,但又独立于路由协议,如RIP(Routing Information Protocol、OSPF(Open Shortest Path First等。移动IPv6与移动IPv4相比,结合了IPv6的很多新特性,在路由开销、信令开销等方面有了明显的提高。
移动IP的简单原理图如图3所示。使用家乡地址(HA,Home Address来标识移动终端的IP 地址,使用转交地址CoA(Care of Address来表示移动终端的当前所在位置并用于选路,其主要思想类似于现网上采用的MSISDN(Mobile Station International ISDN Number及MSRN(Mobile Station Roaming Number。移动终端(Node A在离开归属地(家乡的时候会选择一个路由器作为家乡代理HA,并在家乡代理上注册
CoA(图中①、②。其它通信节点(Node B先通过移动终端的家乡地址将信息发送给
Node A 的家乡代理(图中③。由HA通过隧道的方式将来自Node B 的数据包转发给Node A 的CoA 地址(图中④。当NodeA 收到由家乡代理转发过来的数据包后,它可以从数据包的源地址得知Node B 想与自己进行通信,于是发送自己现在的新地址给Node B(图中⑤。之后NodeB 与Node A 之间可以不再通过家乡代理的转发而直接进行双向通信了(图中⑥。
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目前,移动IP还不支持对实时业务和高质量业务的快速切换,为解决这个问题,一些移动IP的扩展,例如FMIP(Fast Handover for MIP以及HMIP (Hierarchical MIP 正被IETF所开发。相信包括了这些扩展的移动IP规范能满足B3G网络的需求。
[8]
2.3. 接入网
依据不同的应用地区、小区范围和无线环境,不同的接入网可以被纳入一个类似蜂窝系统的层次结构中。图4展示了接入网间无缝连接的案例。
网络互连(双向箭头是通过垂直切换或在服务协商(为适应候选接入系统服务能力控制下的跨网业务不中断过程完成的。单向箭头则代表广播信道的返回信道。下表是对各层的描述:
表2对现有几种无线接入技术进行了比较。[13-15]
《现代信息科学技术前沿讲座》 论 文 成绩： 题目：5G移动通信的关键技术 学号：12014242126 姓名：马永亮 班级：2014级通信工程二班 学院：物理与电子电气工程
5G移动通信的关键技术 （马永亮 12014242126 2014级2班） 【摘要】移动通信（Mobile Communications）沟通移动用户与固定点用户之间或移动用户之间的通信方式。移动通信经过发展，由1G、2G、3G（高铁技术）、4G，直到现在的5G，为充分把握5G技术命脉，确保与时俱进，国家和相关企业机构积极投入到5G关键技术的跟踪梳理与研究工作当中，提出了关键的6大技术。 【关键词】移动通信 5G移动通信传输速度关键技术 一、移动通信与发展 1、移动通信 移动通信（mobile communications）沟通移动用户与固定点用户之间或移动用户之间的通信方式。 例如：同定点与移动体(车辆、船舶、飞机)之间、移动体之间、活动的人与人之间以及人与移动体之间的通信 都属于移动通信的范畴。按照移动体所处的区域不同，移动通信可以分为陆地移动通信、海上移动通信和空中移动通信。而目前使用的移动通信系统有航空航天移动通信系统、航海移动通信系统、陆地移动通信系统和国际卫星移动通信系统INMARSAT。其中陆地移动通信系统又包括无线寻呼系统、无绳电话系统、集群移动通信系统和蜂窝移动通信系统。【1】 2、移动通信的发展历程 第一代 第一代移动通信系统(1G)是在20世纪80年代初提出的，它完成于20世纪90年代初，如NMT和AMPS，NMT于1981年投入运营。第一代移动通信系统是基于模拟传输的，其特点是业务量小、质量差、安全性差、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2．4kbit/s。不同国家采用不同的工作系统。 第二代 第二代移动通信系统(2G)起源于90年代初期。欧洲电信标准协会在1996年提出了GSM Phase 2+，目的在于扩展和改进GSM Phase 1及Phase 2中原定的业务和性能。它主要包括CMAEL(客户化应用移动网络增强逻辑)，S0(支持最佳路由)、立即计费，GSM 900/1800双频段工作等内容，也包含了与全速率完全兼容的增强型话音编解码技术，使得话音质量得到了质的改进；半速率编解码器可使GSM系统的容量提近一倍。 第三代 第三代移动通信系统(3G)，也称IMT 2000，其最基本的特征是智能信号处理技术，智能信号处理单元将成为基本功能模块，支持话音和多媒体数据通信，它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务，例如高速数据、慢速图像与电视图像等。如WCDMA的传输速率在用户静止时最大为2Mbps，在用户高速移动是最大支持144Kbps，说占频带宽度5MHz左右。 在国际移动通信领域，国际电联对3G网络有其最低的要求和标准，即：在
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
4G移动通信系统关键技术 摘要 随着世界范围内第三代移动通信系统逐步实施，移动通信未来的发展及演进问题成了研究热点。本文介绍了第四代移动通信及其性能和系统网络结构及OFDM、软件无线电、智能天线、IPv6等关键技术，并分析了4G移动通信系统与3G移动通信的关系，并对通信系统演进做了展望。 关键词G移动通信； OFDM； MUD； IPv6
目录 引言 (3) 4G通信系统的网络结构 (3) IPV6技术 (4) OFDM(正交频分复用) (4) 软件无线电 (5) 智能天线 (6) 4G移动通信系统与3G系统的关系 (7) 结束语 (8)
引言 第三代移动通信系统是能够满足国际电联提出的IMT - 2000PFPLMTS系统标准的新一代移动通信系统，要求具有很好的网络兼容性，能够实现全球范围内多个不同系统间的漫游，不仅要为移动用户提供话音及低速率数据业务，而且要提供广泛的多媒体业务。根据ITU 的标准，世界各大电信公司联盟均己提出了自己的第三代移动通信系统方案，主要有W-CDMA、CDMA2000、TD-CDMA以及我国提出的拥有自主知识产权的TD-SCDMA。但3G也存在以下几方面的局限性：不能支持较高的通信速率。3G虽然标称能达到2Mbit/s 的速率，但平均速率只能达到384 kbit/s。尽管目前3G增强型技术不断发展，但其传输速率还有差距。 不能提供动态范围多速率业务。由于3G空中接口主流的三种体制WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA所支持的核心网不具有统一的标准，难以提供具有多种QoS 及性能的多速率业务。 不能真正实现不同频段的不同业务环境间的无缝漫游。由于采用不同频段的不同业务环境，需要移动终端配置有相应不同的软、硬件模块，而3G移动终端目前尚不能实现多业务环境的不同配置。由于3G系统以上的局限性，目前，很多公司已经开始着手4G 概念通信系统的研究。本文主要介绍4G概念通信的技术特点以及可能采用的关键技术。 4G通信系统的网络结构 目前，4G系统仍处于研究的起步阶段，相关标准尚未出台，网络结构也没有成型，但网络融合的趋势是显而易见的。图中的“全IP核心网”包括从IP 骨干传输层到控制层、应用层的一个整体。未来的无线基站将具备通过IP协议直接接入“全IP核心网”的能力，2G移动通信系统原有的交换中心MSC、归属位置寄存器HLR、鉴权中心AUC等网元的主要功能都将由4G网络上的服务器或数据库来实现，信令网上的各层协议也将逐渐被IP协议所取代。整个网络将从过去的垂直树型结构演变为分布式的路由结构，业务的差异性也只体现在接入层面。 4G通信系统按照功能可以划分为接入层、承载层和业务控制层3层。接入层允许用户使用各种终端通过各种形式接入到4G通信系统中，这一部分将是革命性的演进;承载层提供QoS保证、安全管理、地址转换等功能，与接入层之间的接口应为开放的IP协议接口;业务控制层提供对业务的管理、加载等功能，它与承载层之间也应有开放的接口，以便于第三方提供新的业务应用。 从前面对4G通信系统的描述中可看出，它是一个远比3G更加复杂的通信系统，它的实现需要依托于很多新兴技术。在4G通信系统中可能采用的关键技术主要包括OFDM、软件无线电、智能天线、移动IPv6等，下面分别介绍这几种4G 通信系统中的关键技术。
4G移动通信系统的主要特点和关键技术 1、引言 随着人们对移动通信系统的各种需求与日俱增，目前投入商用的2G、2.5G系统和部分投入商用的3G系统已经不能满足现代移动通信系统日益增长的高速多媒体数据业务，许多国家已经投入到对4G移动通信系统的研究和开发中。 本文将概要介绍4G移动通信系统的主要技术特点，并讨论4G系统中可能采用的有关关键技术。 2、4G移动通信系统的主要特点 与3G相比，4G移动通信系统的技术有许多超越之处，其特点主要有： (1)高速率。对于大范围高速移动用户(250km/h)，数据速率为2Mb/s；对于中速移动用户(60km/h)，数据速率为20Mb/s；对于低速移动用户(室内或步行者)，数据速率为100Mb/s。 (2)以数字宽带技术为主。在4G移动通信系统中，信号以毫米波为主要传输波段，蜂窝小区也会相应小很多，很大程度上提高用户容量，但同时也会引起系列技术上的难题。 (3)良好的兼容性。4G移动通信系统实现全球统一的标准，让所有移动通信运营商的用户享受共同的4G服务，真正实现一部手机在全球的任何地点都能进行通信。 (4)较强的灵活性。4G移动通信系统采用智能技术使其能自适应地进行资源分配，能对通信过程中不断变化的业务流大小进行相应处理而满足通信要求，采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境进行信号的正常发送与接收，有很强的智能性、适应性和灵活性。 (5)多类型用户共存。4G移动通信系统能根据动态的网络和变化的信道条件进行自适应处理，使低速与高速的用户以及各种各样的用户设备能够共存与互通，从而满足系统多类型用户的需求。 (6)多种业务的融合。4G移动通信系统支持更丰富的移动业务，包括高清晰度图像业务、会议电视、虚拟现实业务等，使用户在任何地方都可以获得任何所需的信息服务。将个人通信、信息系统、广播和娱乐等行业结合成一个整体，更加安全、方便地向用户提供更广泛的服务与应用。 (7)先进的技术应用。4G移动通信系统以几项突破性技术为基础，如：OFDM多址接入方式、智能天线和空时编码技术、无线链路增强技术、软件无线电技术、高效的调制解调技术、高性能的收发信机和多用户检测技术等。 (8)高度自组织、自适应的网络。4G移动通信系统是一个完全自治、自适应的网络，
B3G移动通信关键技术及标准化进展 作者:马静粟欣 1.B3G移动通信产生背景 1.1. 通信发展与市场需求 自移动通信诞生之日起,其主流业务一直是人与人之间通过移动通信系统用语音进行沟通的语音业务。随着Internet及多媒体技术的快速发展, 用户越来越不满 足这种人与人之间的单一通信方式。人们希望移动通信系统能够提供更丰富的业务,例如因特网接入、图像传送、视频点播、数据互传、实时电视节目等数据或多媒体业务。同时也希望从目前的人与人之间的通信发展到人与机器、机器与机器之间的通信。此外,对于运营商来说,则更希望下一代的通信系统能够更易于加载各类新业务及融合新技术,而无需频繁地进行系统结构和设备的变动,这些需求将会使得移动通信模式发生较大的变化。 为适应人们对移动通信越来越高的要求,2000年10月6日,国际电信联盟(ITU 在加拿大蒙特利尔市成立了IMT-2000(International Mobile Telecommunications-2000 and Beyond工作组,负责协调分布在欧洲、美洲、亚洲等世界各地的无线通信技术研发机构和通信设备制造公司对B3G的研究与标准化工作。我国在2002年3月正式宣布启动对B3G 通信系统的研究工作,并于2004年4月正式启动B3G移动通信技术的标准化进程。 依照国内外对未来移动通信技术的普遍看法,B3G系统至少应具备以下6个基本特征。 (1具有很高的传输速率和传输质量 未来的移动通信系统应该能够承载大量的多媒体信息,因此要具备达到 100Mbit/s~ 1Gbit/s的最大传输速率、较大地域的连续覆盖、QoS(Quality of Service 保证机制、很低的比特开销等性能。
5G移动通信网络的关键技术分析 发表时间：2019-04-09T16:05:44.840Z 来源：《信息技术时代》2018年8期作者：黄朝奇[导读] 人们对于速度的追求是永无止境的，随着4G通信技术的普及，人们开始着手于5G通信技术的研发，5G通信网络由于其远高4G网络的传输速度和传输效率、更大的网络覆盖面积、更小的数据传输延迟以及更加安全而越来越受到人们的重视。目前，我国5G移动通信技术已经进入到试运行或者准运行阶段，并且很快将进入全面普及的阶段，5G移动通信将增 （湖北大学知行学院，湖北武汉 430014） 摘要：人们对于速度的追求是永无止境的，随着4G通信技术的普及，人们开始着手于5G通信技术的研发，5G通信网络由于其远高4G网络的传输速度和传输效率、更大的网络覆盖面积、更小的数据传输延迟以及更加安全而越来越受到人们的重视。目前，我国5G移动通信技术已经进入到试运行或者准运行阶段，并且很快将进入全面普及的阶段，5G移动通信将增加使用范围，大大提高用户的使用体验。在分析5G 移动通信时，关键技术的使用更为重要。本文详细分析了5G移动通信的关键技术。关键词：5G；移动通信；关键技术 前言： 如今，信息技术不断完善，人们的生活水平不断提高，人们越来越依赖通信传输，并且有越来越多的需求。5G技术是移动通信发展的一个主要趋势，需要加强对5G移动通信网络核心技术的分析和掌握，虽然我国5G技术的某些方面在全球范围内属于领先水平，但从总体上来说与其他几个掌握5G技术的国家还没有拉开一定的差距，因此，我国5G移动通信网络的相关企业和相关科研技术人员要更加努力，进一步提高我国5G移动通信网络的优势，提高国际竞争力。 一、5G移动通信技术的含义 5G网络属于第五代移动通信网络，属于未来网络发展的主流趋势。5G网络的转型属于互联网的重要变革。5G网络基于4G网络实现高速运营，相关能耗将大幅降低，因此在市场中占据主导地位。在那之后，互联网时代在任何时间和地点都属于无处不在的全网络时代。不仅如此，5G网络的应用范围也在增加。移动网络针对个人网络技术。5G网络不仅可以加速个人网络，还可以用于企业。相比之下，可以看出5G网络有效地结合了以往移动通信技术的优势，并根据时代的需要进行了相对全面的创新。有必要关注多种形式的无线接入和支持多样化。环境变化确保网络更灵活地分布，维护工作更方便，使移动网络能够保持良好的可持续发展状态。 二、5G移动通信的关键技术要点 （一）MIMO技术。多天线技术可以使网络系统保持稳定的传输状态，并广泛应用于无线通信系统中。通过分析相关信息理论，如果天线数量不断增加，稳定性和效率也将显着提高。因此，信息系统中使用的天线数量也在增加，工艺复杂，占地面积不断提高，因此可行性低。从研究中可以看出，在相对较大的MIMO系统中，基站中存在更多天线，并且通常有两个。在该系统中，MIMO系统可以在统一的时频中满足多个用户的需求，并且当配置天线时，信息传输系统的天线可以集中到基站中以生成MIMO系统。 （二）自组织网络技术。在传统系统中，相关的运维工作，网络部署工作将使用更多的人力资源，因此在实施5G移动通信时，有必要增加人力投入。从分析中可以看出，每个运营商在维护通信系统时消耗了大约70％的成本，现在科学技术不断提高，手工形式难以满足工作要求，并且由于成本高，很难充分发挥5G系统的优势，为了解决这个问题，降低人为错误的概率，有必要采用先进的技术，即自组织网络技术来解决5G系统的缺陷，在使用5G移动通信系统时，该系统及相关技术更加复杂，管理工作更加复杂，可以体现自组织网络技术的优势。在5G移动通信中，存在许多异构网络，这将增加节点的复杂性。以自组织网络技术为基础，可以显着提高5G移动通信系统的自匹配效率和优化度。 （三）5G移动通信网络中的其他关键技术。（1）毫米波通信技术。目前，毫米波的使用还不够，毫米波的资源丰富，为了达到5G的水准，在移动通信网络的应用过程中，收发器端的天线数量会相应地增加，此时，就对波长有更高的要求，通常波长不能太长。根据实验研究，毫米波技术和MIMO技术的结合可以大大提高数据传输的质量。（2）D2D通信技术。在5G移动通信网络中，通过应用D2D通信技术，相关设备仍然可以连接基站范围外的蜂窝网络数据，可以有效地提高用户体验和使用质量。与蓝牙技术和WIFI技术相比，D2D通信技术具有显着的通信距离优势和更高的稳定性。 三、5G移动通信的未来发展趋势 5G网络时代属于新世纪的新移动通信技术，将在2020年在社会中得到充分利用。因此，可以看出5G网络具有相当的发展前景。经过分析，可以看出，当人们对于数据传以及数据传输的需求更大时，5G移动通信将有更广阔的发展空间，5G移动通信的数据流量将继续增加，网络设备的数量也将增加，频谱利用率也会提高，网络将变得更加安全。在此阶段，信息技术不断改进，移动设备软件和硬件的水平不断提高，提供更广泛的互联服务。基于5G移动通信系统，全球将有大约500亿个互联网业务，因此对智能终端的需求将得到显着提升，需要更多的计算功能。增加数据流量意味着在使用5G移动通信系统之后传输速度将显着增加。经过一段时间的发展，网络的数量将达到1000亿，而5G移动通信系统的覆盖范围将明显大于4G移动通信系统，5G移动通信系统的频谱使用效率是显着高于4G移动通信系统，因此，5G移动通信系统将在随后的社会发展过程中发挥更加重要的作用。 结束语： 与现在已经普遍的4G移动通信网络相比，5G移动通信网络在信号覆盖面、传输速度、安全性等方面都明显优于4G，因此，要加大对5G移动通信网络的投资支持。在现有的技术水平以及装备设置的基础上继续加大关于5G移动通信系统的研究和建设，继续提高5G移动通信技术的可靠性、安全性，降低建设成本以及维护费用，让“5G时代”更快的来临，更好地造福社会。参考文献 [1]王立.基于5G移动通信网络的绿色通信关键技术研究[J].电子世界,2018(24):164+166. [2]张然.5G移动通信网络关键技术研究[J].信息与电脑(理论版),2018(23):168-169. [3]林鑫.第5代移动通信网络的新业务及其关键技术分析[J].信息通信,2018(11):259-261. [4]肖福建.5G移动通信网络关键技术的分析[J].科技创新导报,2018,15(29):113-114.
4G移动通信系统的主要特点和关键技术 摘要本文对于4G 移动通信系统的主要特点进行了简要介绍，重点探讨了4G 系统中可能采用的几个关键技术，以供参考。 关键词4G移动通信系统；特点；关键技术 随着经济的发展和人们生活水平的提高，传统的2G、2.5G以及3G系统已经无法人们利用现代移动通信系统进行高速多媒体数据业务的需要，不少国家开始加大了4G 移动通信系统的研发及应用。所以本研究不仅具有一定的学术价值，还具有重要的现实意义。 1 4G移动通信系统的主要特点 1.1 高速率 如果为大范围高速移动用户，4G移动通信系统的数据速率可达到2Mb/s；中速用户，速率可达到20Mb/s；如果为低速移动用户，可达到100Mb/s。 1.2 良好的兼容性 采用的是全球统一的标准，让移动通信运营商的用户都可以享受共同的4G 服务，真正达到了一部手机在全球的任何一个地点均可以自由通信。 1.3 智能化 采用的是广域接入和分布网络形式，能够实现非对称的不同速率之间的自动切换，能够自适应地完成资源分配，根据不同业务的实际需求对资源做出最大化的合理配置。人们所需要进行的移动办公都可以在4G移动通信系统中轻松完成，除了具备传统的语言数据传输功能外，还可以实现多媒体计算机的所有功能。 2 关键技术 2.1 OFDM 4G移动通信系统使用的核心技术就是OFDM，即正交频分复用技术，为一种属于多载波调制技术，主要技术原理是把即将传输的串行数据流分解转变成若干较以低速率运行的并行子数据流，然后把它们各自调制至相互正交的子载波上，完成之后对其合成输出，需要注意的是输出的数据速率大小应当和串行数据流分解前的速率大小保持一致。OFDM的优势非常明显：抗多径干扰以及窄带干扰能力和3G移动通信系统单载波系统相比较强；和常规的频分复用系统比较，利用OFDM技术可以实现频谱资源的最大限度使用；可以最大限度的利用信噪比相对较高的子信道，同时具有极强的抗频率选择性衰落能力；能够和时分、频