移動通信新技術(shù)論文

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移動通信新技術(shù)論文范文第1篇

【論文關(guān)鍵詞】移動通信；3G；發(fā)展；展望

伴隨著移動通信市場的快速發(fā)展，用戶對更高性能的移動通信系統(tǒng)提出了更高要求，希望享受更為豐富和高速的通信業(yè)務。第二代移動通信運營商發(fā)展速度趨于緩和而競爭越加激烈，為尋找新的增長點，通過發(fā)展數(shù)據(jù)業(yè)務來提高自身的服務質(zhì)量和業(yè)務類型，需要3G的支持。同時由于第二代移動通信無線頻率資源日趨緊張，已不能滿足長期的通信需求發(fā)展需要。

一、移動通信的發(fā)展歷程

第一代移動通信系統(tǒng)是在20世紀80年代初提出的，它完成于20世紀90年代初。第一代移動通信系統(tǒng)是基于模擬傳輸?shù)模涮攸c是業(yè)務量小、質(zhì)量差、交全性差、沒有加密和速度低。

第二代移動通信系統(tǒng)(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標準協(xié)會在1996年提出了GSMPhase2+，目的在于擴展和改進GSMPhase1及Phase2中原定的業(yè)務和性能。它主要包括CMAEL(客戶化應用移動網(wǎng)絡增強邏輯)，SO(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)，使得話音質(zhì)量得到了質(zhì)的改進；半速率編解碼器可使GSM系統(tǒng)的容量提高近一倍。在GSMPhase2+階段中，采用更密集的頻率復用、多復用、多重復用結(jié)構(gòu)技術(shù)，引入智能天線技術(shù)、雙頻段等技術(shù)，有效地克服了隨著業(yè)務量劇增所引發(fā)的GSM系統(tǒng)容量不足的缺陷；自適應語音編碼(AMR)技術(shù)的應用，極大提高了系統(tǒng)通話質(zhì)量；GPRS/EDGE技術(shù)的引入，使GSM與計算機通信/Internet有機相結(jié)合，數(shù)據(jù)傳送速率可達115/384kbit/s，從而使GSM功能得到不斷增強，初步具備了支持多媒體業(yè)務的能力。盡管2G技術(shù)在發(fā)展中不斷得到完善，但隨著用戶規(guī)模和網(wǎng)絡規(guī)模的不斷擴大，頻率資源己接近枯竭，語音質(zhì)量不能達到用戶滿意的標準，數(shù)據(jù)通信速率太低，無法在真正意義上滿足移動多媒體業(yè)務的需求。

二、第三代移動通信系統(tǒng)概述

第三代移動通信業(yè)務主要是話音和中低速數(shù)據(jù)，碼率為384kb/s(局域網(wǎng)可達2Mb/s)，因而可傳送比目前GSM(第二代移動通信)更高碼率的信息。隨著多媒體業(yè)務的發(fā)展，2Mb/s的碼率將越來越不能滿足用戶各種新的寬帶業(yè)務的需要，因此國際上已開始研究第四代移動通信系統(tǒng)，第一步目標是10Mb/s以上。我們國內(nèi)則尚未啟動。因此需盡早開始研究其關(guān)鍵技術(shù)。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)有:寬帶多媒體移動通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，包括頻段、多址方法、無線接入技術(shù)、軟件無線電的硬件和軟件、多載波調(diào)制和OFDM技術(shù)、自適應天線陣、高效信道編碼技術(shù)(如Turbo碼)等。

第三代移動通信系統(tǒng)(3G)，也稱IMT2000，是正在全力開發(fā)的系統(tǒng)，其最基本的特征是智能信號處理技術(shù)，智能信號處理單元將成為基本功能模塊，支持話音和多媒體數(shù)據(jù)通信，它可以提供前兩代產(chǎn)品不能提供的各種寬帶信息業(yè)務，例如高速數(shù)據(jù)、慢速圖像與電視圖像等。如WCDMA的傳輸速率在用戶靜止時最大為2Mbps，在用戶高速移動時最大支持144Kbps，所占頻帶寬度5MHz左右。但是，第三代移動通信系統(tǒng)的通信標準共有WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同組成一個IMT2000家庭，成員間存在相互兼容的問題，因此已有的移動通信系統(tǒng)不是真正意義上的個人通信和全球通信；再者，3G的頻譜利用率還比較低，不能充分地利用寶貴的頻譜資源；第三，3G支持的速率還不夠高，如單載波只支持最大2Mbps的業(yè)務，等等。這些不足點遠遠不能適應未來移動通信發(fā)展的需要，因此尋求一種既能解決現(xiàn)有問題，又能適應未來移動通信的需求的新技術(shù)(即新一代移動信:nextgenerationmobilecommunication)是必要的。第三代移動通信技術(shù)的基本特點：(1)全球統(tǒng)一頻段，統(tǒng)一標準，全球無縫覆蓋和漫游。(2)頻譜利用率高。(3)在144kbps(最好能在384kbps)能達到全覆蓋和全移動性，還能提供最高速率達2Mbps的多媒體業(yè)務。(4)支持高質(zhì)量話音、分組多媒體業(yè)務和多用戶速率通信。(5)有按需分配帶寬和根據(jù)不同業(yè)務設置不同服務等級的能力。(6)適應多用戶環(huán)境，包括室內(nèi)、室外、快速移動和衛(wèi)星環(huán)境。(7)安全保密性能優(yōu)良。(8)便于從第二代移動通信向第三代移動通信平滑過渡。(9)可與各種移動通信系統(tǒng)融合，包括蜂窩、無繩電話和衛(wèi)星移動通信等。(10)終端(手機)結(jié)構(gòu)簡單，便于攜帶，價格較低。

三、第四代移動通信系統(tǒng)

4G系統(tǒng)中有兩個基本目標：一是實現(xiàn)無線通信全球覆蓋；二是提供無縫的高質(zhì)量無線業(yè)務。目前正在構(gòu)思中的4G通信具有以下特征：（1）網(wǎng)絡頻譜更寬。要想使4G通信達到100Mbps的傳輸速率，通信運營商必須在3G網(wǎng)絡的基礎上進行大幅度的改造，以便使4G網(wǎng)絡在通信帶寬上比3G網(wǎng)絡的帶寬高出許多。據(jù)研究，每個4G信道將占有100MHz的頻譜，相當于W-CDMA3G網(wǎng)絡的20倍；（2）通信速度更快。人們研究4G通信的最初目的是為了提高蜂窩電話和其他移動終端訪問Internet的速率，因此，4G通信最顯著的特征就是它有更快的無線傳輸速率。據(jù)專家估計，第四代移動通信系統(tǒng)的傳輸速率速率可以達到10M~20Mbps，最高可以達到100Mbps；（3）通信更加靈活。從嚴格意義上說，4G手機的功能已不能簡單劃歸“電話機”的范疇，因為語音數(shù)據(jù)的傳輸只是4G移動電話的功能之一而已。而且4G手機從外觀和式樣上看將有更驚人的突破，可以想象的是，眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋都有可能成為4G終端；（4）智能性更高。第四代移動通信的智能性更高，不僅表現(xiàn)在4G通信的終端設備的設計和操作具有智能化，更重要的是4G手機可以實現(xiàn)許多目前還難以想象的功能；（5）兼容性更平滑。要使4G通信盡快地被人們接收，還應該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下較為容易地過渡到4G通信。因此，從這個角度來看，4G通信系統(tǒng)應當具備全球漫游、接口開放、能跟多種網(wǎng)絡互聯(lián)、終端多樣化以及能從3G平穩(wěn)過渡等特點。

總之，隨著新問題、新要求的不斷出現(xiàn)，第四代移動通信技術(shù)將會相應地調(diào)整、完善和進一步發(fā)展。縱觀移動通信技術(shù)的發(fā)展規(guī)律和第四代通信技術(shù)的優(yōu)點，我們相信，不遠的將來，人們將不受時間、地點限制，可以自由自在地利用移動網(wǎng)絡獲取和傳遞信息。從而人們的學習、工作、生活將會發(fā)生更深刻的變化。

參考文獻:

[1]胡可剛，王樹勛，劉立宏.移動通信中的無線定位技術(shù)[J].吉林大學學報，2005，23(4)

移動通信新技術(shù)論文范文第2篇

對于5G的應用和未來憧憬，產(chǎn)業(yè)界和學術(shù)界對其都進行了相關(guān)闡述，從他們的闡述中得出，人們對未來5G技術(shù)的需求，相比之下，5G應具備下面的基本特征。

1.1數(shù)據(jù)流量的增長

產(chǎn)業(yè)界人士預測10年以后，移動數(shù)據(jù)量將達到1000倍。5G的吞吐量能力特別大，就算在很忙的時候也能提升到1000倍，至少可以到達100Gbit/s/km2以上。

1.2聯(lián)網(wǎng)設備擴大100倍

伴隨著智能終端和物聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，預計10年后，聯(lián)網(wǎng)的設備數(shù)目將增加到600~1000達部，在未來里，5G網(wǎng)絡單位覆蓋面積將大大增加，相比之下是目前4G網(wǎng)絡將增長100倍，相對一些特殊的應用，單位面積將通過5G網(wǎng)絡的設備數(shù)目達到100萬/km2。

1.3峰值速率至少達到10Gbit/s

面向2020年以后的5G網(wǎng)絡，相對于目前的4G網(wǎng)絡的峰值速率需提高10倍以上，然而達到10Gbit/s，在特殊情況下，用戶單鏈峰值速率都要求需達10Gbit/s。

1.4用戶速率可達到10Gbit/s，特殊需求達到100Gbit/s

在未來的5G網(wǎng)絡中，在一般條件下，用戶在任何時候都能獲得10Gbit/s以上的速率，對于特殊需求的業(yè)務和用戶將達到100Gbit/s，比如:急救車內(nèi)高清醫(yī)療圖像傳輸服務。

1.5可靠性高與時間短

2020年后的5G網(wǎng)絡，需要滿足用戶在線服務，能隨時隨地的進行各種體驗，并且還需滿足工業(yè)信息系統(tǒng)、應急通信等更多場景需求。需要進一步地降低用戶的控制時延，與4G網(wǎng)絡相比，縮短了5~10倍。對于關(guān)系重大財產(chǎn)安全的業(yè)務和人類生命可靠性必須提升到99.9999%以上。

1.6頻譜利用相對較高

由于5G網(wǎng)絡用戶的業(yè)務量大、規(guī)模大、流量高，相對來說，使用頻率需求量也大，需要通過壓縮等創(chuàng)新技術(shù)及頻率倍增的應用，來提高頻率利用率。相對4G網(wǎng)絡來說，5G的頻譜效率要5~10倍的提高，來解決流量帶來的頻譜短缺問題。

1.7網(wǎng)絡消耗能源

相對來說較低節(jié)省能源、綠色低碳是未來通信技術(shù)的發(fā)展的方向，在未來的5G網(wǎng)絡中，需要利用節(jié)約能源的設計，使網(wǎng)絡能耗效率都有待提高1000倍，來滿足1000倍流量的需求，但是現(xiàn)有網(wǎng)絡與能耗有相當?shù)乃健?/p>

25G關(guān)鍵技術(shù)概述

從目前的角度看，5G的關(guān)鍵技術(shù)仍在發(fā)展階段和研究階段，但學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)認為，5G的關(guān)鍵技術(shù)應包含下幾個方面：一是5G關(guān)鍵技術(shù)與無線網(wǎng)絡構(gòu)架；二是5G無線輸送的關(guān)鍵技術(shù)；三是5G移動通信總體技術(shù)系統(tǒng)；四是5G移動通信驗證技術(shù)。接下來對業(yè)界十分關(guān)注的5G技術(shù)進行總的介紹。

2.1高頻段傳輸

目前，移動通信系統(tǒng)頻段主要是3GHz以內(nèi)，伴隨著用戶人數(shù)的增加，頻譜資源也變得十分擁擠，然而在高頻段里，如毫米波頻率是27.3～350GHz，而帶寬則高達284.6GHz，超過微波全部帶寬的12倍。微波與毫米波相比，元器件的尺寸要小很多，毫米波系統(tǒng)能輕而易舉小型化，實現(xiàn)進行極高速短距離通信，支持5G傳輸速率和容量需求。

2.2多天線傳輸技術(shù)

多天線技術(shù)，經(jīng)歷了從二維到三維，從無源到有源，從高階多輸入多輸出到大規(guī)模陣列的發(fā)展，能把頻譜利用率提高到數(shù)十五倍甚至再高，是目前5G技術(shù)唯一重要研究方向。

2.3同時同頻全雙工技術(shù)

同時同頻全雙工技術(shù)被稱為高效的頻譜效率技術(shù)，該技術(shù)在相同的物理信道上對兩個方向信號的進行傳輸，在通信雙工節(jié)點的接收機處通過對取消自身發(fā)射的信號干擾，在發(fā)射信號時候，同時接收另一節(jié)點的相同頻信號。

2.4設備間直接通信技術(shù)

以往的移動通信系統(tǒng)連網(wǎng)方式，以基站為中心點，實現(xiàn)對市區(qū)覆蓋，基站及中繼站是不能隨便移動的，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)是有限制的，在未來的5G網(wǎng)絡里，用戶規(guī)模大，數(shù)據(jù)流量大，以傳統(tǒng)的基站模式為中心的組網(wǎng)方式，是沒辦法滿足業(yè)務需求。D2D直接通信技術(shù)在沒有基站的情況下也能運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)通信設備的直接通信，開拓了接入方式和網(wǎng)絡連接。

2.5密集網(wǎng)絡技術(shù)

5G是一個智能化、寬帶化、多元化、綜合化的網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)流量是4G的1000倍。想要實現(xiàn)目標有兩種技術(shù):一是在宏基站處布置大規(guī)模天線來取得室外空間增益，二是布置密集網(wǎng)絡來滿足室外和室內(nèi)數(shù)據(jù)需求。在未來里，向高頻段寬帶，將采用更加密集的方案，部署高達200個以上扇區(qū)。

2.6新型網(wǎng)絡架構(gòu)技術(shù)

為了滿足在未來里，使用高容量、大規(guī)模的用戶需求，未來的5G網(wǎng)絡架構(gòu)將具有低時延、低成本、易維護、扁平化特點。目前產(chǎn)業(yè)界主要集中在云架構(gòu)和C-RAN的研究上。

2.7智能化技術(shù)

5G的中心網(wǎng)絡,是由大型的服務器來組成的云計算平臺，通過交換機網(wǎng)絡及數(shù)據(jù)交換功能的路由器與基站相連接，宏基站具有大數(shù)據(jù)存儲功能和云計算功能，時效性特強或特別大的數(shù)據(jù)，提交到云計算中心進行網(wǎng)絡處理，終端或基站的數(shù)量、形態(tài)多，不一樣的業(yè)務選取不一樣的頻段，連接方式和天線多樣化。所以，需要具有自動模式切換、智能配置、智能識別的功能，實現(xiàn)智能組網(wǎng)，在未來里，智能化技術(shù)是實現(xiàn)5G網(wǎng)絡的是關(guān)鍵技術(shù)。

3研究情況及趨勢

從目前來看，全球?qū)?G技術(shù)的研究，都處在早期階段，將來還需要進行標準化、外場試驗、技術(shù)研究等階段，最后才能實現(xiàn)商用部署，但是，盡管對5G技術(shù)和概念仍然在進行深究，對5G標準的大方向，現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)界和學術(shù)界在基本上達成了共識。

4結(jié)束語

移動通信新技術(shù)論文范文第3篇

關(guān)鍵詞：第四代移動通信（4G）；正交頻分復用；多模式終端

一、引言

移動通信是指移動用戶之間，或移動用戶與固定用戶之間的通信。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，特別是半導體、集成電路和計算機技術(shù)的發(fā)展，移動通信得到了迅速的發(fā)展。隨著其應用領(lǐng)域的擴大和對性能要求的提高，促使移動通信在技術(shù)上和理論上向更高水平發(fā)展。20世紀80年代以來，移動通信已成為現(xiàn)代通信網(wǎng)中不可缺少并發(fā)展最快的通信方式之一。

回顧移動通信的發(fā)展歷程，移動通信的發(fā)展大致經(jīng)歷了幾個發(fā)展階段：第一代移動通信技術(shù)主要指蜂窩式模擬移動通信，技術(shù)特征是蜂窩網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)克服了大區(qū)制容量低、活動范圍受限的問題。第二代移動通信是蜂窩數(shù)字移動通信，使蜂窩系統(tǒng)具有數(shù)字傳輸所能提供的綜合業(yè)務等種種優(yōu)點。第三代移動通信的主要特征是除了能提供第二代移動通信系統(tǒng)所擁有的各種優(yōu)點，克服了其缺點外，還能夠提供寬帶多媒體業(yè)務，能提供高質(zhì)量的視頻寬帶多媒體綜合業(yè)務，并能實現(xiàn)全球漫游。現(xiàn)在用的大多是第二代技術(shù)，第三代技術(shù)還不太成功，但已有了第四代技術(shù)的設想。第四代移動通信系統(tǒng)（4G）標準比第三代具有更多的功能。

二、4G移動通信簡介

第四代移動通信技術(shù)的概念可稱為寬帶接入和分布網(wǎng)絡，具有非對稱的超過2Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸能力。它包括寬帶無線固定接入、寬帶無線局域網(wǎng)、移動寬帶系統(tǒng)和交互式廣播網(wǎng)絡。第四代移動通信標準比第三代標準擁有更多的功能。第四代移動通信可以在不同的固定、無線平臺和跨越不同的頻帶的網(wǎng)絡中提供無線服務，可以在任何地方用寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)（包括衛(wèi)星通信和平流層通信），能夠提供定位定時、數(shù)據(jù)采集、遠程控制等綜合功能。此外，第四代移動通信系統(tǒng)是集成多功能的寬帶移動通信系統(tǒng)，是寬帶接入IP系統(tǒng)。目前正在開發(fā)和研制中的4G通信將具有以下特征：

（一）通信速度更快

由于人們研究4G通信的最初目的就是提高蜂窩電話和其他移動裝置無線訪問Internet的速率，因此4G通信的特征莫過于它具有更快的無線通信速度。專家預估，第四代移動通信系統(tǒng)的速度可達到10-20Mbit/s，最高可以達到100Mbit/s。

（二）網(wǎng)絡頻譜更寬

要想使4G通信達到100Mbit/s的傳輸速度，通信運營商必須在3G通信網(wǎng)絡的基礎上對其進行大幅度的改造，以便使4G網(wǎng)絡在通信帶寬上比3G網(wǎng)絡的帶寬高出許多。據(jù)研究，每個4G信道將占有100MHz的頻譜，相當于W-CDMA3G網(wǎng)絡的20倍。

（三）多種業(yè)務的完整融合

個人通信、信息系統(tǒng)、廣播、娛樂等業(yè)務無縫連接為一個整體，滿足用戶的各種需求。4G應能集成不同模式的無線通信——從無線局域網(wǎng)和藍牙等室內(nèi)網(wǎng)絡、蜂窩信號、廣播電視到衛(wèi)星通信，移動用戶可以自由地從一個標準漫游到另一個標準。各種業(yè)務應用、各種系統(tǒng)平臺間的互聯(lián)更便捷、安全，面向不同用戶要求，更富有個性化。而且4G手機從外觀和式樣上看將有更驚人的突破，可以想象的是，眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋都有可能成為4G終端。

（四）智能性能更高

第四代移動通信的智能性更高，不僅表現(xiàn)在4G通信的終端設備的設計和操作具有智能化，更重要的是4G手機可以實現(xiàn)許多難以想象的功能。例如，4G手機將能根據(jù)環(huán)境、時間以及其他因素來適時提醒手機的主人。

（五）兼容性能更平滑

要使4G通信盡快地被人們接受，還應該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下輕易地過渡到4G通信。因此，從這個角度來看，4G通信系統(tǒng)應當具備全球漫游、接口開放、能跟多種網(wǎng)絡互聯(lián)、終端多樣化以及能從2G、3G平穩(wěn)過渡等特點。

（六）實現(xiàn)更高質(zhì)量的多媒體通信

4G通信提供的無線多媒體通信服務將包括語音、數(shù)據(jù)、影像等，大量信息透過寬頻的信道傳送出去，為此4G也稱為“多媒體移動通信”。

（七）通信費用更加便宜

由于4G通信不僅解決了與3G的兼容性問題，讓更多的現(xiàn)有通信用戶能輕易地升級到4G通信，而且4G通信引入了許多尖端通信技術(shù)，因此，相對其他技術(shù)來說，4G通信部署起來就容易、迅速得多。同時在建設4G通信網(wǎng)絡系統(tǒng)時，通信運營商們將考慮直接在3G通信網(wǎng)絡的基礎設施之上，采用逐步引入的方法，這樣就能夠有效地降低運營成本。

三、4G移動通信的接入系統(tǒng)

4G移動通信接入系統(tǒng)的顯著特點是，智能化多模式終端（multi-modeterminal）基于公共平臺，通過各種接技術(shù)，在各種網(wǎng)絡系統(tǒng)（平臺）之間實現(xiàn)無縫連接和協(xié)作。在4G移動通信中，各種專門的接入系統(tǒng)都基于一個公共平臺，相互協(xié)作，以最優(yōu)化的方式工作，來滿足不同用戶的通信需求。當多模式終端接入系統(tǒng)時，網(wǎng)絡會自適應分配頻帶、給出最優(yōu)化路由，以達到最佳通信效果。目前，4G移動通信的主要接入技術(shù)有：無線蜂窩移動通信系統(tǒng)（例如2G、3G）；無繩系統(tǒng)（如DECT）；短距離連接系統(tǒng)（如藍牙）；WLAN系統(tǒng)；固定無線接入系統(tǒng)；衛(wèi)星系統(tǒng)；平流層通信（STS）；廣播電視接入系統(tǒng)（如DAB、DVB-T、CATV）。隨著技術(shù)發(fā)展和市場需求變化，新的接入技術(shù)將不斷出現(xiàn)。

不同類型的接入技術(shù)針對不同業(yè)務而設計，因此，我們根據(jù)接入技術(shù)的適用領(lǐng)域、移動小區(qū)半徑和工作環(huán)境，對接入技術(shù)進行分層。

分配層：主要由平流層通信、衛(wèi)星通信和廣播電視通信組成，服務范圍覆蓋面積大。

蜂窩層：主要由2G、3G通信系統(tǒng)組成，服務范圍覆蓋面積較大。

熱點小區(qū)層：主要由WLAN網(wǎng)絡組成，服務范圍集中在校園、社區(qū)、會議中心等，移動通信能力很有限。

個人網(wǎng)絡層：主要應用于家庭、辦公室等場所，服務范圍覆蓋面積很小。移動通信能力有限，但可通過網(wǎng)絡接入系統(tǒng)連接其他網(wǎng)絡層。

固定網(wǎng)絡層：主要指雙絞線、同軸電纜、光纖組成的固定通信系統(tǒng)。

網(wǎng)絡接入系統(tǒng)在整個移動網(wǎng)絡中處于十分重要的位置。未來的接入系統(tǒng)將主要在以下三個方面進行技術(shù)革新和突破：為最大限度開發(fā)利用有限的頻率資源，在接入系統(tǒng)的物理層，優(yōu)化調(diào)制、信道編碼和信號傳輸技術(shù)，提高信號處理算法、信號檢測和數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，并在頻譜共享和新型天線方面做進一步研究。為提高網(wǎng)絡性能，在接入系統(tǒng)的高層協(xié)議方面，研究網(wǎng)絡自我優(yōu)化和自動重構(gòu)技術(shù)，動態(tài)頻譜分配和資源分配技術(shù)，網(wǎng)絡管理和不同接入系統(tǒng)間協(xié)作。提高和擴展IP技術(shù)在移動網(wǎng)絡中的應用；加強軟件無線電技術(shù)；優(yōu)化無線電傳輸技術(shù)，如支持實時和非實時業(yè)務、無縫連接和網(wǎng)絡安全。

四、4G移動通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)

（一）定位技術(shù)

定位是指移動終端位置的測量方法和計算方法。它主要分為基于移動終端定位、基于移動網(wǎng)絡定位或者混合定位三種方式。在4G移動通信系統(tǒng)中，移動終端可能在不同系統(tǒng)（平臺）間進行移動通信。因此，對移動終端的定位和跟蹤，是實現(xiàn)移動終端在不同系統(tǒng)（平臺）間無縫連接和系統(tǒng)中高速率和高質(zhì)量的移動通信的前提和保障。

（二）切換技術(shù)

切換技術(shù)適用于移動終端在不同移動小區(qū)之間、不同頻率之間通信或者信號降低信道選擇等情況。切換技術(shù)是未來移動終端在眾多通信系統(tǒng)、移動小區(qū)之間建立可靠移動通信的基礎和重要技術(shù)。它主要有軟切換和硬切換。在4G通信系統(tǒng)中，切換技術(shù)的適用范圍更為廣泛，并朝著軟切換和硬切換相結(jié)合的方向發(fā)展。

（三）軟件無線電技術(shù)

在4G移動通信系統(tǒng)中，軟件將會變得非常繁雜。為此，專家們提議引入軟件無線電技術(shù)，將其作為從第二代移動通信通向第三代和第四代移動通信的橋梁。軟件無線電技術(shù)能夠?qū)⒛M信號的數(shù)字化過程盡可能地接近天線，即將A/D和D/A轉(zhuǎn)換器盡可能地靠近RF前端，利用DSP進行信道分離、調(diào)制解調(diào)和信道編譯碼等工作。它旨在建立一個無線電通信平臺，在平臺上運行各種軟件系統(tǒng)，以實現(xiàn)多通路、多層次和多模式的無線通信。因此，應用軟件無線電技術(shù)，一個移動終端，就可以實現(xiàn)在不同系統(tǒng)和平臺之間，暢通無阻的使用。目前比較成熟的軟件無線電技術(shù)有參數(shù)控制軟件無線電系統(tǒng)。

（四）智能天線技術(shù)

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，能滿足數(shù)據(jù)中心、移動IP網(wǎng)絡的性能要求。智能天線成形波束能在空間域內(nèi)抑制交互干擾，增強特殊范圍內(nèi)想要的信號，這種技術(shù)既能改善信號質(zhì)量又能增加傳輸容量。

（五）交互干擾抑制和多用戶識別

待開發(fā)的交互干擾抑制和多用戶識別技術(shù)應成為4G的組成部分，它們以交互干擾抑制的方式引入到基站和移動電話系統(tǒng)，消除不必要的鄰近和共信道用戶的交互干擾，確保接收機的高質(zhì)量接收信號。這種組合將滿足更大用戶容量的需求，還能增加覆蓋范圍。交互干擾抑制和多用戶識別兩種技術(shù)的組合將大大減少網(wǎng)絡基礎設施的部署，確保業(yè)務質(zhì)量的改善。

（六）新的調(diào)制和信號傳輸技術(shù)

在高頻段進行高速移動通信，將面臨嚴重的選頻衰落（frequency-selectivefading）。為提高信號性能，研究和發(fā)展智能調(diào)制和解調(diào)技術(shù)，來有效抑制這種衰落。例如正交頻分復用技術(shù)（OFDM）、自適應均衡器等。另一方面，采用TPC、Rake擴頻接收、跳頻、FEC（如AQR和Turbo編碼）等技術(shù)，來獲取更好的信號能量噪聲比。

五、OFDM技術(shù)在4G中的應用

若以技術(shù)層面來看，第三代移動通信系統(tǒng)主要是以CDMA為核心技術(shù)，第四代移動通信系統(tǒng)技術(shù)則以正交頻分復用（OrthogonalFreqencyDivisionMultiplexer，OFDM）最受矚目，特別是有不少專家學者針對OFDM技術(shù)在移動通信技術(shù)上的應用，提出相關(guān)的理論基礎。例如無線區(qū)域環(huán)路（WLL）、數(shù)字音訊廣播（DAB）等，都將在未來采用OFDM技術(shù)，而第四代移動通信系統(tǒng)則計劃以OFDM為核心技術(shù)，提供增值服務。

在時代交替之際，舊有系統(tǒng)之整合與升級是產(chǎn)業(yè)關(guān)心的話題，目前大家談的是GSM如何升級到第三代移動通信系統(tǒng)；而未來則是CDMA如何與OFDM技術(shù)相結(jié)合。可以預計，CDMA絕對不會在第四代移動通信系統(tǒng)中消失，而是成為其應用技術(shù)的一部份，或許未來也會有新的整合技術(shù)如OFDM/CDMA產(chǎn)生，前文所提到的數(shù)字音訊廣播，其實它真正運用的技術(shù)是OFDM/FDMA的整合技術(shù)，同樣是利用兩種技術(shù)的結(jié)合。因此未來以OFDM為核心技術(shù)的第四代移動通信系統(tǒng)，也將會結(jié)合兩項技術(shù)的優(yōu)點，一部份將是以CDMA的延伸技術(shù)。

六、結(jié)束語

對于現(xiàn)在的人來說，未來的4G通信的確顯得很神秘，不少人都認為第四代無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)是人類有史以來最復雜的技術(shù)系統(tǒng)。總的來說，要順利、全面地實施4G通信，還將可能遇到一些困難。

首先，人們對未來的4G通信的需求是它的通信傳輸速度將會得到極大提升，從理論上說最高可達到100Mbit/s，但手機的速度將受到通信系統(tǒng)容量的限制。據(jù)有關(guān)行家分析，4G手機將很難達到其理論速度。

其次，4G的發(fā)展還將面臨極大的市場壓力。有專家預測，在10年以后，2G的多媒體服務將進入第三個發(fā)展階段，此時覆蓋全球的3G網(wǎng)絡已經(jīng)基本建成，全球25%以上的人口使用3G，到那時，整個行業(yè)正在消化吸收第三代技術(shù)，對于4G技術(shù)的接受還需要一個逐步過渡的過程。

因此，在建設4G通信網(wǎng)絡系統(tǒng)時，通信運營商們將考慮直接在3G通信網(wǎng)絡的基礎設施之上，采用逐步引入的方法，使移動通信從3G逐步向4G過渡。

參考文獻：

1、謝顯忠等.基于TDD的第四代移動通信技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社,2005.

移動通信新技術(shù)論文范文第4篇

1前言

移動通信業(yè)務之所以發(fā)展迅猛主要是其滿足了人們在任何時間。任何地點與任何個人進行通信的愿望。移動通信是實現(xiàn)未來理想的個人通信服務的必由之路。在信息支撐技術(shù)、市場競爭和需求的共同作用下，移動通信技術(shù)的發(fā)展更是突飛猛進，呈現(xiàn)出以下幾大趨勢：網(wǎng)絡業(yè)務數(shù)據(jù)化、分組化，網(wǎng)絡技術(shù)寬帶化，網(wǎng)絡技術(shù)智能化，更高的頻段，更有效利用頻率，各種網(wǎng)絡趨于融合。了解、掌握這些趨勢對移動通信運營商和設備制造商均具有重要的現(xiàn)實意義。

2網(wǎng)絡業(yè)務數(shù)據(jù)化、分組化

2.1無線數(shù)據(jù)——生機無限當前移動數(shù)據(jù)通信發(fā)展迅速，被認為是移動通信發(fā)展的一個主要方向。近年來出現(xiàn)的移動數(shù)據(jù)通信主要有兩種，一種是電路交換型的移動數(shù)據(jù)業(yè)務，如TACS、AMPS和GSM中的承載數(shù)據(jù)業(yè)務以及GSM系統(tǒng)的HSCSD；另外一種是分組交換型的移動數(shù)據(jù)業(yè)務，如摩托羅拉的DataTAC、愛立信的Mobitex和GSM系統(tǒng)的GPRS。

目前，無線數(shù)據(jù)業(yè)務只占GSM網(wǎng)絡全部業(yè)務量中的很小一部分，但是在未來的兩年中這種狀況將開始扭轉(zhuǎn)，并大大改變。1999年以后，隨著HSCSD、GPRS等新的高速數(shù)據(jù)解決方案顯露崢嶸，并成為數(shù)據(jù)應用的新焦點，無線數(shù)據(jù)將成為運營商經(jīng)營計劃中越來越重要的部分，它預示著未來大量的商業(yè)機遇。

（1）應用驅(qū)動市場

無線數(shù)據(jù)業(yè)務的主要驅(qū)動力在于用戶的應用。話音是單一的、易于被大眾所接受的業(yè)務，然而無線數(shù)據(jù)則不同，無線數(shù)據(jù)最初的應用重點放在運輸管理這樣的專業(yè)市場。近期無線數(shù)據(jù)業(yè)務的目標市場是銷售人員或現(xiàn)場工程師這樣的用戶群。從這些先發(fā)目標的應用中積累無線數(shù)據(jù)的經(jīng)驗，并從中受益。

在過去的十年里，傳統(tǒng)的生活方式已經(jīng)在迅速改變，人們更經(jīng)常性地移動，職業(yè)和個人生活之間的分界變得模糊，人們需要不分時間、地點訪問很重要的信息。發(fā)生在用戶身上的這種生活方式的改變將成為驅(qū)動無線數(shù)據(jù)業(yè)務發(fā)展的重要因素。

（2）因特網(wǎng)的影響

和通信的其他領(lǐng)域一樣，無線數(shù)據(jù)業(yè)務的一個最重要的驅(qū)動力來自Internet。根據(jù)最近的研究，未來兩年歐洲的因特網(wǎng)用戶數(shù)量將翻一番。在我國，因特網(wǎng)用戶的年增長率將高達300%，顯然用戶在運動中接入因特網(wǎng)的需求將會增長。

為了滿足接入因特網(wǎng)的需求，一個全球性的開放協(xié)議——無線應用協(xié)議（WAP）應運而生。WAP為將Internet的信息內(nèi)容以及增值業(yè)務傳送到移動終端提供了一種開放的通用標準，實現(xiàn)了IP與GSM網(wǎng)絡的橋接，是一個為廠商提供加速市場增長、避免網(wǎng)絡割接、保護運營商投資的標準，WAP確保任何與WAP兼容的GSM手機都能工作。

（3）數(shù)據(jù)速率的發(fā)展

GSM承載業(yè)務所提供的GSM數(shù)據(jù)速率最高只能達到9.6kbit／s。國際上1998年引入的高速電路交換數(shù)據(jù)（HSCSD）技術(shù)將實現(xiàn)57kbit／s的數(shù)據(jù)速率，對要求連續(xù)比特率和傳輸時延小的應用是理想的，如會議電視、電子郵件、遠程接入企業(yè)的局域網(wǎng)和無線圖像。1999年商用化的GPRS是第一個GSM分組數(shù)據(jù)應用，將實現(xiàn)超過100kbit／s的數(shù)據(jù)速率。對較短的“突發(fā)”類型業(yè)務是理想的，如信用卡認證、遠程測量和遠程事務處理。EDGE（增強數(shù)據(jù)速率GSM改進模式）使用修改過的GSM調(diào)制方式來實現(xiàn)超過300kbit／s的數(shù)據(jù)速率。EDGE會讓GSM運營商特別受益，他們不但可以贏得第三代移動通信的經(jīng)營執(zhí)照，還可以提供有競爭力的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務。

2.2個人多媒體通信——網(wǎng)絡演進的方向

對隨時隨地話音通信的追求使早期移動通信走向成功。移動通信的商業(yè)價值和用戶市場得到了證明，全球移動市場以超凡的速度增長。移動通信演進的下一階段是向無線數(shù)據(jù)乃至個人移動多媒體轉(zhuǎn)移，這一進展已經(jīng)開始，并將成為未來重要的增長點。個人移動多媒體將根據(jù)地點為人們提供無法想像的、完善的個人業(yè)務和無線信息，將對人們工作和生活的各個方面產(chǎn)生影響。在個人多媒體世界里，話音郵件和電子郵件被傳送到移動多媒體信箱中；短信將成為帶有照片和視頻內(nèi)容的電子明信片；話音呼叫將與實時圖像相結(jié)合，產(chǎn)生大量的可視移動電話，還將實現(xiàn)移動因特網(wǎng)和萬維網(wǎng)瀏覽。像無線會議電視這樣的應用將隨處可見，電子商務將蓬勃開展。對于運動中的用戶還有隨時隨地的各種信箱和娛樂服務。

3網(wǎng)絡技術(shù)的寬帶化

在電信業(yè)歷史上，移動通信可能是技術(shù)和市場發(fā)展最快的領(lǐng)域。業(yè)務、技術(shù)、市場三者之間是一種互動的關(guān)系，伴隨著用戶對數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務需求的增加，網(wǎng)絡業(yè)務向數(shù)據(jù)化、分組化發(fā)展，移動網(wǎng)絡必然走向?qū)拵Щ?/p>

通過使用電話交換技術(shù)和蜂窩無線電技術(shù)，70年代末誕生了第一代模擬移動電話。AMPS（北美蜂窩系統(tǒng)）、NMT（北歐移動電話）和TACS（全向通信系統(tǒng)）是三種主要的窄帶模擬標準。第一代無線網(wǎng)絡技術(shù)的一大成就就是去掉了將電話連接到網(wǎng)絡的用戶線。用戶第一次能夠在他們所在的任何地方無線接收和撥打電話。

第二代系統(tǒng)引入了數(shù)字無線電技術(shù)，它提供更高的網(wǎng)絡容量，改善了話音質(zhì)量和保密性，并為用戶引入了無縫的國際漫游。今天世界市場的第二代數(shù)字無線標準，包括GSM、MMPS、PDC（日本數(shù)字蜂窩系統(tǒng)）和IS95CDMA等，均仍為窄帶系統(tǒng)。

第三代移動系統(tǒng)，即IMT-2000，是一種真正的寬帶多媒體系統(tǒng)，它能夠提供高質(zhì)量寬帶綜合業(yè)務并實現(xiàn)全球無縫覆蓋。2000年以后，窄帶移動電話業(yè)務需求將依然很大，但隨著Internet等高速數(shù)據(jù)通信及多媒體通信需求的驅(qū)動，寬帶多媒體綜合業(yè)務將逐步增長，而且就未來信息高速公路建設的無縫覆蓋而言，寬帶移動通信作為整個移動市場份額的子集將顯得愈來愈重要。

第三代系統(tǒng)預計在2002年投入商用。

從第二代到第三代系統(tǒng)的變化并不像從第一代模擬網(wǎng)絡到第二代數(shù)字網(wǎng)絡那樣存在重大的技術(shù)變遷。從目前的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢來講，第二代系統(tǒng)將逐步子滑過渡到第三代系統(tǒng)，在此演進過程中，移動網(wǎng)絡所能實現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率逐步升級：GSM承載業(yè)務所能提供的數(shù)據(jù)速率為9.6kbit／s，1998年商用的HSCSD技術(shù)實現(xiàn)了57kbit／s的數(shù)據(jù)速率，1999年引入的GPRS將實現(xiàn)超過100kbit／s的數(shù)據(jù)速率，將在2000年引入的EDGE技術(shù)可實現(xiàn)超過300kbit／s的數(shù)據(jù)速率。2001年后投入商用的第三代系統(tǒng)將能夠在廣域網(wǎng)上實現(xiàn)384kbit／s的數(shù)據(jù)速率，在辦公室和家中還可以達到2Mbit／s。

4網(wǎng)絡技術(shù)的智能化

移動通信需求的不斷增長以及新技術(shù)在移動通信中的廣泛應用，促使移動網(wǎng)絡得到了迅速發(fā)展。移動網(wǎng)絡由單純地傳遞和交換信息，逐步向存儲和處理信息的智能化發(fā)展，移動智能網(wǎng)由此而生。移動智能網(wǎng)是在移動網(wǎng)絡中引人智能網(wǎng)功能實體，以完成對移動呼叫的智能控制的一種網(wǎng)絡，是一種開放性的智能平臺，它使電信業(yè)務經(jīng)營者能夠方便、快速、經(jīng)濟、有效地提供客戶所需的各類電信新業(yè)務，使客戶對網(wǎng)絡有更強的控制功能，能夠方便靈活地獲取所需的信息。移動智能網(wǎng)通過把交換與業(yè)務分離，建立集中的業(yè)務控制點和數(shù)據(jù)庫，進而進一步建立集中的業(yè)務管理系統(tǒng)和業(yè)務生成環(huán)境來達到上述目標。通過智能網(wǎng)，運營公司可以最優(yōu)地利用其網(wǎng)絡，加快新業(yè)務的生成；可以根據(jù)客戶的需要來設計業(yè)務，向其他業(yè)務提供者開放網(wǎng)絡，增加收益。

關(guān)于移動智能網(wǎng)的研究，早在1995年就已開始，剛開始并沒有具體的標準協(xié)議出現(xiàn)，各廠商各自制定了自己的標準，并且據(jù)此進行了不少的研究工作，如Alcatel、Nortel、Ericsson等都先后推出了自己的初期產(chǎn)品。這些工作為最終移動智能網(wǎng)標準的形成積累了經(jīng)驗。

1997年末，美國蜂窩電信工業(yè)協(xié)會（CTIA）制定了移動智能網(wǎng)的第一個標準協(xié)議——IS-41D協(xié)議。1998年1月，歐洲電信標準研究所（ETSI）在GSMphase2+階段引入了CAMEL協(xié)議（移動通信高級邏輯的客戶化應用程序），當時的版本是Phase1。1998年4月，ITU-T在新推出的智能網(wǎng)能力集一2標準中描述了移動接入的功能實體，稱為CAMELphase2標準。

伴隨著移動網(wǎng)絡向第三代系統(tǒng)的演進，網(wǎng)絡的智能化程度也在不斷地提升。智能網(wǎng)及其智能業(yè)務是構(gòu)成未來個人通信的基本條件。

5更高的頻段

從第一代的模擬移動電話，到第二代的數(shù)字移動網(wǎng)絡，再到將來的第三代移動通信系統(tǒng)，網(wǎng)絡使用的無線頻段遵循一種由低到高的發(fā)展趨勢。1981年誕生的第一個具有國際漫游功能的模擬系統(tǒng)NMT的使用頻段為450MHz，1986年NMT變遷到900MHz頻段。我國目前的模擬TACS系統(tǒng)的使用頻段也為900MHz。在第二代網(wǎng)絡中，GSM系統(tǒng)的開始使用頻段為900MHz，IS-95CDMA系統(tǒng)為800MHz。為了從根本上提高GSM系統(tǒng)的容量，1997年出現(xiàn)了1800MHz系統(tǒng)，GSM900／1800雙頻網(wǎng)絡迅速普及。2002年將投入商用的第三代系統(tǒng)IMT-2000則定位在2GHz頻段。

6更有效利用頻率

無線電頻率是一種寶貴資源。隨著移動通信的飛速發(fā)展，頻譜資源有限和移動用戶急劇增加的矛盾越來越尖銳，出現(xiàn)了“頻率嚴重短缺”的現(xiàn)象。解決頻率擁擠問題的出路是采用各種頻率有效利用技術(shù)和開發(fā)新頻段。

模擬制的早期蜂窩移動通信系統(tǒng)采用頻分多址方式，主要通過多信道共用、頻率復用和波道窄帶化等技術(shù)實現(xiàn)頻率的有效利用。隨著業(yè)務的發(fā)展，模擬系統(tǒng)已遠不能滿足用戶發(fā)展的需求。數(shù)字移動通信比模擬移動通信具有更大的容量。同樣的頻分多址技術(shù)，數(shù)字系統(tǒng)要求的載干比較小，因而頻率復用距離可以小一些，系統(tǒng)的容量可以大一些。而且，數(shù)字移動通信還可采用時分多址或碼分多址技術(shù)，它比模擬的頻分多址制在系統(tǒng)容量上大4-20倍。

GSM作為最具代表性和最為成熟的數(shù)字移動通信系統(tǒng)，其發(fā)展歷程就是一部頻率有效利用技術(shù)的演進史。GSM采用時分多址制式，其對頻率的有效利用主要是通過頻率復用技術(shù)的不斷升級實現(xiàn)的。從傳統(tǒng)的4×3方式，到3×3、1×3、MRP、2×6等新的復用技術(shù)，頻率復用的密集度逐步提升，頻譜效率快速提高，GSM系統(tǒng)的容量得到逐步釋放。1995年開始投入商用的IS－95CDMA（窄帶）系統(tǒng)，以無線技術(shù)的先進性和大容量等特點著稱。它以擴頻技術(shù)為基礎，不同用戶的信號靠不同的編碼序列來區(qū)分，如果從頻域或時域來觀察，多個CDMA信號是相互重疊的，故理論上CDMA系統(tǒng)的頻譜利用率比GSM系統(tǒng)更高，網(wǎng)絡容量更大。同時CDMA系統(tǒng)具有一定的過載能力，即系統(tǒng)具備軟容量。作為未來第三代移動通信系統(tǒng)主流無線接入技術(shù)的WCDMA（寬帶碼分多址）能夠更高效地利用無線電頻率。它利用分層小區(qū)結(jié)構(gòu)、自適應天線陣和相干解調(diào)（雙向）等技術(shù)，網(wǎng)絡容量可得到大幅提高，可以更好地滿足未來移動通信的發(fā)展要求。

7網(wǎng)絡趨于融合，走向統(tǒng)一

7.1第三代移動通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

第三代系統(tǒng)的主要目標是將包括衛(wèi)星在內(nèi)的所有網(wǎng)絡融合為可以替代眾多網(wǎng)絡功能的統(tǒng)一系統(tǒng)，它能夠提供寬帶業(yè)務并實現(xiàn)全球無縫覆蓋。為了保護運營公司在現(xiàn)有網(wǎng)絡設施上的投資，第二代系統(tǒng)向第三代系統(tǒng)的演進遵循平滑過渡的原則，現(xiàn)有的GSM、D-AMPSIS-136等第二代系統(tǒng)均將演變成為第三代系統(tǒng)的核心網(wǎng)絡，從而形成一個核心網(wǎng)家族，核心網(wǎng)家族的不同成員之間通過NNI接口聯(lián)結(jié)起來，成為一個整體，從而實現(xiàn)全球漫游。在核心網(wǎng)絡家族的，形成一個龐大的無線接入家族，現(xiàn)有的幾乎所有的無線接入技術(shù)以及WCDMA等第三代無線接入技術(shù)均將成為其成員。

移動通信新技術(shù)論文范文第5篇

（1）實驗教學從屬于理論教學，實驗教學得不到足夠的重視，實驗是為驗證理論知識，理論教學和實踐教學相脫節(jié)；

（2）實驗內(nèi)容陳舊，無法趕上移動通信新型器件和裝置的發(fā)展，缺乏新的實驗教學手段和方法；設備的更新?lián)Q代比較慢，實驗的開展受到硬件實驗設備的限制，跟不上技術(shù)革新的步伐；

（3）驗證性實驗多，綜合性實驗以及創(chuàng)新性實驗少，在實驗方法上基本是簡單的模仿，學生被動學習，缺少積極的思維和創(chuàng)新，也沒有探索的目標和方向，沒有良好的實驗教學改革措施；

（4）在移動通信原理課程中，關(guān)于調(diào)制解調(diào)等有關(guān)內(nèi)容偏重理論，太過抽象，枯燥乏味。受資金和儀器設備不足等實驗條件的限制以及學時較少的影響，很多移動通信原理實驗（例如正交頻分多路實驗）不能由學生實際動手完成，一些實驗內(nèi)容僅僅能驗證理論課學習的內(nèi)容，顯然對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是非常不利的。積極探索移動通信原理實驗教學的改革，嘗試開展仿真創(chuàng)新實驗教學，對于學生更好地學習移動通信原理課程，培養(yǎng)創(chuàng)新能力起著重要的作用。

2仿真教學的引入與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

傳統(tǒng)的移動通信原理課程理論教學，大多重在討論某種技術(shù)或算法的原理及其理論推導，以方便理解調(diào)制解調(diào)器原理和無線電波變換過程，從而加深信源編解碼和信道編解碼、無線電波發(fā)射與接收等知識的理解。在常規(guī)的實驗課上，對移動通信實驗原理的講解也要在黑板上書寫，既不夠形象、直觀，又比較呆板。由于有大量的波形分析內(nèi)容，教師在黑板上畫圖也是一件比較困難的事情，而且學生不易理解。在傳統(tǒng)的設計性實驗中，學生常因受到固定的實驗設備的束縛而改變實驗設計思路，不可避免地存在錯誤和不足，致使電路調(diào)試費時費力，甚至引起元器件和儀器設備損壞，使實驗不能達到預期效果。因此，在移動通信原理實驗教學中引入仿真實驗，是對理論課教學的必要補充。學生可以充分利用仿真實驗軟件在數(shù)據(jù)采集、儲存、分析、處理、傳輸及控制等方面的強大功能，進行方案的論證、選定和電路的設計，可以方便地改變參數(shù)來調(diào)整電路，使之更好地接近設計要求，設計出較為理想的電路。學生還可以根據(jù)要求輸出電路的測試參量或波形，作為真實電路調(diào)試的依據(jù)和參考；可利用計算機進行不同的仿真操作，得到與使用實際實驗裝置進行真實實驗相同的結(jié)果。另外，一些較為復雜的移動通信創(chuàng)新性實驗和綜合性實驗，無法通過模擬實驗完成實驗課教學，但是通過引入仿真教學，便可以擴大實驗教學的維度、擴大了實驗教學的可操作性。移動通信是通信原理、高頻電路和信號處理的交叉學科，學生只通過理論教學很難理解學科交叉性，對移動通信原理的理解也不夠全面。通過引入仿真教學，既能加強學生對移動通信原理的認識，又能加強學生對實際電路的認識，為后續(xù)課程學習打下堅實的基礎。仿真實驗教學的引入，很好地支持了移動通信原理的學習，可以進行新技術(shù)的研究，拓展學生的工程意識，提高設計調(diào)試電路的靈活性，最大限度地發(fā)揮學生的創(chuàng)新思維，開闊學生的視野。

3仿真教學開展實例分析

3．1理論教學與正交調(diào)制解調(diào)分析

正交調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的原理是把整個可用信道頻帶B劃分為N個帶寬為f的子信道，把N個串行碼元變換為N個并行的碼元，將高速信號變換為低速的并行子數(shù)據(jù)流，分別調(diào)制這N個子信道載波進行同步傳輸，并在終端分開正交信號。信號的調(diào)制和解調(diào)實際是采用數(shù)字信號處理的方法來實現(xiàn)的。先將信號串并變換成低速支路，各支路的調(diào)制可以采用數(shù)字調(diào)制方式，然后進行快速傅里葉逆變換（IFFT）、快速傅里葉變換（FFT）來實現(xiàn)。

3．2正交頻分電路仿真實驗分析

通常在正交頻分電路分析中，往往會忽略講解和分析子載波調(diào)制快速傅里葉變換和反變換等內(nèi)容。讓學生從理論公式推導中理解OFDM原理，并利用Matlab編程實現(xiàn)不同子載波數(shù)的調(diào)制信號，可以驗證對子載波數(shù)調(diào)制狀態(tài)的影響，進一步驗證理論公式并加深理解。可以用理論推導和實驗驗證兩種方法來理解調(diào)制。通過正交頻分各步驟的波形圖，形象地描繪信號調(diào)制解調(diào)的過程，逼真地顯現(xiàn)出真實信號傳輸變化的實時動態(tài)過程。

（1）確定參數(shù)。假設參數(shù)為：子載波數(shù)為8，F(xiàn)FT長度為8，符號速率、比特率、保護間隔長度為2，信噪比12，插入導頻數(shù)。基本的仿真可以不插入導頻，導頻數(shù)可以為0。通過運行仿真及修改參數(shù)設置，教師可引導學生逐步實驗，觀察分析仿真結(jié)果并給出結(jié)論。通過示波器模塊可以直觀地觀察到二進制隨機信源。

（2）產(chǎn)生數(shù)據(jù)。使用隨機數(shù)產(chǎn)生器產(chǎn)生二進制數(shù)據(jù)。可以將原序列化為16進制的碼元圖，通過改變數(shù)據(jù)率觀察仿真波形。

（3）子載波調(diào)制。利用Matlab工具仿真實現(xiàn)BPSK、QPSK、16QAM、64QAM等4種調(diào)制方式。按照星座圖，將每個子信道上的數(shù)據(jù)映射到星座圖點的復數(shù)表示。通過改變支路不同的調(diào)制方式，觀察到仿真波形，每次課都會有各式各樣新的實驗波形，可以直觀地觀察到二進制隨機信源，以及將一路高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成多路低速數(shù)據(jù)的波形。

（4）IFFT運算。對上一步得到的同相分量和正交分量進行IFFT運算。為便于理解，可采用仿真軟件直觀地表現(xiàn)子信道上的數(shù)據(jù)與OFDM符號之間傅里葉逆變換關(guān)系。當子信道的脈沖為矩形脈沖時，具有sinc函數(shù)形式的頻譜。當改變系統(tǒng)（N）時，OFDM功率譜形狀也隨之改變。

（5）加入保護間隔，加入噪聲。由IFFT運算后的每個符號的同相分量和正交分量分別轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，并將符號尾部G長度的數(shù)據(jù)加到頭部，構(gòu)成循環(huán)前綴。

（6）并串轉(zhuǎn)換。將每個符號分布在子信道上的數(shù)據(jù)還原為一路串行數(shù)據(jù)。

（7）FFT運算。對每個符號的同相分量和正交分量按照（Ich＋Qch×i）進行FFT運算。由于噪聲和信道的影響，接收端收到的每個子信道上的數(shù)據(jù)，映射到星座圖不再是嚴格的發(fā)送端的星座圖。將得到的星座圖上的點按照最近原則判決為原星座圖上的點，并按映射規(guī)則還原為一組數(shù)據(jù)。利用以上設計的信號，在Matlab中編程實現(xiàn)該信號的調(diào)制，畫出調(diào)制前后信號的時序圖。此時，學生容易理解此種調(diào)制方式為何IFFT被稱調(diào)制。在此基礎上，學生通過理論分析以及Matlab實驗畫圖驗證，進一步加深了對正交頻分電路的理解。

4結(jié)束語