通信类毕业设计论文——第四代移动通信(4G)的发展和前景

通信类毕业设计论文——第四代移动通信(4G)的发展

和前景

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单位代码：毕业设计说明书（论文）第四代移动通信（4G）的发展和前景学生姓名所学专业班级学号指导教师 XXXXXXXXX系二○**年XX月摘要随着3G标准格局的基本形成,国际电联(ITU)开始研究和展望第4代(4G)移动通信,以提供更有效的多种业务。它能达到更快的数据传输速率,提供优质多样而价格低廉的服务。通过从4G移动通信系统的产生背景以及特点引入对第四代移动通信系统的起源、发展、特点,及世界上一些主要国家的研究进展作了介绍,并讨论了第四代移动通信系统可能涉及的几种技术:OFDM、软件无线电以及智能天线技术介绍了移动通信的发展状况、第4代移动通信的特点,分析了实现未来第4代移动通信系统所面临的问题

ABSTRACT Along with the basic formation of 3G standard structure and form,the ITU (international electricity union) begins to study and view the fourth generation mobile communication (4G) for providing more effectively various business. 4G wireless technology can offer higher data transmission rates,various high-quality and cheaper services. While the third generation mobile communication system is applied,the study of the fourth generation mobile communication has begun. At present,the developed country in the world throw themselves into the research and establishment of the standard for 4G mobile communication technology.

Starting with the background of the fourth generation mobile communication system and its characteristic, this paper briefly analyzed some shortages exist in the third generation mobile communication system,brought forward the concept of the fourth generation mobile communication and introduced the definition. The

origin,characteristics,and development of the fourth generation mobile communication in some countries are introduced in this paper. The related key techniques such as OFDM,Software Defined Radio,Smart Antenna. Simultaneously introduces the development status of mobile communication and the characteristic of the fourth generation mobile communication, then analyzes the problem of the future fourth mobile communication system. Key words: 4G mobile communication system network frame key techniques

software radio wireless access

目录 1绪论 1 1.1移动通信系统的发展历程1 1.2国内外第四代移动通信(4G)研究的背景 2 0>.移动通信系统产生的背景 2 .注移动通信 2 2第四代移动通信系统的目标和主要特征 5 2.1第四代通信系统与第三代通信系统的区别 5 .通信系统的概述5 . 4G与第三代通信系统相比的优点 5 2.2第四代移动通信系统的目标 6 2.3第四代移动通信系统的具体特点 6 3第四代通信技术的关键技术8 3.1 调制技术与信号传输8 3.2 软件无线电8 3.3 智能天线（SA）9 3.4 网络结构与协议 10 4.第四代移动通信系统的发展前景11

4.1第四代移动通信系统面临的问题11 4.2第四代移动通信系统的展望 11

5.结束语13 致谢14 参考文献15

1绪论 1.1移动通信系统的发展历程第一代移动通信技术(1G)，主要采用的是模拟技术和频分多址(FDMA)技术。由于受到传输带宽的限制，不能进行移动通信的长途游，只能是一种区域性的移动通信系统。第一代移动通信有多种制式，我国主要采用的是TACS。第一代移动通信有很多不足之处，比如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通话质量不高、不能提供数据业务、不能提供自动漫游等。第二代移动通信技术(2G)，主要采用的是数字的时分多址(TDMA)技术和码分多址(CDMA)技术。全球主要有GSM和CDMA两种体制。GSM技术标准是欧洲提出的，目前全球绝大多数国家使用这一标准。我国移动通信也主要是GSM 体制，比如中国移动的135到139手机，中国联通的130到132都是GSM手机。目前使用GSM的用户国占内市场的97％。CDMA是美国高通公司提出的标准，目前在美国、韩国等国家使用。联通公司今年开始大规模发展。主要业务是语音，其主特性是提供数字化的话音业务及低速数据业务。它克服了模拟移动通信系统的弱点，话音质量、保密性能得到大的提高，并可进行省内、省际自动漫游。第二代移动通信替代第一代移动通信系统完成模拟技术向数字技术的转变，但由于第二代采用不同的制式，移动通信标准不统一，用户只能在同一制式覆盖的范围内进行漫游，因而无法进行全球漫游，由于第二代数字移动通信系统带宽有限，限制了数据业务的应用，也无法实现高速率的业务如移动的多媒体业务。第三代移动通信技术(3G)，与从前以模拟技术为代表的第一代和目前正在使用的第二代移动通信技术相比，3G将有更宽的带宽，其传输速度最低为384K，最高为2M，带宽可达5MHz以上。目前全球有三大标准，分别是欧洲提出的WCDMA、美国提出的CDMA2000和我国提出的TD―SCDMA。不仅能传输话音，还能传输数据，从而提供快捷、方便的无线应用，如无线接入Internet能够实现高速数据传输和

宽带多媒体服务是第三代移动通信的另个主要特点。第三代移动通信网络能将高速移动接入和基于互联网协议的服务结合起来，提高无线频率利用效率。提供包括卫星在内的全球覆盖并实现有线和无线以及不同无线网络之间业务的无缝连接。满足多媒体业务的要求，从而为用户提供更经济、内容更丰富的无线通信服务。虽然第三代移动通信可以比现有传输率快上千倍，但是未来仍无法满足多媒体的通信需求。第四代移动通信系统的提供便是希望能满足提供更大的频宽需求，满足第三代移动通信尚不能达到的在覆盖、质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要。第四代移动通信系统产生的背景随着人们的生活空间、活动空间和参与领域在不断地扩大，对手机的功能要求，已不仅仅是对话和通信，还有许许多多其他方面的功能。要实现这些功能，就必须要有新型的通信技术来做保证，在这种情况下各种新兴的通信技术就应运而生了，但是，因为各个通信商家的利益得不到很好的协调，这些新兴的通信技术如今被分化成了三大阵营。然而，统一的呼声在业界仍然留存，希望在未来能够统一。这种趋势迫使人们考虑新一代的系统，它能在所有的环境和各种移动状态中传送无线多媒体服务，满足用户服务质量(QoS)的要求。目前相互兼容的第四代移动通信标准（亦称为后三代移动通信标准）正在业界萌动。从移动通信系统数据传输速率的比较来看，第一代模拟式仅提供语音服务；第二代数字式移动通信系统传输速率也只有9.6kbit/s，最高可达32kbit/s，如PHS；而第三代移动通信系统数据传输速率可达到2Mbit/s；预计，第四代移动通信系统可以达到10Mbit/s至20Mbit/s。虽然第三代移动通信可以比现有传输速率快上千倍，但是未来仍无法满足多媒体的通信需求，第四代移动通信系统的提出便是希望能满足更大的频宽需求。世界关注移动通信世界发国家都正在积极进行4G技术规格的研究制定，以期在全

球4G规格制定中享有发言权。4G的各项运行标准将由国际电信联盟（ITU）电信标准局决定。新一代无线通信技术在美国及日本等发达国家已经进入密集的研发和市场化阶段。新的研究包括网络结构、用户切换和漫游等移动环境下的系统实现方案，从而实现用户的大范围移动，这种技术路线是当前国际上设计移动通信系统的主要思路。阿尔卡特、爱立信、诺基亚和西门子已共同建立了旨在推动4G技术开发的世界无线研究论坛。美国AT&T公司已在实验室中研究移动通信技术，其研究目的是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问因特网的速率，这项技术约需五年才能发布。AT&T已推出了4G Access网络，它能配合目前的EDGE技术进行上传，并利用宽带OFDM技术进行下载。目前AT&T的4G Access网络升级分为两个阶段，第一阶段是移动电话基地台的软件构建，第二阶段则估计在两年后进行智能型天线的硬件构建。北电网络则努力使IP的4G网络传输速度达到20Mbps，因此必须进Software Radio、宽带接收器、新型功率放大器等相关行动技术的开发。日本的DoCoMo移动通信公司也已在日本进行移动通信的研究，力图成为移动通信领头羊。为了能够抢占未来移动电话技术的先机，日本邮电部已向日本电气通信技术审议会提交制定（4G）移动电话规格的提案。日本电气通信技术审议会负责审核4G技术的相关规格，决定其使用频率、系统技术、开发日程等。日本电气通信技术审议会估计，2001～2010年日本3G市场规模将达到42兆日元，仅2010年的营收就将达到9300亿日元，而4G移动电话的市场潜力更远胜于3G。日本和韩国在IMT-2000之后的移动通信领域也进行合作，两国将共同建立因特网网络、例行两国之间的有线无线通讯结合环境，并进行超高速卫星通信实验。韩国政府将斥资1350亿韩元，用于4G通信系统的开发。这些资金将主要用于高速信息包传输技术、固定无线通讯设备以及移动软件开发和下一代

网络工艺上。为推进4G移动通信服务系统研发进程，政府成立一个科研开发小组，专门负责该项目的实施。韩国政府已与移动通信设备公司及服务公司合资成立了下一代移动通信技术开发协会，着手进行4G等未来移动通信服务技术的开始研究。下一代移动通信技术开发协会还将聚集产、学、研的通讯专家，成立未来移动通信规划委员会，负责推动4G规划、3G服务及系统改进、针对无线网络专用通讯的TDD（Time Division Duplex）方案设计和高速数据通讯（Hight Data Rate）等领域的研究。三星电子的SERI研究中心也开始进行4G移动通信技术的开发工作我国在4G领域也