移动通信论文：移动通信的进展思索

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本文作者：周勇 单位：茂名职业技术学院

第二代移动通信技术多以CDMA和GSM两种制式为代表，在我国主要以GSM制式为主。2G的传输速率每秒可达到9.6kB～28.8kB，与第一代移动通信相比，第二代移动通信系统保密性强，频谱使用率高。此外，还能够提供更多的业务，还能够实现异地漫游。但由于国际制式的不完全统一，2G所具有的异地漫游，只能局限于统一制式的活动区域内。尽管第二代移动通信的传输带宽得到了增加，但是对于多媒体业务等高速率业务的实现，第二代移动通信的数据应用仍存在一定的局限性。

当前移动通信技术的发展现状

（一）第三代移动通信技术

第三代移动通信技术，简称3G，最主要的特点是以智能信号处理技术为功能模板，能够提供各种宽带信息业务，如电视图像、慢速图像及高速数据，兼具多媒体数据通信、高质量话音的支持功能，其传输速率每秒可达到384kB，在某些局域网内速度可达2M。同时在多种用户环境下均可适用，如室内、室外、快速移动和卫星环境等，可与多种移动通信系统相互融合，如卫星移动通信、无绳电话等。第三代移动通信系统共有CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA三大通信标准，其中中国电信以CDMA2000为主，中国联通以WCDMA为主，中国移动以TD-SCDMA为主。由于存在制式相互兼容的问题，目前尚未真正实现全球通信。尽管3G频谱得到了显著的增大，但是其频谱利用率仍相对较低，无法对宝贵的频谱资源进行充分地开发利用。另外，3G单载波最大仅支持2Mbps的业务，其支持的速率仍有待提高，因此，第三代移动通信技术仍无法满足移动通信发展的需要，寻求一种新的适应移动通信需求的技术成为必要。

3G目前应用现状主要体现在：手机多媒体业务。用户可以在任何时间任何地点地观看自己喜爱的电视节目，球队比赛以及下载精华短片加以欣赏，同时可以自由进行歌曲点播；可视电话。真正地做到了声影并茂，用户在接听电话的同时不仅能够听到对方的声音，更能看到对方的场景；定位服务。具有GPS定位服务功能，能够为用户提供大量的周边环境的地图信息、食宿信息及交通信息等。

（二）第四代移动通信技术

第四代移动通信系统，简称为4G。4G有两个主要目的：一是达到无线通信全球覆盖的目的；二是达到高质量的无线业务的目的。目前正在不断开发探索中的第四代移动通信技术，具有以下基本特征：

第一，通信速度更快。第四代移动通信技术的无线传输速率每秒可达10M～20M，最高速度可达100M。

第二，网络频谱更大。要使4G通信的传输速率达到100Mbps，通信运营商必须在3G的基础上对其进行大量的改造才能实现其目标。据专家估计，一个4G信道占有的频谱大约为100MHz，这相当于WCDMA3G网络的20倍。

第三，智能性更高。第四代移动通信的终端设备设计和操作均具有很高的智能化，而且4G手机能够将一些难以想象的功能加以实现。

第四，兼容性更高。要想让人们尽快地接受4G通信，必须确保更多的通信用户在投资最少的情况下能够由3G通信过渡到4G通信。因此，从这个意义上讲，第四代移动通信技术必须具有3G通信平稳过渡到4G通信、全球无覆盖漫游、多种网络互联、终端多元化、接口开放等多种特点。

现代移动通信技术的发展趋势

（一）自适应可变速率调制技术

自适应编码调制技术能够在确保传输质量的基础上，根据传播条件的不同有效地调整传输速率，并能够将所用频谱的效率发挥到最佳。可变速率调制技术主要有两种：一是可变速率正交振幅调制，简称VRQAM。它主要是一种振幅和相位相互联合而成的键控技术。电平数越少，每码元携带的信息比特数便越少，反之电平数越多，其每码元携带的信息比特数便越多。二是可变扩频增益码分多址，简称VSGCDMA。它主要通过改变发射功率与扩频增益来传输不同的业务速率。在将高速业务加以传输的过程中必须在保证传输质量的前提下，才能降低扩频增益，此时可适当地将发射功率加以提高；而在将低速业务加以传输时必须在保证传输质量的前提下，将扩频增益适当的增大，同时相应的降低发射功率，以免出现多址干扰。

（二）高速下行分组接入技术

高速下行分组接入技术主要由MIMO、H-ARQ技术组成，能够将下行速率提高到8Mbps-20Mbps，其中MIMO技术不仅能使移动通信系统的容量得以扩充，而且能够将数据传输速率提高到14.4Mbps-21.6Mbps，但是MIMO技术会增加移动台和基站的复杂程度。据研究，配有4付天线的移动台的复杂度相当于单个天线的2倍，因此为了使MIMO的信道空间得到充分地利用，作为空时处理方案的BLAST技术便应运而生。BLAST技术主要通过多径提供的空间并行性将比特率大幅度的提高。但是BLAST系统通常仅在信道极窄的情况下才能适用，但是若接收端采用MIMO-DFE技术，则在频率选择性信道等更一般的情况下也可以采用BLAST技术。

（三）智能天线阵列技术

智能天线主要由多组独立完整的天线组成的天线阵列系统，能够将收发信机的多个输入与多个输出巧妙地结合起来，并提供一个综合的时空信号。与单个天线相比，智能天线能够对波束的方向进行动态的调整，从而能够跟踪信号变化，以减小旁瓣干扰，使每个用户能够得到最大的主瓣。这样既能够使系统容量得以增加，SINR得到有效的改善，又能够使小区的最大覆盖范围得到扩充，移动台的发射功率得到降低。

（四）软件无线电技术

软件无线电是指研制出一个完全可编程的硬件平台和软件编程程序，将所有的应用通过这一平台中的软件编程程序得以实现。也就是说，即使是不同系统的基站和移动终端也能够通过相同硬件平台上的不同软件而得以实现。软件无线电技术能够有效地促进各种移动台及各移动通信设备之间的无缝集成，同时能够使移动通信系统的建设成本大大降低。同时将使移动通信的网络结构有所改变，并加速无线网与有线网的相互融合，实现多种网络互联，增强网络的灵活性。

（五）IP技术

未来的移动通信网络将会有一个十分完整的IP系统，不仅能够使核心网得以IP化，更能使无线接入部分得以IP化。核心网的IP化主要考虑的是原有核心网的改动程度、改动后和兼容性及改动成本。而无线接入部分的IP化能够确保IP技术的协调性，促进基于IP包的统计复用技术的实现，同时能够大大降低传输成本，使全带宽利用度得以实现，真正促进语音和业务数据融合的实现。

（六）多用户检测技术

多用户检测技术主要是一种检测系统中多个平行传送信号的高效检测程序。多用户检测技术的出发点是将所有用户的信号看成有用信号，而非干扰信号，通过消除用户受到的多址干扰信号，进而促进频谱效率的提高以及容量的增加。