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移動通信的基本概念范文1
【關鍵詞】 4G 移動通信 OFDM 軟件無線電 IPV6版
一、4G概念通信技術特點
目前，業界專業人士對4G概念移動通信系統的共識主要有以下幾點：（1）用戶可以在任何地點、任何時間以任何方式不受限地接入網絡中來；（2）移動終端可以是任何類型的；（3）用戶可以自由地選擇業務、應用和網絡；（4）可以實現非常先進的移動電子商務；（5）新的技術可以非常容易地被引入到系統和業務中來。
根據以上描述，未來的4G系統應具備以下的基本條件。（1）具有很高的數據傳輸速率。對于大范圍高速移動用戶（250km/h），數據速率為2Mbit/s；對于中速移動用戶（60km/h），數據速率為20Mbbit/s；對于低速移動用戶（室內或步行者），數據速率為100Mbit/s。（2）實現真正的無縫漫游。4G移動通信系統實現全球統一的標準，能使各類媒體、通信主機及網絡之間進行“無縫連接”，真正實現一部手機在全球的任何地點都能進行通信。（3）高度智能化的網絡。采用智能技術的4G通信系統將是一個高度自治、自適應的網絡。采用智能信號處理技術對信道條件不同的各種復雜環境進行結合的正常發送與接收，有很強的智能性、適應性和靈活性。（4）良好的覆蓋性能。4G通信系統應具有良好的覆蓋并能提供高速可變速率傳輸。對于室內環境，由于要提供高速傳輸，小區的半徑會更小。（5）基于IP的網絡。4G通信系統將會采用IPv6，IPv6將能在IP網絡上實現話音和多媒體業務。（6）實現不同QoS的業務。4G通信系統通過動態帶寬分配和調節發射功率來提供不同質量的業務。
二、4G概念通信關鍵技術探討
（1）正交頻分復用（OFDM）技術。第四代移動通信系統主要是以OFDM為核心技術。OFDM技術實際上是多載波調制的一種。OFDM技術之所以越來越受關注，是因為OFDM有很多獨特的優點：（a）頻譜利用率高，頻譜效率比串行系統高近一倍。（b）抗衰落能力強。（c）適合高速數據傳輸。（d）抗碼間干擾（ISI）能力強。（2）智能天線技術。目前，智能天線的工作方式主要有全自適應方式和基于預多波束的波束切換方式。全自適應智能天線雖然從理論上講可以達到最優，但相對而言各種算法均存在所需數據量、計算量大、信道模型簡單、收斂速度較慢，在某些情況下甚至出現錯誤收斂等缺點，實際信道條件下，當干擾較多、多徑嚴重，特別是信道快速時變時，很難對某一用戶進行實際跟蹤。在基于預多波束的切換波束工作方式下，全空域被一些預先計算好的波束分割覆蓋，各組權值對應的波束有不同的主瓣指向，相鄰波束的主瓣間通常會有一些重疊，接收時的主要任務是挑選一個作為工作模式，與自適應方式相比它顯然更容易實現，是未來智能天線技術發展的方向。（3）MIMO技術。MIMO技術是指利用多發射、多接收天線進行空間分集的技術，它采用的是分立式多天線，能夠有效的將通信鏈路分解成為許多并行的子信道，從而大大提高容量。信息論已經證明，當不同的接收天線和不同的發射天線之間互不相關時，MIMO系統能夠很好地提高系統的抗衰落和噪聲性能，從而獲得巨大的容量。在功率帶寬受限的無線信道中，MIMO技術是實現高數據速率、提高系統容量、提高傳輸質量的空間分集技術。（4）軟件無線電（SDR）技術。在4G系統中，若要實現“任何人在任何地點以任何形式接入網絡”的理想通信方式，則至少需要保證移動終端能夠適合各種類型的空中接口，能夠在各類網絡環境間無縫漫游，并可以在不同類型的業務之間進行轉換。這就意味著在4G系統中，軟件將會變得非常復雜。為此，專家們提議引入軟件無線電技術，軟件無線電是近幾年隨著微電子技術的進步而迅速發展起來的新技術，它以現代通信理論為基礎，以數字信號處理為核心，以微電子技術為支持。軟件無線電概念一經提出，就受到各方的極大關注，這不僅是因為軟件無線電概念新技術先進、發展潛力大，更為重要的是它潛在的市場價值也是極具吸引力的。未來4G技術需要適應不同種類的產品要求，而軟件無線電技術則是適應產品多樣性的基礎，它不僅能減少開發風險，還更易于開發系列型產品。此外，它還減少了硅芯片的容量，從而降低了運算器件的價格，其開放的結構也會允許多方運營的介入。
移動通信的基本概念范文2
受教學條件的限制，學院的移動通信實驗室內只有移動通信實驗箱，個別企業贈送的大型的移動通信設備由于年限已久，無法投入教學中，再加上教師數量的限制，所以為了增加學生對移動通信的感性認識，減少教學內容的抽象性，在移動通信課程的中后期組織了學生們參觀阿克蘇地區三大移動運營商的機房設備，參觀過程中，各公司的工程師在機房設備前對GSM系統和3G系統進行了詳細的介紹，并且利用信令分析儀為學生們介紹了移動通信網絡中活動用戶產生的所有信令，使抽象的內容具體化了，大大地增加了學生們學習移動通信課程的興趣。參觀過程中，學生們表現出了極大的熱情。每當工程師講解到他們課堂上學的理論知識的時候，學生都會很驚喜。通過這次活動，同學們對移動通信設備、通信網絡結構有了新的認識，對移動通信專業課程，也有了更足的信心。這樣實地參觀了設備過后，以前在書本上看過的專業知識、圖片得到了具體化，對于通信過程，也有了一種融會貫通的感覺。再次回到課堂上，學生學習的積極主動性明顯比參觀前大了很多。
2開通信實訓課程
通信實訓課是在課程即將結束的時候進行的。目前第三代移動通信占據主流，所以學院開了針對3G的移動通信實訓課程。在我國的存在的三大移動通信運營商中，中國移動經營著中國提出的TD-SCDMA網絡；中國聯通經營著美國標準的WCDMA網絡，中國電信經營著歐洲標準CDMA2000網絡，所以針對這三大網絡，分別使用實驗仿真教學軟件進行實訓。實驗仿真教學軟件的開發是基于現代通信工程教育的需求應運而生的，此軟件把大型網絡通信系統的所有功能移植于個人電腦上，讓每個學生在自己的電腦上就可以親身體驗最真實的硬件環境，模擬操作體驗主流的通訊業務。
2.1TD-SCDMA實訓
TD-SCDMA實訓課立足于中興通信公司研發的TD-SCDMAVbox仿真軟件，此軟件為具有移動通信原理基礎知識的學生提供了一個學習TD-SCDMARNS硬件和網管的工具。本軟件主要包括“虛擬機房”和“虛擬后臺”兩部分：用戶可以在“虛擬機房”中觀察機房環境，機房硬件結構，RRU、RNC和BBU的主要連線，指示燈的不同狀態和其狀態說明。用戶可以在“虛擬后臺”體驗網管數據配置過程，查看動態數據跟蹤；然后在虛擬電話中撥打其它號碼，發送短信；還可以打開信令跟蹤，查看信令跟蹤消息或信令故障的原因。通過本軟件，用戶可以了把移動通信課程學到的理論知識應用到實踐中，并能了解TD-SCDMA的硬件結構和網管后臺數據配置維護。
2.2CDMA2000實訓
CDMA2000實訓立足于中興通信公司研發的針對CDMA2000組網的ZXC10BSSB仿真軟件，學生可以在軟件搭建的“虛擬機房”中觀察機房設備BSCB基站控制器，BTSBI4、CBTSI2、CBTSO1系列基站的單板配置、指示燈的不同狀態和說明，以及各單板之間的主要連接線等。通過全面的互動查看，客戶可以對機房布置、硬件結構達到較深入的了解，籍由形象具體的場景建立起基本概念，增加學習興趣，為進一步的學習奠定良好的理解基礎。虛擬后臺包括“數據配置”、“虛擬電話”和“信令跟蹤”。學生通過BSCB和三類典型基站的數據配置，利用告警管理、動態數據跟蹤工具，結合虛擬手機和信令跟蹤工具，完成數據配置、調試、打通電話的完整實習過程。然后，客戶可以通過撥打電話，發送短信來體驗配置數據成功、業務實現的喜悅，并對手機的呼叫流程達到全面的理解。真實、動態的反饋可以提高客戶的學習興趣和效果。
2.3WCDMA實訓課
WCDMARNS實驗仿真教學軟件以WCDMA新型設備ZXWR的ATM交換、全IP模式典型配置為例，學生通過軟件，可以通過軟件完成網管數據的配置；也可以選擇“數據恢復”功能，導入一套已經配置好的樣例數據庫直接進入下即調試環節，便于學生靈活選擇學習階段。完成數據配置之后，客戶就可以在“動態數據管理”中查看系統各項動態數據的使用情況。同時，還可以通過“告警管理”對系統出現的各種告警信號進行查看。
3結語
移動通信的基本概念范文3
一、4G通信的概念
當3G通信技術正處于醞釀之中時，4G通信技術應用在實驗室已經開始研發。直到2009年，當時人們對4G通信還沒有一個精確的定義，有人說4G通信的概念來自其他無線服務的技術，從無線應用協定、全球袖珍型無線服務到3G；有人說4G通信是一個超越2010年以外的研究主題，4G通信是系統中的系統，可利用各種不同的無線技術；但無論人們對4G通信如何定義，人們能夠肯定的一點是4G通信可能是一個比3G通信更完美的新無線世界，它可創造出許多消費者難以想象的應用。4G最大的數據傳輸速率超過100Mbit/s，這個速率是移動電話數據傳輸速率的1萬倍，也是3G移動電話速率的50倍。此外，4G的無線即時連接等某些服務費用會比3G便宜。
二、4G通信的主要特征
（1）兼容性能更平滑。要使4G通信盡快地被人們接受，不但考慮的它的功能強大外，還應該考慮到現有通信的基礎，以便讓更多的現有通信用戶在投資最少的情況下就能很輕易地過渡到4G通信。因此，4G移動通信系統實現全球統一的標準，讓所有移動通信運營商的用戶享受共同的4G服務，真正實現一部手機在全球的任何地點都能進行通信。
（2）通信智能性能高、靈活性強。未來4G手機更應該算得上是一只小型電腦了，而且4G手機從外觀和式樣上，會有更驚人的突破，人們可以想象的是，眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋，以方便和個性為前提。4G移動通信系統采用智能技術使其能自適應地進行資源分配，能對通信過程中不斷變化的業務流大小進行相應處理而滿足通信要求，采用智能信號處理技術對信道條件不同的各種復雜環境進行信號的正常發送與接收，有很強的智能性、適應性和靈活性。
（3）實現高質量通信。雖然第三代移動通信系統可以實現各種多媒體通信，但未來的4G通信能滿足在覆蓋范圍、通信質量、造價上支持的高速數據和高分辨率多媒體服務的需要，而第三代移動通信卻不能達到，第四代移動通信系統提供的無線多媒體通信服務包括語音、數據、影像等大量信息透過寬頻的信道傳送出去，為此未來的第四代移動通信系統也稱為“多媒體移動通信”?？偟膩碚f，首先必須可以容納市場龐大的用戶數、改善現有通信品質不良，以及達到高速數據傳輸的要求。
（4）多種業務的融合。4G移動通信系統支持包括高清晰度圖像業務、虛擬現實業務視、會議電等更豐富的移動業務，使用戶在任何地方都可以獲得任何所需的信息服務。將個人通信、信息系統、廣播和娛樂等行業結合成一個整體，更加安全、方便地向用戶提供更廣泛的服務與應用。
三、我國2013年4G通信的發展
目前，中國移動將4G網絡高清安防應用作為重點推動業務之一，給安防產業帶來驚喜，也將為我國社會公共安全事業帶來巨大貢獻。
（1）TD-LTE大規模建網將啟動。獲了解，中國移動2013年TD-LTE擴大規模實驗將于近期正式啟動，建設規模約為20萬個TD-LTE基站，總建設規模涉及資金200億元，業內分析中國移動集團今年的資本開支將在去年1274億元的基礎上，大幅增加49%至1902億元。TD-LTE是國家“十二五”支柱性產業“新一代信息技術”的關鍵組成部分。TD-LTE的發展，將促進移動寬帶的發展，并與物聯網、云計算等前沿技術相結合，形成新一代信息網絡，帶動互聯網、軟件、相關電子信息的迅猛發展。
（2）引領高清視頻監控發展。4G網絡的搭建和完善，使已經在現代化小區、交通、運輸、水利、航運、治安、消防等領域得到了廣泛的應用的無線監控技術信息傳輸更加準確和靈敏。中國移動注重發揮自身信息通信技術的“杠桿作用”，以信息化手段助力生產管理，便利百姓生活，此前大力推進物聯網應用開發，推進我國“無線城市”和“平安城市”發展，包括無線安防技術。展望未來，中國移動4G技術與安防的融合，無論你處在何等狀態，都將給公眾生活帶來了更多便利和更多保障，為行業發展創造了更高的效率，為我國社會公共安全事業帶來巨大貢獻。
四、總結
總之，目前4G移動通信系統還只是一個基本概念，處于實驗室研究開發階段。但可以肯定的是，隨著互聯網高速發展，4G也會繼續高速發展，4G將會是多功能集成的寬帶移動通信系統，是滿足未來市場需求的新一代的移動通信系統。
參 考 文 獻
移動通信的基本概念范文4
1)地球站與空間站之間的通信;2)空間站之間的通信;通過空間站的轉發或反射來進行的地球站相互間的通信(也就是通常所稱的衛星通信，衛星就是一種空間站)。實際上，這二者是密切相關的，甚至可以結合為一個大系統，因為地球站與空間站之間以及空間站之間的通信，也常常需要通過通信衛星的轉發或中繼來進行，并與地面基礎設施相聯系。故筆者認為，從信息傳輸的角度看，前二者也是一種廣義的衛星通信(美國有關部門和刊物星通信產業發展的評估中，將其宇航局(NASA)的深空通信等也納入衛星通信的范疇內。
20世紀60年代以來，衛星通信迅速發展，在軍事和民用領域得到了十分廣泛的應用;70?80年代達到了鼎盛時期。80年代末、90年代以后，由于光纖通信和地面蜂窩移動通信的崛起，傳統的國際、國內長途通信和陸地移動通信業務已不再屬于衛星通信的主要領地。在接下來的相互競爭、互為補充的發展中，衛星通信揚長避短，重新找到了自己的位置。近幾年來，衛星通信在美、歐、日等發達國家實現了產業化和國際化，年收入達900多億美元，年均增長率高達13%。毫無疑問，在軍事應用中，衛星通信仍然是其主要的通信手段，是其他通信手段所不能取代的;在經濟、政治和文化領域中，衛星通信不僅有效地補充了其他通信手段的不足或不能(如海事、遠程航空的通信等)，而且作為大眾傳媒(如視頻和音頻廣播)，“最后一公里到戶”的接入，防災、救災、處理突發事件的應急通信等，均大有作為。此外，近年來深空探測和載人航天活動的頻繁活動，極大促進了衛星通信的發展，也是一大亮點。
總之，在社會需求牽引和技術發展推動的雙重作用下，21世紀的衛星通信正在向一個新的水平攀升，許多新技術或發展動向自然引起人們的關注。本文擬就當前衛星通信技術的若干熱點作一些概括和綜述，內容涉及寬帶衛星通信系統的發展現狀與趨勢，衛星移動通信業務的系統與技術，空間通信網的構建與技術等，供有興趣的讀者參考。
2寬帶衛星通信系統的現狀及發展趨勢
2.1寬帶衛星通信的基本概念寬帶衛星通信是指利用通信衛星作為中繼站在地面站之間轉發高速率通信業務，是寬帶業務需求與現代衛星通信技術相結合的產物，也是當前衛星通信的主要發展方向之一。
作為寬帶衛星通信系統中繼節點的寬帶通信衛星(也稱多媒體衛星)一般具有較寬的帶寬、很高的EIRP(等效全向輻射功率)和G/T(品質因數)值，并且通常具備星上處理和交換能力。利用寬帶通信衛星可以向USAT(極小口徑終端)提供雙向高速因特網接入和多媒體業務。
需要說明的是，由于衛星的帶寬容量遠小于光纖線路，后者的通信容量通常以吉比特每秒來計;而對于衛星通信來說，信道速率達到幾十兆比特每秒以上一般就可稱為寬帶通信。
2.2寬帶衛星通信系統的發展現狀及典型應用
追溯衛星通信的發展史，其一出現就進入了寬帶應用一模擬電視傳送，近些年又應用于數字電視、衛星直播電視等(如美國的DirecTV、Echostar，歐洲Eutelsat的HotBird等)。但其“現代化”則是伴隨著IP技術的出現而出現的，尤其是因特網的廣泛使用加速了現代寬帶衛星通信的發展步伐。從20世紀90年代起，全球陸續提出了許多個寬帶衛星通信系統，其中既有采用對地靜止軌道(GSO)衛星作為中繼節點(如美國的DirectPC和Spaceway)，也有采用非對地靜止軌道(NGS0)衛星作為中繼節點的(如Teledesic和Skybridge)。文獻[1]給出了國際上提出的比較有代表性的寬帶衛星通信系統的主要特性并進行了分析。但是由于受到地面光纖通信網迅速發展以及“銥”系統等商業運作失敗的影響，這些被提出的系統至今沒有一個真正投入應用。
由于專門建設一個覆蓋全球的寬帶衛星通信系統需要很大的投資，市場風險極大，尤其是采用NGSO衛星星座的低軌道寬帶衛星通信系統。因此，先發射一顆寬帶GSO衛星建立一個區域性寬帶衛星通信系統來解決衛星寬帶接入問題是一種明智的選擇。基于此，泰國的Shin衛星公司(SSA)在2005年正式發射了一顆寬帶通信衛星(IPSTAR-1)來提供區域性寬帶衛星通信業務。圖1給出了IPSTAR-1衛星的波束覆蓋圖，表1給出了該衛星及系統的主要技術特性[2]。從圖1和表1看到，該系統是一個區域性寬帶衛星通信系統，能夠解決亞太地區用戶通過衛星實現寬帶接入的問題，當然其商業運作能否成功還有待時間的檢驗。
寬帶衛星通信系統的典型應用包括：娛樂(如視頻點播、電視分發、交互式游戲、音樂應用、流媒體等)、因特網接入(如高速因特網接入、多媒體應用、遠程教學、遠程醫療等)、商業(如視頻會議、企業對企業的電子商務等)、話音和數據中繼(如IP話音、文件傳輸等)等。
有關統計分析指出，全球目前在衛星固定通信的4200多個標準轉發器中，視頻業務約占62%，數據業務占24%，話音業務下降到14%;而在業務收入方面，視頻業務占總收入的70%以上。因此可以認為，衛星視頻業務在今后一段時間內仍將是衛星通信的主要應用領域和發展方向，衛星寬帶通信尚處在發展的培育期。
2.3寬帶衛星通信系統需解決的主要技術問題[3~7]
衛星通信內在的大覆蓋范圍、以廣播和組播模式工作的特性，使得它們能夠提供高速因特網連接和多媒體遠距離傳輸。但要發揮這些優勢，除了人們所熟知的采用大型星載可展開式天線和多波束相控陣天線、增大衛星功率和帶寬、使用更高效的星上電源系統、采用更先進的高效調制和編碼技術等常規措施外，還有下列一些技術問題需要解決：
1)寬帶衛星通信系統空中接口的標準化為了推廣應用、降低成本，采用標準接口是發展趨勢。目前美國電信工業協會(TIA)和歐洲電信標準學會(ETSI)分別對此規定了幾個標準的接口，表2給出了其中3個空中接口標準主要技術特性的比較。
2)星上處理及交換技術
為滿足用戶對傳輸時延、終端小型化、誤碼率等方面的要求，寬帶通信衛星采用星上處理和交換技術是一種比較好的解決辦法。傳統的通信衛星一般采用彎管式轉發器，衛星只是完成變頻、放大等基本功能，對信號不進行任何處理。為實現波束間交換，可采用載波處理轉發器，衛星是以信號載波為單位在射頻或中頻上對信號進行交換，但對信息內容不進行處理。最適合寬帶衛星通信業務的是全處理轉發器，衛星不僅需要完成信號的解調、譯碼，還需要一定的信令處理和路由選擇能力，能實現信息的星上交換(比如星載ATM交換機)。
3)衛星IP(IPoS)技術
由于衛星信道具有較大的并且可能是可變的分組往返時延(RTT)、大的時延帶寬積、前/反向信道不對稱使用、較高的信道誤碼率及信號衰落等。把為地面網絡設計的TCP/IP直接應用于衛星通信會導致其工作效率低下，需采取一些措施予以解決，比如，在協議上進行改進或對鏈路進行分段，文獻[7]對此給予了詳細描述，并給出了許多試驗結果。
4)服務質量(QoS)
保證用戶得到所需要的QoS是寬帶衛星通信業務成功的關鍵，包括以下幾個方面：
時延：把分組從發送方傳輸到接收方所需的時間;
時延抖動：端一端傳輸時延的變化程度;吞吐量：2個端點之間能夠維持的最大數據傳輸速率;
丟包率：未成功傳輸分組數與總傳輸分組數的比例;
可靠性：網絡可用度的百分比，主要決定如降雨和大氣這樣的環境參數。
5降雨損耗
目前，寬帶衛星通信系統主要采用Ka、Ku頻段以獲得較寬的可用帶寬和較小的地面站天線口徑，但這些頻帶的電波傳播特性受降雨衰耗的影響較大。根據實驗和實際應用的結果，采用上行鏈路功率控制(UPC)和自適應編碼調制可以基本解決這個問題。比如NASA的ACTS衛星采用了RS碼和卷積碼級聯，晴朗天氣情況下，其誤比特率可達到10—12,有雨衰的情況下，至少99%的時間可以達到。
3衛星移動通信系統的發展現狀及關鍵技術
3.1衛星移動通信的基本概念
衛星移動通信是指利用通信衛星作中繼站實現移動用戶之間或移動用戶與固定用戶之間相互通信的一種通信方式。它是傳統的衛星固定通信與地面移動通信交叉結合的產物。從表現形式來看，它既是一個提供移動業務的衛星通信系統，又是一個采用衛星作中繼站的移動通信系統，所利用的衛星既可以是GSO衛星，也可以是NGSO衛星，如中等高度地球軌道(MEO)、低高度地球軌道(LEO)和高橢圓軌道(HEO)衛星等。
雖然世界上地面通信網絡已趨于完善，但受地理條件和經濟因素的限制，地面蜂窩系統不可能達到全球無縫覆蓋。以我國為例，在偏遠地區，地面網絡的廣泛覆蓋仍然遙遙無期;在沿海島嶼眾多的地方，建設地面網絡非常困難;在發達地區的某些偏遠地方同樣沒有地面蜂窩網的覆蓋;野外勘探，飛機，遠洋運輸船只，遠離城市的旅游探險者，以及緊急搜索、救援人員等都需要一種不受地域、天氣限制的移動通信手段;西部地區疆域廣闊，但多為荒漠和戈壁，人煙稀少，衛星移動通信將顯示出獨具的優勢;尤其是發生重大毀滅性自然災害的地區，地面網絡多數會遭到破壞，而衛星移動通信可能是惟一幸存的通信手段。所以，衛星移動通信是一種大有可為的通信方式，具有廣闊的應用前景。
需要指出的是，衛星移動通信系統是作為地面蜂窩系統的補充而存在的，主要用于滿足低業務密度的應用環境。衛星波束如同能覆蓋許多個不同類型蜂窩小區的“傘”，可用來覆蓋相鄰地面蜂窩網之間的縫隙、地面蜂窩網不能覆蓋的區域、為暫時過載的小區提供補充通信業務等。
3.2國內外發展概況
至今我國尚無自建的民用衛星移動通信系統，國際上目前可以使用的衛星移動通信系統主要包括：
1)對地靜止軌道(GS0)衛星移動通信系統
提供全球覆蓋的衛星移動通信系統有國際海事衛星(Inmarsat)系統;提供區域覆蓋的衛星移動通信系統有北美移動衛星(MSAT)系統、亞洲蜂窩衛星(ACeS)系統、瑟拉亞衛星(Thuraya)系統;提供國內覆蓋的衛星移動通信系統有日本衛星(N-STAR)系統和澳大利亞衛星(Optus)系統等。其中波束覆蓋我國的系統有Inmarsat和ACeS。
國際海事衛星(Inmarsat)系統是由國際海事組織經營的全球衛星移動通信系統。自1982年開始經營以來，全球使用該系統的國家已超過160個，用戶從初期的900多個海上用戶已發展到今天包括陸地和航空在內的29萬多個用戶。為了滿足不斷增長業務的需要，已開始發射第四代海事衛星。第四代衛星為1個全球波束、19個寬波束和228個點波束。提供用戶終端的衛星等效全向輻射功率強度為67dBW(點波束)，其IP業務最高速率可達432kbit/s，可應用于互聯網、移動多媒體、電視會議等多種業務。
2)非靜止軌道(NGSO)衛星移動通信系統
移動通信的基本概念范文5
關鍵詞4G移動通信；OFDM；MUD；IPv6
1引言
第三代移動通信系統是能夠滿足國際電聯提出的IMT-2000PFPLMTS系統標準的新一代移動通信系統，要求具有很好的網絡兼容性，能夠實現全球范圍內多個不同系統間的漫游，不僅要為移動用戶提供話音及低速率數據業務，而且要提供廣泛的多媒體業務。根據ITU的標準，世界各大電信公司聯盟均己提出了自己的第三代移動通信系統方案，主要有W-CDMA、CDMA2000、TD-CDMA以及我國提出的擁有自主知識產權的TD-SCDMA。但3G也存在以下幾方面的局限性：
不能支持較高的通信速率。3G雖然標稱能達到2Mbit/s的速率，但平均速率只能達到384kbit/s。盡管目前3G增強型技術不斷發展，但其傳輸速率還有差距。
不能提供動態范圍多速率業務。由于3G空中接口主流的三種體制WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA所支持的核心網不具有統一的標準，難以提供具有多種QoS及性能的多速率業務。
不能真正實現不同頻段的不同業務環境間的無縫漫游。由于采用不同頻段的不同業務環境，需要移動終端配置有相應不同的軟、硬件模塊，而3G移動終端目前尚不能實現多業務環境的不同配置。由于3G系統以上的局限性，目前，很多公司已經開始著手4G概念通信系統的研究。本文主要介紹4G概念通信的技術特點以及可能采用的關鍵技術。
24G概念通信技術特點
目前，業界專業人士對4G概念移動通信系統的共識主要有以下幾點：
a)用戶可以在任何地點、任何時間以任何方式不受限地接入網絡中來；
b)移動終端可以是任何類型的；
c)用戶可以自由地選擇業務、應用和網絡；
d)可以實現非常先進的移動電子商務；
e)新的技術可以非常容易地被引入到系統和業務中來。
根據以上描述，未來的4G系統應具備以下的基本條件。
(1)具有很高的數據傳輸速率。對于大范圍高速移動用戶(250km/h)，數據速率為2Mbit/s;對于中速移動用戶(60km/h)，數據速率為20Mbbit/s;對于低速移動用戶(室內或步行者)，數據速率為100Mbit/s。
(2)實現真正的無縫漫游。4G移動通信系統實現全球統一的標準，能使各類媒體、通信主機及網絡之間進行“無縫連接”，真正實現一部手機在全球的任何地點都能進行通信。
(3)高度智能化的網絡。采用智能技術的4G通信系統將是一個高度自治、自適應的網絡。采用智能信號處理技術對信道條件不同的各種復雜環境進行結合的正常發送與接收，有很強的智能性、適應性和靈活性。
(4)良好的覆蓋性能。4G通信系統應具有良好的覆蓋并能提供高速可變速率傳輸。對于室內環境，由于要提供高速傳輸，小區的半徑會更小。
(5)基于IP的網絡。4G通信系統將會采用IPv6，IPv6將能在IP網絡上實現話音和多媒體業務。
(6)實現不同QoS的業務。4G通信系統通過動態帶寬分配和調節發射功率來提供不同質量的業務。
34G概念通信關鍵技術探討
（1）正交頻分復用（OFDM）技術
第四代移動通信系統主要是以OFDM為核心技術。OFDM技術實際上是多載波調制的一種。其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流，調制在每個子信道上進行傳輸。正交信號可以通過在接收端采用相關技術來分開，這樣可以減少子信道之間的相互干擾。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬，因此每個子信道可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號間干擾。而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得相對容易。
OFDM技術之所以越來越受關注，是因為OFDM有很多獨特的優點：
a)頻譜利用率高，頻譜效率比串行系統高近一倍。OFDM
信號的相鄰子載波相互重疊，其頻譜利用率可以接近Nyquist
極限。
b)抗衰落能力強。OFDM把用戶信息通過多個子載波傳輸，這樣在每個子載波上的信號時間就相應地比同速率的單載波系統上的信號時間長很多倍，從而使OFDM對脈沖噪聲和信道快衰落的抵抗力更強。
c)適合高速數據傳輸。OFDM自適應調制機制使不同的子載波可以按照信道情況和噪聲背景的不同使用不同的調制方式。當信道條件好的時候，應采用效率高的調制方式；而當信道條件差的時候，則應采用抗干擾能力強的調制方式。再有，OFDM加載算法的采用，使得系統可以把更多的數據集中放在條件好的信道上以高速率進行傳送。因此，OFDM技術非常適合高速數據傳輸。
d)抗碼間干擾(ISI)能力強。碼間干擾是數字通信系統中除噪聲干擾之外最主要的干擾，它與加性的噪聲干擾不同，是一種乘性干擾。造成碼間干擾的原因有很多，實際上，只要傳輸信道的頻帶是有限的，就會造成一定的碼間干擾。OFDM由于采用了循環前綴，故對抗碼間干擾的能力很強。
（2）智能天線技術
智能天線采用了空時多址（SDMA）的技術，利用信號在傳輸方向上的差別，將同頻率或同時隙、同碼道的信號進行區分，動態改變信號的覆蓋區域，將主波束對準用戶方向，旁瓣或零陷對準干擾信號方向，并能夠自動跟蹤用戶和監測環境變化，為每個用戶提供優質的上行鏈路和下行鏈路信號從而達到抑制干擾、準確提取有效信號的目的。這種技術具有抑制信號干擾、自動跟蹤及數字波束等功能，被認為是未來移動通信的關鍵技術。
目前，智能天線的工作方式主要有全自適應方式和基于預多波束的波束切換方式。全自適應智能天線雖然從理論上講可以達到最優，但相對而言各種算法均存在所需數據量、計算量大、信道模型簡單、收斂速度較慢，在某些情況下甚至出現錯誤收斂等缺點，實際信道條件下，當干擾較多、多徑嚴重，特別是信道快速時變時，很難對某一用戶進行實際跟蹤。在基于預多波束的切換波束工作方式下，全空域被一些預先計算好的波束分割覆蓋，各組
權值對應的波束有不同的主瓣指向，相鄰波束的主瓣間通常會有一些重疊，接收時的主要任務是挑選一個作為工作模式，與自適應方式相比它顯然更容易實現，是未來智能天線技術發展的方向。
（3）無線鏈路增強技術
可以提高容量和覆蓋的無線鏈路增強技術有：分集技術，如通過空間分集、時間分集(信道編碼)、頻率分集和極化分集等方法來獲得最好的分集性能；多天線技術，如采用2或4天線來實現發射分集，或采用多輸入多輸出(MIMO)技術來實現發射和接收分集。MIMO技術是指利用多發射、多接收天線進行空間分集的技術，它采用的是分立式多天線，能夠有效的將通信鏈路分解成為許多并行的子信道，從而大大提高容量。信息論已經證明，當不同的接收天線和不同的發射天線之間互不相關時，MIMO系統能夠很好地提高系統的抗衰落和噪聲性能，從而獲得巨大的容量。在功率帶寬受限的無線信道中，MIMO技術是實現高數據速率、提高系統容量、提高傳輸質量的空間分集技術。
（4）軟件無線電（SDR）技術
在4G系統中，若要實現“任何人在任何地點以任何形式接入網絡”的理想通信方式，則至少需要保證移動終端能夠適合各種類型的空中接口，能夠在各類網絡環境間無縫漫游，并可以在不同類型的業務之間進行轉換。這就意味著在4G系統中，軟件將會變得非常復雜。為此，專家們提議引入軟件無線電技術，軟件無線電是近幾年隨著微電子技術的進步而迅速發展起來的新技術，它以現代通信理論為基礎，以數字信號處理為核心，以微電子技術為支持。軟件無線電概念一經提出，就受到各方的極大關注，這不僅是因為軟件無線電概念新技術先進、發展潛力大，更為重要的是它潛在的市場價值也是極具吸引力的。軟件無線電強調以開放性最簡硬件為通用平臺，盡可能地用可升級、可重配置的不同應用軟件來實現各種無線電功能的設計新思路。其中心思想是：構造一個具有開放性、標準化、模塊化的通用硬件平臺，將工作頻段、調制解調類型、數據格式、加密模式、通信協議等各種功能用軟件來完成，并使寬帶A/D和D/A轉換器盡可能靠近天線，以研制出具有高度靈活性、開放性的新一代無線通信系統。在4G眾多關鍵技術中，軟件無線電技術是通向未來4G的橋梁。由于各種技術的交迭有利于減少開發風險，所以未來4G技術需要適應不同種類的產品要求，而軟件無線電技術則是適應產品多樣性的基礎，它不僅能減少開發風險，還更易于開發系列型產品。此外，它還減少了硅芯片的容量，從而降低了運算器件的價格，其開放的結構也會允許多方運營的介入。
（5）多用戶檢測技術
4G系統的終端和基站將用到多用戶檢測技術以提高系統的容量。多用戶檢測技術的基本思想是：把同時占用某個信道的所有用戶或部分用戶的信號都當作有用信號，而不是作為噪聲處理，利用多個用戶的碼元、時間、信號幅度以及相位等信息聯合檢測單個用戶的信號，即綜合利用各種信息及信號處理手段，對接收信號進行處理，從而達到對多用戶信號的最佳聯合檢測。它在傳統的檢測技術的基礎上，充分利用造成多址干擾的所有用戶的信號進行檢測，從而具有良好的抗干擾和抗遠近效應性能，降低了系統對功率控制精度的要求，因此可以更加有效地利用鏈路頻譜資源，顯著提高系統容量。
現有的多用戶檢測算法在計算復雜度與處理時延問題上存在不足，且算法中一些參數(頻率、幅度、定時、相位等)估計有誤時，會使得相關矩陣產生較大偏差，導致整個系統性能急劇下降。另一方面，當前的MUD算法只考慮了同小區內的干擾，而沒有考慮相鄰小區間的同頻率用戶干擾。一般的多用戶檢測研究都假設用戶數據是獨立等概率的，沒有考慮信道編碼的影響，現在組合信道編碼和多用戶檢測的研究受到越來越多的重視。另外，目前的研究方向還包括多速率多用戶檢測和多用戶檢測與空時二維信號處理、多載波調制、功率控制等技術的結合。
（6）IPv6技術
4G通信系統選擇了采用基于IP的全分組方式傳送數據流，因此IPv6技術將成為下一代網絡的核心協議。選擇IPv6協議主要基于以下幾點考慮：
a)巨大的地址空間。在一段可預見的時期內，它能夠為所有可以想像出的網絡設備提供一個全球惟一的地址。
b)自動控制。IPv6還有另一個基本特性就是它支持無狀態和有狀態兩種地址自動配置方式。無狀態地址自動配置方式是獲得地址的關鍵。在這種方式下，需要配置地址的節點使用一種鄰居發現機制來獲得一個局部連接地址。一旦得到這個地址之后，它將用另一種即插即用的機制，在沒有任何人工干預的情況下，獲得一個全球惟一的路由地址。
c)服務質量。服務質量(QoS)包含幾個方面的內容。從協議的角度看，IPv6與目前的IPv4具有相同的QoS，但是IPv6能提供不同的服務。這些優點來自于IPv6報頭中新增的字段“流標志”。有了這個20位長的字段，在傳輸過程中，中國的各節點就可以識別和分開處理任何IP地址流。盡管對這個流標志的準確應用還沒有制定出有關標準，但將來它無疑將用于基于服務級別的新計費系統。
d)移動性。移動IPv6在新功能和新服務方面可提供更大的靈活性。每個移動設備設有一個固定的家鄉地址，這個地址與設備當前接入互聯網的位置無關。當設備在家鄉以外的地方使用時，通過一個轉交地址即可提供移動節點當前的位置信息。移動設備每次改變位置都要將它的轉交地址告訴給家鄉地址和它所對應的通信節點。
4結束語
4G移動通信系統目前還只是一個基本概念，4G網絡的定義仍然還不明確，IEEE等標準化組織仍處于制定標準和規范的過程中。但是融合現有的各種無線接入技術的4G系統將成為一個無縫連接的統一系統，實現跨系統的全球漫游及業務的可攜帶性，是滿足未來市場需求的新一代的移動通信系統，它將幫助我們實現充滿個性化的通信夢想。
參考文獻
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移動通信的基本概念范文6
中國通信技術近些年發展十分迅速，尤其電子通信技術日漸發達，普遍在全國領域內使用。光通信技術也發展成熟。光通信技術作為以光波作為傳輸媒介的技術，具有傳輸頻帶寬、容納信息量大、抵抗電磁干擾能力強等傳播特征。因此在結構復雜。內容龐大的物聯網當中得到很好的運用。物聯網的概念自從提出之后，就被社會各界高度關注，在全球范圍內翻起了以物聯網為中心的經濟與技術大潮。
1 基本概念
光通信技術，就是以光波作為傳送信息媒介的通信方式。與無線電波通信技術相同，光通信技術也屬于電磁波通信技術，然而光波頻率比無線電波的要高，波長較短，因此傳播時信息容量更大。光通信技術主要有兩種方式：光纖與無線，表現出高度帶動性、滲透性與創造性。在信號覆蓋與傳播上有著顯著優點。目前中國光通信技術發展相對成熟，以廉價靈活的傳輸特點，被運用到諸多領域內。
物聯網是通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，依照原定程序協議，將現實中任何物體與互聯網連接，通過信息交換與通訊，實現智能化識別、定位、監控、管理物體的網絡。物聯網物體本身與網絡無關，是人們生產生活中存在的千萬事物，在安裝上傳感器之后，與目前網絡數據信息庫鏈接，讓人們直接去認識、管理這些事物。物聯網的概念隨著社會經濟與科技發展，是不斷演變，與概念剛提出時有了很大改進，涵蓋范疇日益豐富。物聯網核心能力是運輸可靠、感知全面以及處理職能化這三個方面。它可以將識別的物件信息，通過場景感知，將信息聚合一起進行無縫連接處理。
尚前，光通信技術在物聯網結構中發揮著巨大功能。兩者互相結合，在工業、環境、軍事、醫療、保健等人們各種日常生活與商務生產領域體現出優越的實用價值，造福人類生活。物聯網中光通信技術主要有：光纖傳感、射頻識別、WiFi等近距離無線光通信技術、還有GPRS、3G、4G 移動通信技術等長距離無線通信技術。科研工作者們已經開始著手將光通信技術引入互聯網終端，實現遠距離的互聯網檢測控制、維護管理與正常運營。
2 物聯網的基本結構
物質結構決定其用途，物聯網也如此。物聯網的分層結構模型，決定其工作環節依照順序進行，逐步實現每一項技術功能?，F在，物聯網科研者普遍將物聯網結構分為三個層面：感知層、網絡層、應用層，每個層面的主要內容，見表1。
①感知層，物聯網最低層次組織，是物聯網技術的基礎層次，負責獲取物體信息感知與獲取。我們常見的硬件設施有攝像頭、傳感器網絡、二維碼標簽和識讀器、視頻檢測標識等。
②網絡層位于物聯網技術的中間層次，連接感知層與應用層，完成數據信息的長距離運輸與管理任務，直接地講就是信息傳播的橋梁，將感知層獲取采集的數據信息，傳送到終端應用層。其實現方式就是我們常見的各種通信網絡，如GPRS、3G、4G 移動通信網絡，蜂窩無線通信網絡、有線通信等方式。
③應用層，是物聯網最上層，主要對數據進行運用，或者進行智能處理，將具體數據信息應用在行業當中。其表達方式就是終端顯示器與數據庫等，能夠直接表現數據信息的平臺。
物聯網的基本結構決定了其對數據信息的感知、傳輸以及智能處理的功能。正是物聯網職能、便捷的功能，決定其廣泛的應用前景。
3 光通信技術在物聯網中的應用現狀
3.1 物聯網感知層的應用
光通信技術在物聯網感知層上的應用，主要形式是光纖傳感技術。在光導纖維與光纖通信技術的迅猛發展形勢下，光纖傳感技術也同步發展起來。它是以光為載體，光纖為煤質傳輸信息的嶄新傳感技術，屬于光子技術領域。光纖傳感技術基本工作原理，是光波在光纖中傳播時，光波主要性質會隨著外界環境變化而產生物理改變。將光纖傳感技術與光纖通信技術結合一起，是構建網絡化與矩陣化傳感體系的發展方向。光纖寬帶性的特點，可以將多種傳感器集中使用在單個光纖中，對多個目標進行測量，因此在物聯網感知層上可以表現明顯優勢。
光通信技術為互聯網感知層信息采集提供更好的質量保證，連接起物理世界轉向信息世界的關鍵環節。無線光通信技術，是光與無線通信技術的結合物，利用頻率高波長短特征，其通信寬帶是WiFi的104 倍，4G 移動通信的100倍。
光通信技術在在RFID系統中的運用。光傳感與通信技術在RFID系統上，實現電子標簽與讀寫器兩者近距離無線通信，準確識別物體上的電子標簽，讀取其中的數據信息。目前，光傳感技術主要讀取無源電子標簽，改變了傳統無線信號射頻短的不足，提高了RFID系統的感應能力。RFID讀寫器對于光通信技術應用，是與互聯網網絡層的接入當中，創建雙向功能的網關設備，將其與RFID系統相互協作與融合起來，對物品信息進行實時共享。在實際應用中，利用光通信技術的RFID系統，很好延長讀寫器與網絡層連接距離，將讀寫器直接變成職能終端，更方便地接入移動通信網絡。另外就是，光通信技術可以感應多個電子標簽，并能防止信息之間相互沖突，減少信息干擾，保證數據信息的安全。
光通信技術在無線傳感網絡中的運用。傳統無線網絡的傳感器隨機分布，處理單元與通信單元自行組織。這種不穩定結構只能完成近距離傳感、通信，傳輸距離也比較短。融合光通信技術之后，可以進行長距離傳輸，距離可以達到100 m。
3.2 物聯網網絡層應用
互聯網目前信息有線通信方式中，主要就是光纖通信。以光波為媒介的傳送形式，光纖通信技術可以容納更多信息量，實現快速傳播不受干擾，還可以進行長距離傳輸。無論是傳輸速度距離，還是信息安全方面，都具有無可替代的優勢。并且光通信技術建設便于鋪設，可以進行現20 THz 的寬帶接入，十分適合物聯網大數據傳輸需求。
GPRS在我國已成熟運營幾十年，網絡可靠性高，基站覆蓋范圍廣泛，適合物聯網無處不在的網絡要求，GPRS數據傳輸速率最高值為115 kbps。采用光通信技術的3G網絡技術可以提供最高2 Mbps數據傳輸速率，為日益增強的物聯網數據業務提供了支持和保障。而4G網絡技術的性能更加優越，采用正交頻分復與多端口輸入輸出技術，數據傳輸率高達201 Mbps，寬帶是3G的十倍。光通信技術大大提高了物聯網數據傳輸能力，大大優化了網絡層結構。移動通信的安全機制，是以人與人之間通信基礎，在物聯網中進行應用時，大量的數據會造成網絡堵塞，信息安全性降低。光通信技術創建了多個傳入傳出端口，簽訂物與物、物與人之間的安全協議，并可以根據通信需要與物聯網特征增強安全機制。
移動通信網絡是以光通信技術為核心，在人與人、物與人、人與自然之間可以實現任意時間與地點的信息交換與交流。目前，中國已經形成較為成熟的移動通信網絡。物聯網以其作為網絡層，可以更好整合社會中任意物品的信息，減少技術成本，并能保證高效的信息傳輸率，為開發移動物聯網創造了優良的技術條件。
3.3 物聯網無線終端應用
M2M設備中的光通信技術，可以滿足許多數據請求，并自動包含其中的數據設備。將GPRS、3G、4G嵌入到M2M設備中，創建手機終端。這樣就將手機打造成為通信、感知、信息處理的職能終端。光通信技術在將物聯網終端塑造成移動通信終端上，具有十分重要的作用。他它符合移動通信網絡終端的管理方式，以人與人之間通信為基礎，在安全協議與多端口通信信息處理上效果良好。
在工程建設中，工作人員通過將光傳感技術嵌入到設備中，可以職能處理電網、橋梁、鐵路、建筑等信息，然后再與物聯網進行結合，將多種施工設備、機器與基礎設施等物理系統進行合理整合。讓施工的大小細節，在物聯網中得到科學規劃與配置，節約建設成本，管理生產生活。物聯網變現出的職能化特征，與數據信通過光通信技術在云計算平臺中自行處理是分不開的。
