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移动通信技术的发展趋势姓 名：李军 专 业：电子信息工程 教 师：于浩 学 号：2012508148 学 院：信息科学与技术学院 5移动通信技术的发展趋势 通信技术是信息技术中极重要的组成部分。从广义说，各种信息的传递均可称之为通信。但由于现代信息的内容极为广泛，因而人们并不把所有信息传递纳入通信的范围。通常只把语音、文字、数据、图像等信息的传递和传播称为通信。面向公众的单向通信，如纸、广播、电视便不包括在内。但这种单向传播方式，由于通信技术的发展，也在发生变化。 纵观通信的发展分为以下三个阶段：第一阶段是语言和文字通信阶段。在这一阶段，通信方式简单，内容单一。第二阶段是电通信阶段。1837年，莫尔斯发明电报机，并设计莫尔斯电报码。1876年，贝尔发明电话机。这样，利用电磁波不仅可以传输文字，还可以传输语音，由此大大加快了通信的发展进程。1895年，马可尼发明无线电设备，从而开创了无线电通信发展的道路。第三阶段是电子信息通信阶段。从总体上看，通信技术实际上就是通信系统和通信网的技术。通信系统是指点对点通所需的全部设施，而通信网是由许多通信系统组成的多点之间能相互通信的全部设施。而现代的主要通信技术有数字通信技术，程控交换技术，信息传输技术，通信网络技术，数据通信与数据网，ISDN与ATM技术，宽带IP技术，接入网与接入技术。移动通信系统有很多种类，例如按信号性质，可分为模拟、数字；按调制方式，可分为调频、调相、调幅；按多址连接方式，可分为频分多址（fdma）、时分多址（tdma）和码分多址（cdma）。目前中国联通、中国移动所使用的gsm移动电话网采用的便是fdma和tdma两种方式的结合。gsm比模拟移动电话有的优点多，但是，在频谱效率上仅是模拟系统的3倍，话音质量无法和有线电话相比拟；tdma终端接入速率最高也只能达到9.6kbit/s；tdma系统无软切换功能，因而容易掉话，影响服务质量。因此，tdma并不是现代蜂窝移动通信的最佳无线接入，而cdma多址技术完全适合现代移动通信网所要求的大容量、高质量、综合业务、软切换等，被越来越多的运营商和用户所选择。 目前3G已经大规模商用，多媒体服务与应用将会得到广泛应用，而随之3G在速率、无缝传输等方面的局限性也将日益显露出来，势必需要带宽更宽的无线系统。故移动通信的下一步必定是走向容量更大、速率更高、功能更强的超3G和4G发展，以及在移动环境中支持高清晰度视像和其它宽带多媒体业务与应用。 4G通信技术其视频图像传输的效果可以媲美高清晰电视；拥有极高的下载速度及灵活的计费方式等，具有前三代无可比拟的先进性。4G的提出本来应该是针对3G系统在使用中无法克服的困难，现在3G的商用还没有全面展开，4G就被炒得沸沸扬扬的事实说明了一个问题，那就是人们从一开始就对3G不那么满意。显而易见，当初ITU制定IMT2000标准的时候，希望是一个能够提供高速数据接入的全球统一的标准。但是各方在自身利益的驱动下，争执不下，最后折中成了以WCDMA和CDMA2000系列为首的5个大标准，立即产生了相互之间的漫游的问题。此外，用户在使用中的速率要求也没有得到很好的满足。IMT2000要求3G用户在慢速移动和静止状态下的数据接收速率在2M以上，而现有3G系统的实际接收速率只有几百K。此外，手机问题、与原有网络的兼容问题等等，所有这些都增加了人们对3G的不满，和对4G的期待。 4G通信技术并没有脱离以前的通信技术，而是以传统通信技术为基础，不断提高无线通信的网络效率和功能。与传统的通信技术相比，4G通信技术的优势在于通话质量及数据通信速度。另外，由于技术的先进性确保了投资成本的大大减少，未来的4G通信费用也要比目前低。4G的出现是无线通信技术宽带移动化、移动宽带化的发展趋势使然。2009年在美国奥巴马提出的宽带政策中指出每投资宽带产业一美元，将带给全社会十倍的报酬。欧盟也指出，宽带产业上的投资将提高制造业5%竞争优势和回报率、提高服务业获利水平至少10%、并贡献欧盟GDP 0.71%。作为宽带产业的支撑技术，4G的重要性不言而喻。 4G的主要特点是能够汇聚其他移动/无线网络，提供无缝连接，根据用户需求提供各种服务和服务质量（QoS）。与3G相比，4G的优势在于： 更高的传输速率。4G系统在高速移动情况下传输速率每秒高达100Mbps，这种速度大大高于目前手机的传输速度；提供与线缆通信相当的QoS（服务质量）；实现全球漫游；在异质接入网间实现切换；全IP网络。 5G（fifth-generation）即第五代移动电话系统，是4G移动通信技术的延伸。目前尚未有任何一家标准制定组织或者电信公司的公开规格，也没有在任何官方文件中有所涉及，即该技术尚未有具体的标准。但是，随着社会的发展，人们对通信技术领域的期望越来越高，5G移动通信技术，势必得到飞速的发展。但是，随着科技的发展、社会的进步，人们对于网络通信技术的要求也是与日俱增，尚处于研发阶段的第五代（5G）通信系统，作为当前最新一代的通信系统，符合了移动通信技术之发展规律，较第四代通信技术相比，其用户体验、传输延时、系统安全和覆盖性能能等各方面都有显著的提高。5G移动通信技术将紧密结合其他通信技术，构成新一代无比先进的移动信息网络。在未来十年的时间内，能够满足人们对移动通信技术的发展需求。5G移动通信技术的特点：1)频谱利用率高：在5G移动通信技术中，高频段的频谱资源将被应用的更为广泛，但是在目前科技水平条件下，由于会受到高频段无线电波的穿透能力影响，高频段频谱资源的利用效率还是会受到某种程度的限制，但这不会影响光载无线组网、有线与无线宽带技术的融合等技术的普遍应用。2)通信系统性能有很大提高：传统的通信系统理念，是将信息编译码、点点之间的物理层面传输等技术作为核心目标，而5G移动通信技术的不同之处在于，它将更加广泛的多点、多天线、多用户、多小区的相互协作、相互组网作为重点的研究突破点，以大幅度提高通信系统的性能。3)设计理念先进：在通信业务中，占据主导地位的是室内通信业务的应用，5G移动通信系统的优先设计目标定位在室内无线网络的覆盖性能及其业务支撑能力上，这将改变传统移动通信系统的设计理念。4)能耗和运营成本降低：5G无线网络的“软”配置设计，将是未来该技术的重要研究、探索方向，网络资源可以由运营商根据动态的业务流量变化而实时调整，这样，可以有效降低能耗和网络资源运营成本。5)主要的考量指标：5G通信网络技术的研究，将更为注重用户体验，交互式游戏、3D、虚拟实现、传输延时、网络的平均吞吐速度和效率等指标将成为考量5G网络系统性能的关键指标。5G移动通信技术的优点：5G移动通信技术，作为最新一代的移动通信技术，其应用必将大大提高频谱利用效率及其能效，在资源利用和传输速度效率方面较4G移动通信技术能提高至少一个等级，在系统安全、传输时延、用户体验、无线覆盖的性能等各个方面也将得到显著的提升。5G移动通信技术结合其他无线通信技术后，将构成新一代高效、完美的移动信息网络，可以满足未来十年的移动信息网络的发展需求。不久的将来，5G移动通信系统一定程度上还将具备较大的灵活性，实现自我调整、网络自感知等智能化功能，可以有充分的准备应对未来移动网络信息社会的不可预测的飞速发展。5G移动通信技术发展的趋势 5G移动通信技术，已经成为移动通信领域的全球性研究热点。随着科学技术的深入发展，5G移动通信系统的关键支撑技术会得以明确，在未来几年，该技术会进入实质性的发展阶段，即标准化的研究与制定阶段。同时，5G移动通信系统的容量也会大大提升，其途径主要是进一步提高频谱效率、变革网络结构、开发并利用新的频谱资源等。 2013年初，欧盟等国家的第7框架计划中启动了关于5G的研发项目，共有29个参加方，我国的华为公司也参与其中。随着该项目的启动，各种5G移动通信技术的研发组织应运而生，如韩国成立的5G技术论坛，中国成立的IMT-2020(5G)推进组等。目前，世界各个国家正积极的就5G移动通信技术的应用需求、关键技术指标、使能技术、候选频段、发展愿景等各个方面进行全面的研讨，以期在2015年召开世界无线电大会时达成共识，在2016年后积极启动关于5G移动通信技术的相关行业标准进程。 移动互联网的快速发展是推动5G移动通信技术发展的主要动力，移动互联网技术是各种新兴业务的基础平台，目前现有的固定互联网络的各种服务业务将通过无线网络的方式提供给用户，后台服务及云计算的广泛应用势必会对5G移动通信技术系统提出较高的要求，尤其是在系统容量要求与传输质量要求上。5G移动通信技术的发展目标主要定位在要密切衔接其他各种无线移动通信技术上，为快速发展的网络通信技术提供全方位和基础性的业务服务。就世界各国的初步估计，包括5G移动通信技术在内的无线移动网络，其在网络业务能力上的提升势必会在三个维度上同步进行：第一，引进先进的无线传输技术之后，网络资源的利用率将在4G移动通信技术的基础上提高至少10倍以上；第二，新的体系结构（如高密集型的小区结构等）的引入，智能化能力在深度上的扩展，有望推进整个无线网络系统的吞吐率提升大概25倍左右；第三，深入挖掘更为先进的频率资源，比如可见光、毫米波、高频段等，使得未来的无线移动通信资源较4G时代扩展4倍左右。 为了提升5G移动通信技术的业务支撑能力，其在网络技术方面和无线传输技术方面势必会有新的突破。在网络技术方面，将采用更智能、更灵活的组网结构和网络架构，比如采用控制与转发相互分离的软件来定义网络架构、异构超密集的部署等。在无线传输技术方面，将会着重于提升频谱资源利用效率和挖掘频谱资源使用潜能，比如多天线技术、编码调制技术、多址接入技术等等。 5G移动通信技术的发展，在移动通信技术领域掀起了新一轮的竞争热潮，加快5G技术的研发应用，力求在5G通信领域的商业竞争中脱颖而出，已成为各国信息领域发展的重要任务。5G移动通信技术，必将会得到空前的发展，并给社会的进步带来前所未有的推动力。 现代通信系统主要是朝着宽频带、大容量、远距离、多用户、高保密性、高效率、高可靠性、高灵活性的数字化、智能化、综合化的方向发展。具体而言：1)数字通信系统是一个必然趋势，尤其是大容量的数字微波中继通信系统将成为近年来干线通信系统的发展方向。2)卫星通信系统可以实现多址通信，它是最理想的通信手段。而数字卫星通信系统将是今后卫星通信系统的重要发展方向,其主要技术发展和应用方向有：卫星电视直播成为卫星应用产业的支柱产业卫星通信网与互联网和陆基电信网的相互融合正在扩展卫星通信的新领域。卫星互联网内容传送和宽带接入服务等数据传递业务成为推动市场繁荣的新动力，使卫星通信应用向综合化方向发展。卫星数字音频广播是即将崛起的新兴产业。卫星宽带数据接入将出现重大发展，政府和企业市场是主体。静止轨道频段卫星将得到发展，与混合网络是近期成功的关键。全球卫星移动通信目前正在恢复活力。3)由于信息量的不断膨胀，尤其是信息源的种类不断增加，这就要求宽频带、大容量，而光纤的频带极宽。因此，光纤通信系统将用于未来的干线通信和多种有线通信这是必然的发展趋势。以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心，并面向IP互联网应用的光波技术已构成了今天的光纤通信研究热点，在未来的一段时间里，人们将继续研究和建设各种先进的光网络，并在验证有关新概念和新方案的同时，对下一代光传送网的关键技术进行更全面、更深入地研究。从技术发展趋势角度来看， WDM技术将朝着更多的信道数、更高的信道速率和更密的信道间隔的方向发展。从应用角度看，光网络则朝着面向 IP互联网、能融入更多业务、能进行灵活的资源配置和生存性更强的方向发展，尤其是为了与近期需求相适应，光通信技术在基本实现了超高速、长距离、大容量的传送功能的基础上，将朝着智能化的传送功能发展。4)由于移动通信具有灵活性、机动性，又可以实现多址及便于组网，故移动通信系统尤其是数字移动通信系统，其主要发展方向为：移动网增加数据业务固定数据业务增加移动性。5）为了实现多点对多点之间的网络通信，以数据传输为主的计算机通信网，将成为通信自动化的一种重要手段。从而使基于这一重要手段的综合；业务数字网（N-ISDN或B-ISDN）成为今后新型综合通信系统的重要发展方向。