毕业综合实践论文

海南职业技术学院 毕业综合实践任务与总结报告书暨 毕业综合实践任务与总结报告书暨 毕业论文

综合实践题目 指导教师 实习时间

现代移动通信技术发展前景 刘冀萍

2011 年 3 月 21 日至 2011 年 6 月 20 日

系 专 班 姓 学

别 业 级 名 号

交通与信息学院 计算机信息管理 （1）班 甘明 [1**********]6

二 O 一 （一）年 （三） 月（二十一）日

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现代移动通信技术发展前景 摘要

随着我国国民经济和社会信息化事业发展迅速， 信息化和数字化建设整体事 态日益呈现出更加注重应用，实效以及与经济和社会协调发展的突出特征。本文 以企业通信技术高速发展背景资料，对企业通信技术管理定义的介绍，根据实际 情况， 重点阐述通信技术在企业管理中的作用和应用和通信在企业管理中的不足 和改进措施，其分析对企业通信技术管理的高效具有重要参考意义。 21 世纪移动通信技术和市场飞速发展，在新技术和市场需求的共同作用下， 未来移动通信技术将呈现以下几大趋势：网络业务数据化、分组化，移动互联网 逐步形成；网络技术数字化、宽带化；网络设备智能化、小型化；应用于更高的 频段，有效利用频率；移动网络的综合化、全球化、个人化；各种网络的融合； 高速率、 高质量、 低费用。 这正是第四代 （4G） 移动通信技术发展的方向和目标。

关键字： 关键字：

通信技术、 GSM通信系统、 CDMA通信技术、 3G通信技术、 第四代移动通信 （4G） 、 正交频分复用、多模式终端

一、 引言

移动通信是指移动用户之间，或移动用户与固定用户之间的通信。随着电 子技术的发展，特别是半导体、集成电路和计算机技术的发展，移动通信得到了 迅速的发展。随着其应用领域的扩大和对性能要求的提高，促使移动通信在技术 上和理论上向更高水平发展。20世纪年代以来，移动通信已成为现代通信网中不 可缺少并发展最快的通信方式之一。 移动通信的发展历程，移动通信的发展大致经历了几个发展阶段：第一代移动通 信技术主要指蜂窝式模拟移动通信， 技术特征是蜂窝网络结构克服了大区制容量 低、活动范围受限的问题。第二代移动通信是蜂窝数字移动通信，使蜂窝系

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统具有数字传输所能提供的综合业务等种种优点。 第三代移动通信的主要特征是 除了能提供第二代移动通信系统所拥有的各种优点，克服了其缺点外

，还能够提 供宽带多媒体业务，能提供高质量的视频宽带多媒体综合业务，并能实现全球漫 游。现在用的大多是第二代技术，第三代技术还不太成功，但已有了第四代技术 的设想。第四代移动通信系统（4G）标准比第三代具有更多的功能。

二、4G移动通信简介 4G移动通信简介

第四代移动通信技术的概念可称为宽带接入和分布网络， 具有非对称的超过 2Mbit/s的数据传输能力。它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽 带系统和交互式广播网络。第四代移动通信标准比第三代标准拥有更多的功能。 第四代移动通信可以在不同的固定、 无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无 线服务，可以在任何地方用宽带接入互联网（包括卫星通信和平流层通信） ，能 够提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。此外，第四代移动通信系统 是集成多功能的宽带移动通信系统，是宽带接入IP系统。目前正在开发和研制中 的4G通信将具有以下特征： 2.1通信速度更快 由于人们研究4G通信的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问 Internet的速率，因此4G通信的特征莫过于它具有更快的无线通信速度。专家预 估， 第四代移动通信系统的速度可达到10-20Mbit/s， 最高可以达到100Mbit/s。 2.2网络频谱更宽 要想使4G通信达到100Mbit/s的传输速度，通信运营商必须在3G通信网络的基础 上对其进行大幅度的改造，以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的带宽高出许 多。据研究，每个4G信道将占有100MHz的频谱，相当于W-CDMA3G网络的20倍。

三、4G移动通信是一种多种业务的完整融合 4G移动通信是一种多种业务的完整融合 移动通信是一种

个人通信、信息系统、广播、娱乐等业务无缝连接为一个整体，满足用户的 各种需求。4G应能集成不同模式的无线通信——从无线局域网和蓝牙等室内网

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络、蜂窝信号、广播电视到卫星通信，移动用户可以自由地从一个标准漫游到另 一个标准。各种业务应用、各种系统平台间的互联更便捷、安全，面向不同用户 要求，更富有个性化。而且 4G 手机从外观和式样上看将有更惊人的突破，可以 想象的是，眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋都有可能成为 4G 终端。 智能性能更高 第四代移动通信的智能性更高， 不仅表现在4G通信的终端设备的设计和操作 具有智能化，更重要的是4G手机可以实现许多难以想象的功能。例如，4G手机将 能根据环境、时间以及其他因素来适时提醒手机的主人。 兼容性能更平滑 要使4G通信尽

快地被人们接受， 还应该考虑到让更多的用户在投资最少的情 况下轻易地过渡到4G通信。因此，从这个角度来看，4G通信系统应当具备全球漫 游、 接口开放、 能跟多种网络互联、 终端多样化以及能从2G、 3G平稳过渡等特点。 实现更高质量的多媒体通信 4G通信提供的无线多媒体通信服务将包括语音、数据、影像等，大量信息透过宽 频的信道传送出去，为此4G也称为“多媒体移动通信”。 通信费用更加便宜 由于4G通信不仅解决了与3G的兼容性问题， 让更多的现有通信用户能轻易地升级 到4G通信，而且4G通信引入了许多尖端通信技术，因此，相对其他技术来说，4G 通信部署起来就容易、迅速得多。同时在建设4G通信网络系统时，通信运营商们 将考虑直接在3G通信网络的基础设施之上，采用逐步引入的方法，这样就能够有 效地降低运营成本。 3.14G移动通信的接入系统 4G 移动通信接入系统的显著特点是，智能化多模式终端（multi-modeterminal） 基于公共平台，通过各种接技术，在各种网络系统（平台）之间实现无缝连接和 协作。在 4G 移动通信中，各种专门的接入系统都基于一个公共平台，相互协作， 以最优化的方式工作，来满足不同用户的通信需求。当多模式终端接入系统时， 网络会自适应分配频带、给出最优化路由，以达到最佳

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通信效果。目前，4G移动通信的主要接入技术有：无线蜂窝移动通信系统（例如 2G、3G） ；无绳系统（如DECT） ；短距离连接系统（如蓝牙） ；WLAN系统；固定无 线接入系统；卫星系统；平流层通信（STS） ；广播电视接入系统（如 DAB、DVB-T、 CATV） 。随着技术发展和市场需求变化，新的接入技术将不断出现。 不同类型的接入技术针对不同业务而设计， 因此， 我们根据接入技术的适用领域、 移动小区半径和工作环境，对接入技术进行分层。 分配层：主要由平流层通信、卫星通信和广播电视通信组成，服务范围覆盖面积 大。 蜂窝层：主要由 2G、3G 通信系统组成，服务范围覆盖面积较大。 热点小区层：主要由 WLAN 网络组成，服务范围集中在校园、社区、会议中心等， 移动通信能力很有限。 个人网络层：主要应用于家庭、办公室等场所，服务范围覆盖面积很小。移动通 信能力有限，但可通过网络接入系统连接其他网络层。 固定网络层：主要指双绞线、同轴电缆、光纤组成的固定通信系统。 网络接入系统在整个移动网络中处于十分重要的位置。 未来的接入系统将主要在 以下三个方面进行技术革新和突

破：为最大限度开发利用有限的频率资源，在接 入系统的物理层，优化调制、信道编码和信号传输技术，提高信号处理算法、信 号检测和数据压缩技术，并在频谱共享和新型天线方面做进一步研究。为提高网 络性能，在接入系统的高层协议方面，研究网络自我优化和自动重构技术，动态 频谱分配和资源分配技术，网络管理和不同接入系统间协作。提高和扩展 IP 技 术在移动网络中的应用；加强软件无线电技术；优化无线电传输技术，如支持实 时和非实时业务、无缝连接和网络安全。

四、4G移动通信系统中的关键技术 4G移动通信系统中的关键技术 （1）4G移动通信技术的基本要求： 4G移动通信技术的基本要求： 移动通信技术的基本要求

第四代移动通信技术可称为广带(Broadband)接入和分布网络，具有非对称超过

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2 Mb/s的数据传输能力，对全速移动用户能提供150 Mb/s的高质量影像服务，将 首次实现三维图像的高质量传输。它包括广带无线固定接入、广带无线局域网、 移动广带系统和互操作的广播网络(基于地面和卫星系统)， 集成不同模式的无线 通信，移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。其广带无线局域网 (WLAN)能与B-ISDN和ATM兼容，实现广带多媒体通信，形成综合广带通信网 (IBCN)，他还能提供信息之外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。其 主要技术要求是： [1]通信速度提高，数据率超过UMTS，上网速率从2 Mb/s提高到100 Mb/s。 [2]以移动数据为主面向Internet大范围覆盖高速移动通信网络，改变了以 传统移动电话业务为主设计移动通信网络的设计观念。 [3]采用多天线或分布天线的系统结构及终端形式，支持手机互助功能，采 用可穿戴无线电，可下载无线电等新技术。 [4]发射功率比现有移动通信系统降低 10～100 倍，能够较好地解决电磁干 扰问题。 [5]支持更为丰富的移动通信业务，包括高分辨率实时图像业务、会议电视 虚拟现实业务

（2）4G移动通信运用的技术 4G移动通信运用的技术 移动通信

[1]OFDM(正交频分复用) OFDM 技术实际上是 MCM(Multi-Carrier Modulation，多载波调制)的一种。 其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速 子数据流，调制在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关 技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰(ICI)。每个子信道上的信号 带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以 消除符号间

干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信 道均衡变得相对容易。由于 OFDM 技术由于具备上述特点，是对高速数据传输的 一种潜在的解决方案，因此被公认为 4G 的核心技术之一。 [2]软件无线电

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软件无线电（Software Defined Radio,简称 SDR）,就是采用数字信号处理 技术,在可编程控制的通用硬件平台上,利用软件来定义实现无线电台的各部分 功能:包括前端接收、中频处理以及信号的基带处理等。即整个无线电台从高频、 中频、基带直到控制协议部分全部由软件编程来完成。其核心是在尽可能靠近天 线的地方使用宽带的“数字/模拟”转换器， 尽早地完成信号的数字化,从而使得 无线电台的功能尽可能地用软件来定义和实现。 软件无线电是一种基于数字信号 处理(DSP)芯片以软件为核心的崭新的无线通信体系结构。 [3]智能天线 智能天线是波束间没有切换的多波束或自适应阵列天线。 多波束天线在一个 扇区中使用多个固定波束，而在自适应阵列中，多个天线的接收信号被加权并且 合成在一起使信噪比达到最大。与固定波束天线相比，天线阵列的优点是除了提 供高的天线增益外,还能提供相应倍数的分集增益。 智能天线具有抑制信号干扰、 自动跟踪以及数字波束调节等智能功能,其基本工作原理是根据信号来波的方向 自适应地调整方向图,跟踪强信号,减少或抵消干扰信号。 智能天线的核心是智能 算法,而算法决定电路实现的复杂程度和瞬时响应速率,因此需要选择较好算法 实现波束的智能控制。 [4]IPv6 协议 4G 通信系统选择了采用基于 IP 的全分组的方式传送数据流，因此 IPv6 技 术将成为下一代网络的核心协议。 1、巨大的地址空间。在一段可预见的时期内，它能够为所有可以想像出的 网络设备提供一个全球惟一的地址。 2、自动控制。IPv6 还有另一个基本特性就是它支持无状态和有状态两种地 址自动配置的方式。 无状态地址自动配置方式是获得地址的关键。 在这种方式下， 需要配置地址的节点使用一种邻居发现机制获得一个局部连接地址。 一旦得到这 个地址之后，它使用另一种即插即用的机制，在没有任何人工干预的情况下，获 得一个全球惟一的路由地址。 3、 服务质量。 服务质量 （Qos） 包含几个方面的内容。 从协议的角度看， IPv6

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与目前的IPv4提供相同的QoS，但是IPv6的优点体现在

能提供不同的服务。IPv6 报头中新增加的字段“流标志”，有了这个20位长的字段，在传输过程中，中国 的各节点就可以识别和分开处理任何IP地址流。 4、 移动性。 移动IPv6 （MIPv6） 在新功能和新服务方面可提供更大的灵活性。 每个移动设备设有一个固定的家乡地址（home address） ，这个地址与设备当前 接入互联网的位置无关。当设备在家乡以外的地方使用时,通过一个转交地址 (care-of address）来提供移动节点当前的位置信息。移动设备每次改变位置, 都要将它的转交地址告诉给家乡地址和它所对应的通信节点。

五、现代移动通信技术发展的前景及趋势

未来的发展趋势 3G 未来的发展趋势

（1）3G 业务未来发展趋势分析 [1]视频业务将成为 3G 标志性业务 虽然大部分的人都人为 3G 没有什么杀手级

别的业务，但是 3G 网络的优秀控制机制和更高的带宽，能够促进视频业务的迅 速发展．因此，移动视频业务成为了 3G 的招牌业务。调查结果显示，3G 视频业 务的发展有非常广阔的前景。为满足视频业务的进一步发展，移动运营商还需要 建设一批相关的辅助的网络平台，对丰富的视频资源进行统一的科学管理，并有 条理的进行发放。另外，对于平台的控制管理还要根据具体的环境进行改革，以 达到能够适应视频业务发展的最佳状态。 [2] 移动互联网将成为主流业务 目前，全球信息技术通信技术大融合的背景下，移动网与互联网的融合也是顺应 历史潮流大量的互联网业务向移动网转移， 很多的互联网业务都已经在移动网上 成功的应用，并取得了很好的效果。随着 3G 网络的不断发展，移动互联网在将 来会和现代的互联网一样普遍。这种能够随身携带的互联网将成为 3G 业务的主 流。为此，运营商的 WAP/Web 网关的扩容、优化、多节点部署成为必要。运营商 要尽快建立起相关网络平台，在 3G 业务开发的初期，就争抢到有利的位置。再

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次，如果运营商可以提供一种统一的框架，无论何种业务都可以让互联网上的业 务提供商和运营商共享用户群以及营销、支付渠道，运营商作为这些业务的集成 商、代理商，那么运营商和业务提供商之间的双赢合作就可以预期。 [3] 个性化趋势 个性化趋势的发展今年来已经非常明显， 也成为市场营销发展的一种大的趋 势，同样，通信市场也不会例外。移动通信业务的传统业务经过多年的发展已经 成熟。人们在日常的生活中对个性的需求已经越来越多，在移动业务中不断的增 加个性因素，会对移动网

络的发展起到推动的作用。移动电话的普及，使得人们 的个性化需求更加丰富。由于 3G 网络、3G 终端、互联网技术的迅速发展，为个 性化发展提供了有力的条件。 在提供个性化服务的时候， 要以网络平台作为保障， 因此必须建设相应的网络平台。 [4] 融合化趋势 就目前看来，国内运营商都是全业务的运营商，移动业务与固定业务的融合已经 成为各运营商工作里的关键。对于通信业务融合的意义，就是使得用户能够在任 何的时间地点都能接入网络的一种签订协议，为客户提供最便利的网络服务。 而移动固定网络融合最凸显的效果就是同一业务能够被移动、 固定的各种终 端所访问。从业务逻辑的聚合位置来看，业务融合有两个层次的融合。①是终端 层次的融合，如终端将通信应用、Web 应用整合在一个应用中(如统一通信)，并 可以通过下载插件来实现对新业务的支持；②是在后台来实现融合，通过终端适 配、编码转换等技术，为移动、固定用户提供一个统一的业务体验、统一的身份 认证、统一的支付账号。当然，要想做到业务方面的融合，内容的统一组织、业 务使用中认证鉴权的统一、业务管理的融合都是必要的。 [5]未来的发展趋势 ITU 为 IMT-2000/FPLMTS 系统提出的时间表是:1998 年底完成无线传输技术 的选择,1999 年完成标准的制定,2000 年以后开始商用。现在以日本、欧洲和美 国电信公司为主的联盟已分别提出了各自的第三代移动通信系统,决定最终结果 的不仅是技术的先进,还有成本、系统的复杂性和市场需求,具体如下:(1) 市场

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需求。IMT-2000 商用系统将在 2000 年左右推出,会在以后十年内逐渐占领市场, 所以要研究今后几年人们对移动通信业务需求,IMT- 2000 应能够提供那些业务。 (2) 成本和系统复杂性。成本取决于系统本身的投入,及与已有系统设备的兼容 性。从初期投入来分析,W-CDMA 系统采用了一些新技术,要设计全新的基站和移 动台,及整个网络结构,所以投入要大一些。(3) 技术先进性。运营商希望以较少 的基站覆盖较大的区域,并且提高系统容量。从整体的性能来衡量,W-CDMA 因为 设计比较超前,可提供更多的业务、较大的系统容量而具有相当大的竞争 力,TD-CDMA 系统因为其本身的缺陷,无法充分发挥 CDMA 技术的优势。 由于目前的移动运营商已在现有的第二代移动通信系统中投入了大量资金, 因此必然希望将自己目前的系统平滑过渡到第三代系统;另外,欧、日、美电信公 司都希望在未来的第三代移动通信系统市场中占有

较大份额,都不会轻易放弃自 己的方案。 因此,国际电联很难最终形成一个统一的第三代移动通信标准,极有可 能几种方案共存。

总 结

现代移动通信技术包括了很多深奥的高科技技术，在此之前，我还对这些技 术不了解，但是通过我努力查找这方面的知识，我也了解了一些。现代移动通信 技术包括了 GSM 数字移动通信技术、CDMA 数字移动通信技术、第三代移动通信 技术等。随着目前 3G 移动通信技术的全面商用化的开始，我国大部分的手机用 户将感受到 3G 技术给我们带来的便捷， 同时也能明显的感到 3G 技术的不足与缺 陷。但 3G 技术目前的不足与缺陷将成为推动 4G 技术的重要力量，我们有理由 相信 4G 将成为未来移动通信领域的主导技术，会使我们未来的生活更加美好。 在技术飞速发展的同时，我们应该意识到，对待通信新技术我们更应该冷静、理 智，4G 演进的道路绝不会一帆风顺，前面的路仍是机遇与挑战并存。 通过这次设计让我收获很多，也学到了很多，并且在收集资料这方面让我费 了好大的功夫。刚开始写这论文的时候，我不知道该怎么去写好它，对这设计题 目一点头绪都没有，使得我整个人都很烦躁。但是后来，我把心态调整了一下，

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又从头开始搜查相关资料，渐渐的，去发现其实有很多可以写的，就这样我坚持 每天查找资料，做好相关笔记。其实毕业设计就是锻炼我们的能力，也考验我们 有关这方面的知识。

参考文献

[1]吴伟陵:移动通信中的关键技术[M].北京:北京邮电大学出版社，2000 [2]丁雄:移动通信技术[M].北京：电子工业出版社，2004 [3]谢显忠:第四代移动通信技术[M].电子工业出版社,2005 [4] 金桂花:企业信息分析与决策,1997 [5] 程刚:我国企业信息工作存在的问题及治理 [6]孙波：计算机网络技术.北京:机械工业出版社,2010