林壮第四代移动通信系统

吉林电子信息职业技术学院毕业设计（论文）题目：第四代移动通信系统姓名：林壮专业：计算机应用技术指导老师：朱伟华完成时间：2016.5.23—2016.6.10摘要i摘要在3G系统还没有全球全面铺开的现在，4G的研究已经开始好几年，目前3G所面临的困难使人们更加关注4G研究的进展情况。本文首先介绍了前几代移动通信技术的发展历程，接着详细介绍了4G的概念和特点；接着重点介绍了4G中的关键技术；最后将4G所要达到的目标及其发展趋势给以了介绍。关键词：移动通信系统；4G信道；OFDM；载波信息技术学院毕业论文iiABSTRACTThesimpleelaborationmobilecommunicationtechnologydevelopmentcourse,willwithemphasiselaboratethefourthgenerationofmobilecommunicationtechnologysystem(4G)concept,thetechnology,thegoal,thecharacteristicandthenexttrendofdevelopment.Keywords：mobilecommunicationsystems；4Gchannel；OFDM；carrier.目录iii目录第一章引言.........................................................................................................................1第二章移动通信技术的发展历程.....................................................................................22.1第一代移动通信系统（1G）.................................................................................22.2第二代移动通信系统（2G）................................................................................22.3第三代移动通信系统（3G）................................................................................2第三章第四代移动通信系统（4G）.................................................................................33.1第四代移动通信系统的概念..................................................................................33.2第四代移动通信系统的关键技术......................................................................33.2.1OFDM(正交频分复用).................................................................................33.2.2调制与编码..................................................................................................43.2.3MIMO.............................................................................................................53.2.4高效的频谱使用方案..................................................................................53.2.5基于IP的核心网.......................................................................................53.2.6软件无线电（SDR）技术............................................................................53.2.7高性能的接收机..........................................................................................63.2.8智能天线技术..............................................................................................63.2.9多用户检测技术..........................................................................................73.2.10系统资源管理............................................................................................73.2.11Adhoc网络技术......................................................................................73.2.12IPv6...........................................................................................................83.3第四代移动通信系统的目标及发展趋势.........................................................8第四章结束语...................................................................................................................10参考文献.............................................................................................................................11致谢.....................................................................................................................................12第一章引言1第一章引言近年来移动通信技术飞速发展，已经历了3个主要发展阶段。每一代的发展都是技术的突破和观念的创新。第一代起源于20世纪80年代，主要采用模拟和频分多址（FDMA）技术。第二代（2G）起源于90年代初期，主要采用时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）技术。第三代移动通信系统（3G）可以提供更宽的频带，不仅传输话音，还能传输高速数据，从而提供快捷方便的无线应用。然而，第三代移动通信系统仍是基于地面标准不一的区域性通信系统，尽管其传输速率可高达2Mb／s，但仍无法满足多媒体通信的要求，因此，第四代移动通信系统（4G）的研究随之应运而生。信息技术学院毕业论文2第二章移动通信技术的发展历程2.1第一代移动通信系统（1G）80年代采用的第一代移动通信系统（模拟移动通信技术）主要运用模拟技术和频分多址（FDMA）技术。主要业务有模拟蜂窝电话模拟无绳电话等。由于受到传输带宽的限制，不能进行移动通信的长途漫游，只能是一种区域性的移动通信系统。其在商业上取的了成功，但是弊端逐渐显露出来，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，所以退出了历史舞台。2.2第二代移动通信系统（2G）90年代采用的第二代移动通信系统（数字移动通信技术）主要采用的是数字的时分多址(TDMA)技术和码分多址(CDMA)技术。主要采用的制式是GSM和CDMA。主要业务有数字蜂窝（GSM、IS-54、PDC）数字无绳（DECT、PHS移动卫星）等。第二代移动通信系统主要提供数字化的语音业务级低速数据化业务，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，克服了模拟系统的弱点。第二代移动通信完成了由模拟技术向数字技术的转变。但是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。2.3第三代移动通信系统（3G）当第二代移动通信系统满足不了人类需要的大容量，满足不了话音、数据、图像、多媒体等多种业务的有效传输时，出现了第三代多媒体移动通信系统。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。目前有三种标准，即WCDMA、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。但第三代移动通信仍是基于地面、标准不的区域性通信系统。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,所以我们需要更好的系统4G[1]。第三章第四代移动通信系统（4G）3第三章第四代移动通信系统（4G）3.1第四代移动通信系统的概念确切的说，现在还不能对第四代移动通信作出准确的定义，不过关于4G的一般描述为：“第四代移动通信的概念可称为广带接入和分布网络，具有非对称的和超过2Mbit/s的数据传输能力。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）。此外，第四代移动通信系统将是由多功能集成的宽带移动通信系统，也是宽带接入IP系统。”而且，4G是集3G与WLAN于一体，并能够传输高质量视频图像，它的图像传输质量与高清晰度电视不相上下。4G系统能够以100Mb/s的速率下载，比目前的拨号上网快2000倍，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而在用户最为关注的价格方面，4G与固定宽带网络在价格方面不相上下，而且计费方式更加灵活机动，用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着不可比拟的优越性。4G与3G之间的主要区别在于终端设备的类型、网络拓扑的结构以及构成网络的技术类型。终端设备除了手机之外应当包括头戴式话机、PDA终端、膝上机、手表式话机、电视机、游戏机、DVD、零售机，甚至宠物机等等，凡是人所能构想的和能够识别IP地址的无线电收发信机。其次，4G是由多种技术组成的，包括彼此似乎不相干的技术，如Wi-Fi、超宽带无线电、便携式电脑、软件无线电等技术构成的全球