论第一代到第四代移动通信技术特点及前景Word文档下载推荐.doc
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学号：
专业：
通信工程
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2010年3月5日
毕业设计（论文）进度计划表
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3月15日至
3月20日
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3月21日至
3月25日
论文提纲写作
3月26日至
4月10日
初稿写作
4月11日至
4月15日
二稿写作
4月16日至
4月19日
定稿并上交论文的电子文档
4月20日至
5月12日
做好论文答辩准备
教师对进度计划实施情况总评
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年月日
本表作评定学生平时成绩的依据之一。
电子科技大学毕业设计（论文）中期检查记录表
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毕业设计（论文）题目:
论述移动通信的应用及发展前景第一代到第四代移动通信技术特点及前景
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一般
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适中
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价值不大
学生是否按计划进度独立完成工作任务
学生毕业设计（论文）工作进度填写情况
学生出勤情况及出勤的考核办法
学生与指导教师见面接受指导次数
5次
学生工作态度
认真
较差
教师毕业设计（论文）指导日志是否齐全
其他检查内容：
存在问题及采取措施:
检查教师签字:
年月日
教学中心意见:
学院审核意见（加盖公章）:
年月日
年月日
摘要
近年来，移动通信技术发展非常迅速，全球出现了多个移动通信的技术标准。
第一代移动通信模拟调制方式，其主要代表有美国的AMIS、英国的TACS、北欧的NMT等。
这种系统的主要缺点是频谱利用率低，信令干扰话音业务。
第二代蜂窝系统采用时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）的数字调制方式，提高了系统容量，并采用独立信道传送信令，使系统性能大为改善。
TDMA的两个典型代表是北美的IS—54系统和欧洲的GSM系统。
这种技术称为Rake多径分集接收技术。
为实现相干形式的Rake接收，需发送未经调制的导频（Pilot）信号，以使接收端能在确知已发数据的条件下估计出多径信号的相位，并在此基础上实现相干方式的最大信噪比合并。
WCDMA系统采用用户专用的导频信号，而CDMA2000下行链路采用公用的导频信号，用户专用的导频信号仅作为备选方案用于使用智能天线的系统，上行信道则采用用户专用的导频信道。
Rake多径分集接收技术的另外一种极为重要的体现形式是宏分集及越区软切换技术。
关键词：
CDMA系统TD—SCDMA移动通信系统GSM系统
Abstract
Inrecentyears,therapiddevelopmentofmobilecommunicationtechnology,theglobalemergenceofanumberoftechnicalstandardsformobilecommunications.Thefirstgenerationofmobilecommunicationsanalogmodulation,themainrepresentativeoftheUnitedStatesofAMIS,theBritishTACS,NMT,etc.Nordic.Themaindisadvantageofthissystemistheuseoflowfrequencyspectrum,signalinginterferencevoiceservices.Second-generationcellularsystemusestimedivisionmultipleaccess（TDMA）andCodeDivisionMultipleAccess（CDMA）digitalmodulationtoimprovethesystemcapacityanduseofindependenttransmissionchannelsignaling,thesystemperformancegreatlyimproved.TDMAisatypicalrepresentativeofthetwoNorthAmericanIS-54systemandtheEuropeanGSMsystem.
ThistechniqueiscalledRakemultipathdiversityreceptiontechnology.ToachievecoherentformofRakereceiver,besentwithoutmodulationofthepilot（Pilot）signal,sothereceivercanascertainthedatahasbeenissuedundertheestimatedphasemultipathsignals,andinthiswaybasedonthecoherentmaximumsignaltonoiseratiocombined.WCDMAsystemusestheuser-specificpilotsignal,anduseofCDMA2000downlinkcommonpilotsignal,theuser-specificpilotsignalisusedonlyasanoptiontousesmartantennasystems,uplinkchannelisusingtheuser-specificpilotchannel.Rakemultipathdiversityreceptiontechnology,anotherimportantembodimentoftheformdiversityandthemoremacroandsoftswitchingtechnique.
KEYWORDS:
CDMAsystemTD-td-scdmasystemofmobilecommunicationsystem（GSM）
目录
第一章绪言 1
第二章第一代到第四代移动通信技术特点 1
第一节增速放缓增长点仍存在 1
第二节用户分布存在地区差异 1
一、从区域分布看 1
二、从用户使用技术看 1
第三节普及范围更大发达国家和地区达到饱和 2
第四节移动服务总收入增长但ARPU继续下滑 2
第五节移动娱乐业务将成增长亮点 2
一、移动游戏业务发展分析 2
二、移动音乐业务发展分析 3
第六节消息类业务保持增长但内涵发生变化 3
一、SMS：
娱乐化、休闲化、年轻化 3
二、MMS：
循着SMS的成功之路发展 3
第七节全球3G发展的不均衡现象有望改善 4
第八节手机市场群雄并立亚洲制造商有望提高地位 4
第三章第一代到第四代移动发展状况及概念 5
第一节第一代——模拟移动通信系统 5
第二节第四代移动通信系统的概念 5
第三节4G的关键技术 6
第四章论述
第一代到第四代移动通信技术 8
第一节第一代移动通信技术 8
第二节第二代移动通信技术 8
第三节第三代移动通信技术 10
第四节第四代移动通信技术 14
一、正交频分复用（OFDM）技术 14
二、智能天线（SA） 15
三、软件无线电技术 15
四、切换技术 16
五、网络协议 16
六、移动定位技术 16
结束语 17
谢辞 18
参考文献 19
电子科技大学毕业论文（设计） 论第一代到第四代移动通信技术特点及前景
第一章绪言
3G制式主要代表有美国的AMIS、英国的TACS、北欧的NMT等。
20
第二章第一代到第四代移动通信技术特点
第一节增速放缓增长点仍存在
随着各国电信市场的开放步伐加快，移动通信领域的竞争越来越激烈，服务价格也迅速下降。
由于一些国家的市场趋向饱和，新发展的用户将趋向低端化，例如欧洲预付费用户增多，中国、印度也有类似情况发生。
2008年，全球移动通信市场将继续保持增长，但增速将放慢。
IDC认为，增长放缓的主要原因是缺乏发展的催化剂。
据战略分析机构的估计，2009年，全球移动通信市场年增长率为17％，其中西欧和北美的增长将出现下降，增长动力主要来自东南亚、非洲和拉美，普遍看好的发展亮点是中国、印度和俄罗斯。
第二节用户分布存在地区差异
根据2008年的发展势头，2010年的全球移动通信用户数预计将达到17亿左右，2009年将突破20亿。
一、从区域分布看
从用户区域分布分析，按所占比例由多到少排列，亚洲列第一，紧随其后的是欧洲、北美
二、从用户使用技术看
从用户使用技术分析，2008年，GSD用户仍占主导地位，随后是CDMA.TDMA和3G。
据美林的研究数据，GSM保持着较高的市场占有率，目前全球有179个国家采用了GSM技术，部署GSM的国家的移动业务市场收益相对较高。
在北美，GSM是主要的技术，用户数在2008年增长了85％，增长率是其它技术的4倍。
拉美国家从GSM服务中获得的收益在增加，在拉美，最初选择的CDMA由于发展不好，运营商现在纷纷转向了GSM。
由于以上原因，2007年，在全球新增移动通信用户中，使用GSM技术的新用户占82％，而TDMA及CDMA的用户比例在下降。
可以预计，2009年GSM还会继续保持这一增长势头。
CDMA技术由于只在几个国家使用，规模上无法与GSM形成对峙。
2009年，全球CDMA用户总数将达到4亿左右，主要分布在美国和加拿大，中国联通对全球CDMA发展的贡献也不小。
3G市场尽管基础设施优势很明显，但价格方面的劣势限制了发展。
虽然3G在日本和韩国的发展比较突出，但真正取得成功的只有韩国，日本的盈利仍是问题。
欧洲至今还未完全走出3G的阴影。
第三节普及范围更大发达国家和地区达到饱和
根据2008年的数据，发达国家的移动普及率已相当高，一些国家的市场接近饱和。
由此可断定，北欧、西欧、北美、日本等地区和国家2009年的移动普及率不会有太大变化。
2005年，移动通信业务将在全球更广泛地普及，但要达到全面普及还有很长的路要走。
有预测显示，欧洲、日本及北美的全面普及要到2010年，在非洲、亚洲及拉美的普及需要的时间要长得多。
东欧等国（罗马尼亚、俄罗斯、乌克兰）目前的移动通信普及率在10％～25％之间，发展空间很大；
亚洲的中国、印度，特别是印度将成为新的亮点；
拉美及非洲的普及速度也会加快。
第四节移动服务总收入增长但ARPU继续下滑
2008年，全球移动通信服务的收入将达到7000亿美元。
由于全球电信市场的开放，竞争越来越激烈，传统的移动通信业务日趋饱和，特别是在发达国家。
未来几年中，移动通信运营商的平均每位用户的账单额（ARPU）将继续呈现下降趋势。
根据美国扬基公司的报告，2007年全年世界移动通信市场的平均ARPU为49.37美元，2008年将下降到47.64美元。
第五节移动娱乐业务将成增长亮点
根据英国咨询机构Ovum的估计，2009年全球移动娱乐市场价值将达30亿美元。
最引人注目的业务是移动游戏和移动音乐业务。
一、移动游戏业务发展分析
根据英国Arc研究公司和信息媒体研究公司的研究，2009年全球移动游戏市场的规模将在20亿美元左右，年均增长率为34.5％。
ScreenDigest的估计也证实了这一点。
从不同的区域看，日本、韩国的移动游戏市场规模领先于北美和欧洲。
根据IDC的分析，2009年亚太地区（不包括日本）的移动游戏市场规模为3.33亿美元，比2008年增长40.5％。
由于3G市场的成熟性高，韩国将成为该地区最大的移动游戏市场，其次是中国和澳大利亚，这一格局可能会保持到2010年。
亚洲另一个不可小视的国家是印度，它已成为移动游戏增长和应用普及最快的国家，但目前仍处于发展初期。
二、移动音乐业务发展分析
移动音乐业务为移动通信运营商、内容提供商创造了巨大的收入，这种态势在2009年还会继续。
在移动音乐业务中，铃声下载取得了巨大的成功，但随着手机个性化趋势的发展，目前的铃声下载业务已不能满足不同的用户需求，市场还会有发展，前景广大，音乐样本等业务将创造新的收入来源。
第六节消息类业务保持增长但内涵发生变化
娱乐化、休闲化、年轻化
2005年，世界上许多国家的短消息（SMS）业务发展还会保持在一个较高的水平，但增长速度逐渐会降下来，例如西欧的SMS用户数在2004年达到最高点，2005年的此类业务将继续沿着SMS—增强型短信（EMS）—智能信息—多媒体信息（MMS）的路径前进，估计在这些业务中，SMS仍占主导地位，但其他类消息业务将发展更快，特别是MMS。
有研究显示，2008年，SMS、高级的SMS及MMS三种业务的比例将分别达到34％、38％和28％。
SMS业务的发展虽然令人高兴，但随之而生的信息安全问题却困扰着各国，特别是对青少年。
有研究显示，有害的SMS对16％的11～19岁的青少年会产生威胁或不良影响。
日本最大的移动通信运营商NTTDoCoMo公司平均每天过滤的垃圾信息达9.6亿条，占信息量的80％。
Gartner的调查显示，近90％的移动装置缺乏对黑客的防范。
2010年，如果这些问题不能得到解决，将对短信的发展产生负面影响。
循着SMS的成功之路发展
2005年，亚太地区的MMS用户将增长50％以上，使用MMS业务的用户比例会上升到4.3％，但市场份额依旧很小。
在欧洲移动通信市场，MMS是目前最激动人心、投资回报潜力最大的业务之一，到2006年，该业务占运营商总收入的比重会达到24％，但高速增长的现象到2007年才出现。
MMS的各种应用包括娱乐、移动广告等。
由于SMS的发展模式比较成功，预计MMS将沿用SMS的发展模式。
诺基亚与HPI研究公司在英国、日本、美国、德国、新加坡、芬兰等地进行的调查也已证实，MMS将循着SMS的成功之路发展。
照此来看，SMS发展中的很多经验可为MMS所借鉴。
MMS要想在2010年取得突破性发展就必须解决如下问题：
首先，移动通信运营商间要实现互操作并签订漫游协议；
其次，要有足够可选择的MMS手机；
第三，网络拥有者与内容提供商间的收入分成；
第四，缩小各个国家和地区间的普及率水平差距；
第五，形成产业链。
MMS的发展依赖于好的经营模式，运营商孤掌难鸣，整个价值链中的各环节，包括处于核心地位的运营商，还有终端制造商、内容及服务提供商、底层的支撑平台及信令平台，都是多赢互利的增值业务生态圈中必不可少的环节。
第七节全球3G发展的不均衡现象有望改善
目前，3G在日本与韩国的发展比较成功，但在欧洲和美洲却不如人意。
根据无线世界论坛的统计，欧洲的3G发展可能将超过日本。
中国发放3G牌照，成为3G发展的最大亮点。
有报告显示，英国、法国、德国、西班牙、意大利及比利时的移动通信用户中49％的人对3G业务不感兴趣，因此，在欧美市场，如何激发用户需求成为3G发展的关键。
此外，欧美的3G商业模式、政策、无缝过渡等问题如果不能解决，3G市场的发展仍不乐观。
中国的3G要有所作为，市场需求至关重要。
第八节手机市场群雄并立亚洲制造商有望提高地位
调查分析机构Stat/MDR估计，2008年全球手机市场的生产规模为6.53亿部，比2007年增长22％，但2009年的增长率将下降到7％～9％，生产量为7.05亿部。
在未来5年中，手机生产规模的增长率将缓慢下降。
第三章第一代到第四代移动发展状况及概念
第一节第一代——模拟移动通信系统
第一代（即1G，是the
first
generation的缩写）移动通信系统的主要特征是采用模拟技术和频分多址（FDMA）技术、有多种制式。
我国主要采用TACS，其传输速率为2．4kbps，由于受到传输带宽的限制，不能进行移动通信的长途漫游，只是一种区域性的移动通信系统。
第一代移动通信系统在商业上取得了巨大的成功，但是其弊端也日渐显露出来，如频谱利用率低、业务种类有限、无高速数据业务、制式太多且互不兼容、保密性差、易被盗听和盗号、设备成本高、体积大、重量大。
所以，第一代移动通信技术作为2O世纪80年代到90年代初的产物已经完成了任务退出了历史舞台。
第二代（即2G，是the
second
generation的缩写）移动通信系统是从20世纪90年代初期到目前广泛使用的数字移动通信系统，采用的技术主要有时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）两种技术，它能够提供9．6-28．8kbps的传输速率。
全球主要采用GSM和CDMA两种制式，我国采用主要是GSM这一标准，主要提供数字化的语音业务级低速数据化业务，克服了模拟系统的弱点。
和第一代模拟移动蜂窝移动系统相比，第二代移动通信系统具有保密性强，频谱利用率高，能提供丰富的业务，标准化程度高等特点，可以进行省内外漫游。
但因为采用的制式不同，移动标准还不统一，用户只能在同一制式覆盖的范围内进行漫游，还无法进行全球漫游，虽然第二代比第一代有更大的带宽，但带宽还是很有限，限制了数据的应用，还无法实现高速率的业务，如移动的多媒体业务。
随着通信业务的迅猛发展和通信量的激增，未来的移动通信系统不仅要有大的系统容量，还要能支持话音、数据、图像、多媒体等多种业务的有效传输。
第二代移动通信技术根本不能满足这样的通信要求，在这种情况下出现了第三代
（即3c，是the
third
generation的缩写）多媒体移动通信系统。
第三代移动通信系统在国际上统称为IMT一2000，是国际电信联盟（1TU）在1985年提出的工作在2000MHz频段的系统。
与第一代模拟移动通信和第二代数字移动通信系统相比，第三代的最主要特征是可提供移动多媒体业务。
第二节第四代移动通信系统的概念
4G也称为广带接入和分布网络．具有超过2Mb／s的非对称数据传输能力．对高速移动用户能提供1
50M
b／s的高质量的影像服务．并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）
．
是集多种无线技术和无线LAN
系统为一体的综合系统．也是宽带lP接入系统．在这个系统上．移动用户可以实现全球无缝漫游．为了进一步提高其利用率．满足高速率、大容量的业务需求．
同时克服高速数据在无线信道下的多径衰落和多径干扰等众多优势。
第三节4G的关键技术
OFDM技术。
它实际上是多载波调制MCM的一种．其主要原理是：
将待传输的高速串行数据经串／并变换，变成在N个子信道上并行传输的低速数据流，再用N
个相互正交的载波进行调制，然后叠加一起发送。
接收端用相干载波进行相干接收，再经并／串变换恢复为原高速数据。
多输入多输出（MIMO）技术。
多输入多输出（MIMO）技术是无线移动通信领域智能天线技术的重大突破。
该技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率，是下一代移动通信系统的核心技术之一。
MIMO系统采用空时处理技术进行信号处理，在丰富的散射环境下，空分复用MIMO系统（如BLAST结构）可以获得与天线数成正比的容量增长，从而极大地提高频谱效率，增加系统的数据传输速率。
但是当散射程度欠佳时，会引起信道间的空间相关，尤其在室外环境下，由于基站的天线较高，从而角度扩展较小，其空间相关难以避免，在这种情况下M
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