序言：作為思想的載體和知識(shí)的探索者，寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇移動(dòng)通信研究方向，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

每一次時(shí)代的進(jìn)步，都離不開通信手段的變革。很久以前，古人便發(fā)明了烽火、鼓聲、旗語來傳遞信息。但無法打破的地域阻隔，拉長了人們的距離，歲月因等待而漫長。在電被發(fā)明之后，人類的通信史發(fā)生了革命性的變化，從電話到手機(jī)，人與人之間的距離越來越近。現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展始于20世紀(jì)20年代，經(jīng)歷了五個(gè)重要階段，經(jīng)過近百年的發(fā)展，造就了目前無處不在的無線網(wǎng)絡(luò)世界。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來和信息技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)到了一個(gè)特定的階段――移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。隨著下一代移動(dòng)通信時(shí)代來臨及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟，剛剛穩(wěn)定的通信行業(yè)格局將再一次被打破，傳統(tǒng)運(yùn)營商之間的競爭日趨激烈，傳統(tǒng)運(yùn)營商與虛擬運(yùn)營商之間不斷開始上演著合作和博弈、對(duì)立和融合，一場關(guān)乎商業(yè)模式的縱橫捭闔“時(shí)代大劇”正在上演，并推動(dòng)著時(shí)代向新的高度邁進(jìn)。

2 移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展歷程

第一代移動(dòng)通信技術(shù)（1G）誕生于20世紀(jì)70年代到80年代，主要采用模擬技術(shù)。它使移動(dòng)通信走下神龕，真正進(jìn)入個(gè)人領(lǐng)域。然而，囿于技術(shù)的限制，它只能用于本地通話，無法進(jìn)行長途漫游，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)更無從談起。第一代移動(dòng)通信技術(shù)的通訊工具主要為“大哥大”，在當(dāng)年，擁有一部大哥大，絕對(duì)是身份的象征。2000年中國移動(dòng)成立后，第二代移動(dòng)通信技術(shù)（2G）迅速在全國普及，2G技術(shù)完成了模擬向數(shù)字的演變，手機(jī)開始有了收發(fā)電子郵件、互聯(lián)網(wǎng)瀏覽等功能。這一時(shí)代讓手機(jī)這個(gè)以往的奢侈品飛入尋常百姓家，“人手一機(jī)”成為當(dāng)時(shí)社會(huì)最普遍的現(xiàn)象。就在人們認(rèn)為手機(jī)不過是用來打電話、發(fā)短信的時(shí)候，3G時(shí)代的到來，徹底顛覆了這種傳統(tǒng)觀念。與前兩代技術(shù)相比，第三代移動(dòng)通信技術(shù)（3G）傳輸速率和質(zhì)量大幅提高，手機(jī)屏幕變得豐富多彩、有聲有色。3G將無線通信與互聯(lián)網(wǎng)融為一體，提供網(wǎng)頁瀏覽、收發(fā)郵件、視頻會(huì)議、電子商務(wù)等豐富多彩的移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)，給人們帶來前所未有的“移動(dòng)生活”新體驗(yàn)。4G的到來，更讓一切有了新的突破，與3G的漸進(jìn)式發(fā)展不同，4G從一面世便呈現(xiàn)爆炸式發(fā)展，并向各行業(yè)廣泛蔓延。4G的速度是3G的10倍乃至幾十倍，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)可以拓展的空間更大了，所有終端都可以連接到互聯(lián)網(wǎng)上。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)拉近了時(shí)間和空間，產(chǎn)生了豐富多彩的內(nèi)容應(yīng)用，像高清視頻、流行音樂、移動(dòng)游戲等，通過網(wǎng)絡(luò)的變革，給更多的消費(fèi)者帶來越來越豐富的服務(wù)體驗(yàn)，并且?guī)?dòng)了新的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)，越來越多的創(chuàng)業(yè)者投入其中。

3 通信行業(yè)發(fā)展格局

眾所周知，目前我國共有三家傳統(tǒng)電信運(yùn)營商，移動(dòng)、電信、聯(lián)通成三足鼎立之勢。數(shù)據(jù)顯示，三大傳統(tǒng)電信運(yùn)營商移動(dòng)用戶數(shù)達(dá)到12.9億，意味著94.5%的中國人是手機(jī)用戶。[1]傳統(tǒng)電信運(yùn)營商擁有龐大的用戶群、雄厚的資金實(shí)力、強(qiáng)大的運(yùn)營能力。他們的盈利模式較為簡單直接，主要通過建造基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，營銷基于通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)產(chǎn)品，比如語音、流量、專線等業(yè)務(wù)；同時(shí)也運(yùn)營增值業(yè)務(wù)，如短信、手機(jī)報(bào)、鈴聲下載、彩鈴等業(yè)務(wù)，依托強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支撐和穩(wěn)定的客戶群保持穩(wěn)定的盈利模式，但存在經(jīng)營理念固化、產(chǎn)品創(chuàng)新性不足的問題，與虛擬運(yùn)營商的競爭中往往不被看好。

與傳統(tǒng)電信運(yùn)營商不同，虛擬運(yùn)營商自己不建造基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。它們一般采用在傳統(tǒng)電信運(yùn)營商基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和產(chǎn)品的基礎(chǔ)上來設(shè)計(jì)自己的產(chǎn)品。與傳統(tǒng)電信運(yùn)營商相比，企業(yè)理念先進(jìn)、經(jīng)營方式靈活多變，產(chǎn)品創(chuàng)新性強(qiáng)，但對(duì)傳統(tǒng)電信運(yùn)營商的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)有著絕對(duì)的依賴。虛擬運(yùn)營在我國剛剛出現(xiàn)不久，但在國外已經(jīng)開展多年。截至目前，全球共有1200多家虛擬運(yùn)營商，主要集中在歐洲和北美等發(fā)達(dá)地區(qū)。在這些地區(qū)，虛擬運(yùn)營商的市場規(guī)模占整體市場份額可達(dá)到7%～10%，而其他市場的規(guī)模較小，僅有3%左右的占比。[2]我國的虛擬經(jīng)營業(yè)務(wù)起步晚，但發(fā)展速度迅猛。目前我國已向42家虛擬運(yùn)營商牌照，移動(dòng)通信行業(yè)正在由三足鼎立時(shí)代走向群雄逐鹿時(shí)代。

虛擬運(yùn)營商應(yīng)運(yùn)而生，順應(yīng)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的大趨勢，其發(fā)展有助于使移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)更開放、應(yīng)用更豐富、客戶體驗(yàn)更好，同時(shí)也存在一定的問題。也就是說，既有好的方面，也有不好的方面。好的方面，一是培育市場新需求。與傳統(tǒng)電信運(yùn)營商總是愿意關(guān)注企業(yè)和客戶群的穩(wěn)定不同，虛擬運(yùn)營商則更愿意開展創(chuàng)新性的客戶需求研究和開發(fā)，因而培育了新的市場空間，促進(jìn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)市場日趨繁榮。二是轉(zhuǎn)變產(chǎn)業(yè)新模式。虛擬運(yùn)營商的到來，為通信行業(yè)競爭注入了新活力、新色彩、新對(duì)抗及新合作，迫使傳統(tǒng)運(yùn)營商不得不提升能力，加快轉(zhuǎn)型，加快技術(shù)革新和產(chǎn)品創(chuàng)新，有利促進(jìn)了移動(dòng)通信行業(yè)更快地發(fā)展。三是創(chuàng)新產(chǎn)品多樣化。虛擬運(yùn)營商具有天生的創(chuàng)新精神和個(gè)性，它的加入會(huì)使得市場更加多樣化、個(gè)性化，越來越多的針對(duì)性的個(gè)性化產(chǎn)品和服務(wù)將會(huì)被創(chuàng)造出來，給消費(fèi)者帶來前所未有的多樣化選擇和個(gè)性化新體驗(yàn)。不好的方面，一是管理困難。越來越多的虛擬運(yùn)營商加入通信行業(yè)，市場規(guī)范化將面臨難題，市場監(jiān)管部門的管理能力受到考驗(yàn)；二是消費(fèi)者信息泄密問題。第一個(gè)問題直接導(dǎo)致第二個(gè)問題的出現(xiàn)，同時(shí)，各家虛擬運(yùn)營商信息安全防范水平不一，對(duì)消費(fèi)者產(chǎn)生不利影響。

4 物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的思考

隨著4G技術(shù)的不斷成熟升級(jí)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的不斷升華，隨時(shí)隨地打電話、上網(wǎng)、定位導(dǎo)航、共享內(nèi)容和服務(wù)等傳統(tǒng)意義上的人與人之間的通信需求已得到極大滿足，人與人之間的通信已被現(xiàn)代技術(shù)發(fā)揮到了極致。下一步，通信需求直接指人與物、物與物之間的互聯(lián)通信，萬物互聯(lián)的時(shí)代已經(jīng)開啟，物聯(lián)網(wǎng)、云數(shù)據(jù)、超高速率、智能通信將是未來的主題，我們的生活將再一次迎來翻天覆地的變化。未來五年內(nèi)，將會(huì)有100億～200億智能設(shè)備連接互聯(lián)網(wǎng)，這些設(shè)備的數(shù)量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過今天我們的人口。[3]可以想象，當(dāng)你在下班的路上，拿起手機(jī)對(duì)家里的電器發(fā)送一個(gè)指令，到家后你家的電飯煲做好飯，熱水器燒好熱水。你也可以在出門前就通過手機(jī)知道上班的路上交通狀況如何，從而選擇一條最方便快捷的路線去上班。還可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)了解一切你關(guān)心的事物的進(jìn)展情況，并進(jìn)行實(shí)時(shí)干預(yù)。

篇2

關(guān)鍵詞：第四代移動(dòng)通信（4G）；正交頻分復(fù)用；多模式終端

一、引言

移動(dòng)通信是指移動(dòng)用戶之間，或移動(dòng)用戶與固定用戶之間的通信。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，特別是半導(dǎo)體、集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)通信得到了迅速的發(fā)展。隨著其應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大和對(duì)性能要求的提高，促使移動(dòng)通信在技術(shù)上和理論上向更高水平發(fā)展。20世紀(jì)80年代以來，移動(dòng)通信已成為現(xiàn)代通信網(wǎng)中不可缺少并發(fā)展最快的通信方式之一。

回顧移動(dòng)通信的發(fā)展歷程，移動(dòng)通信的發(fā)展大致經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段：第一代移動(dòng)通信技術(shù)主要指蜂窩式模擬移動(dòng)通信，技術(shù)特征是蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)克服了大區(qū)制容量低、活動(dòng)范圍受限的問題。第二代移動(dòng)通信是蜂窩數(shù)字移動(dòng)通信，使蜂窩系統(tǒng)具有數(shù)字傳輸所能提供的綜合業(yè)務(wù)等種種優(yōu)點(diǎn)。第三代移動(dòng)通信的主要特征是除了能提供第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)所擁有的各種優(yōu)點(diǎn)，克服了其缺點(diǎn)外，還能夠提供寬帶多媒體業(yè)務(wù)，能提供高質(zhì)量的視頻寬帶多媒體綜合業(yè)務(wù)，并能實(shí)現(xiàn)全球漫游。現(xiàn)在用的大多是第二代技術(shù)，第三代技術(shù)還不太成功，但已有了第四代技術(shù)的設(shè)想。第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)（4G）標(biāo)準(zhǔn)比第三代具有更多的功能。

二、4G移動(dòng)通信簡介

第四代移動(dòng)通信技術(shù)的概念可稱為寬帶接入和分布網(wǎng)絡(luò)，具有非對(duì)稱的超過2Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸能力。它包括寬帶無線固定接入、寬帶無線局域網(wǎng)、移動(dòng)寬帶系統(tǒng)和交互式廣播網(wǎng)絡(luò)。第四代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)比第三代標(biāo)準(zhǔn)擁有更多的功能。第四代移動(dòng)通信可以在不同的固定、無線平臺(tái)和跨越不同的頻帶的網(wǎng)絡(luò)中提供無線服務(wù)，可以在任何地方用寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)（包括衛(wèi)星通信和平流層通信），能夠提供定位定時(shí)、數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制等綜合功能。此外，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)是集成多功能的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)，是寬帶接入IP系統(tǒng)。目前正在開發(fā)和研制中的4G通信將具有以下特征：

（一）通信速度更快

由于人們研究4G通信的最初目的就是提高蜂窩電話和其他移動(dòng)裝置無線訪問Internet的速率，因此4G通信的特征莫過于它具有更快的無線通信速度。專家預(yù)估，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的速度可達(dá)到10-20Mbit/s，最高可以達(dá)到100Mbit/s。

（二）網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬

要想使4G通信達(dá)到100Mbit/s的傳輸速度，通信運(yùn)營商必須在3G通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行大幅度的改造，以便使4G網(wǎng)絡(luò)在通信帶寬上比3G網(wǎng)絡(luò)的帶寬高出許多。據(jù)研究，每個(gè)4G信道將占有100MHz的頻譜，相當(dāng)于W-CDMA3G網(wǎng)絡(luò)的20倍。

（三）多種業(yè)務(wù)的完整融合

個(gè)人通信、信息系統(tǒng)、廣播、娛樂等業(yè)務(wù)無縫連接為一個(gè)整體，滿足用戶的各種需求。4G應(yīng)能集成不同模式的無線通信——從無線局域網(wǎng)和藍(lán)牙等室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)、蜂窩信號(hào)、廣播電視到衛(wèi)星通信，移動(dòng)用戶可以自由地從一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)漫游到另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。各種業(yè)務(wù)應(yīng)用、各種系統(tǒng)平臺(tái)間的互聯(lián)更便捷、安全，面向不同用戶要求，更富有個(gè)性化。而且4G手機(jī)從外觀和式樣上看將有更驚人的突破，可以想象的是，眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋都有可能成為4G終端。

（四）智能性能更高

第四代移動(dòng)通信的智能性更高，不僅表現(xiàn)在4G通信的終端設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作具有智能化，更重要的是4G手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)許多難以想象的功能。例如，4G手機(jī)將能根據(jù)環(huán)境、時(shí)間以及其他因素來適時(shí)提醒手機(jī)的主人。

（五）兼容性能更平滑

要使4G通信盡快地被人們接受，還應(yīng)該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下輕易地過渡到4G通信。因此，從這個(gè)角度來看，4G通信系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備全球漫游、接口開放、能跟多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、終端多樣化以及能從2G、3G平穩(wěn)過渡等特點(diǎn)。

（六）實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的多媒體通信

4G通信提供的無線多媒體通信服務(wù)將包括語音、數(shù)據(jù)、影像等，大量信息透過寬頻的信道傳送出去，為此4G也稱為“多媒體移動(dòng)通信”。

（七）通信費(fèi)用更加便宜

由于4G通信不僅解決了與3G的兼容性問題，讓更多的現(xiàn)有通信用戶能輕易地升級(jí)到4G通信，而且4G通信引入了許多尖端通信技術(shù)，因此，相對(duì)其他技術(shù)來說，4G通信部署起來就容易、迅速得多。同時(shí)在建設(shè)4G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，通信運(yùn)營商們將考慮直接在3G通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施之上，采用逐步引入的方法，這樣就能夠有效地降低運(yùn)營成本。

三、4G移動(dòng)通信的接入系統(tǒng)

4G移動(dòng)通信接入系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)是，智能化多模式終端（multi-modeterminal）基于公共平臺(tái)，通過各種接技術(shù)，在各種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（平臺(tái)）之間實(shí)現(xiàn)無縫連接和協(xié)作。在4G移動(dòng)通信中，各種專門的接入系統(tǒng)都基于一個(gè)公共平臺(tái)，相互協(xié)作，以最優(yōu)化的方式工作，來滿足不同用戶的通信需求。當(dāng)多模式終端接入系統(tǒng)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)會(huì)自適應(yīng)分配頻帶、給出最優(yōu)化路由，以達(dá)到最佳通信效果。目前，4G移動(dòng)通信的主要接入技術(shù)有：無線蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)（例如2G、3G）；無繩系統(tǒng)（如DECT）；短距離連接系統(tǒng)（如藍(lán)牙）；WLAN系統(tǒng)；固定無線接入系統(tǒng)；衛(wèi)星系統(tǒng)；平流層通信（STS）；廣播電視接入系統(tǒng)（如DAB、DVB-T、CATV）。隨著技術(shù)發(fā)展和市場需求變化，新的接入技術(shù)將不斷出現(xiàn)。

不同類型的接入技術(shù)針對(duì)不同業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)，因此，我們根據(jù)接入技術(shù)的適用領(lǐng)域、移動(dòng)小區(qū)半徑和工作環(huán)境，對(duì)接入技術(shù)進(jìn)行分層。

分配層：主要由平流層通信、衛(wèi)星通信和廣播電視通信組成，服務(wù)范圍覆蓋面積大。

蜂窩層：主要由2G、3G通信系統(tǒng)組成，服務(wù)范圍覆蓋面積較大。

熱點(diǎn)小區(qū)層：主要由WLAN網(wǎng)絡(luò)組成，服務(wù)范圍集中在校園、社區(qū)、會(huì)議中心等，移動(dòng)通信能力很有限。

個(gè)人網(wǎng)絡(luò)層：主要應(yīng)用于家庭、辦公室等場所，服務(wù)范圍覆蓋面積很小。移動(dòng)通信能力有限，但可通過網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)連接其他網(wǎng)絡(luò)層。

固定網(wǎng)絡(luò)層：主要指雙絞線、同軸電纜、光纖組成的固定通信系統(tǒng)。

網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)在整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中處于十分重要的位置。未來的接入系統(tǒng)將主要在以下三個(gè)方面進(jìn)行技術(shù)革新和突破：為最大限度開發(fā)利用有限的頻率資源，在接入系統(tǒng)的物理層，優(yōu)化調(diào)制、信道編碼和信號(hào)傳輸技術(shù)，提高信號(hào)處理算法、信號(hào)檢測和數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，并在頻譜共享和新型天線方面做進(jìn)一步研究。為提高網(wǎng)絡(luò)性能，在接入系統(tǒng)的高層協(xié)議方面，研究網(wǎng)絡(luò)自我優(yōu)化和自動(dòng)重構(gòu)技術(shù)，動(dòng)態(tài)頻譜分配和資源分配技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)管理和不同接入系統(tǒng)間協(xié)作。提高和擴(kuò)展IP技術(shù)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用；加強(qiáng)軟件無線電技術(shù)；優(yōu)化無線電傳輸技術(shù)，如支持實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、無縫連接和網(wǎng)絡(luò)安全。

四、4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)

（一）定位技術(shù)

定位是指移動(dòng)終端位置的測量方法和計(jì)算方法。它主要分為基于移動(dòng)終端定位、基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)定位或者混合定位三種方式。在4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中，移動(dòng)終端可能在不同系統(tǒng)（平臺(tái)）間進(jìn)行移動(dòng)通信。因此，對(duì)移動(dòng)終端的定位和跟蹤，是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端在不同系統(tǒng)（平臺(tái)）間無縫連接和系統(tǒng)中高速率和高質(zhì)量的移動(dòng)通信的前提和保障。

（二）切換技術(shù)

切換技術(shù)適用于移動(dòng)終端在不同移動(dòng)小區(qū)之間、不同頻率之間通信或者信號(hào)降低信道選擇等情況。切換技術(shù)是未來移動(dòng)終端在眾多通信系統(tǒng)、移動(dòng)小區(qū)之間建立可靠移動(dòng)通信的基礎(chǔ)和重要技術(shù)。它主要有軟切換和硬切換。在4G通信系統(tǒng)中，切換技術(shù)的適用范圍更為廣泛，并朝著軟切換和硬切換相結(jié)合的方向發(fā)展。

（三）軟件無線電技術(shù)

在4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中，軟件將會(huì)變得非常繁雜。為此，專家們提議引入軟件無線電技術(shù)，將其作為從第二代移動(dòng)通信通向第三代和第四代移動(dòng)通信的橋梁。軟件無線電技術(shù)能夠?qū)⒛M信號(hào)的數(shù)字化過程盡可能地接近天線，即將A/D和D/A轉(zhuǎn)換器盡可能地靠近RF前端，利用DSP進(jìn)行信道分離、調(diào)制解調(diào)和信道編譯碼等工作。它旨在建立一個(gè)無線電通信平臺(tái)，在平臺(tái)上運(yùn)行各種軟件系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)多通路、多層次和多模式的無線通信。因此，應(yīng)用軟件無線電技術(shù)，一個(gè)移動(dòng)終端，就可以實(shí)現(xiàn)在不同系統(tǒng)和平臺(tái)之間，暢通無阻的使用。目前比較成熟的軟件無線電技術(shù)有參數(shù)控制軟件無線電系統(tǒng)。

（四）智能天線技術(shù)

智能天線具有抑制信號(hào)干擾、自動(dòng)跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能，能滿足數(shù)據(jù)中心、移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)的性能要求。智能天線成形波束能在空間域內(nèi)抑制交互干擾，增強(qiáng)特殊范圍內(nèi)想要的信號(hào)，這種技術(shù)既能改善信號(hào)質(zhì)量又能增加傳輸容量。

（五）交互干擾抑制和多用戶識(shí)別

待開發(fā)的交互干擾抑制和多用戶識(shí)別技術(shù)應(yīng)成為4G的組成部分，它們以交互干擾抑制的方式引入到基站和移動(dòng)電話系統(tǒng)，消除不必要的鄰近和共信道用戶的交互干擾，確保接收機(jī)的高質(zhì)量接收信號(hào)。這種組合將滿足更大用戶容量的需求，還能增加覆蓋范圍。交互干擾抑制和多用戶識(shí)別兩種技術(shù)的組合將大大減少網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的部署，確保業(yè)務(wù)質(zhì)量的改善。

（六）新的調(diào)制和信號(hào)傳輸技術(shù)

在高頻段進(jìn)行高速移動(dòng)通信，將面臨嚴(yán)重的選頻衰落（frequency-selectivefading）。為提高信號(hào)性能，研究和發(fā)展智能調(diào)制和解調(diào)技術(shù)，來有效抑制這種衰落。例如正交頻分復(fù)用技術(shù)（OFDM）、自適應(yīng)均衡器等。另一方面，采用TPC、Rake擴(kuò)頻接收、跳頻、FEC（如AQR和Turbo編碼）等技術(shù)，來獲取更好的信號(hào)能量噪聲比。

五、OFDM技術(shù)在4G中的應(yīng)用

若以技術(shù)層面來看，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要是以CDMA為核心技術(shù)，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)則以正交頻分復(fù)用（OrthogonalFreqencyDivisionMultiplexer，OFDM）最受矚目，特別是有不少專家學(xué)者針對(duì)OFDM技術(shù)在移動(dòng)通信技術(shù)上的應(yīng)用，提出相關(guān)的理論基礎(chǔ)。例如無線區(qū)域環(huán)路（WLL）、數(shù)字音訊廣播（DAB）等，都將在未來采用OFDM技術(shù)，而第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)則計(jì)劃以O(shè)FDM為核心技術(shù)，提供增值服務(wù)。

在時(shí)代交替之際，舊有系統(tǒng)之整合與升級(jí)是產(chǎn)業(yè)關(guān)心的話題，目前大家談的是GSM如何升級(jí)到第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)；而未來則是CDMA如何與OFDM技術(shù)相結(jié)合。可以預(yù)計(jì)，CDMA絕對(duì)不會(huì)在第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)中消失，而是成為其應(yīng)用技術(shù)的一部份，或許未來也會(huì)有新的整合技術(shù)如OFDM/CDMA產(chǎn)生，前文所提到的數(shù)字音訊廣播，其實(shí)它真正運(yùn)用的技術(shù)是OFDM/FDMA的整合技術(shù)，同樣是利用兩種技術(shù)的結(jié)合。因此未來以O(shè)FDM為核心技術(shù)的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)，也將會(huì)結(jié)合兩項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，一部份將是以CDMA的延伸技術(shù)。

六、結(jié)束語

對(duì)于現(xiàn)在的人來說，未來的4G通信的確顯得很神秘，不少人都認(rèn)為第四代無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是人類有史以來最復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)。總的來說，要順利、全面地實(shí)施4G通信，還將可能遇到一些困難。

首先，人們對(duì)未來的4G通信的需求是它的通信傳輸速度將會(huì)得到極大提升，從理論上說最高可達(dá)到100Mbit/s，但手機(jī)的速度將受到通信系統(tǒng)容量的限制。據(jù)有關(guān)行家分析，4G手機(jī)將很難達(dá)到其理論速度。

其次，4G的發(fā)展還將面臨極大的市場壓力。有專家預(yù)測，在10年以后，2G的多媒體服務(wù)將進(jìn)入第三個(gè)發(fā)展階段，此時(shí)覆蓋全球的3G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本建成，全球25%以上的人口使用3G，到那時(shí)，整個(gè)行業(yè)正在消化吸收第三代技術(shù)，對(duì)于4G技術(shù)的接受還需要一個(gè)逐步過渡的過程。

因此，在建設(shè)4G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，通信運(yùn)營商們將考慮直接在3G通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施之上，采用逐步引入的方法，使移動(dòng)通信從3G逐步向4G過渡。

參考文獻(xiàn)：

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【關(guān)鍵詞】MIMO技術(shù)；移動(dòng)通信；4G；研究方向

隨著科技的不斷發(fā)展，在近幾年內(nèi)，我國移動(dòng)通信得到迅猛發(fā)展，雖然在第三代移動(dòng)通信中融入了部分多媒體服務(wù)，但是，由于4G通信系統(tǒng)的發(fā)展，人們對(duì)傳輸?shù)乃俣纫约靶侍岢隽烁叩囊螅@就需要相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。通過研究表明，MIMO技術(shù)在一定程度上能夠促進(jìn)移動(dòng)通信的發(fā)展，并且對(duì)無線系統(tǒng)所具有的頻譜利用率產(chǎn)生重要影響。除此之外，隨著MIMO技術(shù)的不斷發(fā)展，移動(dòng)通信系統(tǒng)在對(duì)信息的傳輸速率上也得到了提高，從而致使MIMO技術(shù)成為4G時(shí)代最為關(guān)鍵的技術(shù)之一。

一、MIMO技術(shù)簡介

所謂的MIMO技術(shù)主要是指發(fā)射端與接收端在使用的過程中存在多個(gè)發(fā)射天線與接收天線，并且形成多進(jìn)單出與單進(jìn)多出的基本方式。從本質(zhì)上而言，MIMO技術(shù)在一定程度上為系統(tǒng)提供空間復(fù)用以及空間分集。這樣就可以提高信息的容量與信息的可靠性，從根本上降低信道出現(xiàn)代碼錯(cuò)誤。

（一）空間復(fù)用技術(shù)。空間復(fù)用是在利用MIMO技術(shù)上利用多副天線進(jìn)行信息的接受，并且對(duì)空間傳播中的分量進(jìn)行充分利用，從而實(shí)現(xiàn)在一個(gè)頻帶中利用多個(gè)數(shù)據(jù)通道進(jìn)行信號(hào)發(fā)射。這種技術(shù)可以使信息的容量進(jìn)行增加，并且不必消耗額外的發(fā)射功率，從而在一定程度上提高信道以及系統(tǒng)的容量。

（二）空間分集技術(shù)。一般而言，空間分集技術(shù)分為兩種類型，一種是接收分集，一種是發(fā)射分集。通常情況下，接收分集的代表技術(shù)為SIMO系統(tǒng)，發(fā)射分集的代表技術(shù)為MISO系統(tǒng)。無線信號(hào)在無線通道中會(huì)導(dǎo)致信息的衰落，并且在不同的位置也會(huì)呈現(xiàn)出不同的衰落特性。空間分集在通常情況下會(huì)用兩幅或者兩幅以上的天線對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收，然后再對(duì)此進(jìn)行多路信號(hào)的合并。當(dāng)空間分集在對(duì)信號(hào)進(jìn)行合并時(shí)，能夠從眾多信號(hào)之中選擇質(zhì)量比較好的天線信號(hào)，并且利用該信號(hào)對(duì)其它信號(hào)進(jìn)行接收。由于信號(hào)存在大功率，那么在合并之后信號(hào)的的信噪比與其它的信噪比進(jìn)行合并，形成最佳的合并方式。發(fā)射分集是將分集的負(fù)擔(dān)進(jìn)行轉(zhuǎn)移，從終端轉(zhuǎn)移到基站端。但是，在發(fā)射分集中往往存在一個(gè)重要的原因，那便是發(fā)射端對(duì)信息的衰落并不知情，從而無法獲取信道運(yùn)行的整體狀態(tài)。因此，要想從根本上保證各個(gè)信道的順利運(yùn)行，那么就要對(duì)信道進(jìn)行編碼，可以實(shí)現(xiàn)空時(shí)碼，使信號(hào)與信號(hào)之間形成密切聯(lián)系，獲取到相同的分級(jí)增益。

二、MIMO技術(shù)在4G中的主要運(yùn)用

就目前而言，國內(nèi)外很多公司都倡導(dǎo)MIMO技術(shù)，并且使其技術(shù)逐漸融入到4G通信之中。較為著名的公司包括了松下、金橋以及朗訊等。在隨著移動(dòng)通信的不斷發(fā)展之中，高速信息流通的方案中利用MIMO技術(shù)，并且這種技術(shù)在進(jìn)行信息的接收以及發(fā)送時(shí)利用多副天線，為天線的分級(jí)產(chǎn)生了重要的理論基礎(chǔ)。除此之外，在3GPP之中，MIMO技術(shù)的分集發(fā)射方法包括了六種，分別包括空時(shí)分集發(fā)射、時(shí)間切換分集發(fā)射、軟切換中宏分集、兩種閉環(huán)分集發(fā)射、站點(diǎn)選擇分集發(fā)射。隨著MIMO 技術(shù)的不斷推廣，已經(jīng)逐漸運(yùn)用到4G通信之中，除此之外還在固定寬帶無線接入中有所運(yùn)用。很多國內(nèi)外企業(yè)在對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)進(jìn)行研究中以MIMO技術(shù)與FDD技術(shù)為主。并且在眾多系統(tǒng)之中已經(jīng)安裝了MIMO解耦，從而可以利用控制器進(jìn)行相關(guān)控制。

三、MIMO技術(shù)在4G中的研究方向

在過去的幾年內(nèi)，MIMO技術(shù)以及取得了重要進(jìn)展，但是，在理論上還存在很多技術(shù)難點(diǎn)，這些技術(shù)難點(diǎn)是MIMO技術(shù)研究的重點(diǎn)，只有對(duì)此進(jìn)行解決，才能從根本上促進(jìn)MIMO技術(shù)在4G中的運(yùn)用。

（一）MIMO技術(shù)的信號(hào)設(shè)計(jì)以及信號(hào)處理。MIMO系統(tǒng)在實(shí)際操作中要對(duì)信號(hào)進(jìn)行設(shè)計(jì)以及處理，首先，要對(duì)MIMO的信道進(jìn)行識(shí)別，并且對(duì)信道進(jìn)行古今，從而可以使盲或者非盲進(jìn)行信道估計(jì)；其次，要對(duì)信道所發(fā)出信合進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡可能的設(shè)計(jì)出適用于大多數(shù)模型的通用信號(hào)，并且要對(duì)MIMO信道進(jìn)行編碼的糾正；最后，要對(duì)接收端進(jìn)行處理，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行處理以及設(shè)計(jì)，如果信號(hào)發(fā)送的信號(hào)的方案比較適合，那么就可以對(duì)接收信號(hào)的處理進(jìn)行簡化。如果設(shè)計(jì)方案確定，那么就可以對(duì)接收的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變。

（二）與傳播相關(guān)的研究方向。由于無線信道在傳播與接收的過程中存在很多種途徑，那么就會(huì)對(duì)編碼進(jìn)行干擾，對(duì)于這種情況，一般會(huì)利用時(shí)域上的均衡進(jìn)行多徑渠道的抵抗，這種形式在經(jīng)過多次試驗(yàn)之中已經(jīng)在CDMA系統(tǒng)中得到運(yùn)用。其中，要想解決MIMO系統(tǒng)中所出現(xiàn)的問題，就要利用兩種方式，一種是對(duì)接收端進(jìn)行均衡處理，第二種方式則是將MIMO技術(shù)與OFDM技術(shù)進(jìn)行結(jié)合。一般而言，OFDM技術(shù)具有抗多徑的途徑，并且在實(shí)質(zhì)上屬于高速率的調(diào)制技術(shù)，這種技術(shù)不僅具有靈活性，并且還具有方便性，易于操作，能夠利用數(shù)字化進(jìn)行處理。因此，在4G技術(shù)的發(fā)展中，OFDM與MIMO技術(shù)進(jìn)行結(jié)合成為了4G通信中的研究方形。

（三）MIMO技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)用。MIMO技術(shù)作為4G通信網(wǎng)絡(luò)中的重要技術(shù)，在一定程度上促進(jìn)了移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展。但是，MIMO技術(shù)還存在其它的局限性，比如收發(fā)天線的體積比較大，射頻的開銷比較大。因此，只有對(duì)此解決，才能從根本上促進(jìn)MIMO技術(shù)在4G中的發(fā)展。其中，要對(duì)MIMO技術(shù)的鏈路進(jìn)行改變，從而提高頻譜的效率，對(duì)覆蓋的范圍進(jìn)行擴(kuò)大，從根本上促進(jìn)信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量。

目前，隨著科技的不斷發(fā)展，4G時(shí)代已經(jīng)到來，4G時(shí)代人們對(duì)信號(hào)的速率提出的要求更高，因此，要想實(shí)現(xiàn)4G時(shí)代的信號(hào)傳播與接收，那么就要利用高頻譜利用率技術(shù)。MIMO技術(shù)不僅具備高頻譜利用率，并且還能根據(jù)空間分集對(duì)無線系統(tǒng)進(jìn)行覆蓋。MIMO技術(shù)作為競爭性極強(qiáng)的技術(shù)，為移動(dòng)通信帶來了創(chuàng)新性改變。

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關(guān)鍵詞：研究性課程；移動(dòng)通信；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）19-0053-02

當(dāng)今社會(huì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，對(duì)創(chuàng)新型人才提出了更高的要求。高校作為科技創(chuàng)新、人才培養(yǎng)的主要基地，肩負(fù)著培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力人才的重要任務(wù)。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力，就需要推進(jìn)高校教學(xué)改革，而研究型教學(xué)[1]-[3]是高校教學(xué)改革的趨勢，是培養(yǎng)學(xué)生能力的重要途徑。《移動(dòng)通信》作為通信工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課，知識(shí)點(diǎn)多、信息量大、技術(shù)更新?lián)Q代非常快。國內(nèi)3G剛剛?cè)娌渴饘?shí)施，4G已經(jīng)以不可阻擋的趨勢即將走進(jìn)我們的生活。由于移動(dòng)通信領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展迅猛，目前大多數(shù)教材的內(nèi)容都要滯后于技術(shù)的發(fā)展。僅僅依靠傳統(tǒng)的課堂授課講教材的方法，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生汲取新知識(shí)、新技術(shù)的需要，更談不上培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。為順應(yīng)移動(dòng)通信技術(shù)迅速發(fā)展的要求，適應(yīng)時(shí)展對(duì)高等教育人才培養(yǎng)的要求，提高教學(xué)質(zhì)量，我們嘗試對(duì)通信工程專業(yè)的《移動(dòng)通信》進(jìn)行研究性課程改革，收到了良好的效果，深刻感受到授人以漁的重要性，但也在實(shí)踐中反映出很多問題。本文旨在介紹《移動(dòng)通信》研究性課程改革的主要舉措，探討實(shí)施過程中遇到的若干問題，以期為后續(xù)研究性課程改革提供借鑒。

一、研究性課程改革的主要舉措

在本次《移動(dòng)通信》研究性課程改革中，主要做法是在課堂教學(xué)過程中摒棄傳統(tǒng)的灌輸式授課方式，采用教師主講與學(xué)生研討相結(jié)合的方法。在教學(xué)中增加課堂討論，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，主動(dòng)參與到課堂學(xué)習(xí)中來，提高教學(xué)效果。一是在課堂教學(xué)中根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，適時(shí)提出學(xué)生感興趣、正確恰當(dāng)?shù)闹黝}，供學(xué)生分組討論，并給出自己的想法和思路。討論主題要求能夠緊扣所學(xué)知識(shí)，不但要涵蓋學(xué)生需要掌握的知識(shí)點(diǎn)，又要能夠激發(fā)學(xué)生興趣、當(dāng)堂及時(shí)解決，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。二是在課程一開始預(yù)先提出5～6個(gè)跟移動(dòng)通信技術(shù)相關(guān)的課題，供學(xué)生在整個(gè)授課過程中根據(jù)課堂知識(shí)，查閱資料、調(diào)研論證，在期中和期末各進(jìn)行一次專門的集中研討，由學(xué)生自由組合分組進(jìn)行。集中研討采取分組答辯、其他組質(zhì)疑提問的方式，以此展開互動(dòng)討論，得到滿意的教學(xué)效果。

二、研究性課程改革實(shí)施中的主要問題

1.學(xué)生認(rèn)可度有待提高。學(xué)校一切教育活動(dòng)的中心都是學(xué)生，研究性課程改革也不例外。學(xué)生對(duì)研究型教學(xué)的認(rèn)可程度、主動(dòng)參與的積極性都直接影響到研究性課程的順利開展。由于受傳統(tǒng)教學(xué)觀、學(xué)習(xí)觀的影響，有一部分學(xué)生對(duì)研究性教學(xué)的認(rèn)識(shí)不足、不感興趣、不愿意參與，認(rèn)為其會(huì)浪費(fèi)時(shí)間，不但增加學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)，還會(huì)影響到畢業(yè)成績單上的成績。而很多評(píng)優(yōu)、保研、考研、出國等，都是以成績單上的成績?yōu)橹饕罁?jù)。因此，在實(shí)施過程中僅有一部分同學(xué)積極參與，受益的也只有這一部分同學(xué)，其他同學(xué)受益很少，這樣就違背了實(shí)施研究性教學(xué)的初衷。所以如何激發(fā)學(xué)生的積極性，提高學(xué)生對(duì)研究性課程改革的認(rèn)可度是實(shí)施過程中應(yīng)該解決的首要問題。

2.研討課占用既定課時(shí)。在研究型教與學(xué)的過程中，增加了一些分組研討的課時(shí)，而培養(yǎng)計(jì)劃上本門課程的課時(shí)是一定的，因此增加這些研計(jì)課時(shí)后，講授課時(shí)明顯不夠。而本科階段的培養(yǎng)，有些知識(shí)點(diǎn)是非常基礎(chǔ)又非常重要的，必須由老師系統(tǒng)地講解，學(xué)生才能深刻理解與掌握，否則就會(huì)影響到學(xué)生后續(xù)對(duì)本專業(yè)的學(xué)習(xí)理解。這樣研究性課程改革與培養(yǎng)計(jì)劃就出現(xiàn)了矛盾，需要在實(shí)施過程中進(jìn)一步協(xié)調(diào)、策劃課堂組織方式。

3.學(xué)生的課外時(shí)間占用太大。目前，學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)相對(duì)較重。研究性課程《移動(dòng)通信》和學(xué)生的很多其他專業(yè)課、專業(yè)基礎(chǔ)課在同一學(xué)期開設(shè)，學(xué)生不但要完成這些課程的理論學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)，還要忙于英語四六級(jí)、計(jì)算機(jī)等級(jí)考試、參加各種科技大賽，甚至出國準(zhǔn)備。在如此較沉重的負(fù)擔(dān)和壓力下，學(xué)生很少有自由支配的時(shí)間，課外沒有太多的時(shí)間和精力用于本門課程的學(xué)習(xí)，去收集與閱讀文獻(xiàn)資料、為答辯研討做準(zhǔn)備。這樣就直接打擊到學(xué)生參與的積極性，進(jìn)而影響到研究性課程教學(xué)改革所期望的教學(xué)效果。

4.考核方式主觀性增大。研究性課程改革中的考試方式，必然要打破傳統(tǒng)授課方式中的單一考試模式，實(shí)施多元化的評(píng)價(jià)體系。要進(jìn)行全程評(píng)價(jià)，加強(qiáng)教學(xué)過程中平時(shí)學(xué)習(xí)情況的考查，把學(xué)生查閱資料、問題討論、項(xiàng)目答辯等都納入考核范圍。這樣學(xué)生的最終成績中主觀性的成分就會(huì)增加。比如，老師對(duì)學(xué)生的研究型學(xué)習(xí)過程不可能完全掌握，或者項(xiàng)目答辯時(shí)不同的老師對(duì)于不同的課題的理解程度不一樣，給出的成績也會(huì)受該老師主觀認(rèn)知的影響。還有最重要的一點(diǎn)，學(xué)生分組進(jìn)行研究、討論、答辯時(shí)，組與組之間的成績因有比較，可以客觀地給出，但同一組內(nèi)不同學(xué)生的成績?nèi)绾魏饬浚苍诤艽蟪潭壬鲜芾蠋熤饔^判斷的影響。

5.實(shí)施教師壓力大。要很好地組織實(shí)施研究性課程改革，教師面臨的壓力也非常大。一方面不但要求老師自身有很好的科研素養(yǎng)，深刻理解研究性教學(xué)的理念、目標(biāo)，而且還要求老師付出比傳統(tǒng)課堂大很多倍的時(shí)間和努力去調(diào)研、查閱資料，以便選擇研討內(nèi)容、組織教學(xué)。另一方面，學(xué)校在考核教師時(shí)，很多情況下都會(huì)以學(xué)生對(duì)老師的測評(píng)成績?yōu)橹饕罁?jù)之一，這樣實(shí)施研究性課程改革的老師就會(huì)比傳統(tǒng)課堂授課的老師風(fēng)險(xiǎn)大。一旦有部分學(xué)生不認(rèn)可研究性課程的課堂組織方式，或者有學(xué)生認(rèn)為該老師、該課程給他們的課余時(shí)間帶來了不小的麻煩，學(xué)生的打分就會(huì)很低，影響到老師的評(píng)職、評(píng)獎(jiǎng)、評(píng)優(yōu)。老師精心準(zhǔn)備、付出巨大努力的課程得不到認(rèn)可，得不到相應(yīng)的回報(bào)，直接影響到老師的積極性。

早在2005年，教育部在《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見》中就明確提出“積極推動(dòng)研究性教學(xué)，提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力”。響應(yīng)教育部號(hào)召，順應(yīng)高校教學(xué)改革發(fā)展趨勢，對(duì)《移動(dòng)通信》實(shí)施研究性課程改革，收到了良好的成效，也在實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)很多問題，需要在下一步實(shí)施過程中進(jìn)一步改進(jìn)、探索、實(shí)踐。

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