移动通信技术课程设计

《通信网组成》课程设计报告《移动通信技术的未来发展》课程设计报告院系：XXX专业：XXX班级：XXX姓名：XXX学号：XXX指导老师：XXX《通信网组成》课程设计报告前言虽然现今移动通信已经发展的相当成熟了，但是在未来移动通信技术还是有相当大的发展空间，并且那是的移动通信与现在的也许不是一个可比的层次。在这里我描述了在我的理解中以及在我的意念中未来的移动通信的发展模式和在这样模式中可能会用到的关键技术。第一章主要讲了移动通行的概念、特征以及移动通信在过去的发展过程与应用，第二章主要讲了在未来移动通信发展的三种模式即4G技术的无线接入、光通信技术以及物联网技术。现今可以说3G技术已经相当成熟，4G已在研发阶段，那么不久4G技术必然会取代3G技术而拥有广阔的市场和前景。现今光通信已经不是一个新鲜词，但如今还没有把光通信的作用发挥到极致，在未来三网融合是必然的，那时光通信才算趋于比较理想的应用。在现今互联网发达的今天物联网也必定能再未来和互联网拥有等同或者更甚的重要性。在第三章主要介绍了未来移动通信中可能应用到得主要关键技术，这些技术在现在已经有所应用但是在未来必将发展的更为成熟的。由于本人是初次写此类课程设计，在编辑的过程中难免会有逻辑、构架、知识点含糊等诸多问题，还请老师谅解。《通信网组成》课程设计报告目录第一章移动通信的概述...............................................................................................................11.1移动通信的概念…........................................................................................................11．2移动通信的发展与应用趋势.........................................................................................21．3移动通信的主要特点及系统构成.................................................................................4第二章移动通信技术在未来的发展与应用...............................................................................72.14G技术的无线接入….....................………………………..…....….....72．2光通信技术......................................................................................................................82．3物联网技术......................................................................................................................9第三章未来移动通信的关键技术.............................................................................................113.1无线信道的特点...............................................................................................................113.2MIMO与OFDM系统地基本原理.................................................................................133.3分布式天线系统...............................................................................................................163.4多用户分集技术……........................................................................................................183.5分层覆盖网络结构……....................................................................................................18致谢................................................................................................................................................21参考文献.........................................................................................................................................22《通信网组成》课程设计报告第一章移动通信的概述1．1移动通信的概念随着社会的发展，人们对通信的需求日益迫切，对通信的要求也越来越高。移动通信已成为现代通信中发展最为迅速的一种通信手段。所谓移动通信是指通信双方，或至少一方，能够在可以动状态下进行信息传输和交换的一种通信方式。通信双方可以不受时间及空间的限制，随时随地进行有效、可靠和安全的通信，例如，运动中的人与汽车的陆地通信、运动中的轮船与轮船建立的海上通信、运动中的汽车与卫星建立的空间通信等都属于移动通信。1．2移动通信的发展与应用趋势Ⅰ.无线通信发展历程4G技术实施方案通过2008全球移动通信用户15亿2004宽带3G移动通信商用2002数字移动通信商用1994法拉第/18311985模拟移动通信商用麦克斯韦尔/18651973摩托罗拉发明手机赫兹/18871948信息论1941雷达技术在二战期间诞生1933FM调制1920AM调制1906真空管诞生1897马可尼发明无线电报通信Ⅱ.蜂窝移动通信的飞速发展第一代移动通信系统采用了模拟调制技术和FDMA接入方式，在使用中暴露出了很多缺点，例如设备体积大成本高，频谱利用率低，保密性差，只能提供低速语音业务等典型的通信系统有：《通信网组成》课程设计报告先进移动电话业务(AMPS:AdvancedMobilePhoneSystem)欧移动电话标准(NMS:NordicMobileTelephoneStandard)第二代移动通信系统采用了数字调制技术以及TDMA或CDMA接入方式，具有频谱利用率较高、保密性好、系统容量大、接口标准明确等优点。很好地满足了人们对语音业务以及低速数据业务的需求，因此在世界范围内得以广泛应用。典型的通信系统有：全球移动通信系统(GSM:GlobalSystemforMobile)个人手提电话系统(PHS:PersonalHandy-phoneSystem)个人接入通信系统(PACS:PersonalAccessCommun.System)IS-54系统与IS-95系统第三代移动通信系统是宽带数字通信系统，其设计目标是实现144Kbps的车载通信速率、384Kbps的步行通信速率和2Mbps的室内通信速率；在业务上更加重视移动多媒体业务，能提供多种类型的高质量多媒体业务，语音业务占的比重越来越小；能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力并与固定网络相互兼容。第三代移动通信技术的标准化工作由3GPP和3GPP2两个标准化组织来推动和实施。目前在世界范围内影响最广泛的第三代移动通信系统标准为WCDMA和CDMA2000以及TD-SCDMAⅢ.我国移动通信发展历程《通信网组成》课程设计报告Ⅳ.21世纪前10年的无线通信技术Ⅴ.各种无线通信技术互为补充共同发展Ⅵ.近距离无线通信：构造个人与家庭网络使你摆脱电线、电缆的约束，在各种家用电气和掌上设备之间方便的传送信息；《通信网组成》课程设计报告在下班的路上就能开启家中的所有电器；出差的路途上就能看到你家中任何情况；……Ⅶ.射频标签技术：让物体能够与人通信未来每个物体都带有一个无线接收和发射装置；每个物体都能应答你，不再为丢失你的钥匙、你的钢笔而烦恼；取得现有的条形码，物流管理变得极为方便；恐怖分子无处藏身；……Ⅷ.无线自组织网络：军事、救灾……Ⅸ.技术快速进步为无线通信带来美好发展前景高速的数字信号处理超大规模集成电路等技术数字电路和射频电路制造技术微处理器技术Internet网络技术……1．3移动通信的主要特点及系统构成▲与固定通信相比，移动通信主要存在以下几方面的特点：1.必须利用无线电波进行信息传输移动通信是借助无线电波进行信息传输的，通信中的用户可以在一定范围内自由活动，其位置不受束缚，但无线电波的传播特性在一些情况下很差。一方面，电波传播的《通信网组成》课程设计报告环境十分复杂，会遭受到各种衰落的影响，电波不仅会随着传播距离的增加而发生传播损耗，并且会受到地形、地物的遮蔽而发生阴影衰落，而且电波在传播时会存在反射、绕射、衍射等，将从多条路径到达接收端，这种多径信号的幅度、相位和到达时间都不一样，它们相互叠加会产生多径衰落；另一方面，移动用户的快速移动会使其接受信号中含有附加频率的变化，产生随机调频，即发生了所谓的多普勒效应，从而影响通信质量。2通信环境存在十分复杂的干扰在移动通信系统工作于一个多频率、多电台同时工作的开放环境中，会受到各种各样的干扰。这些干扰中有常见的外部干扰，如天线干扰、工业干扰、信道噪声等，也有来自系统本身的内部干扰，如邻频道干扰、同频干扰、互调干扰等。因此，抗干扰措施在移动通信系统的设计过程中显得尤为重要。3.可利用的频率资源有限在移动通信中，随着移动用户数的不断增加，可利用的频率资源将十分有限。为解决这一矛盾，一方面要开发新的频段，另一方面要采用各种新技术和新措施，缩小频道间隔、提高频率复用等，以提高频率谱利用率。4.网络管理控制复杂根据通信地区的不同需要，移动通信网络可以组成带状、面状或立体状等，可以单网运行，也可以多往并行并实现互联互通。为此，移动通信网络必须具备很强的管理和控制功能，诸如用户的登记和定位，通信链路的建立和拆除，信道的分配和管理，通信的计费、鉴权、安全和保密管理以及用户过境切换和漫游的控制等。5.移动设备必须适用于可变的移动环境对手机的主要要求是体积小、重量轻、省电、操作剪刀和携带方便等。车载台和机《通信网组成》课程设计报告载台除要求操作简单和维修方便外，还应保证在震动、冲击、高低温变化等恶劣环境中正常工作。▲移动通信系统的构成移动通信系统是移动用户之间、移动用户与固定用户之间，以及固定用户与移动用户之间，能够建立许多信息传输通道的传输系统。系统中主要包括无限收发信机、交换控制设备等。《通信网组成》课程设计报告第二章移动通信技术在未来的发展与应用纵观目前的移动通信状况，在未来移动通信至少在此三个领域有很大的发展与广阔的应用。即4G技术的无线接入、光通信技术、物联网技术。2.14G技术的无线接入1.4G的定义就目前来说,,没有第四代移动通信(4G)的确切定义,但比较认同的解释是“第四代移动通信可称为宽带接入和分布网络,具有非对称的和超过2Mbit/s的数据传输能力.它包括宽带无线固定