西電通信原理大作業(yè)(共7頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上通信原理大作業(yè)班級： 學號： 姓名： 一. 第四代移動通信技術綜述（4G網(wǎng)絡綜述）第四代移動通信技術的概念可稱為寬帶接入和分布網(wǎng)絡，具有非對稱的超過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)、移動寬帶系統(tǒng)和交互式廣播網(wǎng)絡。第四代移動通信標準比第三代標準具有更多的功能。第四代移動通信可以在不同的固定、無線平臺和跨越不同的頻帶的網(wǎng)絡中提供無線服務，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，數(shù)據(jù)采集、遠程控制等綜合功能。此外，對全速移動用戶能提供150 Mbs的高質(zhì)量影像服務，將首次實現(xiàn)三維圖像的高質(zhì)量傳輸。他包

2、括廣帶無線固定接入、廣帶無線局域網(wǎng)、移動廣帶系統(tǒng)和互操作的廣播網(wǎng)絡（基于地面和衛(wèi)星系統(tǒng)）。其廣帶無線局域網(wǎng)（WLAN）能與B-ISDN和ATM兼容，實現(xiàn)廣帶多媒體通信，形成綜合廣帶通信網(wǎng)（IBCN），他還能提供信息之外的定位定時、數(shù)據(jù)采集、遠程控制等綜合功能。 一 4G主要技術要求1. 通信速度提高，數(shù)據(jù)率超過UMTS，上網(wǎng)速率從2 Mbs提高到100 Mbs。 2. 以移動數(shù)據(jù)為主面向Internet大范圍覆蓋高速移動通信網(wǎng)絡，改變了以傳統(tǒng)移動電話業(yè)務為主設計移動通信網(wǎng)絡的設計觀念。 3. 采用多天線或分布天線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及終端形式，支持手機互助功能，采用可穿戴無線電，可下載無線電等新技術。

3、4. 發(fā)射功率比現(xiàn)有移動通信系統(tǒng)降低10100倍，能夠較好地解決電磁干擾問題。 5. 支持更為豐富的移動通信業(yè)務，包括高分辨率實時圖像業(yè)務、會議電視虛擬現(xiàn)實業(yè)務等，使用戶在任何地方可以獲得任何所需的信息服務，且服務質(zhì)量得到保證。 第四代移動通信系統(tǒng)是集成多功能的寬帶移動通信系統(tǒng)，是寬帶接入IP系統(tǒng)。 二、 4G的主要特點1. 通信速度更快由于人們研究4G通信的最初目的就是提高和其他移動裝置無線訪問Internet的速率，因此4G通信給人印象最深刻的特征莫過于它具有更快的無線通信速度。從移動通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率作比較，第一代模擬式僅提供語音服務；第二代數(shù)位式移動通信系統(tǒng)傳輸速率也只有9.6Kbp

4、s，最高可達32Kbps，如PHS；而第三代移動通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率可達到2Mbps；專家則預估，第四代移動通信系統(tǒng)可以達到10Mbps至20Mbps，甚至最高可以達到每秒高達100Mbps速度傳輸無線信息，這種速度會相當于2009年最新手機的傳輸速度的1萬倍左右。 2. 網(wǎng)絡頻譜更寬要想使4G通信達到100Mbps的傳輸，通信營運商必須在3G通信網(wǎng)絡的基礎上，進行大幅度的改造和研究，以便使4G網(wǎng)絡在通信帶寬上比3G網(wǎng)絡的蜂窩系統(tǒng)的帶寬高出許多。據(jù)研究4G通信的AT&T的執(zhí)行官們說，估計每個4G信道會占有100MHz的頻譜，相當于3G網(wǎng)絡的20倍。 3. 通信更加靈活從嚴格意義上說，4

5、G手機的功能，已不能簡單劃歸“電話機”的范疇，畢竟語音資料的傳輸只是4G移動電話的功能之一而已，因此未來4G手機更應該算得上是一只小型電腦了，而且4G手機從外觀和式樣上，會有更驚人的突破，人們可以想象的是，眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋，以方便和個性為前提，任何一件能看到的物品都有可能成為4G終端，只是人們還不知應該怎么稱呼它。未來的4G通信使人們不僅可以隨時隨地通信，更可以雙向下載傳遞資料、圖畫、影像，當然更可以和從未謀面的陌生人網(wǎng)上聯(lián)線對打游戲。也許有被網(wǎng)上定位系統(tǒng)永遠鎖定無處遁形的苦惱，但是與它據(jù)此提供的地圖帶來的便利和安全相比，這簡直可以忽略不計。 4. 智能性能更高第四代移動通信的智能性

6、更高，不僅表現(xiàn)于4G通信的終端設備的設計和操作具有智能化，例如對菜單和滾動操作的依賴程度會大大降低，更重要的4G手機可以實現(xiàn)許多難以想象的功能。例如4G手機能根據(jù)環(huán)境、時間以及其他設定的因素來適時地提醒手機的主人此時該做什么事，或者不該做什么事，4G手機可以把電影院票房資料，直接下載到PDA之上，這些資料能夠把售票情況、座位情況顯示得清清楚楚，大家可以根據(jù)這些信息來進行在線購買自己滿意的電影票；4G手機可以被看作是一臺手提電視，用來看體育比賽之類的各種現(xiàn)場直播。 5. 兼容性能更平滑要使4G通信盡快地被人們接受，不但考慮的它的功能強大外，還應該考慮到現(xiàn)有通信的基礎，以便讓更多的現(xiàn)有通信用戶在投

7、資最少的情況下就能很輕易地過渡到4G通信。因此，從這個角度來看，未來的第四代移動通信系統(tǒng)應當具備全球漫游，接口開放，能跟多種，終端多樣化以及能從第二代平穩(wěn)過渡等特點。 6. 提供各種增值服務4G通信并不是從3G通信的基礎上經(jīng)過簡單的升級而演變過來的，它們的核心建設技術根本就是不同的，3G移動通信系統(tǒng)主要是以CDMA為核心技術，而4G移動通信系統(tǒng)技術則以正交多任務分頻技術(OFDM)最受矚目，利用這種技術人們可以實現(xiàn)例如無線區(qū)域環(huán)路(WLL)、數(shù)字音訊廣播(DAB)等方面的無線通信增殖服務；不過考慮到與3G通信的過渡性，第四代移動通信系統(tǒng)不會在未來僅僅只采用OFDM一種技術，CDMA技術會在第四

8、代移動通信系統(tǒng)中，與OFDM技術相互配合以便發(fā)揮出更大的作用，甚至未來的第四代移動通信系統(tǒng)也會有新的整合技術如OFDM/CDMA產(chǎn)生，前文所提到的數(shù)字音訊廣播，其實它真正運用的技術是OFDM/FDMA的整合技術，同樣是利用兩種技術的結(jié)合。因此未來以OFDM為核心技術的第四代移動通信系統(tǒng)，也會結(jié)合兩項技術的優(yōu)點，一部分會是以CDMA的延伸技術。 7. 實現(xiàn)高質(zhì)量通信盡管第三代移動通信系統(tǒng)也能實現(xiàn)各種多媒體通信，但未來的4G通信能滿足第三代移動通信尚不能達到的在覆蓋范圍、通信質(zhì)量、造價上支持的高速數(shù)據(jù)和高分辨率多媒體服務的需要，第四代移動通信系統(tǒng)提供的無線多媒體通信服務包括語音、數(shù)據(jù)、影像等大量信

9、息透過寬頻的信道傳送出去，為此未來的第四代移動通信系統(tǒng)也稱為“多媒體移動通信”。第四代移動通信不僅僅是為了因應用戶數(shù)的增加，更重要的是，必須要因應多媒體的傳輸需求，當然還包括通信品質(zhì)的要求?？偨Y(jié)來說，首先必須可以容納市場龐大的用戶數(shù)、改善現(xiàn)有通信品質(zhì)不良，以及達到高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?8. 頻率使用效率更高相比來說，第四代移動通信技術在開發(fā)研制過程中使用和引入許多功能強大的突破性技術，例如一些光纖通信產(chǎn)品公司為了進一步提高無線因特網(wǎng)的主干帶寬寬度，引入了交換層級技術，這種技術能同時涵蓋不同類型的通信接口，也就是說第四代主要是運用路由技術(Routing)為主的網(wǎng)絡架構(gòu)。由于利用了幾項不同的技術

10、，所以無線頻率的使用比第二代和第三代系統(tǒng)有效得多。按照最樂觀的情況估計，這種有效性可以讓更多的人使用與以前相同數(shù)量的無線頻譜做更多的事情，而且做這些事情的時候速度相當快。研究人員說，下載速率有可能達到5Mbps到10Mbps。 9. 通信費用更加便宜由于4G通信不僅解決了與3G通信的兼容性問題，讓更多的現(xiàn)有通信用戶能輕易地升級到4G通信，而且4G通信引入了許多尖端的通信技術，這些技術保證了4G通信能提供一種靈活性非常高的系統(tǒng)操作方式，因此相對其他技術來說，4G通信部署起來就容易迅速得多；同時在建設4G時，通信營運商們會考慮直接在3G通信網(wǎng)絡的基礎設施之上，采用逐步引入的方法，這樣就能夠有效地降

11、低運行者和用戶的費用。據(jù)研究人員宣稱，4G通信的無線即時連接等某些服務費用會比3G通信更加便宜。 三、 4G的接入系統(tǒng)大多數(shù)服務提供商希望通過提高現(xiàn)有移動通信系統(tǒng)的速率來達到4G標準；有的則建議在現(xiàn)行寬帶無線系統(tǒng)基礎上增加更多的靈活性，實現(xiàn)4G接入，因為如今的固定無線網(wǎng)已能提供數(shù)十兆的通信速率，可與DSL、Cable Modem甚至是光纖相媲美。高容量固定無線網(wǎng)采用點對點連接，難以進行靈活性改造：ISP用于上行傳輸?shù)墓潭ㄌ炀€需要實時跟蹤每個用戶，也就是說發(fā)射信號需要針對每個目標用戶自動定向。4G的接入解決方案之一是MMDS（多點多信道分布式系統(tǒng)），它運用類似于蜂窩網(wǎng)絡的“一點對多點”體系結(jié)構(gòu)，

12、采用的頻譜也跟3G差不多，傳輸距離大致為35英里，最大數(shù)據(jù)傳輸率略低于10M最終數(shù)據(jù)傳輸率依賴于特定的服務提供商。不過由于固定無線網(wǎng)不夠靈活（兩通信終端之間不能有障礙物，相關設備體積龐大，且需要專業(yè)人安裝），其應用受到很大限制。用戶能對終端設備進行一些改進，但大多受開發(fā)商專有技術的限制，且不支持與基于其它技術的蜂窩網(wǎng)間的漫游。IEEE正在完善MMDS標準802.16a，使這些問題最終可能得以解決。802.16a能大大提升網(wǎng)絡的互操作性。IEEE 802.16a基于OFDM技術，它能降低設備間可視要求，但用戶仍需將設備調(diào)整至大致準確的方位，只是不需要精確地排成一行。但是，頻譜的嚴重不足可能最終導

13、致MMDS淡出市場。而另一實現(xiàn)途徑是無線LAN。固定無線網(wǎng)和移動通信系統(tǒng)都可使用未經(jīng)授權頻譜，如今的無線LAN速率已達數(shù)十兆，這項標準本身受行政干預少，也不會面臨其它大型通信服務商的競爭。 另外在21世紀，移動通信技術和市場飛速發(fā)展。在新技術、市場需求的共同作用下，未來移動通信技術將呈現(xiàn)以下幾大趨勢：1）網(wǎng)絡業(yè)務數(shù)據(jù)化、分組化，移動互聯(lián)網(wǎng)逐步形成；2）網(wǎng)絡技術數(shù)字化、寬帶化；3）網(wǎng)絡設備智能化、小型化；4）應用于更高的頻段，有效利用頻率；5）移動網(wǎng)絡的綜合化、全球化、個人化；6）各種網(wǎng)絡的融合；7）高速率、高質(zhì)量、低費用。這正是第四代（4G）移動通信技術發(fā)展的方向和目標。4G移動通信接入系統(tǒng)的

14、顯著特點是，智能化多模式終端（multi-mode termina）基于公共平臺，通過各種接入技術，在各種網(wǎng)絡系統(tǒng)（平臺）之間實現(xiàn)無縫連接和協(xié)作，在4G移動通信中，各種專門的接入系統(tǒng)都基于一個公共平臺，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。當多模式終端接入系統(tǒng)時，網(wǎng)絡會自適應分配頻帶、給出最優(yōu)化路由，以達到最佳通信效果。目前，4G移動通信的主要接入技術有：無線蜂窩移動通信系統(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），隨著技術發(fā)展

15、和市場需求變化，新的接入技術將不斷出現(xiàn)。不同類型的接入技術針對不同業(yè)務而設計，因此，我們根據(jù)接入技術的適用領域、移動小區(qū)半徑和工作環(huán)境，對接入技術進行分層。（1）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，服務范圍覆蓋面積大。（2）蜂窩層：主要由2G、3G通信系統(tǒng)組成，服務范圍覆蓋面積較大。（3）熱點小區(qū)層：主要由WLAN網(wǎng)絡組成，服務范圍集中在校園、社區(qū)、會議中心等，移動通信能力很有限。（4）個人網(wǎng)絡層：主要應用于家庭、辦公室等場所，服務范圍覆蓋面積很小。移動通信能力有限，但可通過網(wǎng)絡接入系統(tǒng)連接其它網(wǎng)絡層。（5）固定網(wǎng)絡層：主要指雙絞線、同軸電纜、光纖組成的固定通信系統(tǒng)。 網(wǎng)絡接

16、入系統(tǒng)在整個移動網(wǎng)絡中處于十分重要的位置。未來的接入系統(tǒng)將主要在以下三個方面進行技術革新和突破：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、信道編碼和信號傳輸技術，提高信號處理算法、信號檢測和數(shù)據(jù)壓縮技術，并在頻譜共享和新型天線方面做進一步研究。為提高網(wǎng)絡性能，在接入系統(tǒng)的高層協(xié)議方面，研究網(wǎng)絡自我優(yōu)化和自動重構(gòu)技術，動態(tài)頻譜分配和資源分配技術，網(wǎng)絡管理和不同接入系統(tǒng)間協(xié)作。提高和擴展IP技術在移動網(wǎng)絡中的應用；加強軟件無線電技術優(yōu)化無線電傳輸技術，如支持實時和非實時業(yè)務、無縫連接和網(wǎng)絡安全。 二. HDB3碼 matlab實現(xiàn)1 Matlab 源代碼： %對一個二進制序列

17、進行hdb3編碼運算%y=hdb3(x)%x為原始序列 function y=hdb3(x) n=length(x); last_V=-1;last_one=-1;y=zeros(size(x); %初始化輸出序列count=0; %連0計數(shù)器 for i=1:n if x(i)=1 %遇1則極性反轉(zhuǎn) y(i)=-last_one; last_one=y(i); count=0; else count=count+1; if count=4 count=0; y(i)=-last_V; %遇4連零則置為V，相鄰的V極性反轉(zhuǎn) last_V=y(i); if y(i)*last_one=-1 %V與前一個非0符號必須同極性 y(i-3)=y(i); %否則置B end last_one=y(i); end endend figure(1);subplot(2,1,1); %分區(qū)繪制子圖函數(shù)a=x;i=0:n-1;stairs(i,a); %畫二維階梯圖axis(0 ,n,0,2); %設定當前X軸和Y軸的范圍title('原碼型'); %為當前坐標軸添加標題xlabel('x'); %為x坐標軸命名ylabel('y'); %