论移动通信的应用及发展.docx
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论移动通信的应用及发展
河北劳动关系职业学院
移动通信专业毕业论文设计
论文题目论移动通信的应用及其发展
毕业论文成绩评定表
指导教师
职称
工作单位
成绩
指导教师评语：
答辩小组意见：
负责人签字：
年月日
学院意见：
年月日
毕业论文（设计）教师指导记录表
学生姓名：
董伟
专业班级：
11级移动通信一班所属系部：
信息科学与工程系
题目：
论移动通信的应用及其发展
任务内容：
移动通信的发展，为人类社会最终实现任何人，在任何地方和任何时候，与任何人进行任何信息的个人通信提供了美好的前景和可能。
论文撰写要求：
1、论文装订方式统一规定为左装订2、题目应恰当、准确地反映本课题的研究内容。
论文的中文题目应不超过20字。
题目要简练、准确，3、摘要应包括本论文的基本研究内容、研究方法、创造性成果及其理论与实际意义。
摘要中不宜使用公式、图表，不标注引用文献编号。
避免将摘要写成目录式的内容介绍。
4、论文主体是毕业论文的主要部分，应该结构合理，层次清楚，重点突出，文字简练、通顺。
正文的内容就是深入分析文章引言提出的问题，运用理论研究和实践操作相结合进行分析论证。
书写规范：
摘要标题为小二号黑体居中，段前1行，段后1行。
文字为小四号宋体，1.5倍行距，首行缩进2个字符。
目录标题为小二号黑体居中，段前1行，段后1行。
文字为小四号宋体，1.5倍行距。
参考资料：
[1].撕图泊尔.移动通信原理.国外电子信息科学出版社，2004-04，22-26.
[2].毛江华.TD-SCDMA机会无限.计算机世界.
[3].孙元.移动通信的发展，
[4].李小英.3G技术在线.无线咨询网,
[5].李世鹤.第三代移动通信技术及三代后技术.安联在线,。
指导教师签字：
年月日
摘要
移动通信的发展已经经历了第一代系统，第二代系统和第三代系统的阶段。
本文介绍了各个阶段系统的性能和技术以及第四代移动通信系统。
讨论和分析了目前移动通信的一些应用领域，进入21世纪移动通信的发展现状和趋势，着重论述了第三代移动通信系统的发展和目前的主流技术――CDMA技术。
最后提出3G在我国有着良好的市场前景，TD-SCDMA必将在未来不久实现产业化并处于通信市场的主导地位，网络业务数据化、分组化，移动互联网逐步形成；网络技术数字化、宽带化；网络设备智能化、小型化；应用于更高的频段，有效利用频率；移动网络的综合化、全球化、个人化；各种网络的融合；高速率、高质量、低费用。
这正是第四代（4G）移动通信技术发展的方向和目标。
关键词：
移动通信，3G，CDMA，TD-SCDMA，第四代移动通信（4G），正交频分复用，多模式终端
论中国移动通信的应用及发展
前言
移动通信，作为20世纪90年代通信行业最活跃，增长最快，商业前景最好的领域，得到了突飞猛进的发展，实现了移动通信手机从上公斤到几十克，移动通信网络从地区覆盖到全球覆盖饿梦想。
回顾这段令人吃惊的发展历程，我们看到了来自各方面的重要推动作用。
其一是技术发展动力，集成技术，数字技术，软件技术和网络技术是最重要的，它们是移动通信实现轻小手机，高性能大容量，全球联网的基础。
其二是移动通信是基于人们的应用需求而发展起来的，通信方便，手机便宜使用简捷是最受欢迎的。
其三是社会发展动力，商业活动，相互通信和彼此交流的频繁，它们在社会经济生活中的地位越来越重要，形成了移动通信的现有需求和潜在巨大市场，以前所未有的能力和作用推动了移动通信的高速发展。
移动通信的发展，为人类社会最终实现任何人，在任何地方和任何时候，与任何人进行任何信息的个人通信提供了美好的前景和可能。
进入21世纪，移动通信已经逐渐变成社会发展和进步必不可少的工具，逐渐成为人们不可或缺的生活用具，逐渐成为被人们最大量使用的电子产品，现在用的大多是第二代技术，第三代技术还不太成功，但已有了第四代技术的设想，第四代移动通信系统（4G）标准比第三代具有更多的功能。
１．第一章 移动通信的发展历程
所谓移动通信简单的讲就是移动体之间的通信，或移动体与固定物体之间的通信。
移动体可以是人，也可以是汽车、火车、轮船、飞机等在移动状态中的物体。
移动通信起源于无线通信，最早可追述到1901年马克尼从英格兰收到短波无线电信号但直到1948年才出现第一台移动电话，而真正发展是从20世纪70年代开始的，迄今走过了第一代移动通信系统（1G），第二代移动通信系统（2G），和第三代移动通信系统（3G），并且人们已经开始关注第四代移动通信系统（4G）1。
1.1第一代移动通信系统
第一代移动通信系统（1G）是模拟仿真移动通信系统，通话质量差、保密性差，容易被非法并机。
我国从1988年开通移动电话就是上的第一代技术。
那时候的电话由于体积硕大被戏称为“砖头”。
仿真电路单元为基本模块实现话音通信。
主要采用的是模拟技术和频分多址（FDMA）技术3。
它对移动通信的最大贡献是采用蜂窝结构，频带可重复利用，实现大区覆盖；是支持移动终端的漫游和越区切换，实现移动环境下不间断通信。
但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。
第一代移动通信系统的出现和发展，最重要的特点是体现在移动性上，这是其它任何通信方式和系统不可替代的，从而结束了过去无线通信发展过程中时常被其它通信手段替代而处于辅助地位的历史。
不过第一代移动通信也有很多不足之处，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。
1.2第二代移动通信系统
第二代移动通信系统（2G）是目前广泛使用的数字移动通信系统，主要采用的是数字的时分多址（TDMA）技术和码分多址（CDMA）技术。
主要业务是语音，其主要特性是提供数字化的话音业务及低速数据业务。
它克服了模拟移动通信系统的弱点，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。
第二代移动通信替代第一代移动通信系统完成模拟技术向数字技术的转变，数字信号处理技术是其最基本的技术特征，这是连最早开始起草GSM系统标准化建议的专家也没预料到的，数字电路单元为基本模块实现话音通信和短消息数据业务通信[4]。
第二代移动通信系统对移动通信发展的重大贡献是使用SIM卡¬[2]，轻小手机和大量用户的网络支撑能力。
轻小手机的发展是没有预料到的。
在第二代系统的早期，认为250-300克手机是新一代移动通信的标称指针之一，可不到几年，第二代移动通信的几十克手机已开始面市。
有第二代移动通信的这些贡献，才使移动通信以惊人速度发展，成为当今通信发展的主流，特别是通信市场发展的主流。
但由于第二代采用不同的制式，移动通信标准不统一，用户只能在同一制式覆盖的范围内进行漫游，因而无法进行全球漫游，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。
1.3第三代移动通信系统
第三代移动通信系统（3G）其最基本的特征应当是智能信号处理技术。
我们把移动通信系统应用的智能信号处理技术称为智能移动通信技术，目前最典型的是智能天线，是实现极大通信容量的关键技术之一。
与从前第一代和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4。
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一个主要特点。
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。
但是第三代移动通信仍是基于地面、标准不一的区域性通信系统。
虽然第三代移动通信可以比现有传输率快上千倍，但是未来仍无法完全满足多媒体的通信需求5。
1.4第四代移动通信系统
现代移动通信的发展速度超出人们的想向，当第三代移动通信系统的旋律奏响的同时，第四代移动通信系统也已经引起人们的极大关注。
那么，这又是怎么样的一个系统呢？
第四代移动通信系统能提供更大的频宽需求，满足第三代移动通信尚不能达到的在覆盖、质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要。
第四代移动通信系统可称为广带（Broadband）接入和分布网络，具有非对称的超过2Mb/s的数据传能力，数据率超过UMTS，是支持高速数据率（2～20Mb/s）连接的理想模式，上网速度从2Mb/s提高到100Mb/s，具有不同速率间的自动切换能力6。
第四代移动通信技术可将上网速度提高到超过第三代移动技术50倍，可实现三维图像高质量传输。
4G移动通信技术的信息传输级数要比3G移动通信技术的信息传输级数高一个等级。
对无线频率的使用效率比第二代和第三代系统都高得多，且抗信号衰落性能更好。
第四代移动电话不仅音质清晰，而且能进行高清晰度的图像传输，用途将十分广泛。
在容量方面，可在FDMA、TDMA、CDMA的基础上引入空分多址（SDMA），容量达到3G的5～10倍[5]。
另外，可以在任何地址宽带接入互联网，包含卫星通信，能提供信息通信之外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。
移动通信与互联网的结合，给移动通信与互联网的发展都将注入更大的活力。
随着互联网高速发展，第四代移动通信系统将会得到更快的发展。
据预测，这种以宽带、接入因特网、具有多种综合功能第四代移动通信技术在2010年将成为移动通信市场主流技术7。
２．第二章 第三代移动通信在中国的应用及发展
移动通信是个神奇新兴的产业，它的快速发展和广泛应用，使人类居住的地球变得越来越小，在任何时间、任何地点、与任何人进行任何类型的信息业务都能够得以实现。
这给人们的生活带来了极大的方便。
随着移动通信事业发展，它已经广泛的应用于商业，工业，农业，国防事业以及卫星通信等各个方面。
商业方面，它的主要应用在我们熟悉的手机业务中发挥得淋漓尽致。
早期的移动通信只能实现在移动体之间简单的话音传送。
而如今移动通信网络的商务应用越来越受到重视，人们希望能够通过移动网络传输话音之外的更多信息。
目前已逐步实现了在任何时间、任何地点、与任何人都能够进行各种类型的信息交换业务。
但是要做到这些不是那么容易。
它意味着移动通信网的覆盖面要大，覆盖质量要好，业务种类要多，在本地、在全国各地、在全球任何地方，利用手机不仅可以打电话，还可以发短信、炒股、看新闻、接收电子邮件、购物等。
以及近来又推出的彩信业务，手机彩票和手机钱包等商务娱乐业务。
手机的普及率以人们难以想向的速度快速增长。
农业方面，目前的移动通信系统主要应用在农业信息化，农业科技视频学习传播，农技短消息服务系统，农用飞机的无线定位与通信等。
这些应用正在促进农业管理，生产，销售以及农业科技，教育发生巨大变化，展示了广阔前景。
工业方面，GPRS网络正在应用于远程监控，工业控制自动化，和咨询传媒等方面。
往往商业的发展和工业的发展是紧密相连的，目前，我国的信息产业已经成为国民经济的支柱产业，电子信息产业经济运行发展良好，通信事业的发展带动了通信运营业和制造业等行业的快速发展。
国防方面，基于国防移动信息系统中网络的灵活性，通用性，互通性，抗干扰性和保密性的需求移动通信中的CDMA技术广泛的应用于其中。
第三代移动通信（3G）正是为了满足当今社会各行各业的需求应运而生的,而且现在移动通信的第三代标准（3G）也成为了全世界关注的热点，目前中国的3G也是日渐成熟而且有着非常广阔的市场。
2.1GPRS开启第三代移动通信之门
3G的实现，任重而道远，尤其要结合中国国情，走中国自己的3G路。
而选择GPRS技术过渡到3G是较好的方案。
GPRS可以利用现有的GSM网络，一举在全国推出数据乃至多媒体通信服务，延长GSM的生存周期，充当3G的开路先锋，拓展增值业务8。
GPRS手机的特点在于永远在线，不用像传统手机一样拨号上网，而且电信部门的收费将不依照用户的上网时间，而是用户每月传输的数据量。
GPRS技术是一种经济高效的分组数据技术，它在目前普通GSM网络的传统电路交换中增加了分组交换数据功能，数据被分割成数据包而不是以稳定的数据流进行运输。
GPRS技术为3G开路，为它的发展起到了开路和奠基的作用。
首先可以满足用户对数据的需求，并为3G打下了坚实的基础，这包括获得了用户，开拓了3G的市场。
2.2中国3G现状
中国对3G技术的有关研发工作，一直采取积极务实的态度，并且积极跟踪3G国际标准化工作，提出了TD-SCDMA技术标准，这个标准在2001年成为了国际主流标准之一。
2002年的时候，中国政府出台了频率规划，随后进行了全球比较大规模的3G技术试验，这里有全球知名的一流技术制造商和运营商。
这次试验是根据公平、公正的原则组织的，也对3G技术的成熟打下了很好的基础，既而公布了3G频率规划方案9。
2.2.13G市场发展迅速
随着3G技术的日渐成熟与完善，中国3G市场的发展也是非常迅速的，同时，中国信息产业部还积极开展了3G业务、市场、政策和管制等方面的研究工作。
3G市场在中国的发展非常的迅速，来看看下述有关资料：
亚洲是世界经济和信息通信发展最快的地区之一。
截止到2004年底，亚洲地区移动电话用户数已达6.67亿户，占到全球移动电话用户总数17亿户的39％。
中国信息产业部部长王旭东公布了中国移动通信发展的一组最新数字：
中国移动电话用户规模已达到了3.49亿户，其中GSM用户3.19亿户，CDMA用户数3000万户；移动信息服务商4717个；2004年全国共计发送移动短信息2170亿条，今年一季度全国已发送短信672亿条。
移动电话普及率达到24.8%。
在大城市和发达地区普及率已经超过或者达到发达国家水平。
截止到2004年10月底，国内小灵通用户超过7000万，其数量是2003年底3500万的两倍。
截至2004年9月份，国产品牌手机出口数量已超过400万部0。
信息产业部的有关资料显示，预计2005年我国数字集群潜在市场需求共网用户可达400万，移动台可达800万台左右，这是一个价值数百亿资金的大市场。
目前，中国手机市场上，第三代手机（3G）决策的关键时刻，虎视眈眈的各大跨国巨头都在紧张部署,包括诺基亚、摩托罗拉、索爱、西门子等巨头纷纷加大在中国的3G投资，争相亮出自己的3G产品，诺基亚是其中的积极分子，他们甚至第一次把3G研讨会挪到了中国香港举行11。
而中国的大唐电信、中兴通讯、华为等也不甘示弱，它们也向理想中的中国3G押上大注11。
按大唐移动总裁唐如安的话讲，从TD-SCDMA的标准提出到如今，大唐已经经历了四个阶段，每一步都很艰苦。
在标准创立、关键技术开发、和截止到今年上半年的商用化阶段，大唐移动在TD-SCDMA上的研发投入总计已经超过10多亿元人民币，资金缺口一直是大唐的隐痛。
从今年2004年下半年开始，大唐移动终于驶入了“快车道”，即3G市场的大规模商用和后研发阶段。
大唐内部人士用“这意味着TD-SCDMA取得了关键的阶段性的胜利”来总结这一历史时刻[3]。
2.2.2中国政府支持3G
中国政府一直以来在积极务实地推动3G业务发展。
关于3G的发展，三年前我国政府部门已确定了“冷静、稳妥、科学、求实”和“积极跟进，先行试验，培育市场，支持发展”的3G及3G产业发展的基本方针与原则。
信息产业部于2002年出台了中国第三代移动通信系统的频率规划，时分双工获得了55+100=155MHz的频谱，FDD获得了120+60+（170）=180～C350MHz的频谱。
这充分体现了我国政府对具有自主知识产权的时分双工标准体制的重视与支持。
3G对中国通信企业无疑是一次发展的良好机遇，但我们也必须清醒地认识到，由于3G技术各方面的复杂性，3G产业发展还存在着诸多不确定因素，对企业而言这又是一次严峻的挑战。
只有在技术、网络、业务、服务、营销等各方面准备充分，勇于迎接挑战的企业，才能抓住3G机遇，成为新的市场领导者。
３．第三章 CDMA--新世纪的移动通信技术
作为第三代移动通信系统（3G）中的多址技术—CDMA，自20世纪90年代中期投入商用以来，一直倍受关注，并以其独特的魅力在全球得到了快速发展。
特别是近两年在通信走向个人化的时代背景下，CDMA更是呈现出高速稳步发展的态势。
也是当今世界所关注的热门技术。
接下来就重点分析一下该项技术。
3.1CDMA的发展背景
CDMA技术早已在军用抗干扰通信研究中得到广泛应用，1989年.11月，Qualcomm在美国的现场试验证明CDMA用于蜂窝移动通信的容量大，并经理论推导其为AMPS容量的20倍。
这一振奋人心的结果很快使CDMA成为全球的热门课题。
95年香港和美国的CDMA公用网开始投入商用。
96年韩国用自己的CDMA系统开展大规模商用，头12个月发展了150万用户。
1998年全球CDMA用户已达500多万，CDMA的研究和商业进入高潮，有人说1997年是CDMA年。
美国已拍卖的2958个PCS经营许可证中,选择CDMA占51%,D-AMPS占20%,GSM占28%。
1999年CDMA在日本和美国形成增长的高峰期，全球的增长率高达250%，用户已达2000万13。
所以说CDMA技术的出现源自于人类对更高质量无线通信的需求。
第二次世界大战期间，美国因战争的需要而研究开发出CDMA技术，其初衷是防止敌方对己方通讯的干扰，在战争期间广泛应用于军事抗干扰通信，后来由于美国高通公司更新为商用蜂窝电信技术14。
1995年，第一个CDMA商用系统运行之后，CDMA技术理论上的诸多优势在实践中得到了检验，从而在北美、南美和亚洲等地得到了迅速推广和应用。
全球许多国家和地区，包括中国香港、韩国、日本、美国都已建有CDMA商用网络。
中国CDMA的发展并不迟，也有长期军用研究的技术积累，93年国家863计划已开展CDMA蜂窝技术研究。
94年Qualcomm首先在天津建技术试验网。
1998年具有14万容量的长城CDMA商用试验网在北京、广州、上海、西安建成，并开始了小部份商用。
联通也计划在广东、北京、天津、上海等地建CDMA商用试验网。
统计数字表明，2000年6月至2001年6月全球的CDMA用户数增长超过3000万，增幅几近50%的亚太市场被认为是潜力巨大的CDMA市场，而中国联通CDMA网络的建设更将促进全球CDMA网络的大发展。
3.2CDMA的基本原理
CDMA是码分多址（CodeDivisionMultipleAccess）的英文缩写，它是在数字技术的分支--扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。
CDMA系统的一个重要特点就是这种体制给每一个站分配的码片序列不仅必须各不相同，并且还必须正交。
在实用的系统中是使用伪随机码序列。
CDMA技术的原理是基于扩频技术[14]，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。
接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。
3.3CDMA网络的优点
移动通信系统按多址连接方式可分为：
频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）。
而CDMA与FDMA和TDMA相比，它具有许多独特的优点，其中一部分是扩频通信系统所固有的，另一部分则是由软切换和功率控制等技术所带来的。
CDMA移动通信网是由扩频、多址接入、蜂窝组网和频率复用等几种技术结合而成，是频域、时域和码域3维信号处理的一种协作，因此它具有抗干扰性好、抗多径衰落、保密安全性高、同频率可在多个小区内重复使用、容量和质量之间可做权衡取舍等属性。
这些属性使CDMA比其他系统有更大的优势。
具体来说体现在：
（1）CDMA以扩频技术为基础,因此它具有扩频通信所固有的优点：
①抗干扰能力强。
②抗多径衰落。
③安全保密性。
（2）系统容量大。
即频谱利用率高，指的是CDMA在与GSM（数字蜂窝通信系统）同样的频段下可以允许更多的用户使用。
同采用不同多址方式的蜂窝移动通信系统的容量比较。
从比较中可以看出CDMA方式容量最高,NCDMA=4NTDMA=20NFDMA（N为系统容量）。
CDMA系统之所以大,并不是由于其技术本身,而是由于在CDMA系统中可更有效地采用许多新技术来增加系统容量。
据测算，同样的频率资源，CDMA网的系统容量可以是模拟网的8-10倍、GSM网的3-4倍。
这将缓解当前频率资源日益紧张的全球性状况，据说这也是CDMA吸引运营商的一个最主要的原因。
（3）系统容量的配置灵活。
在CDMA系统中，用户数的增加使背景噪声增加，造成话音质量的下降。
但对用户数并无限制，操作者可在容量和话音质量之间折衷考虑。
另外，多小区之间可根据话务量和干扰情况自动均衡。
（4）通话质量更佳。
CDMA系统的声码器可以动态地调整数据传输速率，并根据适当的门限值选择不同的电平级发射。
CDMA系统采用软切换技术，“先连接再断开”，这样完全克服了硬切换容易掉话的缺点。
（5）频率规划简单。
用户按不同的序列码区分，所以不同CDMA载波可在相邻的小区内使用，网络规划灵活，扩展简单。
（6）延长手机电池寿命。
采用功率控制和可变速率声码器，手机电池使用寿命延长。
3.4CDMA的商业应用
由于CDMA网络的上述优势，使得它在商业上的应用非常的广泛，尤其是在与我们生活息息相关的手机的应用中发挥得淋漓尽致。
使用CDMA手机成为一种新的时尚，与其他手机相比，CDMA手机有着非常独特魅力，其表现在：
15：
１
（1）接通率高。
CDMA源于军用抗干扰系统，其中“处理增益”的参数远远高于其他系统；对于相同的带宽，CDMA系统是GSM系统容量的4－5倍，网络堵塞大大下降，接通率自然就高了。
（2）打电话时几乎没有杂音。
CDMA采用了先进的数字话音编码技术，并使用多个接收机同时接受不同方向的信号。
（3）不易掉话。
CDMA系统切换时的基站覆盖是“单独覆盖-双覆盖-单独覆盖”，而且是自动切换到相邻较为空闲的基站上，也就是说，在确认手机已移动到另一基站单独覆盖地区时，才与原先的基站断开，这样就保障了手机不会掉话。
（4）保密性高。
要窃听通话，必须要找到码址。
但CDMA码址是个伪随机码，而且共有4.4万亿种可能的排列。
因此，要破解密码或窃听通话内容太困难了。
（5）“绿色手机”。
CDMA手机的问世，给人们带来了“绿色”手机的曙光，因为与GSM手机相比，CDMA手机的发射功率尚不足其一个小小的零头16。
基站和手机发射功率的降低，将大大延长手机的通话时间，意味着电池、话机的寿命延长了，对环境起到了保护作用，故称之为“绿色手机”17。
４．第四章 中国的TD—SCDMA将主导3G市场
2004年可称得上是一个"准3G年"。
中国提出的TD-SCDMA跻身于世界三大主流标准之列，使中国在3G市场之争中已抢先进入制高点。
WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大主流标准并存，未来谁主沉浮，谁能占领市场的最大份额，竞争肯定将十分的激烈18。
4.1三类CDMA的比较
目前，移动通信的第三代标准是全世界关注的热点，国际电联已经最后确定了第三代标准由六种不同的标准组成，其中WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA最受关注。
其中WCDMA的支持者是欧洲和日本厂商。
而CDMA2000则主要以美国高通公司为代表。
2000年5月，国际电联（ITU）在土耳其召开
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