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4g学习报告
篇一：4G通信系统中的智能天线技术学习报告
4G通信系统中的智能天线技术
—《智能天线系统与阵列信号处理综述》讲座学习报告电信1239班3212005154号韩荣今年4月中旬，在集中返校期间听了殷勤业教授关于“智能天线系统与阵列信号处理综述”的学术讲座，对4G通信中的智能网络技术方面的技术印象深刻，后加查阅资料，逐步了解了智能天线技术的特性和应用。

下面将根据了解知识探讨一下智能天线技术极其在4G通信系统中的应用。

一.移动通信发展历程
第一代移动通信技术（1G）
主要采用的是模拟技术和频分多址（FDMA）技术。

由于受到传输带宽的限制，不能进行移动通信的长途温游，只能是一种区域性的移动通信系统。

第一代移动通信有多种制式，我国主要采用的是TACS。

第一代移动通信有很多不足之处，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、不能提供自动温游等。

第二代移动通信技术（2G）
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，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，也无法实现高速率的业务。

第三代移动通信技术（3G）
3G的带宽将更宽，其传输速度最低为384K，最高为2M，带宽可达5MHz以上。

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。

但第三代移动通信仍是基于地面、标准不的区域性通信系统。

虽然第三代移动通信可以比现有传输率快上千倍，但是未来仍无法满足多媒体的通信需求。

第四代移动通信及其性能
第四代移动通信系统的提供便是希望能满足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。

就ITU对4G的系统标准定义，主要是集3G与WLAN于一体，能够传输高质量视频图像，传输速率达到100Mbps，上传速度20Mbps，并能够满足所有用户对于无线服务的要求，实现商业无线网络、局域网、蓝牙、广播、电视卫星通信等的无缝连接并相互兼容。

4G具有更高的数据率和频谱利用率，更高的安全性、智慧性和灵活性，更高的传输质量和服务质量（QoS）。

4G系统应体现移动与无线接入网及IP网络不断融合的发展趋势。

4G移动系统网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层、应用网络层。

物理网络层提供接入和路由选择功能，它们由无线和核心网的结合格式完成。

中间环境层的功能有QoS映射、地址变换和完全性管理等。

物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的，它使发展和提供新的应用及服务变得更为容易，提供无缝高数据率的无线服务，并运行于多个频带。

这一服务能自适应多个无线标准及多模终端能力，跨越多个运营者和服务，提供大范围服务。

二.智能天线
智能天线是一种安装于基站的双向天线，它通过一组带可编程电子相位的固定天线单元获取针对覆盖的方向，同时能够获取基站和手机之间各链路的方向特性。

智能天线技术是一种能够提高无线通信系统容量和抗干扰能力的技术，利
用天线阵列中各个单元之间的位置关系，也就是利用了信号的相位关系来克服多址干扰和多径干扰。

：智能天线技术主要可以分为两大类。

分别是波束转换技术，即波束转换天线和自适应空间数字处理技术（adaptive spatial digital processing technology)，即自适应天线阵列。

MIMO系统是指在发射端和接收端同时使用多个天线的通信系统。

MIMO系统能够有效的利用随机衰落和可能存在的多径传播成倍的提高业务传输速率。

核心技术是空时信号的处理，也就是利用多个时间域和空间域的结合进行信号处理。

因此，MIMO系统可以看作是智能天线技术的扩展。

多输入多输出的智能天线收发系统结构：数据比特流经过编码、调制和空时处理（波束成行或空时编码）后，转换成不同的信息符号，从几个天线同时发射出去，经过无线信道空中传播后，在接收端用多根天线进行接收，同时相应的解调、解码和空时处理，转换为数据。

三.智能天线在移动通信中的应用优势
多径问题一直都是移动通信网络所面对的主要问题。

多径传播会造成接收端信号的幅度
变化，也就是多径衰落。

多径传播时延扩展导致符号间干扰，严重地影响通信链路质量。

同时，共信道干扰是移动通信系统容量的主要限制因素，严重影响了用户对移动通信网络资源（如频率、时间）的复用。

智能天线的引用，克服了传统
天线无法解决的问题，通过利用多径改善系统通信质量，通过减小相互干扰来增加系统容量，并且不同的天线波束可以发射不同的数据。

综合以上几点，智能天线的优点可以归纳如下：（1）增加无线网络覆盖范围；（2）降低功率、减小成本；（3）改善通信质量、增加系统可靠性；（4）增加系统容量。

四.4G移动通信系统中的智能天线技术
4G移动通信系统对通信质量和系统容量有着严格的要求，需要能够适用各种通信环境的信号处理技术，因此，智能天线能够在4G移动通信系统中大量使用，对于系统设计来说，必须认真的考虑在性能和复杂度之间的折衷优化，以在系统质量和投资之间找到一个平衡点。

（1）物理层的可重配置性。

为了使基站可以工作在多参数连续改变的环境中，需要在基站中采用可重新配置的自适应技术来调节结构，从而获得最好的性能。

智能天线在基站系统中的可重配置性可以看作是在各种不同环境中基站系统结构的智能切换。

（2）不同层之间的优化。

OSI（Open System Interconnection，开放系统互连）模型定义了高层之间的相互作用可以提高整个系统的性能。

我们在设计智能天线系统时，需要考虑物理层、链路层和网络层，也就是说需要综合考虑到各层之间相互关系，而不能片面的考虑其中的某一
层。

（3）多用户分集。

在多用户通信中，机会机制是一种很重要的通信方式。

机会机制的原理是通过把有效信道分配给那些最有需要连续传输的用户来复用。

机会机制的应用，可以使通信系统的吞吐量尽量达到最大。

对于反射空间信道来说，机会机制下波束成形会将信道指向具有最高SNR的用户，以保障这些用户的通信需求；另一方面，在充分散射情况下，机会机制会把信道分配给那些具有最高瞬时容量的用户。

机会机制会产生多用户分集，多用户分集可以是码分集、时间分集、频率分集或者空间分集的补充。

机会机制的缺点是会影响MAC协议的设计，MAC协议将放弃冲突检测机制而转向多用户机制，这将给移动通信网络带来一些不稳定性。

（4）实际的性能评估。

4G移动通信系统采用智能天线主要依赖以下两种研究结果：（a）智能天线和移动通信环境的特性，如传播特性、天线阵列配置、业务模式、干扰情况、信号带宽的有效性，从而保证系统的兼容性；（b）根据相关的关键参数，通过链路级和系统级仿真的优化折衷来评估智能天线的实际性能。

五. 总结
在基于4G中使用多天线技术能够有效降低多址干扰，空时处理能够极大增加系统容量。

本文通过智能天线原理，讨
论了智能天线的优点和发展趋势。

总之，智能天线的载4G 移动中有点突出，如果能合理的使用智能天线技术，将可以大大地提高4G移动通信系统的性能。

篇二：现代通信网概论学习报告
西安邮电大学
（计算机学院）
课内学习报告
报告名称：现代通信网概论学习报告
专业名称：班级：计科1107
学生姓名：学号（8指导教师：蒋军敏
学习阶段：2014年10月
现代通信网概论学习报告
1 我国Internet网络架构
1.1 全国四大骨干网
1.1.1 中国科技网（CSTNET）
1994年中国科学技术网CSTNET首次实现和Internet直接连接，同时建立了我国最高域名服务器，标志着我国正式接入Internet。

接着，相继又建立了中国教育科研网（Cernet)计算机互联网（ChinaNet)和中国金桥网（Genet），从此中国用户日益熟悉并使用Internet。

中国科技网是在中关村地区教育与科研示范网（NCFC）和中国科学院网（CASnet）的基础上，建设和发展起来的覆盖全国范围的大型计算机网络，
是我国最早建设并获得国家正式承认具有国际出口的中国四大互联网络之一。

中国科技网的服务主要包括网络通信服务，信息资源服务，超级计算服务和域名注册服务。

中国科技网拥有科学数据库，科技成果，科技管理，技术资料和文献情报等特有的科技信息资源，向国内外用户特工各种科技信息服务。

中国科技网的网络中心还受国务院的委托，管理中国互联网信息中心（CNNIC），负责提供中国顶级域CN 的注册服务。

1.1.2 中国教育和科研计算机网（CERNET）
CERNET是中国第一个由国家投资建设，教育部负责管理，覆盖全国的，由国内科技人员自行设计和建设的国家级大型计算机网络。

CERNET于1995年11月建成，1996 年被国务院确认为全国四大骨干网之一。

CERNET全国网络中心设在清华大学，负责全国主干网的运行管理。

地区网络中心和地区主结点分别设在清华大学、北京大学、北京邮电大学、上海交通大学、西安交通大学、华中科技大学、华南理工大学、电子科技大学、东南大学、东北大学等10所高校，负责地区网的运行管理和规划建设。

CERNET是为教育、科研和国际学术交流服务的非盈利性网络。

1.1.3 中国公用计算机互联网（CHINANET）
中国公用计算机互联网（简称中国互联网），是1995年11月邮电部委托美国信亚有限公司和中讯亚信公司承建的
国家级网络，并于1996年6月在全国正式开通。

中国邮电部数据通信局是CHINANET直接的经营管理者。

CHINANET是基于Internet网络技术的中国公用Internet网，是中国具有经营权的Internet国际信息出口的互联单位，也是CNNIC最重
要的成员之一。

CHINANET不同于CSTNET和CERNET，它是面向社会公开开放的、服务于社会公众的大规模的网络基础设施和信息资源的集合，它的基本建设就是要保证可靠的内联外通，即保证大范围的国内用户之间的高质量的互通，进而保证国内用户与国际Internet的高质量互通。

1.1.4 国家公用经济信息通信网（CHINAGBN）
CHINAGBN也称做国家公用经济信息通信网。

它是中国国民经济信息化的基础设施，是建立金桥工程的业务网，支持金关、金税、金卡等“金”字头工程的应用。

目前该网络已初步形成了全国骨干网、省网、城域网3层网络结构，其中骨干网和城域网已初具规模，覆盖城市超过100个。

l993年底国家有关部门决定兴建“金桥”、“金卡”、“金关”工程，简称“三金”工程。

1.2 中国公用计算机互联网（CHINANET）
1.2.1 什么是CHINANET?
Chinanet——中国公用Internet骨干网。

Chinanet是邮电部门经营管理的基于Internet网络技术的
中国公用计算机互联网，是国际计算机互联网的一部分，是中国的Internet骨干网。

通过Chinanet的灵活接入方式，用户可以方便地接入全球Internet，享用Chinanet及全球Internet上的丰富资源和各种服务。

1.2.2 什么是INTERNET?
INTERNET是世界上最大的计算机网，是成千上万信息资源的总称，这些资源在线的分布在世界各地的数百万台计算机上；INTERNET是一个社会大家庭，家庭成员可以方便地交换信息，共享资源，INTERNET上开发了很多应用系统，供接入网的用户使用。

INTERNET是一个无级网络，不为某个人或组织所控制，人人都要参与。

1.2.3 发展历史
Chinanet骨干网建设始于1995年，一期工程完成北京、上海两个骨干节点，以一条64K/s速率的国际专线出口到美国，二期工程于1996年底完成，建成覆盖全国30 个省会城市及重庆的全国骨干网。

目前Chinanet已开通北京、上海和广州三个国际出口，速率达10M/s以上。

1.2.4 CHINANET与Internet的关系
Chinanet是我国邮电部门经营管理的基于Internet网络技术的中国公用Internet网，是中国的Internet骨干网。

通过接入国际Internet，而使Chinanet成为Internet国际互联网络的一部分。

通过Chinanet的灵活接入方式和遍布全国各城市的接
入点，可以方便地接入国际Internet，享用Internet上的丰富资源和各种服务。

1.2.5 CHINANET的结构
Chinanet由核心层和接入层组成。

核心层主要提供国内高速中继通道和连接接入层，同时负责与国际Internet的互联，核心层构成CHINANET骨干网。

接入层主要负责提供用户端口以及各种资源服务器。

Chinanet 同时与ChinaPac、PSTN、ChinaDDN、ChinaMail 联通，以方便用户的接入。

Chinanet提供6个2M速率的国际线路，分别联到美国的Sprint、MCI和ATT等网络和2个128K速率的线路，分别联到日本和新加坡。

1.2.6 CHINANET的主要业务
提供网站建设一条龙支援服务，为互联网电子商务提供动力，主要产品：IDC，IBS（VPS主机、虚拟主机、电子邮局、域名注册）；中网拥有其自己的电子商务系统和互联网数据中心，网络直接接入ChinaNet骨干网；是专业的IDC （服务器托管、服务器租售）、IBS（域名注册、虚拟主机、电子邮局、网站建设、网站推广、电子商务）等Internet产品和服务提供商。

1.3 中国电信下一代承载网络（CN2）
1.3.1 什么是CN2
CN2为中国电信下一代承载网络,全称Chinatelecom Next
Carrier Network 简称CNCN，再简称CN2 。

1.3.2 CN2使命
CN2的使命是提供有服务质量保证和控制的业务，以适用市场细分和个性化业务竞争的需要，提升中国电信互联网业务的品牌。

同时承载语音、数据、视频、全球互联等业务的、统一的中国电信下一代骨干承载网络。

1.3.3 CN2建设背景
互联网业务迅猛发展：用户增长100%每年流量增长200%每年；CHINANET连年扩容。

互联网“可盈利”模式：业务、质量的差异化能力；企业品牌。

网络技术的转型与融合:MPLS VPN业务承载;软交换、3G需要高质量IP承载网络。

1.3.4 CN2的网络结构
CN2划分为四层结构：核心层、汇接层、边缘层、业务层。

1.3.5 CN2网络业务/用户接入
IPV4业务接入；VPN专线业务接入；大客户国际访问保障；自身关键业务如软交换；组播。

1.4 中国网通宽带（CHINA169）
中国网通宽带（CHINA169）是以原中国电信中国宽带互联网CHINANET的北方十省的互联网络为基础，经过大规模的改扩建而形成的一个全新结构的、可以大力疏通宽带业
务、具有丰富内容和应用服务、接入灵活、为大客户和集团提供定制的VPN专网服务的全新网络。

中国网通集团在原中国电信拆分后，拥有北方10省IP数据网和北京国际出口局；在拆分后的一年中，网通集团正在建设覆盖全国31省市的互联网骨干网；覆盖南方18省市所有主要城市的宽带城域网；以及广州国际出口局，全网出口带宽2003年底将达到4G。

截至2002年底中国网通集团拥有互联网用户1600万，其中宽带用户70万。

中国CHINA169网络结构简洁高效，覆盖范围广，网络容量大，设备先进，业务功能强，安全可靠性高，管理手段先进，业务质量好。

是中国网通提供各类互联网业务和增值应用服务的基础网络平台。

1.5 中国公用数字数据网
中国公用数字数据网数字通信网是利用数字通道提供永久性、半永久性连接线路，以传输数据信号为主的数字传输网络。

它可以提供各种灵活的数据接口，为传送数据信号服务。

由于它协议简单，速率较高，这几年在我国得到迅速发展。

DDN由数字通道、DDN节点、网管系统和用户环路组成，它主要提供点到点和点到多点的数字专用线路业务，也可以提供帧中继和压缩语音/G3传真业务。

1.5.1 DDN的主要特点
传输质量高，由于目前DDN大量采用光纤传输通道，使得传输质量大大提高；
传输速率高，速率介于2400BPS到2MBPS之间
协议简单，由于DDN主要采用时分复用和交叉连接技术，对用户信息进行全透明传输，对用户的技术要求较少，应用灵活；
篇三：第四代移动通信系统学习报告
《移动通信侦收》论文
第四代移动通信系统学习报告
姓名：
学号：
队别：
专业：
2014.1.11
一、4G移动通信系统的概念
目前,产业界和学术界普遍认为:4G 基本上是基于IP、具有超过2Mb/s的非对称数据传输能力、在移动环境下速率将达到10Mbps、在静止环境下速率达到100Mbps 以上的、能够支持下一代网络的各种应用、并且能在固定和移动之间方便切换的技术。

4G 可称为广带接入和分布网络,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,是集成多功能的宽带移动通信系统。

4G系统具有如下特点:
通信速度更快:对于大范围高速移动用户（250 km/h），数
据速率为2 Mbps；对于中速移动用户（60 km/h），数据速率为20 Mbps；对于低速移动用户（室内或步行者），数据速率为100 Mbps．
带宽更宽: 每个信道将占有20MHz 或更多带宽,相当于W - CDMA 3G网络的5倍。

容量更大:比3G系统提高1～2 个数量级。

无缝通信:可在不同接入技术之间进行全球漫游与互通,实现无缝通信。

智能性更高:能自适应地进行资源分配,处理变化的业务流和适应不同的信道环境,终端设备的设计和操作也将具有智能化。

交互功能更强:支持互动多媒体业务。

兼容性更好:具有全球漫游、接口开放、能跟多种网络互联、终端多样化以及能从2G 平稳过渡等特点。

基于全IP的核心网:支持有线及无线接入,且所采用的无线接入方式和协议与核心网协议、链路层是分离独立的。

二、4G移动通信系统的网络架构
4G将采用单一的全球范围的蜂窝核心网来取代3G中密密麻麻的蜂窝网络,其采用全数字全IP技术,结构如图 1 所示。

这是从网络内智能化及网络边缘智能化向全网智能化的发展。

核心网能够支持不同的接入方式, 如IEEE802. 11a 、WCDMA、Bluetooth 、HyperLAN 等,同时每个用户设备拥
有唯一可识别的号码,通过分层结构实现异构系统间的互操作。

这种结构使得多种业务能透明地与IP 核心网连接,具有较好的通用性和可扩展性。

针对4G 存在的巨大挑战,我们可以分层次的研究4G 中的基础理论和关键技术。

如图3所示。

从图3 可以看出,下层是物理网络层,中间是网络业务执行技术层，即中间环境层,上层是应用层，即应用环境层。

物理网络层提供接入和选路功能,中间环境层作为桥接层提供QoS映
射、地址转换、安全管理等。

物理网络层与中间环境层提供开放式IP 接口。

应用环境层与中间环境层之间也可以提供开放式接口,用于第三方开发和提供新业务。

在物理网络层主要解决的问题有:
由于在4G 中要在有限的频率资源条件下传输高速的数据信息,因此系统需要采用高频谱效率,能够有效抵抗多径时延的调制技术。

OFDM 技术由于使用正交重叠的频谱,频谱效率较高,目前基本上被公认为4G 的核心技术。

在4G 中由于载频将会提高,所以多天线结构的采用将变成有可能,所以空时信号处理的研究就变得十分重要。

在通信环境中不可避免的存在多用户间的干扰,而联合发送,联合检测由于综合考虑并利用了多个用户间的干扰,可以明显提高系统性能。

在中间环境层主要解决的问题有:
在4G 系统中多种具有不同需求的分组业务汇聚到无线接口进行共享传输时,为了保证时延、速率等QoS 要求,通过结合无线链路特征和QoS 要求的分组调度策略,设计可调度的MAC 层机制,在此基础上,应当依据业务属性结合无线接口的链路特性对资源分配和分组传输进行调度。

在4G 中各种实时业务与非实时业务并存,相互影响,给无线资源管理带来了更多的灵活性。

所以必须考虑一个多业务共存情况下的接入控制策略,利用有限的频率资源和合理的设备配置提供更高的系统容量或数据吞吐量,保证用户满意。

三、4G移动通信系统的核心技术
3. 1 核心技术
4G 系统采用的核心技术是正交频分复用技术,属于多载波调制技术;3G系统中采用的是码分多址技术, 是单载波, cd2ma2000 中虽采用的是多载波技术,但各个载波之间相互独立,而OFDM 各子载波之间的频率有重叠部分[3 ] 。

对比分析可以看出OFDM 有如下优点:
抗多径干扰与窄带干扰能力较单载波系统强;
与常规的频分复用系统相比,OFDM 系统可以最大限度的利用频谱资源;
能充分利用信噪比比较高的子信道,抗频率选择性衰落能力强;
可与时分、频分、码分等多种方式相结合,灵活支持多种业务。

3.2 智能天线技术
智能天线采用了空分多址（SDMA）的技术，利用信号在传输方向上的差别，将同频率或同时隙、同码道的信号进行区分，动态地改变信号的覆盖区域，使主波束对准用户方向，旁瓣或零陷对准干扰信号方向，并自动跟踪用户和监测环境变化，为每位用户提供优质的上行链路和下行链路信号，从而达到抑制干扰、准确提取有效信号的目的．因此，智能天线技术能有效提高系统容量，更加适用于具有复杂电波传播环境的移动通信系统．与普通天线相比，智能天线采用了自适应的波束定向功能，在同等发射功率的条件下，信号能够传送更远，增加了覆盖范围，相对减少了基站的建设数量，降低了运营商的建设成本．当然，智能天线势必会增加系统的复杂度，并对元器件的性能提出了更高的要求．
3.3 软件无线电（SDR）技术
软件无线电的基本思想就是将硬件作为其通用的基本平台，把尽可能多的无线及个人通信的功能通过可编程软件来实现，使其成为一种多工作频段、多工作模式、多信号传输与处理的无线电系统，也可以认为它是一种用软件来实现物理层连接的无线通信方式．软件无线电的核心技术是用宽频带的无线接收机来代替原来的窄带接收机，并将宽带的模拟。