《现代网络技术讲稿.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代网络技术讲稿.docx（17页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、PART1 移动通讯发展综观移动通信的发展历程，当代移动通信可分为三个阶段：（1）第一代移动通信以模拟调频，频分多址为主体技术，包括以蜂窝网系统为代表的公共移动通信系统、以集群系统为代表的专用移动通信系统以及无绳电话。（2）第二代移动通信系统是以数字传输、时分多址或码分多址为主体技术，简称数字移动通信。包括数字蜂窝系统、数字无绳电话系统和数字集群系统等。（3）第三代移动通信系统以世界范围内的个人通信为目标，实现任何人在任何时候任何地方进行任何类型信息的交换。（4）第四代移动通信系统以实现高质量的通话以及高速度的数据传输为目标，然而，这一切还在酝酿之中。PART2 3G架构及应用1、简单介绍2G
2、（第二代移动通信技术规格）它替代第一代移动通信系统完成了模拟技术向数字技术的转变，主要特性是为移动用户提供数字化的语音业务以及低速数据业务，一般定义为无法直接传送如电子邮件、软件等信息；只具有通话和一些如时间日期等传送的手机通信技术规格。 第二代移动通讯技术基本可被分为两种，一种是基于TDMA所发展出来的以GSM为代表，另一种则是CDMA规格，复用Multiplexing形式的一种。主要的第二代手机通讯技术规格标准有： GSM：基于TDMA所发展、源于欧洲、目前已全球化。IDEN：基于TDMA所发展、美国独有的系统。被美国电信系统商Nextell使用。D-AMPS也叫做IS-136：基于TDM
3、A所发展，是美国最简单的TDMA系统，用于美洲。IS-95也叫做CDMA-One：基于CDMA所发展、是美国最简单的CDMA系统、用GSN处理器，用于美洲和亚洲一些国家。PDCPersonal Digital Cellular：基于TDMA所发展，仅在日本普及。目前我国广泛应用的是GSM系统。【GSM系统】GSM数字移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计出来的，它是在蜂窝系统的基础上发展而成。1991年在欧洲开通了第一个系统，同时MoU组织为该系统设计和注册了市场商标，将GSM更名为“全球移动通信系统”（Global System for Mobile Commun
4、ications）。从此移动通信的发展跨入了第二代数字移动通信系统。GSM系统有几项重要特点：防盗拷能力佳、网络容量大、手机号码资源丰富、通话清晰、稳定性强不易受干扰、信息灵敏、通话死角少、手机耗电量低。 其主要技术特点如下： 1.频谱效率。由于采用了高效调制器、信道编码、交织、均衡和语音编码技术，使系统具有高频谱效率。2.容量。由于每个信道传输带宽增加，使同频复用栽干比要求降低至9dB，故GSM系统的同频复用模式可以缩小到4/12或3/9甚至更小（模拟系统为7/21）；加上半速率话音编码的引入和自动话务分配以减少越区切换的次数，使GSM系统的容量效率（每兆赫每小区的信道数）比TACS系统高3
5、5倍。 3.话音质量。鉴于数字传输技术的特点以及GSM规范中有关空中接口和话音编码的定义，在门限值以上时，话音质量总是达到相同的水平而与无线传输质量无关。 4.开放的接口。GSM标准所提供的开放性接口，不仅限于空中接口，而且报刊网络直接以及网络中个设备实体之间，例如A接口和Abis接口。 5. 安全性。通过鉴权、加密和TMSI号码的使用，达到安全的目的。鉴权用来验证用户的入网权利。加密用于空中接口，由SIM卡和网络AUC的密钥决定。TMSI是一个由业务网络给用户指定的临时识别号，以防止有人跟踪而泄漏其地理位置。 6.与ISDN、PSTN等的互连。与其他网络的互连通常利用现有的接口，如ISUP或
6、TUP等。 7.在SIM卡基础上实现漫游。漫游是移动通信的重要特征，它标志着用户可以从一个网络自动进入另一个网络。GPRS为GSM系统的延伸，为2.5G。【2G小结】第二代移动通信技术主要包括CMAEL(客户化应用移动网络增强逻辑)，S0(支持最佳路由)、立即计费，GSM 900/1800双频段工作等内容，也包含了与全速率完全兼容的增强型话音编解码技术，使得话音质量得到了质的改进；半速率编解码器可使GSM系统的容量提近一倍。在GSM Phase2+阶段中，采用更密集的频率复用、多复用、多重复用结构技术，引入智能天线技术、双频段等技术，有效地克服了随着业务量剧增所引发的GSM系统容量不足的缺陷；
7、自适应语音编码(AMR)技术的应用，极大提高了系统通话质量；GPRs/EDGE技术的引入，使GSM与计算机通信/Internet有机相结合，数据传送速率可达115/384kbit/s，从而使GSM功能得到不断增强，初步具备了支持多媒体业务的能力。尽管2G技术在发展中不断得到完善，但随着用户规模和网络规模的不断扩大，频率资源己接近枯竭，语音质量不能达到用户满意的标准，数据通信速率太低，无法在真正意义上满足移动多媒体业务的需求。所以，3G登上了通信技术的舞台。2、3G定义及架构3G定义 “3G”（英语 3rd-generation）或“三代”是第三代移动通信技术的简称，是指支持高速数据传输的蜂窝移
8、动通讯技术。3G服务能够同时传送声音(通话)及数据信息(电子邮件、即时通信等)。代表特征是提供高速数据业务。速度更快、选择更个性化、网络覆盖更宽广、业务更丰富是3G的几个特点。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、CDMA等数字手机 (2G)，第三代手机（3G），是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps（兆比特/每秒）、384kbps（千比特/每秒）以及144kbps(千比特/每秒)的传输速度。
9、 目前国内不支持除GSM和CDMA以外的网络，GSM设备采用的是时分多址，而CDMA使用码分扩频技术，先进功率和话音激活至少可提供大于3倍GSM网络容量，业界将CDMA技术作为3G的主流技术，国际电联确定三个无线接口标准，分别是WCDMA，CDMA2000， TD-SCDMA，也就是说国内CDMA可以平滑过渡到3G网络，3G主要特征是可提供移动宽带多媒体业务。国际电信联盟（ITU）在2000年5月确定了W-CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA和 WIMAX四大主流无线接口标准。W-CDMA也称为WCDMA，全称为Wideband CDMA，也称为CDMA Direct Spread，意
10、为宽频分码多重存取，这是基于GSM网发展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带CDMA技术，它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同，目前正在进一步融合。该标准提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演进策略。这套系统能够架设在现有的GSM网络上，对于系统提供商而言可以较轻易地过渡。预计在GSM系统相当普及的亚洲，对这套新技术的接受度会相当高。因此W-CDMA具有先天的市场优势。CDMA2000CDMA2000是由窄带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带CDMA技术，也称为CDMA Multi-Carrier，它是由美国高通北美公司为主导提出。这套系统是从窄频CD
11、MAOne数字标准衍生出来的，可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G，建设成本低廉。但目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美，所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。该标准提出了从CDMA IS95(2G)-CDMA20001x-CDMA20003x(3G)的演进策略。CDMA20001x被称为2.5代移动通信技术。CDMA20003x与CDMA20001x的主要区别在于应用了多路载波技术，通过采用三载波使带宽提高。目前中国电信正在采用这一方案向3G过渡，并已建成了CDMA IS95网络。TD-SCDMA全称为Time Division - Synchronous CDMA(时分
12、同步CDMA)，该标准是由中国大陆独自制定的3G标准。该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。该标准提出不经过2.5代的中间环节，直接向3G过渡，非常适用于GSM系统向3G升级。军用通信网也是TD-SCDMA的核心任务。 WIMAXWiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，即全球微波互联接入是一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。WiMAX也叫80216无线城域网或802.16。WiMAX是一项新兴的宽带无线
13、接入技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50km。WiMAX还具有QoS保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。WiMAX的技术起点较高，采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先进技术，随着技术标准的发展，WiMAX逐步实现宽带业务的移动化，而3G则实现移动业务的宽带化，两种网络的融合程度会越来越高。3G应用3G的核心应用包括：1.宽带上网 宽带上网是3G手机的一项很重要的功能，我们能在手机上收发语音邮件、写博客、聊天、搜索、下载图铃等。3G时代来了，手机变成小电脑就再也不是梦想了。 2.视频通话 3G时代,传统的语音通话已经是个很弱的功能了，
14、到时候视频通话和语音信箱等新业务才是主流，传统的语音通话资费会降低，而视觉冲击力强，快速直接的视频通话会更加普及和飞速发展。 3.手机电视 从运营商层面来说，3G牌照的发放解决了一个很大的技术障碍，TD和CMMB等标准的建设也推动了整个行业的发展。手机流媒体软件会成为3G时代最多使用的手机电视软件，在视频影像的流畅和画面质量上不断提升，突破技术瓶颈，真正大规模被应用。4.无线搜索 对用户来说，这是比较实用型的移动网络服务，也能让人快速接受。随时随地用手机搜索将会变成更多手机用户一种平常的生活习惯。 5.手机音乐3G时代，只要在手机上安装一款手机音乐软件，就能通过手机网络，随时随地让手机变身音乐
15、魔盒，轻松收纳无数首歌曲，下载速度更快，耗费流量几乎可以忽略不计。 6.手机购物 不少人都有在淘宝上购物的经历，但手机商城对不少人来说还是个新鲜事。事实上，移动电子商务是3G时代手机上网用户的最爱。专家预计，中国未来手机购物会有一个高速增长期，用户只要开通手机上网服务，就可以通过手机查询商品信息，并在线支付购买产品。高速3G可以让手机购物变得更实在，高质量的图片与视频会话能使商家与消费者的距离拉近，提高购物体验，让手机购物变为新潮流。 7.手机网游 与电脑的网游相比，手机网游的体验并不好，但方便携带，随时可以玩。3G时代到来之后，游戏平台会更加稳定和快速，兼容性更高，即“更好玩了”，像是升级的
16、版本一样，让用户在游戏的视觉和效果方面感觉更有体验。3G业务在不同行业应用方面的简介：1、政务应急通基于3G/WCDMA的政府应急通信网.政务应急通业务是基于WCDMA网络，通过建设政务应急通平台，实现政府应急指挥调度、视讯会议、实时监控、移动办公等功能的一项3G业务。业务的优势在于WCDMA网络的高速数据传输性能，使用户可以随时随地的通过3G手机召开视讯会议、传送视频，满足政府应急通信需求。相对于2G时代，基于WCDMA网络的政府应急通业务除了实现指挥调度、电话会议、移动办公等功能外，还可以扩展到M2M视频传输、点对点视讯通话等，极大的提升了政府处理应急事件的能力及工作效率。2、金融无线基于
17、3G/WCDMA网络的金融信息化方案.金融无线业务是基于WCDMA网络，通过与银行内部系统的安全连接，实现无线网点步放、实时监控、移动办公等功能的一项3G业务。业务的优势在于WCDMA网络的安全、高速数据传输性能，使银行可以无限扩展服务空间，完善安全监控网络，提高服务质量。相对于2G时代，基于WCDMA网络的金融无线业务可以充分利用带宽扩展所带来的空间，实现无线ATM（含视频监控）、移动办公、营业前移等功能，提高银行工作效率及服务质量，从而极大的提升银行形象。3、3G警务通基于3G/WCDMA的警务移动执法网.3G警务通业务是基于WCDMA网络，通过WCDMA网络与警务平台的直连，实现各种警务
18、移动执法功能的一种3G行业应用平台，可以满足公安部门实时查询、事故处理上报、事故现场监控、警务指挥调度、现场执法、视讯会议、移动办公等需求。业务的优势在于WCDMA网络的高速数据传输性能，能够满足数据、视频无线高速传输需求。相对于2G时代，基于WCDMA网络的3G警务通业务除了实现指挥调度、电话会议、移动执法等功能外，还可以扩展到M2M视频传输、点对点视讯通话等，极大的扩展了警务执法的能力，提升了工作效率。4、无线技监基于3G/WCDMA的特种设备技监网.无线技监业务是基于WCDMA网络，通过WCDMA系统与特种设备技监平台的安全直连，实现技监信息、视频图像等大容量数据的实时上传功能的一项3G
19、业务。业务的优势在于WCDMA网络的高速数据传输性能，使执法人员可以随时随地的通过3G手机采集、上报、查询特种设备信息。相对于2G时代，基于WCDMA网络的无线技监业务可以借助3G强大的无线数据传输能力，传送大容量数据，并可以扩展到M2M视频传输、点对点视讯通话、移动办公等，极大的提升了技监工作信息化水平及工作效率。5、海防无线岗基于3G/WCDMA的海防视频监控系统.海防无线岗业务是基于WCDMA网络，通过建设3G无线海防视频监控平台，实现对沿海关键位置的实时监控功能的一项3G业务。业务的优势在于WCDMA网络的高速数据传输性能，能够满足联通3G网络覆盖下的任何地点的实时视频采集需求，解决政
20、府海防部门实时监控选点难等问题。相对于2G时代，基于WCDMA网络的海防无线岗业务除了实现监控中心对各监控点的实时监控外，还可以扩展到手机端，通过3G手机实现对各视频采集点的实时视频监控等功能，极大的提升了的办公效率和监控能力。6、3G路路通基于3G/WCDMA的公路移动执法系统.3G路路通业务是基于WCDMA网络，通过WCDMA网络与公路局数据中心的安全直连，实现公路移动执法、移动办公、路政监查等功能的一项3G业务。业务的优势在于WCDMA网络的高速数据传输性能，使用户可以随时随地的通过3G手机查询上报执法信息、传送视频等，满足公路无线数据传输需求。相对于2G时代，基于WCDMA网络的3G路
21、路通业务除了实现车辆信息查询、养路费缴纳信息查询、移动办公等功能外，还可以利用3G的高速数据传输能力，扩展到无线视频监控、M2M视频传输、视讯通话等，拓展了公路。3G市场及管理3G总结三代移动通信系统(3G)，也称IMT 2000，是正在全力开发的系统，其最基本的特征是智能信号处理技术，智能信号处理单元将成为基本功能模块，支持话音和多媒体数据通信，它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务，例如高速数据、慢速图像与电视图像等。如WCDMA的传输速率在用户静止时最大为2Mbps，在用户高速移动是最大支持144Kbps，说占频带宽度5MHz左右。但是，第三代移动通信系统的通信标准共有WCDMA
22、，CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同组成一个IMT 2000家庭，成员间存在相互兼容的问题，因此已有的移动通信系统不是真正意义上的个人通信和全球通信；再者，3G的频谱利用率还比较低，不能充分地利用宝贵的频谱资源；第三，3G支持的速率还不够高，如单载波只支持最大2fDps的业务，等等。这些不足点远远不能适应未来移动通信发展的需要，因此寻求一种既能解决现有问题，又能适应未来移动通信的需求的新技术(即新一代移动通信：next generation mobile communication)是必要的。4G技术由此产生。PART3 B3G架构及应用PART4 4G架构及应用PART5 移动
23、通讯发展趋势三、4G通信4G，即第四代移动通信及其技术的简称，是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。2012.1.20 ITU（国际电信联盟）正式审议通过的的4G（IMT-Advanced ）标准：LTE-Advanced：LTE(Long Term Evolution,长期演进)的后续研究标准;WirelessMAN-Advanced(802.16m)：WiMAX的后续研究标准.而TD-LTE作为LTE-Advanced标准分支之一入选；这是由我国主要提出的。LTE LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是3
24、G的演进，它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。相对于3G网络大大的提高了小区的容量，同时将网络延迟大大降低。并且这一标准也是3GPP长期演进(LTE)项目，是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目，其演进的历史如下：GSM-GPRS-EDGE-WCDMA-HSDPA/HSUPA-HSDPA+/HSUPA+-FDD-LTE。这一4G标准获得了最大的支持，也将是未来4G标准的主流。该网络提供媲美固定宽带的网速和移动网络的切换速度，网络浏览速度大大提升。LTE终端设备当前有耗电太大和价格昂贵的缺点，按照摩尔定律测算，估计至少还要6年后，才能达到当
25、前3G终端的量产成本。 LTE网络架构解决方案LTE-AdvancedLTE-Advanced的正式名称为 Further Advancements for E-UTRA，它满足 ITU-R的IMT-Advanced技术征集的需求，是3GPP形成欧洲IMT-Advanced技术提案的一个重要来源。LTE-Advanced是 一个后向兼容的技术，完全兼容LTE，是演进而不是革命，相当于HSPA和WCDMA这样的关系。如果严格的讲，LTE作为3.9G移动互联网技术，那么LTE-Advanced作为4G标准更加确切一些。LTE-Advanced的入围，包含 TDD和FDD两种制式，其中TD-SCDM
26、A将能够进化到TDD制式，而WCDMA网络能够进化到FDD制式。移动主导的TD-SCDMA网络期望能够 直接绕过HSPA+网络而直接进入到LTE。Wireless MANWirelessMAN-Advanced：WirelessMAN- Advanced事实上就是WiMax的升级版，即IEEE 802.16m标准，802.16系列标准在IEEE正式称为WirelessMAN ，而WirelessMAN-Advanced极为IEEE 802.16m。其优势如下：1.提高网络覆盖，改建链路预算；2.提高频谱效率； 3提高数据和VOIP容量；4.低时延&QoS增强；5.功耗节省。WirelessMA
27、N- Advanced得到ITU的认可并成为4G标准的可能性极大。目前正在开发和研制中的4G通信将具有以下特征：（一）通信速度更快 由于人们研究4G通信的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问Internet的速率，因此4G通信的特征莫过于它具有更快的无线通信速度。专家预估，第四代移动通信系统的速度可达到10-20Mbit/s，最高可以达到100Mbit/s。（二）网络频谱更宽要想使4G通信达到100Mbit/s的传输速度，通信运营商必须在3G通信网络的基础上对其进行大幅度的改造，以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的带宽高出许多。据研究，每个4G信道将占有100MHz的频谱，相当于W
28、CDMA 3G网络的20倍。（三）多种业务的完整融合个人通信、信息系统、广播、娱乐等业务无缝连接为一个整体，满足用户的各种需求。4G应能集成不同模式的无线通信从无线局域网和蓝牙等室内网络、蜂窝信号、广播电视到卫星通信，移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。各种业务应用、各种系统平台间的互联更便捷、安全，面向不同用户要求，更富有个性化。（四）智能性能更高第四代移动通信的智能性更高，表现在4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化。（五）兼容性能更平滑要使4G通信尽快地被人们接受，还应该考虑到让更多的用户在投资最少的情况下轻易地过渡到4G通信。因此，从这个角度来看，4G通信系统应当具备全球漫
29、游、接口开放、能跟多种网络互联、终端多样化以及能从2G、3G平稳过渡等特点。（六）实现更高质量的多媒体通信4G通信提供的无线多媒体通信服务将包括语音、数据、影像等，大量信息透过宽频的信道传送出去，为此4G也称为“多媒体移动通信”。 （七）通信费用更加便宜由于4G通信解决了与3G的兼容性问题，让更多的现有通信用户能轻易地升级到4G通信，因此4G通信部署起来就容易、迅速得多。同时在建设4G通信网络系统时，通信运营商们将考虑直接在3G通信网络的基础设施之上，采用逐步引入的方法，这样就能够有效地降低运营成本。发展的阻力：1、标准难以统一虽然从理论上讲，3G手机用户在全球范围都可以进行移动通信，但是由于
30、没有统一的国际标准，各种移动通信系统彼此互不兼容，给手机用户带来诸多不便。2、技术难以实现尽管未来的4G通信能够给人带来美好的明天，现已研究出来，但并未普及。据研究这项技术的开发人员而言，要实现4G通信的下载速度还面临着一系列技术问题。例如，如何保证楼区、山区，及其它有障碍物等易受影响地区的信号强度等问题。3、容量受到限制人们对未来的4G通信的印象最深的莫过于它的通信传输速度会得到极大提升，从理论上说其所谓的每秒100MB的宽带速度，比2009年最新手机信息传输速度每秒10KB要快1万多倍，但手机的速度会受到通信系统容量的限制，如系统容量有限，手机用户越多，速度就越慢。据有关行家分析，4G手机
31、会很难达到其理论速度。如果速度上不去，4G手机就要大打折扣。4、市场难以消化有专家预测在10年以后，第三代移动通信的多媒体服务会进入第三个发展阶段，此时覆盖全球的3G网络已经基本建成，全球25%以上人口使用第三代移动通信系统，第三代技术仍然在缓慢地进入市场，到那时整个行业正在消化吸收第三代技术，对于第四代移动通信系统的接受还需要一个逐步过渡的过程。5、设施难以更新在部署4G通信网络系统之前，覆盖全球的大部分无线基础设施都是基于第三代移动通信系统建立的，如果要向第四代通信技术转移的话，那么全球的许多无线基础设施都需要经历着大量的变化和更新，这种变化和更新势必减缓4G通信技术全面进入市场、占领市场
32、的速度。而且到那时，还必须要求3G通信终端升级到能进行更高速数据传输及支持4G通信各项数据业务的4G终端，不能让通信终端的生产滞后于网络建设。6、其他相关困难4G通信还只处于研究和开发阶段，具体的设备和用到的技术还没有完全成型，因此对应的软件开发也会遇到困难；费率和计费方式对于4G通信的移动数据市场的发展尤为重要，因此必须及早慎重研究基于4G通信的收费系统。还有4G通信不仅需要区分语音流量和互联网数据，还需要具备能到数据传输速度很慢的第三代无线通信网络上平稳使用的性能。到了4G通信真正开始推行时，熟悉4G通信业务的经验和专门技术人才还不多，这样同样也会延缓4G通信在市场上迅速推广的速度。总结4
33、G是第四代移动通信及其技术的简称，是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。 4G系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。移动通信会向数据化，高速化、宽带化、频段更高化方向发展，移动数据、移动IP预计会成为未来移动网的主流业务。4G通讯的核心技术尚在研发阶段，且以目前3G通讯技术应用现况为如预期热络的情况来看，要使3G通讯成为主流通讯应用技术还得等一等，专家便预测市场消化并完全吸收3G技术的时间约需十年左右，而接踵而至的还有往后的5G以上技术。尽
34、管4G比起3G有着更强大的应用优势，但目前已可见到4G在发展与往后实际应用上所以面临的问题，但是市场不变的趋势是，新技术和新需求将不断出现，有朝一日4G必然会取代3G，成为新一代行动通讯的主流技术。四、移动发展趋势的展望21世纪我们进入了信息社会一个以人为本、更加注重精神粮食的社会，人性、环境和信息将成为这个社会的关键词。因此在21世纪的信息通信系统必须围绕以人为本来进行研究开发。潜在的研究方向包括：如何满足人性的需求和充分利用五个感官（触、尝、听、看、闻）及人工智能；如何通过智能化来补充人的能力；如何通过机器人和可佩带设备来实现新的通信方式；如何克服通信质量的限制来扩大人的空间。在人类通信中
35、，如何很好地实现感情的相互传递是今后十分重要的课题。虽然可视电话和虚拟现实能够完成用户影像和活动情况（在电脑空间的有限范围之内）的传递，但是对传递感情而言它们是远远不够的。如果我们能把声音、图像或数据加在一起，再加入真实的感觉（包括通信时的感情、用户周围的氛围以及用户实际活动情况），那么就有可能建立更加充满感情的通信方式，有人把这种通信方式称作“遥现”。例如，日本现正在开发一种叫“替身”的接口。这种接口能把你自己的实际感觉传送给有形的机器人，利用手势和机器人的摄像头来遥控机器人，完成与另一方的通信。人的脑电波、肌电能力和其它生物信息通过无线网传给替身机器人，此机器人不仅用作虚拟替身，而且还用作
36、有重量和大小的实际替身。这种全新的无线通信方式的应用领域将极其广泛，包括公共场所、住家和娱乐场所等。在21世纪，同时移动通信在信息通信领域的发展将达到顶峰，世界各国的用户数将继续增长。移动通信将成为宽带信息通信的使能器，使无所不在的通信成为现实。为了使移动多媒体得到充分的发展，除了在每个国家及时引入和不断扩展2000之外，还需要不断改进无线系统和核心网，开拓新的服务应用，开发小型高功能终端。我认为，未来的移动通信将是一个以个人通信为主的通信系统：无论任何人无论在任何时间任何地方都能与任何人进行任何类型信息的交换。各种无线技术都将在这个系统中发挥自己的作用，找到自己的天地。从大范围公众移动通信来
37、看，随着人们对生活质量要求的提高，1G和2G将会逐步由3G取代。第三代移动通信系统（3G）在未来几年内将是主导，它将以各种新技术为基础，综合各种通信网络，发挥各自的优点，取长补短，在统一要求和统一标准的条件下，突破关键技术，解决各种网络之间的互连互通，加强通信网络的智能化管理功能，以实现全球性的个人通信网。 更远的未来，按当前专家们的预想，移动通信系统将向下一代第四代移动通信系统发展。4G移动通信系统可将现有的无线技术（包括GSM无线局域网和蓝牙技术等）无缝地联系在一起，支持更加广泛、个性化的服务，提供更加稳定的网络性能和服务质量，从而形成集固定无线手段于一体，各种接入方式综合发挥效用，各种业
38、务形成全网络配置的一体化综合网络。4G系统是基于不同种类网络互联的全IP网，允许用户在任何时间、地点使用任何系统，用户携带一个互联的移动终端就可以使用由多个无线网络提供的大范围服务。那时，多媒体业务将会普及，移动系统将更加可靠更加稳定，用户只要支付较低的传输费用就可以享受VIP式的服务。当然，这一进程将是漫长的，也必将遇到很多挫折，我们期待着这一天的到来。三、4G通信4G，即第四代移动通信及其技术的简称，是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。2012.1.20 ITU（国际电信联盟）正式审议通过的的4G（IMT-Advanced ）标
39、准：LTE-Advanced：LTE(Long Term Evolution,长期演进)的后续研究标准;WirelessMAN-Advanced(802.16m)：WiMAX的后续研究标准.而TD-LTE作为LTE-Advanced标准分支之一入选；这是由我国主要提出的。LTE LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进，它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。相对于3G网络大大的提高了小区的容量，同时将网络延迟大大降低。并且这一标准也是3GPP长期演进(LTE)项目，是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目，其
40、演进的历史如下：GSM-GPRS-EDGE-WCDMA-HSDPA/HSUPA-HSDPA+/HSUPA+-FDD-LTE。这一4G标准获得了最大的支持，也将是未来4G标准的主流。该网络提供媲美固定宽带的网速和移动网络的切换速度，网络浏览速度大大提升。LTE终端设备当前有耗电太大和价格昂贵的缺点，按照摩尔定律测算，估计至少还要6年后，才能达到当前3G终端的量产成本。这里简单介绍一下LTE的网络架构，以及各个网元的功能。LTE体系结构将3GPP Release 6 中的RNC、NodeB融合为一体，即图1中所示的eNB。eNB提供E-UTRAN RLC/MAC/PDCP/物理层协议的功能和控制面
41、RRC协议的功能，整个体系趋于扁平化。这种系统结构和体系的改变使LTE与现有UTRAN结构相比，接口减少，降低了成本，对设备进行维护管理更方便，从性能上来说，有利于减少数据传输延迟。LTE采用的关键技术主要包括：LTE的物理层多址方式下行采用OFDM，上行采用SC-FDMA；链路调制技术支持QPSK、16QAM和64QAM三种调制方式；支持FDD和TDD两种双工方式；支持MIMO，最基本要求22，最高可以支持44； 支持链路自适应功能，下行采用AMC，上行除了AMC还包括传输带宽的自适应调整和发射功率的自适应调整；支持HARQ和ARQ功能；支持小区干扰抑制以提高小区边缘的数据率和系统容量。LT
42、E的网络架构可以分为E-UTRAN和EPC两大部分。相比于3G技术:E-UTRAN（4G）=UTRAN(3G);EPC(4G)=CN(3G).1.E-UTRAN（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network）E-UTRAN 在系统性能和能力方面的研究目标主要有以下几点：更高的空中接口峰值速率以及频谱效率。下行100 Mbit/s，频谱效率5 bit（sHz）；上行50 Mbit/s，频谱效率25 bit（sHz），系统的最大带宽为20 MHz，还支持其它各种系统带宽：1.25MHz、1.6MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz 和15
43、MHz 等系统带宽，以及“成对”与“非成对”频段的部署，以保证将来在系统部署上的灵活性；在 E-UTRAN 中，eNodeB 之间底层采用IP 传输，在逻辑上通过X2 接口互相连接，即形成Mesh 型网络。这样的网络结构设计主要用于支持UE 在整个网络内的移动性，保证用户的无缝切换。而每个eNodeB 通过S1 接口和移动性管理实体/接入网关（MobilityManagement Entity (MME)/Serving Gateway(S-GW)）连接，一个eNodeB 可以和多个MME/S-GW 互连，反之亦然。在 E-UTRAN 网络中，由于没有了RNC，整个E-UTRAN 的空中接口协
44、议结构和原来的UTRAN 相比有了较大的不同，特别是不同功能实体的位置出现了很多变化。原来由RNC承担的功能被分散到了eNodeB 和MME/S-GW 上。2.EPC（Evolved Packet Core）EPC 核心网主要由移动性管理设备（MME）、服务网关（S-GW）、分组数据网关（P-GW）、存储用户签约信息的HSS、策略控制单元（PCRF） 等组成， 其中S-GW 和P-GW可以合设，也可以分设。EPC 核心网架构秉承了控制与承载分离的理念，将分组域中SGSN 的移动性管理、信令控制功能和媒体转发功能分离出来，分别由两个网元来完成，其中，MME 负责移动性管理、信令处理等功能，S-G
45、W 负责媒体流处理及转发等功能，P-GW 则仍承担GGSN 的职能。LTE 无线系统中取消了RNC 网元，将其功能分别移至基站eNodeB 和核心网网元，eNodeB 将直接通过S1 接口与MME、S-GW 互通，简化了无线系统的结构。至此，2G-3G-4G就先草草介绍了一下网络架构和其中的各个网元。最后，送给大家一张Moto官方ppt里的一张说明图，千言万语不如下面这张图片来的明白：LTE-AdvancedLTE-Advanced的正式名称为 Further Advancements for E-UTRA，它满足 ITU-R的IMT-Advanced技术征集的需求，是3GPP形成欧洲IMT-
46、Advanced技术提案的一个重要来源。LTE-Advanced是 一个后向兼容的技术，完全兼容LTE，是演进而不是革命，相当于HSPA和WCDMA这样的关系。如果严格的讲，LTE作为3.9G移动互联网技术，那么LTE-Advanced作为4G标准更加确切一些。LTE-Advanced的入围，包含 TDD和FDD两种制式，其中TD-SCDMA将能够进化到TDD制式，而WCDMA网络能够进化到FDD制式。移动主导的TD-SCDMA网络期望能够 直接绕过HSPA+网络而直接进入到LTE。Wireless MANWirelessMAN-Advanced：WirelessMAN- Advanced事实
47、上就是WiMax的升级版，即IEEE 802.16m标准，802.16系列标准在IEEE正式称为WirelessMAN ，而WirelessMAN-Advanced极为IEEE 802.16m。其优势如下：1.提高网络覆盖，改建链路预算；2.提高频谱效率； 3提高数据和VOIP容量；4.低时延&QoS增强；5.功耗节省。WirelessMAN- Advanced得到ITU的认可并成为4G标准的可能性极大。4G网络应用：1 、移动视频直播现在，许多手机都携带具有摄像功能的摄像头，毫不怀疑下一步将利用视屏应用程序，将视屏链接到网络上。现在，如Qik那样的专门应用程序供应商已经支持通过移动设备在网络
48、上进行流媒体视频直播。2、移动/便携游戏玩家现在特别期望4G网络服务的速度和优势。从长远来看，在线玩家将是便携式 Overdrive和Clear Spot等Wi-Fi路由器的最大消费群体，Overdrive等可以通过无线网络，接受4G信息并传输到游戏设备中。3、基于云计算的运用4G网络将使得基于云计算的应用程序比现在更有吸引力。如果4G网络将网络传输速度提高10倍的话，云服务对于移动用户来说，将变得相对的更加可靠、更加实用和安全。4、“增强现实”导航4G网络号称带宽更宽，导航应用软件供应商已经在探索“增强现实”的概念，即通过电话的摄像头或者GPS，可以获得实时视频数据。5、应急反应和远程医疗警察部门、消防部门和医疗机构将花大力投资4G网络，以便提供更好、更快和便宜的医疗和应急服务。据悉，网络巨人Cisco