移動通信

移動通信(Mobile communication)是移動體之間的通信，或移動體與固定體之間的通信。移動體可以是人，也可以是汽車、火車、輪船、收音機等在移動狀態中的物體。

移動通信是進行無線通信的現代化技術，這種技術是電子計算機與移動網際網路發展的重要成果之一。移動通信技術經過第一代、第二代、第三代、第四代技術的發展，目前，已經邁入了第五代發展的時代(5G移動通信技術)，這也是目前改變世界的幾種主要技術之一。

現代移動通信技術重要可以分為低頻、中頻、高頻、甚高頻和特高頻幾個頻段，在這幾個頻段之中，技術人員可以利用移動台技術、基站技術、移動交換技術，對移動通信網路內的終端設備進行連接，滿足人們的移動通信需求。從模擬制式的移動通信系統、數字蜂窩通信系統、移動多媒體通信系統，到目前的高速移動通信系統，移動通信技術的速度不斷提升，延時與誤碼現象減少，技術的穩定性與可靠性不斷提升，為人們的生產生活提供了多種靈活的通信方式。

在過去的半個世紀中，移動通信的發展對人們的生活、生產、工作、娛樂乃至政治、經濟和文化都產生了深刻的影響，30年前幻想中的無人機、智能家居、網路視頻、網上購物等均已實現。移動通信技術經歷了模擬傳輸、數字語音傳輸、網際網路通信、個人通信、新一代無線移動通信5個發展階段。

1.2簡史

1899年，船舶上用無線電報傳遞保障船舶運行和海上人員安全的有關信息，其後開放有旅客與陸地公用電信網之間的通信業務。20世紀20年代初，美國底特律警察局將2MHz頻段的無線電台安裝在警車上作調度通信。1922年，船舶上使用了無線電話。第二次世界大戰後期，出現了將超短波電台裝在指揮車上的單工通信系統。1946年，美國在聖劉易斯（St.Louis）建立了公用汽車電話網。接著，西德、法國、英國等國家都相繼研製了公用行動電話系統。50～60年代，我國主要在航空、海上、軍事、鐵路列車無線調度等領域使用短波波段開展專用移動通信。60年代美國開始應用改進型行動電話系統（IMTS），可以直接撥號，自動選擇無線通道並自動接入公用電信網。70年代，美國開始使用第一代無繩電話系統。1976年，美國發射了MARISAT海事衛星，海上移動通信開始使用微波頻段和衛星通信技術。70年代末，美國、日本研製了服務範圍劃分為若干基站覆蓋區的模擬蜂窩式行動電話通信系統。1979年成立國際海事衛星組織，該組織的全球衛星系統於1982年開始向船舶、海上石油鑽台等水上目標與岸站間提供通信業務。70～80年代初，我國各種專用移動通信系統相繼投入使用。我國自行設計的8頻道公用行動電話系統於1982年在上海投入運營。80年代初，日本提出900MHZ無中心選址系統。80年代中期以後，移動通信得到了飛速發展。80年代末，數字式無繩電話（CT2）系統在英國投入商用。

接著，北美的CT2、瑞典的CT3等相繼問世，有的可以提供雙向呼叫和越區切換。專用調度系統也向公用方向發展，在美國、日本、蘇聯、法國、加拿大、瑞典等國家出現了集群式調度網。西歐國家組成的移動通信特別小組（GSM）提出了窄帶TDMA數字行動電話系統的標準，泛歐國家於90年代初開通數字蜂窩式行動電話通信系統。1991年，美國提出了用幾十顆低軌衛星覆蓋全球的衛星移動通信系統。1991年，我國開始使用北京海事衛星通信岸站。1992年，數字式無繩電話（CT2）在深圳開通。集群調度系統也在北京、上海等城市投入運營。

2013年1-3月我國移動通信手持機內銷16316萬台，增速達39%。移動通信手持機的生產和銷售向智能手機加速傾斜，3月份上市新機型中智能手機佔比達到77%，內銷量同比增長62.5%，占手機內銷58%。

移動通信系統由兩部分組成：

(1)空間系統；

(2)地面系統：①衛星移動無線電台和天線；②關口站、基站。

移動通信系統從20世紀80年代誕生以來，到2020年將大體經過5代的發展歷程，而且到2010年，將從第3代過渡到第4代(4G)。到4G，除蜂窩電話系統外，寬頻無線接入系統、毫米波LAN、智能傳輸系統(ITS)和同溫層平台(HAPS)系統將投入使用。未來幾代移動通信系統最明顯的趨勢是要求高數據速率、高機動性和無縫隙漫遊。實現這些要求在技術上將面臨更大的挑戰。此外，系統性能(如蜂窩規模和傳輸速率)在很大程度上將取決於頻率的高低。考慮到這些技術問題，有的系統將側重提供高數據速率，有的系統將側重增強機動性或擴大覆蓋範圍。

從用戶角度看，可以使用的接入技術包括：蜂窩移動無線系統，如3G；無繩系統，如DECT；近距離通信系統，如藍牙和DECT數據系統；無線區域網(WLAN)系統；固定無線接入或無線本地環系統；衛星系統；廣播系統，如DAB和DVB-T；ADSL和CableModem。

1.5頻段

使用頻段遍及低頻、中頻、高頻、甚高頻、特高頻和微波。例如我國陸地行動電話通信系統常採用160，450，800MHz及900MHz頻段；地空之間的航空移動通信系統常採用108～136MHZ頻段；岸站與船站的海上移動通信系統常採用150MHz頻段；國際上，海事衛星移動通信系統採用1.5GHz/l.6GHz的L頻段；陸地的衛星移動通信系統有採用L頻段的，也有用11/14、12/14GHzKu頻段的。

1.6組網方式

按有無中心分為無中心網和有中心網兩種方式。無中心網是在移動台間建立直接鏈路，以實現移動用戶間的通信。如對講電話系統的同頻單工網、無中心選址系統的同頻單工網等。有中心網在移動台與控制中心建有鏈路，移動用戶間的通信必須經過控制中心才能實現。如第二代無繩電話網、蜂窩行動電話網和集群調度系統等。按服務對象分有公用移動通信網和專用移動通信網。公用移動通信網是公用電信網的一部分。移動通信網有通過用戶線入公用市話網的，也有通過中繼線以端局方式入自動電話網的。

1.7信令

系指在移動通信網中，與通信的接續和控制以及管理有關的電信息（非語言），具有信號和指令的雙重含義。按信號形式分有模擬信令和數字信令；按傳輸媒質分有無線信令和有線信令；按傳輸方式分有隨路信令方式和共路信令方式。80年代，小容量移動通信網的無線信令多採用模擬隨路信令方式，即以多音頻（或脈衝）方式與話音共享一個通道，在傳遞話音信號前後傳送信令。大、中容量移動通信網的無線信令移動通信多採用數字共路信令方式，即在多通道共享的移動通信系統中，設立專用信令通道（又稱控制通道）。

1.8編號

專用移動通信網採用單獨編號。公用移動通信網的編號與進入公用電信網的方式有關。如以用戶線方式進入電信網，移動用戶號碼的編法多與市話用戶號碼編法相同。例如陸地公用移動通信網，CCITT的E213推薦了兩種編號方案：一種與公用電信網編法一致；另一種採用“網號”，即單獨編號的方式。

(1)移動性

就是要保持物體在移動狀態中的通信，因而它必須是無線通信，或無線通信與有線通信的結合。

(2)電波傳播條件複雜

。因移動體可能在各種環境中運動，電磁波在傳播時會產生反射、折射、繞射、多普勒效應等現象，產生多徑干擾、信號傳播延遲和展寬等效應。

(3)雜訊和干擾嚴重

在城市環境中的汽車火花雜訊、各種工業雜訊，移動用戶之間的互調干擾、鄰道干擾、同頻干擾等。

(4)系統和網路結構複雜。

它是一個多用戶通信系統和網路，必須使用戶之間互不干擾，能協調一致地工作。此外，移動通信系統還應與市話網、衛星通信網、數據網等互連，整個網路結構是很複雜的。

(5)要求頻帶利用率高、設備性能好。

按業務性質分有電話業務和數據、傳真等非話業務；按服務對象分有公用移動通信、專用移動通信；按移動台活動範圍分有陸地移動通信、海上移動通信和航空移動通信；按使用情況分，常用的有行動電話、無線尋呼、集群調度系統、漏泄電纜通信系統、無繩電話、無中心選址移動通信系統、衛星移動通信系統、個人通信。

模擬蜂窩業務

1984年模擬蜂窩業務建成投產，他可以在城市和城鎮中不同的區域內重複使用相同的頻率，不相鄰區域內的頻率重複使用是蜂窩增加容量的一個創新。AT&T的貝爾實驗室開發了第一代蜂窩服務技術。

第二代數字通信服務(2G)

概述

第二代數字通信服務仍為當前全球範圍內普遍採用的形式。2G業務比模擬移動業務提供的容量更多，在相同數量的頻譜中，因使用了復用接入技術可承載更多的語音流量。世界最流行的兩種2G空中介面是全球移動通信系統(UGSM)和碼分多址系統(CDMA)。

GSM系統

GSM的優點在於全球範圍的廣泛普及。GSM是數字蜂窩通信標準，採用時分多路復用技術(TDM)。目前，T-Mobile和AT&T移動公司在美國經營GSM網路。

CDMA系統

CDMA技術為每個呼叫分配一個獨特的代碼來複用頻譜，又稱之為擴頻技術，每個會活在發送時會被擴展到1.25MHZ帶寬的通道。CDMA可以以很低的成本提供語言數據出務，並可以使運營商更方便的升級到3G網路。美國的高通公司在CDMA技術的商用領域擁有著絕對的領先地位。

第三代數字通信服務(3G)

概述

運營商對更大的容量和為用戶提供更多可產生收益的功能的需求是推動3G網路發展的主要動力。3G標準統稱為IMT-2000國際移動通信標準，其中最廣泛的應用是WCDMA和CDMA2000。WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000均為通用的3G標準。

WCDMA業務

WCDMA是大多數GSM運營商從2G升級到3G時所選擇建設的3G業務。從GSM網路到WCDMA網路的最大開支是新建基站。3G網路使用更高頻率的頻譜，這便意味著在同樣的區域里需要更多的基站才可保證網路覆蓋。由於WCDMA是基於碼分多址接入而不是時分介入，因比GSM網路升級到完全的3G業務還需要建設新的基礎設施。

第四代數字通信服務(4G)

概述

4G協議的標準由國際電信聯盟無線電通信組制定。WiMAX和LTE協議通常稱之為4G業務。開發4G技術的一個主要目標是移動設備具有能夠容納預期移動數據傳輸數量的能力和使用移動網路達到寬頻上網的能力。

LTE網路

LTE核心網路簡稱為演進的分組核心網，LTE核心網略功能分為3個功能元素：移動性管理實體(MME)、服務機關(SGW)、分組數據網網關(PGW)、其中PGW和SGW負責將2G、3G的網路流量以及LTE流量發送到網際網路和其他數據網路中。

核心技術

接入方式和多址方案、調製與編碼技術、智能天線技術、MIMO技術、基於IP的核心網、多用戶檢測技術。

優勢

速度快、頻譜寬、高質量、高效率、通信靈活、兼容性好、提供增值服務。

4.6總結

移動通信正朝者數字化、小型化和綜合化方向發展。為能與綜合業務數字網（ISDN）兼容，提供多種業務，各種移動通信設備必須數字化，並採用多址技術如時分多址（TDMA）技術、碼分多址（CDMA）技術，話音低碼率編碼（LRE），數字窄帶調製技術如高斯最小頻移鍵控（GMSK）、平滑調頻（TFM）以及通道編碼和分集接收技術等，使通信質量穩定可靠、保密性能好、抗干擾性強、可顯著提高頻譜利用率。為了使移動通信設備小型化和便於攜帶，必須廣泛使用大規模集成電路、微型計算機和微處理機等。

移動通信的最終目標是與其它通信手段一起，共同實現任何用戶在任何時間、任何地點與任何人通信的目的。為此需要有一個統一規範的全球兼容系統。自1988年起，CCIR和CCITT有關研究組就著手制定公用陸地移動通信系統的規範，將各種移動通信系統，包括如無線電話系統、無線尋呼系統、模擬/數字蜂窩式行動電話通信系統和衛星移動通信系統等聯網成一個綜合移動通信系統，除有電話業務外，還擴展到數據、傳真和圖像等各種非話業務，最終成為綜合業務數字網（ISDN）的一部分。

CDMA蜂窩移動通信技術介紹

自20世紀70年代末第一代模擬移動通信系統面世以來，移動通信產業一直以驚人的速度迅猛發展，已經成為帶動全球經濟發展的主要高科技產業之一，並對人類生活及社會發展產生了重大影響。其中，CDMA碼分多址移動通信技術以其容量大、頻譜利用率高、保密性強、綠色環保等諸多優點，顯示出強大的生命力，引起人們的廣泛關注，成為第三代移動通信的核心技術。

CDMA（CodeDivisionMultipleAccess，碼分多址）作為一種多址技術早已出現，起初僅在抗干擾和保密性能等方面受到人們的注意，被用在軍用抗干擾系統中。1989年，美國高通（Qualcomm）公司最先推出CDMA蜂窩移動通信系統的設想。

碼分多址蜂窩移動通信技術實際上包含兩個基本技術，即碼分多址技術和擴頻通信技術。所謂擴頻，簡單地講就是用某種技術將信號的頻譜進行擴展，工程中常用直接序列對信號進行擴頻，即用一個高速碼序列碼去調製低速原始數據信息。碼分多址(CDMA)與頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)一樣，是多址技術的一種。

CDMA系統中的每一個信號被分配一個正交序列或PN（PseudoNoise，偽隨機雜訊）序列用作擴頻序列對其進行擴頻，不同信號的能量被分配到不同的正交序列或PN序列里。在接收機，通過使用相關器只接受選定的正交序列或PN序列並壓縮其頻譜，凡不符合該用戶正交序列的信號就不被壓縮帶寬，結果只有指定的信號才能被提取出來。

我們將CDMA與FDMA、TDMA三種多址方式進行比較。FDMA採用調頻的多址技術，在不同頻段的業務通道被分配給不同的用戶；TDMA是採用時分的多址技術，業務通道在不同的時間被分配給不同的用戶；CDMA採用擴頻的碼分多址技術，所有用戶在同一時間、同一頻段上，但根據不同的編碼獲得業務通道。在技術實現上，就是利用碼型的不同來調製解調不同的用戶。

1．系統容量大。在CDMA系統中所有用戶共用一個無線通道，當有的用戶不講話時，該通道內的所有其它用戶會由於干擾減小而得益。CDMA數字移動通信系統的容量理論上比模擬網大20倍，實際上比模擬網大10倍，比GSM大4至5倍。

2．通信質量好。CDMA系統採用確定聲碼器速率的自適應閾值技術、高性能糾錯編碼、軟切換技術和抗多徑衰落的分集接收技術，可提供TDMA系統不能比擬的、極高的通信質量。

3．頻帶利用率高。CDMA是一種擴頻通信技術，儘管擴頻通信系統抗干擾性能的提高是以佔用頻帶帶寬為代價的，但是CDMA允許單一頻帶在整個系統區域內可重複使用，使許多用戶共用這一頻帶同時通話，大大提高了頻帶利用率。這種擴頻CDMA方式雖然要佔用較寬的頻帶，但按每個用戶佔用的平均頻帶來計算，其頻帶利用率是很高的。

4．適用於多媒體通信系統。CDMA系統能方便地使用多碼道方式和多幀方式，傳送不同速率要求的多媒體業務信息，處理方式和合成方式都比TDMA方式和FDMA方式靈活、簡單，利於多媒體通信系統的應用。

5．手機發射功率低。CDMA系統通過功率控制，使得CDMA手機盡量降低發射功率，以減少干擾和提高網路容量。

6．頻率規劃靈活。用戶按不同的碼序列區分，扇區按不同的導頻碼區分，相同的CDMA載波可以在相鄰的小區內使用，因此CDMA網路的頻率規劃靈活，擴展方便。

1．功率控制技術

功率控制技術是CDMA系統的核心技術。CDMA系統是一個自干擾系統，所有移動用戶都佔用相同帶寬和頻率，因此需要某種機制使得各個移動台信號到達基站的功率基本處於同一水平上，否則離基站近的移動台發射的信號很容易蓋過其它離基站較遠的移動台的信號，造成所謂的“遠近效應”。CDMA功率控制的目的就是克服“遠近效應”，使系統既能維護高質量通信，又減輕對其他用戶產生的干擾。功率控制分為前向功率控制和反向功率控制，反向功率控制又可分為僅由移動台參與的開環功率控制和移動台、基站同時參與的閉環功率控制。

(l)反向開環功率控制。移動台根據在小區中接收功率的變化，調節移動台發射功率以達到所有移動台發出的信號在基站時都有相同的功率。它主要是為了補償陰影、拐彎等效應。

(2)反向閉環功率控制。閉環功率控制的設計目標是使基站對移動台的開環功率估計迅速做出糾正，以使移動台保持最理想的發射功率。

(3)前向功率控制。在前向功率控制中，基站根據移動台提供的測量結果，調整對每個移動台的發射功率，其目的是對路徑衰落小的移動台分配較小的前向鏈路功率，而對那些遠離基站和誤碼率高的移動台分配較大的前向鏈路功率。

2.碼技術

PN碼的選擇直接影響到CDMA系統的容量、抗干擾能力、接入和切換速度等性能。CDMA通道的區分是靠PN碼來進行的，因而要求PN碼自相關性好，互相關性弱，實現和編碼方案簡單等。CDMA系統就是採用一種基本的PN序列——m序列作為地址碼。基站識別碼採用周期為215-1的m序列（稱為短碼），用戶識別碼採用周期為242-1m序列（稱為長碼）。

3．RAKE接收技術

移動通信通道是一種多徑衰落通道，RAKE接收技術就是分別接收每一路的信號進行解調，然後疊加輸出達到增強接收效果的目的，這裡多徑信號不僅不是一個不利因素，而且在CDMA系統變成一個可供利用的有利因素。一般地，RAKE接收機有搜索器（Searcher）、解調器（Finger）和合併器（Combiner）三個模塊組成。通常CDMA基站一個RAKE接收機有4個解調器，移動台有3個解調器。

4．軟切換技術

移動台從A基站覆蓋區域向B基站覆蓋區域行進，在A、B兩基站的邊緣，移動台先與B基站建立連接后，再將與A基站原來的連接斷開，這種技術稱之為軟切換。CDMA系統工作在相同的頻率和帶寬上，因而軟切換技術實現起來比TDMA系統要方便容易得多。

5．話音編碼技術

CDMA系統使用了確定聲碼器速率的自適應閾值，從而可以根據背景雜訊電平的變化改變聲碼器的數據速率。這些閾值的使用壓制了背景雜訊，因而在雜訊環境下也能提供清晰的話音。CDMA2000系統採用的話音編碼技術有CELP（CodeExcitedLinearPrediction，代碼激勵線性預測）、QCEP8K/13K（QualcommCELP）、EVRC（EnhancedVariableRateCoder，增強型可變速率編碼器）等。

作為第三代移動通信技術的一個主要代表，CDMA2000是美國向ITU-T提交的第三代移動通信空中介面標準的建議，它由CDMAIS-95標準發展演進而來。

CDMAOne是基於IS-95標準的各種CDMA製造廠商的產品和不同運營商的網路的總稱，也是國際CDMA發展組織（CDG）的一個品牌。IS-95標準於1993年7月發布，是CDMAOne系列標準中最先發布的一個標準，但真正在全球得到應用的第一個CDMA標準是美國TIA(電信工業協會)於1995年5月正式頒布的窄帶CDMA標準IS-95A。IS-95A是CDMAOne第二個標準，工作頻段為800MHz，兼容模擬和CDMA通信系統。在IS-95A的基礎上，又分別出版了支持13K話音編碼的TSB-74文件、支持1900MHz的CDMAPCS系統的STD-008標準和支持64Kbps數據業務的IS-95B標準。

然而CDMAOne系統也僅能提供最高為64Kbps的數據業務，不能滿足人們對多媒體通信的需求。為了能進一步提升數據傳輸速率和系統容量，3GPP2標準化組織制定併發布了IS-2000，即CDMA2000標準。在CDMA2000技術體制研究的前期，提出了1x和3x的發展策略。如果系統分別獨立使用帶寬為1.25MHz的載頻，則被叫做1x系統；如果系統將3個載頻捆綁使用，則叫做3x系統。但隨後的研究表明，1x和1x增強型技術代表了未來發展方向。同是1x，在CDMA2000向前發展的過程中，技術又出現了兩個分支：1xEV-DO和1xEV-DV，且這兩種技術均能滿足ITU對第三代移動通信系統的要求（如最高數據傳輸速率達到2Mbps）。

CDMA20001xEV-DO標準最早起源於Qualcomm公司於1997年向CDG提出的高速率（HDR）技術。此後，經過不斷完善，Qualcomm公司於2000年3月以CDMA20001xEV-DO的名稱向3GPP2提交了正式的技術建議方案。“EV”是Evolution的縮寫，“DO”則是“DataOnly”或是“DataOptimized”的縮寫，EV-DO表示該技術是對CDMA20001x在提供數據業務方面的一種演進和增強。2000年10月，3GPP2通過了1xEV-DO的空中介面標準《CDMA2000HighRagePacketDataAirInterfaceSpecification》（簡稱HRPD）。到目前為止，3GPP2已經完成了1xEV-DO（或稱HRPD）的空中介面標準的Rev0和RevA兩個版本。由於1xEV-DO採用獨立的載頻來承載數據業務，因此終端只能通過雙模互操作來實現語音業務和數據業務。

CDMA20001x已經發展出CDMA2000Release0、CDMA2000ReleaseA、CDMA2000ReleaseB、CDMA2000ReleaseC和CDMA2000ReleaseD等5個版本，商用較多的是Release0版本。部分運營商引入了ReleaseA的一些功能特性，ReleaseB作為中間版本被跨越；1xEV-DV對應於CDMA2000ReleaseC和CDMA2000ReleaseD。

事實上，1xEV-DV距離真正商業還有很長一段距離。業界普遍認為，1xEV-DO能夠對無線高速數據及其應用提供良好的支持，而且在1xEV-DO的ReleaseA版本上能夠保證高效的QoS，在此基礎上提供諸如VOIP之類的實時業務。相比之下，1xEV-DV並不具備明顯的技術優勢。同時，由於1xEV-DV的標準比1xEV-DO複雜，在技術實現和開發進度上明顯滯後於1xEV-DO。出於對以上兩方面原因的考慮，國際上越來越多的主流CDMA2000運營商對1xEV-DV的需求明顯降低，而紛紛選擇1xEV-DO。所以，1xEV-DO就成為CDMA2000比較現實的演進技術。

CDMA2000移動網路由移動終端（UE）、無線接入網(AN)和核心網（CN）三個部分構成。

1．移動終端

移動終端是用戶接入移動網路的設備。

2．無線接入網

無線接入網實現移動終端接入到移動網路，主要邏輯實體包括1x基站（1xBTS）、1x基站控制器（1xBSC）、HRPD基站（HRPDBTS）、HRPD基站控制器（HRPDBSC）和接入網鑒權、授權、計費伺服器（AN-AAA）和分組控制功能（PCF）。

（1）1x基站：採用CDMA20001x空中介面技術，提供無線收發信息功能。

（2）1x基站控制器：管理多個1x基站，提供語音、數據業務的資源管理、會話管理、路由轉發、移動性管理等功能。

（3）HRPD基站：採用HRPD的空中介面技術，提供無線收發信息功能。

（4）HRPD基站控制器：管理多個HRPD基站

（5）接入網鑒權、授權、計費伺服器：提供接入網級的接入認證功能。

（6）分組控制功能：與1x基站控制器或HRPD基站控制器配合，提供與分組數據有關的無線通道控制功能。

3．核心網

核心網負責移動性管理、會話管理、認證鑒權、基本的電路和分組業務的提供、管理和維護等功能，包括核心網電路域和核心網分組域兩個部分。

（1）核心網電路域

核心網電路域分為兩種，即TDM電路域和軟交換電路域。在實際組網中，核心網可以採用這兩種電路域中的一種，但軟交換電路域是網路演進的方向。如果需要對原來是TDM電路域的核心網採用軟交換電路域進行升級換代時，初期可以新建軟交換電路域，並使兩種電路域同時工作。

TDM電路域採用ANSI41標準，主要邏輯實體包括移動交換中心（MSC）、拜訪位置寄存器（VLR）、歸屬位置寄存器（HLR）和鑒權中心（AC）等。

1)移動交換中心：提供對所管轄區域的移動終端進行呼叫控制、移動性管理、電路交換等功能。

2)拜訪位置寄存器：存儲與呼叫處理有關數據的資料庫，用於完成呼叫接續。

3)歸屬位置寄存器：管理移動用戶信息的資料庫，包括用戶識別信息、簽約業務信息以及用戶的當前位置信息。

4)鑒權中心：產生鑒權參數並對用戶進行認證鑒權。

軟交換電路域採用了控制與承載相分離的網路架構，控制平面負責呼叫控制和相應業務處理信息的傳送，承載平面負責各種媒體資源的轉換，主要網元包括移動軟交換（MSCe）和媒體網關（MGW）。

1)移動軟交換：提供呼叫控制和移動性管理功能。

2)媒體網關：提供媒體控制功能。

（2）核心網分組域

核心網分組域主要邏輯實體包括分組數據服務節點（PDSN）、認證授權和計費伺服器（AAA）、歸屬代理（HA）、外埠代理（FA）、域名伺服器（DNS）和L2TP網路伺服器（LNS）。

1)分組數據服務節點：為用戶提供分組數據業務，具體功能包括管理用戶通信狀態和轉發用戶數據。

2)鑒權、授權、計費伺服器：提供管理用戶的許可權、開通的業務、認證信息、計費信息等功能。

3)歸屬代理：提供移動IP地址分配、路由選擇和數據加密等功能。

4)外埠代理：提供移動IP註冊、反向隧道協商以及數據分組轉發等功能。

5)域名伺服器：提供CDMA移動網路分組域設備的域名解析功能。

6)L2TP網路伺服器：提供國際漫遊用戶的L2TP承載建立、用戶IP地址分配及計費信息轉接等功能。

由於空中介面採用了前向快速功控、反向相干導頻、Turbo碼、動態通道分配、發射分集等新技術，CDMA20001x系統容量和數據速率得到進一步提高。以系統實現的技術版本Rev0和RevA為例，前者向用戶提供的最高前向速率為153.6Kbps，最高反向速率為76.8Kbps；後者前向速率達到307.2Kbps，反向速率達到153.6Kbps。對高速分組數據業務的支持是CDMA20001x技術的最大亮點。為此，系統在物理層引入補充通道，並在網路側增加了兩個重要的設備：分組控制功能（PCF）和分組數據服務節點（PDSN），前者主要是在基站和PDSN之間提供PPP幀的傳輸，是無線鏈路協議（RLP）連接的終止點，後者則是點對點協議（PPP）連接的終止點，為IP數據包提供路由功能。

隨著Internet與信息技術的高速發展，市場對無線數據業務的需求日益增長，而且數據業務向著多樣性、大容量和非對稱方向發展。雖然CDMA20001x的數據速率高於IS-95，但仍然不能滿足數據業務的需求。CDMA20001xEV-DO技術的出現，進一步提高了系統的數據速率。

1．CDMA20001xEV-DO技術的設計思想

數據和語音業務具有不同的特性。數據業務對實時性要低於語音業務，而對誤比特率的要求卻高於語音業務。一般地，前向數據業務的速率需求比反向高出數倍，而語音業務則是前反向對稱的業務。因此，像在CDMA20001x系統中那樣，將數據業務和語音業務通過擴頻碼復用在一起，並通過快速功控來共享基站的發射功率和頻率資源，對於高速數據業務來說系統效率較低。

把數據和語音業務分別放在兩個獨立的載波上承載，是CDMA20001xEV-DO的基本思想，即CDMA20001xEV-DO系統用單獨的載頻來提供高速分組數據業務，傳統的語音業務與中低速數據業務則用CDMA20001x系統承載。不同於CDMA20001x系統採用閉環功控技術以抵消通道衰落影響的傳統方法，1xEV-DO藉助於新的幀結構、更短的時隙，採用前向調度演演算法，始終以最大功率為當前傳輸速率最高（也即通道條件最好）的終端服務，從而變對抗通道衰落為充分利用通道衰落，實現了系統整體數據吞吐量的提高。

CDMA20001xEV-DO系統的設計最初是針對非實時、不對稱的高速分組數據業務的。作為Internet的無線接入手段，1xEV-DO主要提供網頁瀏覽、文件下載等前向數據量大、對時延要求不高的傳統網際網路業務，並未考慮滿足實時業務的需求。因此，設計1xEV-DO系統時重點改善了前向鏈路，對反向鏈路的優化相對較少。1xEV-DO前向鏈路採樣了時分復用（而不是碼分復用）、自適應調整編碼（AMC）、混合自動請求重發（HARQ）、多用戶調度、功率分配和虛擬軟切換等關鍵技術；在反向鏈路上，最初Rev0版本只是為配合前向增加了速率控制機制，基本沿襲了CDMA20001x的技術，僅採用了連續導頻，改善了解調性能。從網路應用的結果來看，系統設計達到了預期目的。以傳輸速率為例，Rev0版本在單扇區系統滿載的情況下，可以提供平均為600Kbps的上網速率，達到與有線網路（如ADSL）基本相同的水平。

2．CDMA20001xEV-DO技術的發展

3GPP2已就1xEV-DO技術推出兩個版本，即Rev0和RevA。

（1）CDMA20001xEV-DORev0

1xEV-DO的核心思想是通過動態控制數據速率而非功率，使每個用戶以可能得到的最高速率通信，基站總以最高功率發送信號，使處於有利位置的終端可以獲得較高的傳輸速率。前向鏈路使用可變時隙的方式進行時分復用，並採用了自適應調製編碼（AMC）、動態通道評估以及混合自動重複請求（HARQ）等機制，將前向峰值速率由CDMA20001x的153.6Kbps提高到2.4Mbps，頻譜效率提高到了1.92b/s/Hz。

1xEV-DO前向採用虛擬軟切換機制，移動台在任一時刻只接受來自一個基站的數據。根據實時的動態數據控制（DRC）信息，基站可快速地相互切換。同時，基站測量載干比（C/I）並在DRC通道向移動台指示最佳基站；移動台則不斷測量導頻強度，並不斷要求一個與當前通道條件相符的數據速率。基站按當時移動台所能支持的最大速率進行編碼，當用戶需求改變及通道條件改變時，動態地確定優化的數據速率。在反向，1xEV-DO仍然採用與IS-95、CDMA2000相同的軟切換技術。

1xEV-DO空中介面協議設計簡潔、靈活。協議棧模型按功能分為7層，對應完成不同的功能。各層之間沒有嚴格的上下層承載關係，相互獨立，便於維護。各層協議都可根據終端與網路的配置以及承載業務類型的不同，由終端與網路共同協商、配置。在1xEV-DO空中介面1xEV-DORevA7層協議之上運行TCP/IP協議，為各種數據業務應用提供了統一的技術平台。

但是，1xEV-DORev0是面向非對稱的無線數據業務，在滿足用戶各種新業務方面存在一些不足：

1)前反向業務能力不平衡。1xEV-DORev0前向鏈路的峰值速率達到了2.4Mbps，而反向鏈路的峰值速率只有153.6Kbps。這種前反向鏈路的不對稱限制了對稱型數據業務的開展；

2)對QoS的支持不能滿足業務多樣性要求。1xEV-DORev0系統對服務質量基本上採用儘力而為（BestEffort）的機制，因此，對以可視電話為代表的實時類數據業務，無法提供足夠的QoS技術保證機制；

3)數據與語音業務的併發問題。1xEV-DORev0是以數據方式接入Internet為設計目標，且與電路域沒有任何聯繫，也使1xEV-DO系統難以接收到電路域中關於語音的呼叫信息。解決方案為雙模終端，在使用1xEV-DO網路的同時，周期性地監聽1x網路的尋呼信息，增加了終端電池消耗，也影響1xEV-DO數據業務的使用；

4)不支持共享的廣播通道。1xEV-DORev0空中介面沒有定義高速的廣播喲業務通道，只能由多個單播通道完成，造成無線資源的浪費。

（2）CDMA20001xEV-DORevA

1xEV-DORevA是1xEV-DORev0的增強型技術，它通過一系列技術手段，特別是在反向鏈路的物理層採用了HARQ技術，大大改善了數據業務傳送的時延；前向鏈路支持的峰值速率也提高到3.1Mbps，反向鏈路支持的峰值達到1.8Mbps。

針對1xEV-DORev0的不足，3GPP2在1xEV-DORevA中提出了以下幾點相應的改進方案。

1)提高了系統反向鏈路的數據吞吐率。反向鏈路峰值速率達到1.8Mbps；

2)改進了系統的前向鏈路。前向鏈路增加了對更高數據傳輸速率（3.1Mbps）和更低的速率（4.8Kbps）的支持，從而大大提高了空中介面的數據打包效率，提高了在用戶通道條件好時的瞬時吞吐率；

3)增強了對QoS的支持。系統在物理層、MAC層以及更高層都進行了改進。前向鏈路增加了對更小數據包的支持，利用對時延敏感的小包傳送，而且可以多用戶同時發送，減少等待時間；反向鏈路採用了子分組發送，降低平均發送時延，MAC層採用T2P（Traffic-to-Pilot）技術，有效減小對時延敏感業務的時延和抖動。新增了反向DSC通道，提升切換速度；

4)完善了CDMA20001x與1xEV-DO系統間的雙模操作。為了得到電路域的信息，便於在1xEV-DO系統與CDMA20001x的電路域之間建立聯繫，1xEV-DORevA對網路側進行了改動，使得1xEV-DOAN（接入網）能夠支持CDMA20001x系統互操作的A1介面，以接收來自1xMSC的尋呼消息、短消息等電路域信息。為此，RevA空中介面應用層新增了CSSNP（Circuit-SwitchedServiceNotificationProtocol）協議，將電路域消息封裝為特定的數據包，通過1xEV-DO空中介面定義的隧道協議傳送給雙模終端。

（3）1xEV-DO技術特點

與IS-95/CDMA20001x技術相比，1xEV-DO除了上述在空中介面上的特點外，在射頻參數、技術實現和組網等方面具有如下特點。

1)射頻參數方面。1xEV-DO與IS-95/CDMA20001x具有相同的RF特性、碼片速率、功率要求、覆蓋區域，從而最大限度地保護了運營商的現有投資，使得網路進行1xEV-DO升級時，能夠直接使用現有IS-95/CDMA20001x的射頻部分。事實上，大部分廠家均支持通過1x設備升級的方式來實現HRPDBTS和HRPDBSC的功能。

2)技術實現方面。1xEV-DO與IS-95/CDMA20001x具有相同的功率控制、軟切換、接入過程、編碼等技術，可以使設備商利用IS-95/CDMA20001x方面的成熟經驗，較方便地研製1xEV-DO產品。

3)組網方面。1xEV-DO在組網方面靈活。對於只需要分組數據業務的用戶，可以單獨組網；對於同時需要語音、數據業務的用戶，則可以與IS-95/CDMA20001x聯合組網，同時提供語音和高速分組數據業務。另外，對於同時支持CDMA20001x和1xEV-DO的雙模終端，1xEV-DO技術還提供了在兩個系統間進行切換的機制。

功率控制技術是移動通信信息技術當中的關鍵之一，這種技術主要採用CDMA系統核心技術，通過自干擾系統，克服了由於移動通信網路當中，信號台發射信號遠近的問題，造成的“遠近效應”，從而提高移動通信的質量，通過開環功率控制技術與閉環功率控制技術，提高移動台和基站的通信效能。

“碼”技術是移動通信信息技術當中的又一種關鍵技術，這種技術通過對功率控制技術的容量和抗干擾能力進行升級，從而提高接入到移動通信網路當中的信號控制的準確性，保障信號切換的速度提升。該技術通過PN碼，為移動通信的功率控制技術，提供互相關聯能力和編碼優化技術方案。通過m序列和地址碼，提高移動通信技術對於用戶身份識別的準確性。

移動通信技術當中的關鍵環節，還包括軟切換技術和華音編碼技術。這兩種技術，通過對移動通信信號的覆蓋網路，與自適應閥值進行調整，保障不同的移動基站之間，可以進行順利的軟切換，減少噪音環境對於移動通信信息傳輸的負面影響，為用戶提供更加清晰的話音。

內涵

5G移動通信是與4G移動通信技術相對而言的，是第四代通信技術的升級和延伸。從傳輸速率上來看，5G通信技術要快一些，穩定一些，在資源利用方面也會將4G通信技術的約束全面的打破。同時，5G通信技術會將更多的高科技技術納入進來，使人們的工作、生活更加的便利。

特點

4G網路推廣開始，一直到現在，通信行業已經全面掌握了4G的核心技術，例如XLTE等。自3G開始，發展到4G最主要的不同之處就是速度快，4G在下載速度方面有了全新的改變，但是5G其下載速度會更突出，而且網路連接也會更穩定。具體來說，5G移動通信網路的特點有五個方面：

（1）關注用戶體驗。5G最突出的特點就是對用戶體驗高度重視，能夠將網路的廣域覆蓋功能全面實現。倘若4G和3G對比，主要是速度提升，則5G和4G進行比較，其突出之處就是範圍更廣闊，能夠使無處不在的連接功能得以實現。也就是不管使用者人在哪裡，使用的是何種設備，都能快速與網路相連。

（2）低功耗。結合白皮書的規定，5G會使低功耗得以實現。4G雖然從速度與3G相比有了明顯的改進，然而其使得手機電池的要求也發生了很大的變化。

（3）對於通信管線設計中的現網數據，可從勘察終端中活的，同時還需要注意在勘察終端中適當增加一定的設計數據，並講系統與GIS地圖進行有效結合，發揮管線視圖的功能。勘察數據表可通過系統成圖，然後再通過網路數據表導出。管理人員通過對項目進行檢查，即得到與GIS相連的網路視圖，準確了解項目勘察進度以及質量。

（4）確定生產管理系統儲存管線概預算定額、管線施工所需材料的價格以及資料庫，並選擇適宜的計算方式對工程量進行計算，綜合考慮各方面影響因素制定完善的預算表格和設計模板。另外，還應該注意綜合考慮通信管線設計指標進行調整，最後利用計算機信息技術形成設計方案的說明文件。

（5）加強管線設計管理以及網路數據管理，在此過程中，可採用全生命周期管理方式。對通信管線項目建設以及施工質量檢測驗收進行監督管理，另外，還需要與運營商管理系統以及資源管理系統進行連接，進而實現信息數據衚衕。通過應用上述管理方式，能夠為用戶設計提供可靠依據。

移動通信技術最明顯的特徵就是移動性，該技術可以突破有線通信技術的限制，對複雜狀態下的傳播信號，進行優化分析。但是，這種技術由於電磁波的傳輸不穩定性，也會受到反射現象、折射現象、多普勒效應的複雜影響，產生多徑干擾的問題。同時，移動通信技術在雜訊環境與干擾環境當中，會存在相互影響的問題，這導致移動通信系統和網路結構日益複雜。隨著技術的不斷發展，移動通信設備的形態不斷升級，技術發展對設備的性能要求也不斷地提升。

從美國國家新興安全局的統計數據來看，目前全球使用手機的人數已經超過了30億。這一數據既體現了移動通信技術的發展，也對移動通信技術的未來提出了新的挑戰。

移動通信信號覆蓋網路的升級

隨著人們對移動通信技術需求的不斷提升，更高質量的通信信號、更加穩定的通信傳輸，已經成為了移動通信技術未來發展的主要方向。目前，我國的第四代移動通信技術已經基本覆蓋，這一技術與智能終端設備的連接，將世界的移動系統，打造成了一張看不見的通信網，改變了人們生活的方方面面，為人們提供了暢通的交流方式，並降低了人們選擇移動通信作為溝通方式的成本。目前，我國的第五代移動通信技術正在高速的發展當中，中國已經成為了第五代移動通信標準的制定者之一。第五代移動通信技術的到來，標誌著移動終端設備，將真正取代電腦等有線通信網路，進行實時的語音傳輸、視頻傳輸，並保障用戶的隱私安全，為用戶提供更加真實、智能、自動化的信息傳輸服務。

移動通信信號傳輸結構的升級

第五代移動通信技術的發展，是移動通信技術與信息技術的高度融合，推動第五代移動通信技術的全面推廣，我們要對移動通信的結構進行一定程度的調整。

(1)技術人員要在完善信息化系統的基礎上，促進信息化系統與其他工作系統的深度交流與深度融合。在保障信息傳輸速率穩定性的基礎上，設置更加安全可靠的通信密碼解鎖方式，保障運用移動通信技術的用戶，可以獲得更加全面的安全防護。

(2)相對於第四代移動通信技術，第五代移動通信技術的最高傳輸峰值可以達到每秒10GB。但是，這種傳輸速度只是一種理論上的速度，應用到實際商用階段，傳輸速度可能不足1/10。因而，技術人員要不斷突破發展方式上的限制，尤其是傳輸速率上的限制，提高具體應用的實際效率，推動第五代移動通信技術的商業發展。

基站建設方式的轉變

由於第五代移動通信技術具有高效的傳輸速度，因而，傳統的饋線傳播方式已經不能滿足第五代移動通信技術，對於傳輸速度的要求。目前主流的第五代移動通信技術，採用基站建設的方式，對信號傳輸的穩定性進行升級。技術人員要不斷在這一方面進行努力，利用原有的信號傳輸基站，對第五代移動通信技術的傳輸方式進行升級。全面的考慮通信信息在傳輸過程當中的穩定性與安全性，為用戶提供更加穩定可靠的信息傳輸服務。技術人員可以利用多載波技術的發展，技術人員要提高對多載波技術發展成果的重視，將原本的數據傳輸信號方式進行轉化，通過數據流控制技術，將原有的通信數據進行調製。保障每一個數據傳輸通道上，都有比較可靠的子通道，對信息的傳輸進行細分。

建設超密集異構網路

技術人員要深入地了解第五代移動通信技術的信號傳輸方式，與傳統的信號傳輸方式之間的區別，並利用多載波技術，提高信號傳輸過程當中的抗干擾能力，提高對於信號傳輸頻譜的利用效率。通過對射頻網路的優化控制，減少信號轉換過程與調製過程當中的損耗。從而保障第五代移動通信技術可以投入正常的商用，實現比較穩定與成熟的數據轉換與信號調製控制。技術人員還要利用第五代移動通信技術的發展成果，建設超密集異構網路，促進第五代移動通信技術投入到商用階段，提高商用第五代移動通信技術的傳輸效率。

①異構網路是現代化的移動通信網路構建的形式之一，它可以針對不同的製造商，提供不同的信息傳輸設備，將計算機資源、網路資源與系統資源整合在一起，通過異構網路協議，實現不同功能的轉化應用。

②超密集一股網路是對傳統異構網路技術的一種升級。技術人員可以採用頻譜高效利用的方式，提高對傳統異構網路的利用效率。從而擴大第五代移動通信技術的覆蓋範圍，擴展移動通信網路的實際容量，為用戶提供更加高效的頻譜利用服務。