2012级通信工程专业导论报告-----3G技术的发展与应用班级：通信工程12级1班*名：***学号：**************指导教师：***日期：2014年5 月12日摘要：随着科学技术的发展，移动通信技术已经步入了3G时代，WCDMA是3G标准中的典型代表，本课题针对目前第三代移动通信技术的关键技术以及应用进行了研究，皆在通过本课题的研究能够为致力于3G技术的研究学者提供帮助。

关键词：通信；移动；技术；3G；WCDMA；智能天线；多用户检测一、通信工程专业发展史及基本内容：通信技术和通信产业20世纪80年代以来发展最快的领域之一。

不论是在国际还是在国内都是如此。

这是人类进入信息社会的重要标志之一。

通信工程专业是信息科学技术发展迅速并极具活力的一个领域，尤其是数字移动通信、光纤通信、Internet网络通信使人们在传递信息和获得信息方面达到了前所未有的便捷程度。

它以现代的声、光、电技术为硬件基础，辅以相应软件来达到信息交流目的。

上个世纪末，多媒体的广泛推广、互联网的应用极大地推动了通信工程专业的发展，展望这个世纪初期，宽带技术、光通信也已经崭露头角。

它跨电子、计算机专业，所修课程兼有两者的特点，一些课程，如数据结构、操作系统、数据库等属于计算机类，另一些，如信号处理、高频电路、电路原理等属于电子类，还有本专业基础的通信原理等课程，所学范围比较宽。

纵观通信的发展分为以下三个阶段：第一阶段是语言和文字通信阶段。

在这一阶段，通信方式简单，内容单一。

第二阶段是电通信阶段。

1837年，莫尔斯发明电报机，并设计莫尔斯电报码。

1876年，贝尔发明电话机。

这样，利用电磁波不仅可以传输文字，还可以传输语音，由此大大加快了通信的发展进程。

1895年，马可尼发明无线电设备，从而开创了无线电通信发展的道路。

第三阶段是电子信息通信阶段。

从总体上看，通信技术实际上就是通信系统和通信网的技术。

通信系统是指点对点通所需的全部设施，而通信网是由许多通信系统组成的多点之间能相互通信的全部设施。

而现代的主要通信技术有数字通信技术，程控交换技术，信息传输技术，通信网络技术，数据通信与数据网，ISDN与ATM技术，宽带IP技术，接入网与接入技术。

信息传输技术主要包括光纤通信，数字微波通信，卫星通信，移动通信以及图像通信。

下面我将主要讲述移动通信中的3G技术的发展与应用。

二、移动通信简介通信双方有一方或两方处于运动中的通信。

包括陆、海、空移动通信。

采用的频段遍及低频、中频、高频、甚高频和特高频。

移动通信系统的组成:蜂窝式移动通信系统由移动业务交换中心（MSC）、基站（BS）、移动台（MS）及与市话网相连接的中继线等组成。

码分多址（CDMA）：就是利用展频的通讯技术，因而可以减少手机之间的干扰，并且可以增加用户的容量，而且手机的功率还可以做的比较低，不但可以使使用时间更长，更重要的是可以降低电磁波辐射对人的伤害。

采用扩频的码分多址技术。

所有用户在同一时间、同一频段上，根据不同的编码获得业务信道。

频分多址(FDMA):是采用调频的多址技术。

业务信道在不同的频段分配给不同的用户。

如TACS系统、AMPS系统等。

时分多址(TDMA):是采用时分的多址技术。

业务信道在不同的时间分配给不同的用户。

如GSM、DAMPS等。

目前的数字移动通信网的主要多址方式是FDMA、TDMA系统(GSM，DAMPS)。

在频谱效率上约是模拟系统的3倍，容量有限；在话音质量上13kbit/s编码也很难达到有线电话水平、FTDMA系统的业务综合能力较高，能进行数据和话音的综合，但终端接入速率有限(最高9.6kbit/s TDMA系统无软切换功能，因而容易掉话，影响服务质量z；TDMA系统的国际漫游协议还有待进一步的完善和开发。

因而TDMA并不是现代蜂窝移动通信的最佳无线接入，而CDMA码分多址技术完全适合现代移动通信网所要求的大容量、高质量、综合业务、软切换、国际漫游等。

CDMA系统的特点：1．大容量 2．软越区切换技术 3．软容量 4．低发射功率5．可变速率声码器 6．频率配置 7．保密下面将介绍移动通信中目前最实用的、可提供移动多媒体业务的3G技术。

三、3G技术:3G是"3rdGeneration"(第三代)的缩写，即第三代移动通信系统(IMT-2000)，它是高速移动数据网络通信领域的行业术语。

狭义地讲，3G就是指国际电信联盟(ITU)确定的三大主流无线接口标准：W-CDMA(宽频分码多重存取)、CDMA2000(多载波分复用扩频调制)和TDS-CDMA(时分同步码分多址接入)。

纵观移动通讯系统的发展历史，模拟移动手机被称作"第一代"；数字移动手机被列入"第二代"；而其后的发展技术被称作"第三代"。

当前全球还存在多种第一代和第二代通讯系统，它们成为全球范围内普及单一通讯终端设备的一个阻力。

另外，3G技术面临的最大挑战是系统的标准化，如何能够支持单一通讯终端设备可以在全球范围内得到通用。

3G技术的设计基础是支持全系列的移动多媒体系统，其对多种数据速率提供灵活的支持，不仅可以传送语音数据，还可以根据需要传送视频数据。

使用3G网络，我们可以传输需要高带宽的应用数据，它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，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(兆字节/每秒)、384kbps(千字节/每秒)以及144kbps的传输速度。

第三代移动通信技术是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。

3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。

目前3G存在四种标准：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX。

基于数字移动通信的发展趋势，第三代移动通信系统3G是当前最有前途、最具竞争力的技术。

1、3G简介第三代移动通信技术（3rd-generation，3G），是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。

3G服务能够同时传送声音及数据信息。

目前3G存在四种标准：CDMA2000，WCDMA，WiMAX，TD-SCDMA。

WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）是宽带码分多址技术的英文简称，是一种由3GPP协会具体制定的一个ITU（国际电信联盟）标准，WCDMA是建立在GSM MAP核心网的基础上，并采用UTRAN作为无线传输接口的第三代移动通信技术。

WCDMA采用的编码方式是频分双工（FDD）以及直接序列扩频码分多址（DS-CDMA）方式，码片的速率高达3.84Mcps，其载波带宽更高达5MHz，并且可以在5MHz的带宽内提供高达384kbps的高数据传输速率。

该标准提出了GSM（2G）-GPRS-EDGE-WCDMA（3G）的演进策略。

WCDMA不仅可以支持语音对话，还可以支持图像传输、视频通话等。

是目前应用最为广泛的移动通信标准。

也是当前世界上采用的国家及地区最广泛的，终端种类最丰富的一种3G标准，占据全球80%以上市场份额。

2、3G技术发展WCDMA作为3G具备代表的移动通信标准，前沿技术具体包括以下几个：1）智能天线技术：智能天线技术在3G移动通信领域的应用主要提升了以下性能：3G系统容量得到提升；数据传输速率得到提升；系统覆盖范围更加广泛；通信质量得到改善，提高了信号干扰比例；频谱利用率得到大幅提升；成本降低、发射功率也得到了降低。

2）软件无线电技术：通过无线电通信技术，使得通信变得更加灵活、通用，使得系统的扩展性能更强，为以后的系统升级提供了更加简便的操作接口。

软件无线电技术是无线通信领域发展的一个非常大的突破，将通信领域提升到了一个新的高度。

3）IP技术：宽带网络信息的发展极为迅速，电信网、广播电视网、互联网三网融合大势所趋，TCP/IP技术便是其实现的核心技术。

3G移动通信技术致力于为用户提供一个随时随地可以开展多媒体业务的高速系统，核心网络的IP化关键要考虑的内容是核心网整体架构变动的程度以及成本。

4）多用户检测技术：多址干扰实质上是一系列具备强烈结构性的伪随机序列信号，多用户检测技术便是利用这个特点对多个同时通信的用户同时进行解调，多用户检测接收机便是采取多用户联合检测算法同时对多个通信用户输出判决结果的一种性能较高的新型接收机。

WCDMA的技术优势主要有以下几点：①业务灵活。

WCDMA允许每个5MHz载波处理从8kbit/s到2Mbit/s的混合业务。

另外在统一信道上既可进行电路交换业务也可以进行分组交换业务。

利用在单一终端上进行多个电路和分组交换连接，实现真正的多媒体业务。

可以支持不同质量要求的业务并保证高质量和完美的覆盖。

②频谱效率高。

由于它采用单小区复用，因此不需要频率规划。

利用分层小区结构、自适应天线阵列和相干解调（双向）等技术，网络容量可以得到大幅提高。

③容量和覆盖范围大。

WCDMA射频收发信机能够处理的话音用户是典型窄带收发信机的8倍，WCDMA的容量差不多是窄带CDMA的两倍，更大的带宽能在上/下行链路中使用，相干解调和快速功率控制允许更低的接收机门限。

④每个连接可提供多种业务。

WCDMA符合真正的UMTS/IMT-2000要求，分组和电路交换业务可在不同的带宽内自由地混合，并可同时向同一用户提供。

每个WCDMA终端能够同时接入多达6个不同业务，这些业务可以是话音或传真、电子邮件和视频等数据业务的组合。

⑤无缝的GSM/UMTS接入。

双模终端将在GSM网络和UMTS/IMT-2000网络之间提供无缝的切换和漫游。

3、3G技术应用那么，3G技术的广泛应用能给我们带来什么？·3G就是出租车里的视频会议；·3G就是你坐火车也不会错过的肥皂剧；·3G就是从现场发回总部供分析用的图像；·3G就是与朋友共享你在摩洛哥的美妙假期。

中国的3G之路刚刚开始，而无线互联网的流媒体业务将逐渐成为主导。

3G 的核心应用包括：3.1 宽带上网宽带上网是3G手机的一项很重要的功能，届时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，手机变成小电脑就已不是梦。

3.2 视频通话3G时代被谈论得最多的是手机的视频通话功能，相信不少人都用过QQ、MSN 或Skype的视频聊天功能，与远方的亲人、朋友“面对面”地聊天。

今后，当你用3G手机拨打视频电话时，不再是把手机放在耳边，而是面对手机，再戴上有线耳麦或蓝牙耳麦，你会在手机屏幕上看到对方影像，你自己也会被录制下来并传送给对方。

3.3 手机电视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。