時間:2023-08-20 14:47:04
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇移動通信技術概念,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
中圖分類號:TN916.2 文獻標識碼:A
0引言
由于采用不同頻段的不同業務環境,需要移動終端配置有相應不同的軟、硬件模塊,而3G移動終端目前尚不能實現多業務環境的不同配置。由于3G系統以上的局限性,目前,很多公司已經開始著手4G 概念通信系統的研究。本文主要介紹4G概念通信的技術特點以及可能采用的關鍵技術。
1 4G概念通信技術特點
目前,業界專業人士對4G概念移動通信系統的共識主要有以下幾點:
(1) 具有很高的數據傳輸速率。對于大范圍高速移動用戶(250km/h),數據速率為2 Mbit/s;對于中速移動用戶(60km/h),數據速率為20 Mbbit/s;對于低速移動用戶(室內或步行者),數據速率為100 Mbit/s。
(2) 實現真正的無縫漫游。4G 移動通信系統實現全球統一的標準,能使各類媒體、通信主機及網絡之間進行“無縫連接”,真正實現一部手機在全球的任何地點都能進行通信。
(3) 高度智能化的網絡。采用智能技術的4G 通信系統將是一個高度自治、自適應的網絡。采用智能信號處理技術對信道條件不同的各種復雜環境進行結合的正常發送與接收,有很強的智能性、適應性和靈活性。
(4) 良好的覆蓋性能。4G 通信系統應具有良好的覆蓋并能提供高速可變速率傳輸。對于室內環境,由于要提供高速傳輸,小區的半徑會更小。
(5) 基于IP 的網絡。4G通信系統將會采用IPv6,IPv6將能在IP 網絡上實現話音和多媒體業務。
(6) 實現不同QoS 的業務。4G 通信系統通過動態帶寬分配和調節發射功率來提供不同質量的業務。
2 4G概念通信關鍵技術探討
(1)正交頻分復用(OFDM )技術
第四代移動通信系統主要是以OFDM為核心技術。OFDM 技術實際上是多載波調制的一種。其主要思想是:將信道分成若干正交子信道,將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流,調制在每個子信道上進行傳輸。正交信號可以通過在接收端采用相關技術來分開,這樣可以減少子信道之間的相互干擾。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬,因此每個子信道可以看成平坦性衰落,從而可以消除符號間干擾。而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分,信道均衡變得相對容易。
OFDM技術之所以越來越受關注,是因為OFDM 有很多獨特的優點:
①頻譜利用率高,頻譜效率比串行系統高近一倍。OFDM信號的相鄰子載波相互重疊,其頻譜利用率可以接近Nyquist極限。
②抗衰落能力強。OFDM把用戶信息通過多個子載波傳輸,這樣在每個子載波上的信號時間就相應地比同速率的單載波系統上的信號時間長很多倍,從而使OFDM 對脈沖噪聲和信道快衰落的抵抗力更強。
③適合高速數據傳輸。OFDM 自適應調制機制使不同的子載波可以按照信道情況和噪聲背景的不同使用不同的調制方式。當信道條件好的時候,應采用效率高的調制方式;而當信道條件差的時候,則應采用抗干擾能力強的調制方式。再有,OFDM 加載算法的采用,使得系統可以把更多的數據集中放在條件好的信道上以高速率進行傳送。因此,OFDM 技術非常適合高速數據傳輸。
(2)智能天線技術
智能天線采用了空時多址(SDMA)的技術,利用信號在傳輸方向上的差別,將同頻率或同時隙、同碼道的信號進行區分,動態改變信號的覆蓋區域,將主波束對準用戶方向,旁瓣或零陷對準干擾信號方向,并能夠自動跟蹤用戶和監測環境變化,為每個用戶提供優質的上行鏈路和下行鏈路信號從而達到抑制干擾、準確提取有效信號的目的。這種技術具有抑制信號干擾、自動跟蹤及數字波束等功能,被認為是未來移動通信的關鍵技術。
(3)無線鏈路增強技術
可以提高容量和覆蓋的無線鏈路增強技術有:分集技術,如通過空間分集、時間分集(信道編碼)、頻率分集和極化分集等方法來獲得最好的分集性能;多天線技術,如采用2或4天線來實現發射分集,或采用多輸入多輸出(MIMO)技術來實現發射和接收分集。MIMO技術是指利用多發射、多接收天線進行空間分集的技術,它采用的是分立式多天線,能夠有效的將通信鏈路分解成為許多并行的子信道,從而大大提高容量。
3結束語
4G移動通信系統目前還只是一個基本概念,4G網絡的定義仍然還不明確,IEEE等標準化組織仍處于制定標準和規范的過程中。但是融合現有的各種無線接入技術的4G系統將成為一個無縫連接的統一系統,實現跨系統的全球漫游及業務的可攜帶性,是滿足未來市場需求的新一代的移動通信系統,它將幫助我們實現充滿個性化的通信夢想。
一、移動通信技術專業課程體系現狀
目前國內高職院校移動通信技術專業課程在講授時,實訓環節往往就是讓學生上機實現書上的示例,沒有與社會實際需要的專業技術及應用技術的最新發展聯系起來。造成這一現象的重要原因是國內移動通信技術專業的教學基本還停留在傳統的理工科人才培養模式,普遍缺少對學生工程能力和職業素質的訓練,同時也缺乏進行這些訓練所需的教學環境,囚此,培養出的學生與產業界的需求往往存在較大的脫節,難以很快融人現代IT企業的運作。
囚此,國內高職院校需要從移動通信技術專業的課程體系進行工程化改造,逐步建立工程化實踐教學體系,著力培養學生的工程化開發能力和職業素質,并進而形成一個融基礎理論、實訓教學、工程實踐為一體的整體化培養機制,使學生的基礎知識、科學素養、專業知識、創新能力、工程能力和職業素質都得到全面均衡的發展。
二、移動通信技術專業課程改革思路
國內一些工程學院和軟件學院積極開展了工程教育改革探索和實踐,其中最重要的實踐之一是引入了國際上先進的工程教育改革成果――CDIO工程教育理念。CDIO代表構思(coneeive)、設計(Design)、實現(hnplement)和運作(Operate),它以產品研發到產品運行的生命周期為載體,讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。CDIO培養大綱將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面,大糾要求以綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標。
從2011年開始,我校移動通信技術專業在實踐教學建設方面全面啟動了基于CDIO工程教育模式的課程體系改革,其中,基于CDIO工程教育理念的移動通信專業課程體系建設已取得了階段性成果。
1.以CDIO先進理念為指導,開發課程
課程設計依據CDIO工程教育理念,依據CDIO教學理念十二條標準對移動通信技術專業課程體系及本課程進行了詳細的分析,以真實項目開發為導向,以培養學生個人技術能力、團隊合作能力及系統構建能力為宗旨,與企業工程師共同開發的“一體化項目學習”課程。
2.以真實項目為載體,組織課程
課程及相關課程體系都以真實項目來驅動知識的學習。通過小型真實項目(二級項目),完成一門課程的學習,通過一體化的大型項目(一級項目),完成整個專業課程體系課程的學習,一級項目和二級項目之間有機銜接,二級項目是一級項目的一部分。
移動通信技術專業NET開發模塊課程鏈路以“計算機技術系網站”作為該方向的一體化項目,為完成該一體化項目,依據網站開發的流程,知識逐漸遞進的關系劃分為以下5個項目“計算技術系網站”――網站前臺設計項目;“計算技術系網站”――數據庫設計及數據庫操作項目;“計算機技術系網站”――基于C語言的數據庫操作項目;“計算機技術系網站”―― 動態網站項目;“計算機技術系網站”――服務器部署項目。
3.以學生為主體,設計教學
課程的教學系統設計要以學生為主體,以學生的學習為中心;要面向高職學生的特點和整體水平進行教學目標設計,以促進課程總體目標的實現;要以建構主義等學習理論指導教學系統的元素設計。
4.以行動為導向,優化教學
課程學習以學生學習小組形式進行,一般3~5人,學生入學第二學期自由結合,一直到畢業該組同學都以一個整體的形式出現,一起進行課程考核,一起完成課程項目、學期項目、畢業項目等等。通過小組形式的學習,學生的團隊能力、解決問題的能力、溝通能力、表達能力及專業技術等能力都有相應的提高。
通過課程的改革與實踐,學生學習的主動性明顯加強,學習興趣顯著增強,學習效果顯著提高,專業能力明顯提升。以此為基礎,在今后的教學中,發現運行中存在的不足,進一步完善基于CDIO工程教育理念的移動通信專業課程體系。
【關鍵詞】
移動通信技術;物聯網;應用探究
前言:
物聯網與移動通信技術本身存在一定的差異性,移動通信技術在物聯網中應用,需要對現有技術手段進行有效改進,這樣一來,才能夠更好地滿足物聯網發展需要。本文在對該問題分析過程中,主要探究了移動通信技術如何在物聯網中進行有效應用。
一、物聯網概念分析
物聯網這一概念的提出,主要是1999年Ashton教授在研究RFID時提出的,并且在2005年,物聯網概念得到了有效擴充[1]。物聯網快速發展,主要起始于2008年經濟危機爆發后,各國紛紛將目光投到了物聯網技術方面。物聯網在應用過程中,能夠利用一定的感知手段對物體進行感知,并通過信息傳輸技術,實現信息的相互和遠距離傳輸,從而滿足人們的實際需要。物聯網在應用過程中,能夠有效實現對客觀物體的感知、定位、監控、管理等目標[2]。
二、物聯網中移動通信技術的應用
2.1移動通信終端在物聯網中的應用
移動終端主要是指對信息接收的終端設備,能夠更好地實現信息節點移動,從而保證網絡信息通信能夠實現隨時隨地的發展目標。隨著人們對互聯網需求的不斷提升,實現設備的移動性,成為物聯網發展必須考慮的一個重要議題。移動終端在應用過程中,能夠更好地實現物聯網信息傳輸和接受目標,從而實現物聯網物質發展需要。例如家居安防系統中,人們通過使用手機,可以與物聯網進行有效連接,從而對家居情況進行有效監控[3]。這樣一來,有效地提升了居住的安全性,對于保護人們財產安全,起到了十分重要的作用。
2.2傳輸網絡在物聯網中的應用
物聯網在發展過程中,離不開對信息傳輸的有效應用,這就需要實現信息傳輸目標。3G、4G網絡在移動通信技術中的應用,更好地實現了物聯網上網需要。在進行應用過程中,可以將現有的移動通信系統在物聯網系統中進行應用,幫助物聯網實現信息傳輸目的,這種承載性,促進了移動通信技術在物聯網中進行有效應用。3G、4G網絡的應用,是移動通信系技術應用于物聯網中的一個重要原因,它更好地實現了網絡信息傳輸。移動通信技術的進步和發展,為其在物聯網領域的應用,創造了有利條件,并能夠更好地解決物聯網發展過程中存在的實際問題。
2.3移動通信管理平臺的應用
移動通信技術發展工程中,離不開管理平臺對技術的有效管理,從而保證移動通信系統能夠穩定、可靠地運行。在這一過程中,移動通信技術能夠實現對設備性能的檢測,并對其進行維護。物聯網在發展過程中,構建有效地管理平臺,是其發展的一個必然選擇。同時,移動通信管理平臺在物聯網管理系統中,同樣適合,這就促進了移動通信技術在物聯網中進行更好地應用。
三、移動通信技術在物聯網中應用的改進措施探究
首先,需要對移動終端進行有效改進。移動通信終端在進行信號傳輸過程中,主要以語言信號和信息信號為主,難以實現對物體的控制功能,這就導致移動終端無法在物聯網中進行直接應用。對移動終端改進,要注重增加移動終端的傳感功能和控制功能,從而使其符合物聯網發展實際需要[4]。其次,注重對網絡管理進行有效地改進。在改進過程中,要注重立足于物聯網發展實際需要,具體可從以下幾點考慮:第一,物聯網應用過程中,涉及到的內容更多,這就要求移動通信技術具有更大的容量,能夠保證信息傳輸與接收滿足系統需求;第二,物聯網在進行信息傳輸過程中,必須具備更高的安全性和可靠性。移動通信技術在應用時,其信號傳輸受到的影響因素較多,必須對這一問題進行改進,從而提升移動通信技術在進行信息傳輸過程中,具有更高的安全性和可靠性;第三,注重開發物聯網新的業務,并且注重移動通信技術在業務開發過程中的有效作用,實現二者之間的有機結合,從而更好地促進移動通信技術的應用水平和應用效果。
四、結束語
現階段,移動通信技術和物聯網的融合,具有較大的局限性,主要體現在移動通信技術不能夠很好地與物聯網技術進行融合。由此可見,在未來發展過程中,要注重對物聯網的有效管理,并對移動通信技術進行有效研發,促進二者之間實現更好地融合。
作者:徐劼 單位:中國移動通信集團浙江有限公司杭州分公司
[2] 王建峰,黃國策,康巧燕, 4G 移動通信系統及其與3G系統的比較研究, 西安郵電學院學報, 2006 .9
[3] 趙亞男張祿林吳偉陵.第四代移動通信系統關鍵技術研究.無線電工程.2005.2
[4] 李世博.第四代移動通信系統的關鍵技術及網絡結構.廣西通信技術.2007.12
當3G技術剛剛走入人們的視線尚未完全完全普及之時,對下一代通信技術的展望早已悄悄地拉開了帷幕。盡管3G技術與2G相比有著巨大的優勢,但并未在技術層有重大的改變,只是在視頻應用上邁出了重要的一步。3G技術的發展主要有以下幾個方面的局限:
第一,較高的通信速率。3G雖然標稱能達到2Mbit/s的速率,但平均速率只能達到384 kbit/s盡管目前3G增強型技術不斷發展,但其傳輸速率還有差距。
第二,不能提供動態范圍多速率業務。由于3G空中接口主流的三種體制WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA所支持的核心網不具有統一的標準,難以提供具有多種QoS及性能的多速率業務。
第三,不能真正實現不同頻段不同業務環境間的無縫漫游。由于采用不同頻段的不同業務環境需要移動終端配置有相應不同的軟、硬件模塊,而3G移動終端目前尚不能實現多業務環境的不同配置。
3G系統以上的局限性使其發展受到限制,很多公司已經開始著手4G概念通信系統的研究。本文主要介紹4G概念通信的技術特點以及可能采用的關鍵技術。
1 概述 4G 移動通信技術
4G 移動通信技術在上世紀末就已被提出,國際電信聯盟還將“IMT-2000”及其以后的系統作為計劃工作中的一項,同時在規劃中提出要在 2010 年完成 4G 的初步商用。進入新世紀以來,隨著網絡通信技術飛速發展和計算機技術的進步,IMT-2000 系統成為了研究的重點,在國際電信聯盟的支持下,于 2000 年在加拿大成立了專門研究小組,為的是將全球范圍內的研究工作組統一化。我國對 4G 技術越來越關注,相應的研究工作也已經正式列入國家 863 項目。可從以下幾點來理解第四代移動通信系統:(1)是一種新的無線通信系統,其系統是建立在新的頻段上的;(2)以分組數據信息為基礎,實現其高速率的傳輸;(3)真正的“全球一統”;(4)基于全新網絡體質的系統,或者說其無線部分將是對新網絡的無線接入;(5)將不是單純的通信系統,而是融合了數字通信、數字音/視頻接受和網絡計入的嶄新系統。第四代移動通信有其創新之處,和前幾代的系統有很大不同,其系統網絡架構以路由技術為主,在以往的系統中,核心網絡只有一個,即移動網絡的作用。而在第四代通信系統中,它更像是一個統一的固定網絡,具有移動管理的功能,而且可以和有線、無線相連接使用。當與無線相接時,接入點具有多種選擇,如無線局域網、蜂窩系統基站等,這些接入方式雖然略有差異,但信令結構是相同的,關于信息格式,通常有IP 分組和 ATM 信元兩種。此外,無線接入點也有很多變化,用戶可隨時接入,而且在通信過程中還能完成接入點之間的轉換。須注意的是,核心網絡意義重大,需要實時掌握用戶的具置,對用戶的身份進行鑒別。
2 4G 移動通信技術要點
目前,第三代移動通信已經開始規模化商用,但是其自身所具有的技術局限性已經引起人們的注意,因此世界通信業界的專家們已經將目光投向了后 3G 技術即 4G 技術。在 3G向 4G 技術演進過程中產生并發展了一系列的移動通信新技術,主要包括 OFDM 技術、智能天線、MUD 技術等。
2.1 OFDM 技術
作為一種特殊技術,OFDM 是利用多載波來實現信號的傳輸和接收工作的,該技術的原理在于,在一定的頻域內,系統會將已設置好的信道進行劃分,形成多個正交子通道,傳輸工作或窄帶調制就在子通道上完成,通常信道寬度會比信號的快帶要略寬一些。通過窄帶調制,可降低高速串行的數據速度,使其成為低速的子數據流,借助子載波對這些轉換后的子數據流進行調制,使它們相互正交,最終實現并行傳輸。OFMD 技術由于能夠抗干擾,頻譜利用率而受到廣泛關注,成為未來移動通信系統的關鍵技術之一。
2.2 智能天線技術
智能天線通過天線陣元信號的加權幅度和相位來改變陣列的方向圖形狀,具有側向和調零功能,能夠把天線陣列方向圖主瓣對準用戶信號到達方向,并自適應實時跟蹤信號,同時將旁瓣或零陷對準干擾信號的到達方向,從而抑制干擾信號,提高信號的信噪比,改善整個通信系統的性能,并能識別不同入射方向的直射波和反射波。
2.3 MUD 技術
該技術是多用戶檢測技術,當使用用戶較多時,必然會占據某個信道,而各自的信號幅度等因素不盡相同,MUD 技術結合某些用戶的時間、相位及信號強弱等信息因素進行考慮,在此基礎上,對單個用戶的信號狀況進行檢測,以實現用戶之間的最佳聯合檢測。
2.4 無線ATM技術
WATM 的基本概念是采用標準 ATM 信元用于網絡級功能,同時在無線鏈路中增加無線首標/尾標用于無線信道專用協議子層(媒體接入控制、數據鏈路控制及無線網絡控制)。
2.5 IPv6 技術
IPv6 將地址長度增加了 4 倍,從 IPv4 的 32 位增加到了128 位。IPv6 不僅解決了 IP 地址不夠用的問題,而且提高了網絡的安全性和服務質量。其主要有這些特性:擴展了 IP 的地址空間;增強了認證與私密性;簡化報頭格式,加強了對擴展報頭和選項部分的支持;對數據流進行標識;改進移動網絡和實時通信方面的性能。
3 對4G移動通信技術發展趨勢的展望
目前,全球已經擁有了一個數量及其龐大的手機使用團體,更多的人在體驗了手機 3G上網以后對手機上網速度有了新的認識,使用手機上網的用戶不斷增多,相比較 3G 通信技術,4G 通信技術在技術方面具有更大的優勢,因此,未來 4G移動通信技術必然會進入一個飛速發展的時期。
參考文獻
[1]張茹芳.淺析4G移動通信技術的概念和要點以及發展趨勢分析[J].信息通信,2013,1(11):9-10.
[2]張玉龍,李志峰,趙勛.對 4G 移動通信技術應用與發展的展望[J].信息通信,2013,10(31):95-96.
每一次的移動通信技術的革命都會給人類的生產生活帶來巨大變化。如今,3G移動通信技術已經開始大范圍的影響著人們的生活,而隨著人們對于多媒體業務等的需求越來越高,探討3G移動通信技術未來的發展方向就顯得越發重要。
一、3G移動通信技術的概念
3G是3rd Generation的英文縮寫,指的是第三代移動通信技術,相對第一代模擬移動通信技術和第二代數字移動通信技術,第三代移動通信技術是新一代移動通信系統,它將無線通信與多媒體通信相結合,提供包括網頁高速瀏覽、電子商務及電子會議等多種類型的信息服務,并能夠處理音樂、圖像、視頻流等多種形式的多媒體信息。
二、3G移動通信發展歷程
目前,3G移動通信技術已經成功商用,并逐漸成為全球電信業力推的移動通信技術。縱觀3G移動通信技術的發展歷程,可以看到,其在發展過程中并未摒棄2G移動通信技術,而是兼顧了2G移動通信技術中比較成熟的通信技術。由GSM延伸出的WCDMA,由CDMA演進的CDMA2000,以及由中國擁有自主知識產權的TD-SCDMA為目前國際電信聯盟認可的全球三大3G標。我們知道,第二代移動通信技術在全球范圍內并沒有統一的技術標準,國際電信聯盟意識到下一代移動通信技術必須要在全球范圍內統一標準,由此,國際電信聯盟經過篩選,選出了包括由美國支持的CDMA2000標準,日本和歐洲主要研發并支持的WCDMA標準,以及由中國自行研發并支持的TD-SCDMA標準這三大標準,并向全球推廣。
從窄帶CDMA 衍生出來的CDMA2000,可從原有的CDMA結構升級到3G,其優勢是建設成本相比其它兩個標準低廉。 WCDMA采用的是寬帶碼分多址,它利用分層小區結構和自適應天線陣等相關技術,使無線電頻率得到更有效的利用,被認為擁有先天的市場優勢,目前在大部分國家已被廣泛采用。 TD-SCDMA作為我國自行研制的3G制式,采用了大量的國際先進技術,其優勢是在頻譜利用率和對業務支持方面比較靈活、成本較低。坐擁中國這個龐大的市場TD-SCDMA,得到各大電信設備廠商的青睞,全球大部分電信設備廠商都紛紛加入制造TD-SCDMA制式手機的行列。
如今,3G通信已經風靡全球,并開始深刻的影響人們對信息的傳播方式,我國于2009年1月7日正式頒發3G牌照,標志著我國正式拉來了3G移動互聯網時代在中國的序幕,中國的3G業務發展相當迅猛,可以說為3G通信技術的進一步發展做出了巨大貢獻。
三、3G移動通信的優勢
3G移動通信技術所采用無線技術具有很多的優勢,如:高頻譜利用率、高運行速度和高業務質量,靈活的網絡和廣泛的覆蓋能力亦是其值得贊許的地方。3G移動通信技術的創新主要表現在以下幾個方面:第一,廣闊的頻譜空間。全球漫游能力,3G移動通信統一采用的是2G移動通信頻段,高達230MHz的可用帶寬為3G移動通信技術的應用供了非常廣闊的頻譜帶寬空間,這使得3G移動通信技術更好地滿足了人們對于寬帶業務的需求。第二,高速率業務的支持。3G移動通信技術充分考慮到了人們對于多媒體業務的需要,網絡的射頻載波信道采用帶寬更寬射頻信道,使得系統抗多徑衰落的能力得到很大程度的提高。第三,快速功率控制。目前主流的3G技術在下行信道中采用的技術是快速閉環功率控制技術,這一技術可以改善下行傳輸信道性能,使系統抗多徑衰落能力得到提升,對改善系統性能有好處。第四,采用軟件無線電技術。3G基站及其終端設備應用了軟件無線電技術,對系統靈活性的提高、成本的降低很有幫助。
四、3G移動通信的發展趨勢
3G移動通信技術和2G移動通信技術相比,其具備獨有的特征,因此,3G移動通信技術也必將存在不同的發展趨勢。
(一)增加3G網絡帶寬
3G移動通信技術對無線網絡傳輸能力的要求為能夠支持高達2Mbit/s的傳輸速率。隨著新型多媒體業務的使用普及化,人們對3G移動通信無線網絡傳輸能力的要求勢必越來越高,增加3G網絡帶寬的必要性可見一斑。
(二)單模、雙模和多模終端共存
就目前的情況來看,第二代移動通信并不會在短期內退出全球市場,加之情3種3G制式并存以及3G移動通信全范圍普及尚需時日,決定了未來一段時間內移動通信終端必將是單模、雙模和多模終端共存。現如今市場上已有的雙模終端有GSM/WCDMA、GSM/TD-SCDMA、CDMA/CDMA2000、CDMA2000LX/LXEV―D0等雙模終端。最近我國的小米公司推出的WCDMA/CDMA2000更是得到了消費者的熱烈追捧。,由此可以看出,發展2G與3G雙模、3G與3G雙模終端可以促進3G移動通信的發展。
(三)加強3G移動終端發展力度
3G移動通信網絡能夠提供廣闊的多媒體業務等,這是3G移動通信技術的優勢。而對3G終端而言,為了提供更加的使用感受,使3G移動通信技術的能量發揮的淋漓盡致,就需要進一步提升其配置。
(四)向新一代移動通信技術推進
3G移動通信大規模商用以后,人們對于多媒體服務與應用的使用越來越多,這也使得電信業勢必會向容量更大、速率更高、功能更強的新一代通信技術發展。3G移動通信依然是現代社會最有發展潛力的新一代移動通信。對于現在的人來說,未來的移動通信發展方向的確有些不可預估,但可以想象的是, 21世紀移動通信的發展將達到頂峰,世界各個國家的移動用戶將進一步增長,移動通信將成為一種人們無法離開、無時無刻不在使用的通信手段。移動通信技術的發展道路廣闊且光明!
參考文獻:
1.14G移動通信技術的概念
4G移動通信技術一般是指第四代移動通信技術,但是在通信行業中沒有對其有過科學的統一的定義。一般來說,通過對4G移動通信技術的功能性描述來對其進行界定。首先,4G移動通信技術可以在任何時間和任何地點無障礙的接入網絡;其次,4G移動通信技術的的用戶在選擇業務和應用網絡方面具有很強的自由性;再次,4G移動通信技術不僅可以滿足一般用戶的需求,還能夠實現電子商務的綜合性業務;最后,4G移動通信技術具有很強的開放性,它可以適應其他網絡體系和系統,從而開展物聯網上的業務。只要是基于以上幾個功能性特征的移動通信技術,就可以稱作4G移動通信技術。
1.24G移動通信技術的特點
第一,4G移動通信技術的傳輸速度非常快,根據很多研究者的研究表明,4G移動通信技術的傳輸速度要比3G移動通信技術的傳輸速度快的多,約達到其傳輸的速度的50倍,在美國的實驗室中已經在試驗400Mbps的信息傳輸速度。第二,目前的4G移動通信技術已經非常的智能化,在應用的終端設備上具有很多智能化的功能,在操作方式上也變得更加便捷、人性化,在傳統的網絡中難以實現的功能在4G移動通信技術中都可以實現。第三,4G移動通信技術具有更好的兼容性,而且功能更加開放,可以全面漫游,并且接口也是開放的,還可以兼容其他的網絡,從而實現互聯。第四,4G移動通信技術的覆蓋范圍更加廣泛,在野外、郊區等信號不好的地區都可以做到良好的覆蓋。第五,4G移動通信技術可以更加有效的傳遞聲音、圖像、視頻等信息,真正的實現了高質量的多媒體傳輸。
1.34G移動通信技術的網絡結構
4G移動通信技術的網絡結構比較復雜,主要包括物理網絡層、中間環境層、應用網絡層、入口和出口的數據傳輸等,通過應用網絡層進行管理和控制網絡,通過入口和出口的數據傳輸最終實現了4G移動通信網絡技術。
24G移動通信技術的技術要點
2.1OFDM技術
OFDM技術是正交頻分復用技術的簡稱,它主要的技術功能是將信道分成若干個正交子信道,再將高速數據信號轉化成低速子數據流,這樣低速子數據流就可以在每個子信道上進行傳輸了。OFDM技術對頻譜的利用率比較高,它的頻譜效率相當于串行系統的2倍;另外,OFDM技術具有較強的抗衰落能力,通過對多子載波的傳輸,增強了對脈沖噪聲的抵抗,另外,也減弱了通信信道的衰落的能力。其次,OFDM技術的傳輸速度比較快,適用于高速數據的傳輸,因為它采用的是自適應的調制機制,使調制方式、信道和加載算法都發生了變化,從而提高了信息的傳輸速率。最后,OFDM技術的對于碼間的抗干擾能力也比較強,它采用的是循環前綴的方式來對抗碼間干擾。
2.2SA技術
SA技術是智能天線技術的簡稱,它能夠抑制信號的干擾,并且可以自動跟蹤,另外,它還可以調節數字的波束,正是因為這些特殊的功能,使得SA技術在4G移動通信技術中起到了關鍵性的作用。
2.3SDR技術
SDR技術也叫軟件無線電技術,它是微型電子技術中的一種,是通過微型電子技術來建立開放的平臺,從而使得4G移動通信技術的升級變得更加快捷與方便,并為4G移動通信技術的發展構建了一個標準化、開放性的硬件平臺,這個平臺可以由多方運營介入。
2.4IPv6技術
IPv6技術的網絡地址的空間比較大,以便于給所有的通信網絡的設備都提供一個唯一的地址,它能夠實現自動配置,并且獲得一個唯一的路由地址;它的服務質量要比普通的IPv6技術高的多,而且容易形成服務級別較高的系統;IPv6技術的移動性特別強,采用IPv6技術的通信設備在位置變化時,通信質量也不會發生太大的變化,這樣就保證了移動通信設備的服務質量。
34G移動通信技術的發展趨勢
3.1干擾抑制技術
目前的4G移動通信技術面臨的最大的威脅就是受到越來越嚴重的電磁波的干擾,只有開發新型的干擾抑制技術,消除電磁波對4G移動通信技術的干擾,才能夠保證4G移動通信技術的優勢充分發揮。目前經常采用的干擾抑制技術就是交互式干擾抑制技術,它是抗干擾技術的核心,保證4G移動通信技術不受電磁波的干擾。在4G移動通信技術的應用過程中,要加入交互式干擾抑制技術,加強對它的攻關和研究,這樣就能夠保證4G移動通信技術不受干擾,從而提高其通信質量。
3.2識別技術
在我國使用4G移動通信技術的用戶非常多,據不完全統計,目前的用戶數量已經達到4億,要想使4G移動通信技術更加人性化和智能化,就需要對多用戶進行識別,因此要開發出多用戶識別的專業技術。首先,我們要將多用戶識別技術作為重點研究的對象,然后加強對4G移動通信基站的建立,從而不斷的增加整個系統的容量。我們只有準確快速的識別用戶之后,才能夠不斷的提高4G移動通信技術的通信質量與服務質量。
3.3接收技術
要想讓4G移動通信技術得到更廣泛的推廣,首先要保證該技術的節能與環保性能。因此,為了推動4G移動通信技術的進一步發展,要在3G移動通信技術的基礎上,開發出更加節能的信號接收技術,這樣就使得4G移動通信技術更加具有競爭力。4G移動通信技術采用的是微微無線電接收器,它是一種嵌入式的無線電,該技術的功耗僅為傳統技術的十分之一到百分之一,大大的降低了能源的損耗,同時也對環保起到了促進的作用。另外,低能耗的接收技術也可以提高信號接收的穩定性,這樣,4G移動通信技術就會得到更廣闊的發展前景,也會得到更多用戶的支持與推廣。
3.4可重構性自愈網絡技術
4G移動通信技術采用的是智能化的處理器,它能夠對節點故障或者基站超載做出智能化的處理。4G移動通信技術的各部分采用的都是問答裝置,能夠對出現的問題做出及時的糾正,這樣就能夠自動的排除網絡故障,進而提高4G移動通信技術的服務質量。
3.5無線接入網技術
4G移動通信技術與傳統的3G移動通信技術相比,傳輸速度更加快,容量更加大,成本更加低,接入范圍更加廣。如果4G移動通信技術想要獲得更加廣闊的發展前景,就要進一步開發其無線接入網技術,可以使它的電路交換向基于IP分組交換發展,同時,設備分集向網絡分集發展。這種基于IP技術的網絡構架可以實現3G、4G、WLAN以及固定網之間的漫游,而且可以支持下一代因特網,這將對4G移動通信技術的發展起到巨大的推動作用。
我國已經進入100Mbps到10000Mbps的超寬帶時代,視頻流量成倍擴大[1],5G移動通信技術也隨之被提出。5G移動通信技術是面向2020年信息網絡的第五代無線通信系統,與前四代技術相比,5G移動通信技術的典型特征具有超高速率,容量超大,從而實現全網融合。
一、5G移動通信概述
據估計,未來人們在任意地點移動速率都能達到1Gbit/ s。5G網絡相比于4G網絡,具有大規模MIMO、3D束波成型以及有源天線系統[2],它的交換方式是分組轉發,基站采用高頻微蜂窩,提升系統容量,從而實現網絡融合。5G網絡具有以下特點:可以實現實時連接,具有良好的體驗性和穩定性,并且在密集人群中可以保證通信質量。5G移動通信除了通信速率上的提升,還為用戶提供了更好的體驗。5G移動通信網絡拓撲圖如圖1所示。
二、5G移動通信的關鍵技術
1、新型多天線技術。為了滿足移動通信對數據流量的需求,提升頻譜利用率尤為重要。由此產生了一種新型多天線技術――該技術可以保證通信質量以及提升頻譜利用率,新型多天線技術在無線通信領域具有多方面應用。新型多天線技術能夠提升空間分辨率,這樣可以使大量用戶在同一時間段進行通信,在基站密度不增加的前提下,大幅度降低發送功率以及減少干擾。因此,新型多天線技術在5G移動通信中起到關鍵作用,可以保證通信的可靠性、提升頻譜利用效率并且降低通信能耗,未來在通信領域會得到普遍使用。
2、高頻段的使用。在無線移動通信系統中,3GHz以下的頻段能夠較好地支持移動性以及具有較廣的覆蓋范圍。然而這一區間內的頻譜資源相對緊張,因此為了緩解頻譜資源問題,應該使用3GHz以上的頻譜資源,高頻段的使用將是未來通信行業的發展趨勢,這是因為高頻段的可用帶寬相對充足,設備小型化以及較高的天線增益。
3、同時同頻全雙工。由于傳統無線通信手段不能實現同時同頻的雙向通信,因此具有一定的局限性,導致資源浪費。同時同頻全雙工技術在上/下行鏈路上可以同時同頻進行雙向通信,這樣可以提升資源利用率。然而同時同頻全雙工同樣面臨干擾問題,在傳輸信號的過程中功率相差較大,會導致同頻干擾以及自干擾,因此要想實現同時同頻全雙工技術,就應該針對降低干擾問題進行探討。
4、設備間直接通信技術。移動通信技術針對降低干擾問題因此具有一定的局限性。由于通信系統的中繼節點和基站的位置固定,因此網絡拓撲不夠靈活,系統的覆蓋和邊緣地區用戶的體驗成為亟需解決的問題。為了解決該問題,需要借助設備間的直接通信技術,該技術可以在近距離范圍內進行直接傳輸,無需通過中間節點轉發。設備間直接通信技術具有低能耗、低延遲以及高傳輸速率的優點,能夠實現頻譜資源的有效利用,提升無線通信質量,因此,設備間直接通信技術將是5G重點研究內容。
5、自組織網絡。移動通信網絡中會使用大量的人力資源,例如網絡部署和運維等,這樣造成效率很低,隨著無線通信網絡的不斷優化,人們已經解決網絡快速發展中所遇到的問題,為了提升網絡部署質量,降低網絡人力運維成本,提出了自組織網絡的概念。自組織網絡包括自配置和自愈合的概念,盡量避免人工干預,構建了更智能、統一的5G移動通信網絡。
三、未來5G移動通信發展進程思考
本文對5G移動通信網絡發展進行討論,5G移動通信網絡的關鍵技術包括新型天線技術、高頻段技術、全雙工同時同頻、設備間的直接技術以及自組織網絡,這些技術保證了通信的可靠性、提升頻譜效率并且降低通信能耗,在未來會在通信領域得到普遍使用,但是仍存在一定問題,例如高頻段器材使用相對不成熟,使用成本較高,同時同頻全雙工技術的干擾問題,都有待進一步探討。因此需要進一步對移動通信網絡進行研究,實現更智能的、統一的5G移動通信網絡。
中圖分類號:F626文獻標識碼: A
引言
4G通信技術是人類有史以來比較復雜的無線技術手段,改變了人們生活的溝通方式,加速了人與人之間的信息交流,真正實現了溝通的舒適和自由。4G通信技術具備了通信速度快、智能性能高、通信質量好等顯著的優勢,是傳統的通信技術所無法比擬的,無疑會帶動其他相關通信事業的共同發展和進步,呈現出明朗的發展前景。但是,4G通信技術仍然存在著缺陷和不足,在未來的更新過程中需要不斷改進,使其發揮更加優質的服務。
1、4G通信網絡簡介
隨著人們的生活空間、活動空間和參與領域在不斷地擴大,對手機的功能要求,已不僅僅是對話和通信,還有許許多多其他方面的功能。要實現這些功能,就必須要有新型的通信技術來作保證,在這種情況下各種新興的通信技術就應運而生了,但是,因為各個通信商家的利益得不到很好的協調,這些新興的通信技術如今被分化成了三大陣營。
3G不成熟導致G4出臺,G3技術發展至今仍不是很成熟。目前,G3還缺乏全球統一標準,即使是在美國,也存在三種互不兼容的規范;G3所運用的語音交換架構仍承襲了第二代(G2)的電路交換,而不是純IP方式;被人們炒得沸沸揚揚的流媒體(視頻)應用也不盡如人意,效果猶如放幻燈片;更為重要的一點是,它的數據傳輸率只接近于普通撥號接入的水平,更趕不上DSL。
第四代移動通信系統技術目前還只是一個基本概念,就是無線互聯網技術,但可以肯定的是,隨著互聯網高速發展G4也會繼續高速發展;電腦日趨小型化、簡便化,最終將所有技術整合為一個類似PAD的產品;衛星通信和空間技術會成為常用技術。而移動通信應用的相關技術,如更高頻寬的應用、智能信號處理技術、業務功能綜合能力、網絡技術及衛星技術等亦急速發展。第四代移動通信系統技術與第三代移動通信系統技術相比,除了通信速度大為提高之外,還可以借助PI進行通話。第四代移動通信技術的國際標準化作業,將由國際電聯的無線部門負責實施。
2、4G通信技術的發展現狀概述
2.1、4G技術的巨大優勢
前面已經提到,早在3G通信技術投放市場和應用的初期,4G技術就已經萌發概念且開始實驗室開發。從技術角度衡量,4G移動通信技術的最大數據傳輸速率可以達到100Mbit/s,這是3G技術速率的50倍,是傳統移動數據傳輸速率的10000倍。由此可見,4G移動通信技術具有巨大優勢,未來必將成為移動通信領域的應用熱點。除了數據傳輸速率和速度“驚人”之外,4G移動通信技術的智能化水平很高,幾乎可以滿足各類人群的各種需求。再者,4G能夠為用戶搭建一個完善的數字化、智能化的應用平臺,幾乎可以取代電腦的位置。所以,4G智能手機嚴格意義上來說不單單是一部手機,它甚至可以發揮出智能電腦的功效。
2.2、當下4G技術的應用現況
隨著移動通信技術的巨大發展,尤其是智能手機、智能化終端的多元化應用,廣大用戶對于更高速度、更好品質以及更優化質量的通信技術有了更高的需求,這也催生了以3G、4G為代表的高品質移動通信技術的出現和變革。總體而言,通信行業的革命性變化源于電子技術、新型信息技術和計算機技術的鏈式融合。就4G移動通信技術的應用主體來說,其中最大的當屬智能手機。從某種意義上說,正是智能手機的井噴式的普及和應用,才激發了4G技術的出現。
無論是商務通信、家庭通信還是個人通信,都對通信技術的更快更好的發展抱有極大的預期。所以,4G移動通信技術能夠普及智能手機、各類通信終端,從而構筑其完善的4G移動通信網絡,為終端用戶提供高質量的通信服務。以我國為例,2013年工信部已經向中國移動發放了4G拍照,這就意味著移動4G手機已經開始大范圍的投放市場,這正是4G通信技術高速度發展的一個縮影。
3、4G通信技術的應用
3.1、軟件無線電技術
此種技術又被稱為SDR技術,可以對現代化的數字信號技術進行有效利用,結合可編程平臺,根據軟件定義無線平臺的功能。在軟件無線電技術中,可以采用的技術包括可編程器件、信號處理技術、數字信號處理等,同時,通過應用軟件無線電技術,還能夠確保通信系統中各種功能的實現,如軟件可編程、硬件設備重復利用等,以減少資源浪費。
3.2、OFDM技術
此項技術是4G通信技術中最重要的一項技術,在無線傳輸中得到了廣泛應用,此項技術的應用主要是將通信信道劃分成多個子信道,并對子信道的子波進行調制處理,然后進行傳輸,從而保證信道的頻率選擇性,而且確保每一個子信道都能夠保持平坦。通過子信道實現傳輸,在此過程中能夠保證信號帶寬比信道帶寬小,從而對信號波形之間產生的干擾起到有效的抑制作用。
3.3、智能天線技術
此項技術又被稱為自適應天線陣列,即AAA,最初,此項技術主要應用在雷達、聲納軍事領域,主要是為了實現空間濾波及定位,在此項技術體系中,通過應用空分多址技術,實現信號傳輸差別處理,并準確區分系統中的同頻率或同碼道信號,以對信號覆蓋區域產生動態控制,及時將主波束轉移至用戶的所在方向,確保用戶應用網絡的可靠性及安全性。通過對信號干擾進行控制,并跟蹤用戶及其所處環境,能夠時刻了解用戶所在網絡的具體情況,從而為入網用戶提供質量較高的鏈路,以加強對干擾信號的抑制作用,并最大限度的提取可應用信號,確保用戶網絡的可利用性。
4、4G移動通信技術的應用趨勢
可以想象,在不久的將來,4G技術必將逐漸取代2G、3G通信技術,成為移動通信的主導技術。展望未來,4G移動通信可能呈現如下的走向和趨勢。隨著4G移動通信技術在我國的日益成熟和發展,未來有可能會形成多種技術共同作用的4G移動通信技術。主要包括:(1)可重構性自愈網絡技術。4G移動通信技術通過智能處理器,處理基站超載和節點故障,利用基于問答裝置,及時改正錯誤,自動清除網絡故障。(2)多用戶識別。4G移動通信技術中加入多用戶識別技術,可以加大移動電話系統和基站的覆蓋范圍和容量,保證移動通信的質量,減少基礎設施的建設和部署。(3)微微無線電接收器技術。微微無線電接受器是一種嵌入式的無線電,4G移動通信技術可以借助這種技術,降低功耗,使功耗控制在傳統通信技術的十分之一,甚至百分之一,滿足節能環保的要求。(4)交互干擾抑制技術。4G移動通信技術可以利用交互干擾抑制技術,降低通信各個設施之間的相互干擾,保證通信質量。
結束語
全世界手機用戶已達45億,移動通信的普及率日益提高,越來越多的人開始使用3G手機進行上網,通過互聯網已經逐漸實現了人與人之間信息的順暢交流,不斷拉近人們之間的距離,方便了人們的日常生活。4G通信技術是繼3G通信技術之后,提高無線網絡移動裝置的運行速度和無線通信的網絡效率,是無線網絡的又一次成功的飛躍,最終實現社會生產和生活的真正無阻礙的交流。
參考文獻
1 第三代移動通信技術概述
要想深入探究第三代移動通信技術究竟如何影響現代通信技術,那么首先要對其定義及特征有所了解,對其簡要概述如下:
1.1 第三代移動通信技術之定義
第三代通信技術一般被人們稱為3G,由英文3rd Generation縮寫而來。主要相對第一代模擬式手機(也就是1G),和第二代GSM、TDMA等數字手機(也就是2G)而言。具體而言,第三代通信技術是指,將無線通信和國際互聯網等其他多媒體通信相結合,一種新興的移動通信系統。它不僅能夠對音樂、視頻流、圖像等多媒體形式進行處理,還能夠提供諸如電話會議、電子商務、網頁瀏覽等多種多樣的信息服務。但是,要想其能夠實現這些功能,就必須保證無線網絡達到支持該項活動發生的數據傳輸速度。
1.2 第三代移動通信技術之特征
通過查閱相關文獻,結合工作實際,可以看到第三代移動通信技術主要由以下幾點特征:第一,與第一、二代移動通信技術相比,其可實現全球無縫覆蓋、高頻譜利用率、高服務質量、高保密性、低成本等特點。第二,第三代移動通信技術具備了支持從話音到多媒體業務轉換的能力,尤其是在支持互聯網業務方面有著出色的表現。
2 當前發展第三代移動通信技術所面臨的問題
雖然第三代移動通信技術在許多方面比第一、第二代移動通信技術更為便捷、高效,但是在發展過程中仍然面臨著一些問題,對其主要存在的問題歸納如下:
2.1 時延擴展問題
時延擴展問題是指,來自不同路徑的信號會產生不同的傳播時延,而一旦時延超過檢測脈沖寬度的百分之十,脈沖之間的干擾就會變得十分明顯,從而對移動通信的數據傳輸速率產生影響,受到限制。
2.2 多徑衰落問題
這一問題在幾乎所有的移動通信系統中都有可能會產生。主要是因為,無線電波在傳播的過程中會發生反射、散射、折射現象,這樣一來就會產生多條傳播路徑。當不同路徑的信號同時到達接收機的時候,受到天線位置、極化、方向不同的因素影響,接受信號的相位、幅度也會產生起伏狀的變化,從而導致較為嚴重的衰落現象。
2.3 多址干擾問題
多址干擾是3G系統所獨有的一種干擾,產生的原因主要是,用戶不同的擴頻碼字相互之間的干擾。因為3G系統采用的是CDMA技術,也就是利用不同的擴頻碼字對用戶進行區分,正因為如此,各個用戶的擴頻碼就必須幾倍較強的自相關性和較弱的互相關性。但是,即便自相關性很強,互相關性很弱,也不可能保證各個用戶之間的互相干擾完全消失。因此,CDMA系統就會收到干擾限制。
2.4 遠近效應問題
遠近效應所帶來的問題,主要是因為各個移動臺在發射信號的時候都是使用相同的頻率,而基站在接收信號的時候,對較近的移動臺發射出來的信號接收功率要遠遠大于較遠處的。簡單來說,遠近效應問題就是指近處打工了信號對遠處的小功率信號產生較強的干擾。這種干擾不僅僅在3G系統中存在,但是在3G系統中表現得最為明顯。
3 第三代移動通信技術對現代通信技術的影響
隨著第三代移動通信技術的發展和推廣,其對現代通信技術帶來了重大的影響。最為主要的表現形式就是,為人們生活、工作、學習等提供了更為優質的通信服務。具體而言,可以分為以下幾類:
3.1 移動支付服務
移動支付也被人們成為手機支付,一般是指用戶在購買商品、服務時,直接用手機進行支付。例如,支付寶推出的當面付、掃碼付等服務項目,都屬于移動支付。在移動通信產生的最初時期,重點主要是最基本的通信,隨著移動通信技術的不斷發展和推進,已經延生到了生活的各個方面,極大的方便了人們的生活。一些技術較為成熟的城市,已經推出了同時具備公交卡、銀行卡、信用卡等多重功能的手機卡。在移動支付服務的實現過程中,需要銀行、商家、運營商等多方配合,才能保證完成,并確保支付安全。
3.2 定位服務
定位服務又叫做位置服務,主要是講移動通信網絡與衛星定位系統相互校核,為消費者提供的一種通信增值業務。通常是借助使用者的移動終端,在某種具體的定位技術下,將用戶所處位置進行確定。
3.3 可視電話服務
相比較傳統的電話通信方式而言,第三代移動通信技術以其技術的先進性,設備的現代化,實現了可視電話服務功能。普通的電話只能夠實現語音的傳輸,但是第三代移動通信技術能夠將“順風耳”變成“千里眼”。
3.4 視頻留言服務
視頻留言服務是,當用戶在撥打對方電話無人接聽或者自動轉接到留言信箱的情況下,借助用戶手機的攝像頭及錄音設備錄制音頻、視頻這一類多媒體留言的服務。被呼叫用戶在有網絡數據傳輸的情況下,能夠在手機或者網頁上查看留言。
4 結語
第三代移動通信技術是通信業與互聯網業相互融匯、結合的產物。用戶只要擁有一臺支持3G網絡的手機,除了在完成日常通信需求之外,還能夠及時、方便、迅速的實現購物、視頻等多媒體通信。并能能夠直接在手機屏幕上寫字繪畫,在十分短的時間內傳輸給另外一臺手機。除此之外,還能夠利用3G技術實現實時位置共享、電話會議、多媒體彩鈴等服務。隨著近年來對第三代移動通信技術的普及,越來越多的城市對移動運營商發放了3G牌照,越來越多的人們體會到3G通訊技術帶來的便利與快捷。因此,第三代移動通訊技術將對現代通訊技術的發展產生重大影響。
參考文獻
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