時間:2023-12-21 10:23:51
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中圖分類號:E965 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:
正文:2007年10月19日,在國際電信聯(lián)盟在日內(nèi)瓦舉行的無線通信全體會議上,經(jīng)過多數(shù)國家投票通過,WiMAX(全球微波互聯(lián)接入)正式被批準(zhǔn)成為繼WCDMA、CDMA2000和TD—SCDMA之后的第4個全球3G標(biāo)準(zhǔn)。
從此WiMAX正是作為第4個全球3G標(biāo)準(zhǔn)登上了無線通信的舞臺。WiMAX是一項新興的寬帶無線接人技術(shù),能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接,數(shù)據(jù)傳輸距離最遠可達50km。WiMAX不僅在北美、歐洲迅猛發(fā)展,而且這股熱浪已經(jīng)推進到亞洲。它是又一種為企業(yè)和家庭用戶提供“最后1mile”的寬帶無線連接方案。WiMAX是一項新興技術(shù),能夠在比Wi—Fi(無線局域網(wǎng))更廣闊的地域范圍內(nèi)提供“最后lkm”寬帶連接性,由此支持企業(yè)客戶享受T1類服務(wù)以及居民用戶擁有相當(dāng)于線纜/DSL的訪問能力。憑借其在任意地點的1~6mile覆蓋范圍,WiMAX將可以為高速數(shù)據(jù)應(yīng)用提供更出色的移動性。此外,憑借這種覆蓋范圍和高吞吐率,WiMAX還能夠提供為電信基礎(chǔ)設(shè)施、企業(yè)園區(qū)和wi—Fi熱點提供回程。
WiMax之所以能如此成功,顯然是有自身的許多優(yōu)勢。而各廠商也正是看到了WiMax的優(yōu)勢所可能引發(fā)的強大市場需求才對其抱有濃厚的興趣。
1、實現(xiàn)更遠的傳輸距離
WiMax所能實現(xiàn)的50km的無線信號傳輸距離是無線局域網(wǎng)所不能比擬的,網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積是3G發(fā)射塔的10倍,只要有少數(shù)基站建設(shè)就能實現(xiàn)全城覆蓋,這樣就使得無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范圍大大擴展。
2、提供更高速的寬帶接入
據(jù)悉,WiMax所能提供的最高接入速度是70M,這個速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍對無線網(wǎng)絡(luò)來說,這的確是一個驚人的進步。
3、提供優(yōu)良的最后lkm網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)
作為一種無線城域網(wǎng)技術(shù),它可以將Wi—Fi熱點連接到互聯(lián)網(wǎng),也可作為DSL等有線接入方式的無線擴展,實現(xiàn)最后l km的寬帶接人。WiMax可為50km線性區(qū)域內(nèi)提供服務(wù),用戶無需線纜即可與基站建立寬帶連接。
4、提供多媒體通信服務(wù)
由于WiMax較之Wi—Fi具有更好的可擴展性和安全性,從而能夠?qū)崿F(xiàn)電信級的多媒體通信服務(wù)
TCP/IP協(xié)議的特點之一是對信道的傳輸質(zhì)量有較高的要求。無線寬帶接入技術(shù)面對日益增長的IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),必須適應(yīng)TCP/IP協(xié)議對信道傳輸質(zhì)量的要求。在WiMax技術(shù)的應(yīng)用條件下(室外遠距離),無線信道的衰落現(xiàn)象非常顯著,在質(zhì)量不穩(wěn)定的無線信道上運用TCP/IP協(xié)議,其效率將十分低下。WiMax技術(shù)在鏈路層加入了ARQ機制,減少到達網(wǎng)絡(luò)層的信息差錯,可大大提高系統(tǒng)的業(yè)務(wù)吞吐量。同時WiMax采用天線陣、天線極化方式等天線分集技術(shù)來應(yīng)對無線信道的衰落。這些措施都提高了WiMax的無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅堋?/p>
WiMax可以向用戶提供具有QoS性能的數(shù)據(jù)視頻、話音(VoIP)業(yè)務(wù)。WiMax可以提供3種等級的服務(wù):CBR(Con—stantBitRate,固定帶寬)、CIR(C0m—mittedRate,承諾帶寬)、BE(BestEffort,盡力而為)。CBR的優(yōu)先級最高,任何情況下網(wǎng)絡(luò)作者與服務(wù)提供商以高優(yōu)先級、高速率及低延時為用戶提供服務(wù),保證用戶訂購的帶寬。CIR的優(yōu)先級次之,網(wǎng)絡(luò)操作者以約定的速率來提供,但速率超過規(guī)定的峰值時,優(yōu)先級會降低,還可以根據(jù)設(shè)備帶寬資源情況向用戶提供更多的傳輸帶寬。BE則具有更低的優(yōu)先級,這種服務(wù)類似于傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)的盡力而為的服務(wù),網(wǎng)絡(luò)不提供優(yōu)先級與速率的保證。在系統(tǒng)滿足其他用戶較高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的條件下,盡力為用戶提供傳輸帶寬。
整體來說,802.16(WiMax的另一種說法)工作的頻段采用的是無需授權(quán)頻段,范圍在2GHz~66GHz之間,而802.16a則是一種采用2G~11GH無需授權(quán)頻段的寬帶無線接人系統(tǒng),其頻道帶寬可根據(jù)需求在1.5M~20MHz范圍進行調(diào)整。因此802.16所使用的頻譜將比其他任何無線技術(shù)更豐富,具有以下優(yōu)點:①對于已知的干擾,窄的信道帶寬有利于避開干擾;②當(dāng)信息帶寬需求不大時,窄的信道帶寬有利于節(jié)省頻譜資源;③靈活的帶寬調(diào)整能力,有利于運營商或用戶協(xié)調(diào)頻譜資源。
寬帶無線接入技術(shù)是各種有線接入技術(shù)強有力的競爭對手,在高速因特網(wǎng)接入、雙向數(shù)據(jù)通信、私有或公共電話系統(tǒng)、雙向多媒體服務(wù)和廣播視頻等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。相對于有線網(wǎng)絡(luò),寬帶無線接人技術(shù)具有巨大的優(yōu)勢,如:①無線網(wǎng)絡(luò)部署快,建設(shè)成本低廉;②無線網(wǎng)絡(luò)具有高度的靈活性升級方便;⑧無線網(wǎng)絡(luò)的維護和升級費用低;④WiMax無線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)以及其應(yīng)用前景介紹;⑤無線網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)實際使用的需求階段性地進行投資。
WiMax的應(yīng)用主要可以分成兩個部分:①固定無線接入;②移動式無線接入。802.16d(IEEE02.16—2004)屬于固定無線接入標(biāo)準(zhǔn),而802.16e于移動寬帶無線接人標(biāo)準(zhǔn)。目前INTEL已經(jīng)宣布發(fā)出符合IEEE802.`16—2004標(biāo)準(zhǔn)的芯片,并且從2006年開始WiMAX技術(shù)將被逐步引入筆記本電腦中。相信不需要太多時間,WiMax即可得到廣泛的應(yīng)用。
中國幅員遼闊,存在很多經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū),在這些地方的信息化建設(shè)是非常落后的。應(yīng)用低成本的WiMax技術(shù)則可以給那里架起一座信息高速公路對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展會有很大的促進作用。
在2008年奧運會期間,場館構(gòu)建了WiMax網(wǎng)絡(luò)。可以使用WiMax技術(shù)在大學(xué)校園內(nèi)部署高速無線網(wǎng)絡(luò)。使用Wi—Fi技術(shù)的校園無線網(wǎng)絡(luò)目前已經(jīng)十分普遍,但是WiMax要比Wi—Fi先進很多WiMax使用很少的基站即可達到整個校園的無線信號無縫連接。同目前正在廣泛使用的無線網(wǎng)絡(luò)相比,WiMax技術(shù)有著自己獨特的優(yōu)勢。Wi—Fi技術(shù)可以提供高達54Mbps的無線接入速度,但是它的傳輸距離十分有限,僅限于半徑約為100rn的范圍移動電話系統(tǒng)可以提供非常廣闊的傳輸范圍,但是它的接人速度卻十分緩慢WiMax的出現(xiàn)剛好彌補了這兩個不足。因此在不久的將來Wi—Fi(無線局域網(wǎng)),WiMax(無線城域網(wǎng)),3G(無線廣域網(wǎng))三者的結(jié)合將會為我們創(chuàng)造出一個完美的無線網(wǎng)絡(luò)。
現(xiàn)代移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對于移動網(wǎng)絡(luò)也有了更高的要求,不僅希望數(shù)據(jù)的傳輸速度快,而且也希望傳輸技術(shù)更加先進。現(xiàn)在的3G通信技術(shù)已經(jīng)被人們廣泛地使用了,相比2G技術(shù),它在數(shù)據(jù)傳輸和聲音方面有了更大的進步。但是在觀看視頻的時候,總是出現(xiàn)信號不穩(wěn)的現(xiàn)象,因此人們更加期待4G通信技術(shù),希望能夠?qū)崿F(xiàn)更高的要求。
一、移動通信傳輸工程應(yīng)用特點
1、傳輸設(shè)備輕薄化。當(dāng)前社會的不斷發(fā)展,電子信息技術(shù)也有了突飛猛進的發(fā)展,為了迎合消費者的需要,很多電子產(chǎn)品都朝著輕小、便捷和高性能的方向邁進。還有一些特定的傳輸新技術(shù)也被運用到了這些新的產(chǎn)品中,比如說,在光纖信號發(fā)射器上,逐步發(fā)展得越來越小了,外形方面也是多樣化且越來越薄。不僅將生產(chǎn)的成本降低了,也有效地節(jié)省出能源,這些都是我國在傳輸技術(shù)方面的發(fā)展[1]。
2、傳輸設(shè)備功能多樣化。就現(xiàn)在的客戶對于產(chǎn)品功能方面的要求,讓產(chǎn)品具備多樣化的功能,并且擁有多種數(shù)據(jù)的傳輸特點。現(xiàn)代傳輸技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)實現(xiàn)了這些技術(shù),甚至出現(xiàn)了性能更好地產(chǎn)品。新型的傳輸技術(shù)產(chǎn)品,不僅集中了多種功能,而且通過一個終端就能夠?qū)崿F(xiàn)多種數(shù)據(jù)的傳輸功能。能夠有效地增強設(shè)備的運用效果,減少傳輸?shù)某杀尽?/p>
3、傳輸設(shè)備一體化。目前也逐步實現(xiàn)了傳輸設(shè)備的一體化,可以在同一個系統(tǒng)中,完成多個設(shè)備的監(jiān)控,將原來獨立的設(shè)備轉(zhuǎn)變成為一體機。它不是對于某種單板機的拼湊整合,而是運用完整的體系融合了有效的資源進行一種形式。與此同時,它還具備另一套備用體系,也能夠有效地控制相關(guān)的程序。
二、移動通信傳輸工程的傳輸技術(shù)分析
2.1 ADSL
ADSL即異步傳輸模式,它主要運用頻分復(fù)用技術(shù),將一些電話線進行劃分成三個獨立的信號傳輸?shù)缆罚措娫挕⑸闲泻拖滦小K闹饕獌?yōu)勢是打電話和網(wǎng)絡(luò)不會出現(xiàn)沖突,所以,在傳輸?shù)木嚯x方面有了擴展,傳輸?shù)乃俣雀涌炝恕,F(xiàn)在ADSL有四種傳輸渠道,即高速單工通道、64kh/s雙工數(shù)據(jù)傳輸通道、160kh/s和576kh/s的全雙工通道、寬帶業(yè)務(wù)傳輸通道。ADSL的帶寬非常大,鏈接方式也很簡單,不需要太多的投資即可,目前這是運用最多的一種傳輸技術(shù)[2]。
2.2 PON
(l)EPON。EPON經(jīng)過一個單一的光纖系統(tǒng)進行語音、數(shù)據(jù)等的傳輸。主要運用單纖波分復(fù)用技術(shù),只要配備一臺OLT機器和一根主干光纖即可。對于用戶來說,EPON可以通過光分路器把信號進行傳輸給多方的ONU,每一個ONU再進行分配。EPON不僅能夠傳輸TDM,也能進行IP數(shù)據(jù)的傳輸。他們都是運用IEEESO 23以太網(wǎng)的格式完成傳輸?shù)模⑶逸o助以電信級別的網(wǎng)絡(luò)管理體系,確保傳輸?shù)馁|(zhì)量達到最佳。(2)GPON。GPON技術(shù)是新一代無源光綜合傳輸技術(shù),有著較高的帶寬,覆蓋范圍大等特點。它不僅能夠承載ATM信元和GEM幀,而且也能夠確保業(yè)務(wù)的傳輸能力。
三、移動通信傳輸工程網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析
3.1 DSLAM移動通信傳輸構(gòu)架
DSLAM是各個種類的DSL體系的一個局端設(shè)備。以往的DSLAM都是源于ATM的,負(fù)責(zé)ADSL業(yè)務(wù)方面的傳輸功能,伴隨著當(dāng)前internet的不斷普及,DSLAM也逐步走向了IP DSLAM,并且也拓展了新型的業(yè)務(wù)。IP DSLM移動通信傳輸主要是經(jīng)由IP數(shù)字用戶線傳輸?shù)模粩鄬崿F(xiàn)用戶和城市區(qū)域之間的傳輸,通過傳輸信號分路器和用戶的電話進行關(guān)聯(lián),實現(xiàn)用戶對于數(shù)據(jù)的接收。
3.2無源光網(wǎng)絡(luò)(xPON)傳輸技術(shù)
伴隨著當(dāng)前寬帶視頻技術(shù)以及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展,用戶對于網(wǎng)絡(luò)帶寬方面,以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性方面都有了更高的要求,光傳輸替代銅纜的時代已經(jīng)不能阻擋了。FTTx逐步將變成未來寬帶進行傳輸?shù)闹髁鱗3]。PON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)比較簡單,根本不需要戶外的一些有源設(shè)備參與進行,只是在交換機里面,或者是用戶的屋子里面就能夠?qū)⑿盘柼幚砗谩_@項技術(shù)能夠在下行的方向上,從一點朝著多點的角度進行信號的發(fā)送,這樣各個用戶就能夠在不同的數(shù)據(jù)中,將自己需要的一些設(shè)備取出來。通過運用復(fù)用技術(shù),將雙向信號的傳輸工作做到位,從而實現(xiàn)在同一根光纖中,可以實現(xiàn)不一樣的波長信號朝著不同方向傳輸。
四、結(jié)語
綜上所述,當(dāng)前社會的科技發(fā)展,人們對于物質(zhì)生活以及精神生活都有了更高的要求,移動通信技術(shù)已經(jīng)緊密地將人們的生活聯(lián)系在了一起,因此,我國的移動通信公司,在很多的地方都進行了4G系統(tǒng)的運營測試,希望能夠在最短的時間內(nèi),實現(xiàn)各個區(qū)域覆蓋4G移動通信。
參 考 文 獻
一、概述
隨著4G網(wǎng)絡(luò)的全面建設(shè),對移動通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提出了更高的要求。近幾年,基站建設(shè)數(shù)量的逐年增加,站間距越來越小,基站數(shù)越來越密,給我們基站選址工作帶來了很大的挑戰(zhàn)和難度,也暴露出了各種各樣的選址問題,嚴(yán)重影響了移動通信基站建設(shè)的步伐。
近年來在基站選址和建設(shè)方面運營商陷入了兩難的境地:一方面,為了滿足用戶不斷增長的通信需求,提高服務(wù)質(zhì)量,運營商需要建設(shè)更多的基站來不斷完善網(wǎng)絡(luò)覆蓋和質(zhì)量,在通信網(wǎng)絡(luò)上的建設(shè)任何延遲,可能都會帶來用戶的投訴和用戶滿意度的下降,甚至客戶的流失;另一方面,隨著人們環(huán)保意識的不斷提高以及對基站輻射了解程度不深的情況下,在基站的選址和建設(shè)中也遇到越來越多的關(guān)于基站輻射方面的投訴。
二、選址中常見的問題
政府層面:與城市規(guī)劃結(jié)合不夠緊密,政策上支持力度不夠,建設(shè)的過程中不容易得到規(guī)劃部門的許可和支持。
開發(fā)商層面:與開發(fā)商的協(xié)商過程中,很難得到土地開發(fā)商在建設(shè)中的配合。
業(yè)主層面:因站點費用問題,或者對基站輻射的錯誤認(rèn)識,部分業(yè)主、村民抱團阻撓選址和施工。
部分困難場景:密集市區(qū)、老城區(qū)的鐵塔空間資源和站址資源較為緊張,隨著網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋,老城區(qū)、密集市區(qū)的選址工作難度也在加大。
三、原因分析
第一,基站對城市環(huán)境的主要影響為破壞城市景觀。隨著通信基站建設(shè)量的增大,天線架設(shè)五花八門,有的直接架設(shè)在樓頂女兒墻上,有的架設(shè)在樓頂鐵架上,有的直接安裝在落地的鐵塔上,在一定程度上影響了市容景觀。
第二,群對基站的抵觸心理。人們在對移動通信服務(wù)要求提高的同時,也越來越關(guān)注電磁輻射對人體健康的影響,加之一些群眾對基站輻射缺乏正確的認(rèn)識,普遍擔(dān)心基站輻射對人體可能造成傷害,因此排斥通信基站的選址和建設(shè)。
第三,新技術(shù)的應(yīng)用不夠深入,部分密集市區(qū)的站點選址困難,空間資源緊張。
四、新方案解決選址難題
4.1多功能路燈塔
疑難站址大部分是因為群眾的抵觸心理和市政規(guī)劃的許可。如果能夠結(jié)合現(xiàn)有的公共照明、治安監(jiān)控、傳媒廣告等元素,大大的降低用戶的抵觸心理。此類站點對社會治安、環(huán)境保護、新聞傳媒等方面的民生效益較為突出,容易得到市政部門的規(guī)劃許可,為解決密集市區(qū)、老城區(qū)、街道的疑難站址提供了一個新的思路,如下圖所示。
4.2小型智慧機房
對于CBD、公園、機場、風(fēng)景區(qū)、廣場綠地等美化隱蔽性要求高的區(qū)域,選點困難的敏感地區(qū)。選擇隱蔽性較高的機房,配合偽裝美化天線,降低周邊業(yè)主對基站的感知。此類站點根據(jù)周邊環(huán)境設(shè)計,機房的外觀造型與周邊環(huán)境融合,維護便利,安全防盜,為景區(qū)選址提供了一條新的思路,如下圖所示。
4.3都市之眼
利用混凝土筏基自重抗傾覆,依靠監(jiān)控、廣告屏、美化天線罩作為偽裝,解決城區(qū)爭議站點的建設(shè)問題;實現(xiàn)“建的值”、“建的好”、“建的快”等多元化建設(shè)目標(biāo),滿足特殊場景快速建設(shè)的需求,提高客戶滿意度。該方案塔形適合對環(huán)境要求較高,需與周邊環(huán)境協(xié)調(diào),尤其是景區(qū)。敏感地帶,市政不允許進行土方、大開挖作業(yè),常規(guī)建設(shè)無法實施的區(qū)域,對于現(xiàn)場客觀因素限制的疑難站址,也是較為適用的解決方案。
4.4小基站覆蓋方案
小基站體積小、重量輕、對工程的建設(shè)環(huán)境要求較低,能夠解決工程建設(shè)、物業(yè)協(xié)調(diào)等方面的問題,更為實現(xiàn)深度覆蓋提供了可能。同時小基站耗電低,符合綠色節(jié)能發(fā)展的趨勢,能夠滿足運營商對節(jié)能增效降耗的要求。對于某些老式小區(qū),用戶對宏基站輻射非常敏感,在小區(qū)內(nèi)部選址建站難度很大,可以考慮在小區(qū)采用小基站的建設(shè)模式來解決覆蓋,如上圖所示。
4.5多頻天線替換方案
用于整合天面空間、解決無空余天面資源的問題,降低選址難度。同時可以減少天線數(shù)量,降低公眾對電磁輻射的恐懼。對于選址困難的站點,也可以考慮采用周邊站點,替換多頻天線,調(diào)整網(wǎng)絡(luò)覆蓋參數(shù)的手段來解決網(wǎng)絡(luò)覆蓋和質(zhì)量問題。
4.6市政規(guī)劃結(jié)合的方案
對于農(nóng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)征地難的問題,可以主動介入當(dāng)?shù)氐某青l(xiāng)規(guī)劃,主動建議政府主管部門在城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)文化廣場、健身廣場等大型公眾場地的時候,預(yù)留通信基站位置,采用美化機房+景觀塔的方式結(jié)合覆蓋,此舉可大大的降低選址的難度,并且可以長期和城市規(guī)劃緊密結(jié)合,一舉多得。
五、總結(jié)
疑難站址的獲取目前是鐵塔公司和運營商關(guān)注的重點問題,以上主要是根據(jù)工作中常見的疑難站址,給出的解決方案。對于提高目前基站選址的質(zhì)量和效率有較高的實用性。
基站的選址的順利推進,促進了城市通信事業(yè)的發(fā)展,對于鐵塔公司來說,基站的選址規(guī)劃是通信發(fā)展規(guī)劃以及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的必要前提,對通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了良好的保障。
1.1 五代通信技術(shù)成為重點
現(xiàn)階段,移動通信技術(shù)發(fā)展要圍繞網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、信息化等主要方向,為用戶提供更為便捷和高效的綜合性通信服務(wù)。五代(5G)通信系統(tǒng),早已經(jīng)成為當(dāng)前通信技術(shù)研發(fā)和未來應(yīng)用重點。作為新一代的通信系統(tǒng),5G符合移動通信發(fā)展的整體需要,順應(yīng)了移動通信技術(shù)的發(fā)展規(guī)律,與第四代技術(shù)相比較,五代技術(shù)在用戶體驗、傳輸穩(wěn)定性、系統(tǒng)安全和覆蓋率方面具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。相對于過往的移動通信技術(shù),5G能夠?qū)⒁苿油ㄐ偶夹g(shù)與其他通信技術(shù)結(jié)合起來,進而構(gòu)建成為一套更為科技化和信息化的網(wǎng)絡(luò)。總的來看,五代移動通信技術(shù)的持續(xù)應(yīng)用價值要高于過往的技術(shù)。
1.2 移動通信技術(shù)發(fā)展特征
1、頻譜具有高利用率。在新的移動通信技術(shù)支持下,高頻段的頻譜資源將得到更為廣泛的有效應(yīng)用。現(xiàn)階段,受限于科技水平條件問題,受高頻段無線電波穿透能力的直接影響,高頻段頻譜資源的整體利用效率和水平并不理想。隨著技術(shù)的創(chuàng)新,有線與無線寬帶技術(shù)更為有效融合,新一代移動通信技術(shù)其頻譜將具備更強的可利用性。2、通信系統(tǒng)性能得到明顯提升。在新的移動通信技術(shù)發(fā)展過程中,突出了綜合性組網(wǎng)。以五代通信技術(shù)為例,其重點集合了多點、多天線、多用戶、多小區(qū)相互協(xié)作、相互組網(wǎng),進而能夠明顯提升通信系統(tǒng)的性能。3、設(shè)計理念持續(xù)創(chuàng)新。在移動通信的主要業(yè)務(wù)當(dāng)中,占據(jù)業(yè)務(wù)主導(dǎo)地位的是室內(nèi)通信業(yè)務(wù)。移動通信技術(shù)發(fā)展要圍繞這一方向,著重做好室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋及業(yè)務(wù)支撐,逐漸轉(zhuǎn)變設(shè)計理念,創(chuàng)新技術(shù)規(guī)劃和設(shè)計。4、綜合成本降低。5G移動通信技術(shù)在配置設(shè)計方面更具優(yōu)勢,網(wǎng)絡(luò)資源能夠得到更為科學(xué)和有效的配置,進而使運營商能夠結(jié)合流量情況進行實時的有效調(diào)整,降低能耗和運營成本,提升移動通信的性價比。
二、移動通信技術(shù)發(fā)展策略
2.1以滿足于更高品質(zhì)通信要求為目標(biāo)
從移動通信技術(shù)誕生以來,其不斷發(fā)展的主要原因就是應(yīng)用需求的攀升。隨著全球移動用戶保持持續(xù)增長趨勢,為了能夠有效滿足于用戶對于高品質(zhì)移動通信服務(wù)的要求,移動通信技術(shù)將延續(xù)現(xiàn)有發(fā)展方向,以技術(shù)品質(zhì)為基礎(chǔ),實現(xiàn)有效發(fā)展和持續(xù)化發(fā)展。以五代通信技術(shù)為例,在智能互聯(lián)的影響下,到2020年前后,全球互聯(lián)接入設(shè)備將超過500億部,網(wǎng)絡(luò)單位覆蓋面積需要成倍增加,進而才能滿足于實際應(yīng)用需求。五代技術(shù)在單位覆蓋面積方面較上一代技術(shù)提升了近百倍,單位面積之內(nèi)可接入服務(wù)的設(shè)備能夠達到100萬/ km2,使更多用戶能夠獲取高品質(zhì)移動通信服務(wù)。
2.2 圍繞移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展
未來5年之內(nèi),全球移動數(shù)據(jù)流量將達到現(xiàn)階段的500倍。未來移動通信技術(shù)要在單位覆蓋面積當(dāng)中有效滿足于用戶移動互聯(lián)的需求,要確保任何時間節(jié)點都能保證數(shù)據(jù)流量標(biāo)準(zhǔn)達到100Gb/s/km2以上。通過構(gòu)建有效的移動互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),能夠更好地推動移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)展,帶動實體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型,實現(xiàn)經(jīng)濟融合發(fā)展。
2.3 朝著綠色移動通信方向發(fā)展
關(guān)鍵詞:移動通信;3G;發(fā)展;展望
一、引言
伴隨著移動通信市場的快速發(fā)展,用戶對更高性能的移動通信系統(tǒng)提出了更高要求,希望享受更為豐富和高速的通信業(yè)務(wù)。第二代移動通信運營商發(fā)展速度趨于緩和而競爭越加激烈,為尋找新的增長點,通過發(fā)展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來提高自身的服務(wù)質(zhì)量和業(yè)務(wù)類型,需要3G的支持。同時由于第二代移動通信無線頻率資源日趨緊張,已不能滿足長期的通信需求發(fā)展需要。
二、移動通信的發(fā)展歷程
第一代移動通信系統(tǒng)是在20世紀(jì)80年代初提出的,它完成于20世紀(jì)90年代初。第一代移動通信系統(tǒng)是基于模擬傳輸?shù)模涮攸c是業(yè)務(wù)量小、質(zhì)量差、交全性差、沒有加密和速度低。
第二代移動通信系統(tǒng)(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會在1996 年提出了GSM Phase 2+,目的在于擴展和改進GSM Phase 1及Phase 2中原定的業(yè)務(wù)和性能。它主要包括CMAEL(客戶化應(yīng)用移動網(wǎng)絡(luò)增強邏輯),SO(支持最佳路由)、立即計費,GSM 900/1800雙頻段工作等內(nèi)容,也包含了與全速率完全兼容的增強型話音編解碼技術(shù),使得話音質(zhì)量得到了質(zhì)的改進;半速率編解碼器可使GSM系統(tǒng)的容量提高近一倍。在GSM Phase2+ 階段中,采用更密集的頻率復(fù)用、多復(fù)用、多重復(fù)用結(jié)構(gòu)技術(shù),引入智能天線技術(shù)、雙頻段等技術(shù),有效地克服了隨著業(yè)務(wù)量劇增所引發(fā)的GSM 系統(tǒng)容量不足的缺陷;自適應(yīng)語音編碼(AMR)技術(shù)的應(yīng)用,極大提高了系統(tǒng)通話質(zhì)量;GPRS/EDGE技術(shù)的引入,使GSM與計算機通信/Internet有機相結(jié)合,數(shù)據(jù)傳送速率可達115/384kbit/s,從而使GSM 功能得到不斷增強,初步具備了支持多媒體業(yè)務(wù)的能力。盡管2G技術(shù)在發(fā)展中不斷得到完善,但隨著用戶規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴大,頻率資源己接近枯竭,語音質(zhì)量不能達到用戶滿意的標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)通信速率太低,無法在真正意義上滿足移動多媒體業(yè)務(wù)的需求。?
三、第三代移動通信系統(tǒng)概述
第三代移動通信系統(tǒng)(3G),也稱IMT2000,是正在全力開發(fā)的系統(tǒng),其最基本的特征是智能信號處理技術(shù),智能信號處理單元將成為基本功能模塊,支持話音和多媒體數(shù)據(jù)通信,它可以提供前兩代產(chǎn)品不能提供的各種寬帶信息業(yè)務(wù),例如高速數(shù)據(jù)、慢速圖像與電視圖像等。如WCDMA的傳輸速率在用戶靜止時最大為2Mbps,在用戶高速移動時最大支持144Kbps,所占頻帶寬度5MHz 左右。
但是,第三代移動通信系統(tǒng)的通信標(biāo)準(zhǔn)共有WCDMA,CDMA2000和TD-SCDMA三大分支,共同組成一個IMT 2000家庭,成員間存在相互兼容的問題,因此已有的移動通信系統(tǒng)不是真正意義上的個人通信和全球通信;再者,3G的頻譜利用率還比較低,不能充分地利用寶貴的頻譜資源;第三,3G支持的速率還不夠高,如單載波只支持最大2Mbps 的業(yè)務(wù),等等。這些不足點遠遠不能適應(yīng)未來移動通信發(fā)展的需要,因此尋求一種既能解決現(xiàn)有問題,又能適應(yīng)未來移動通信的需求的新技術(shù)(即新一代移動信:next generation mobile communication)是必要的。
一、引言
伴隨著移動通信市場的快速發(fā)展,用戶對更高性能的移動通信系統(tǒng)提出了更高要求,希望享受更為豐富和高速的通信業(yè)務(wù)。第二代移動通信運營商發(fā)展速度趨于緩和而競爭越加激烈,為尋找新的增長點,通過發(fā)展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來提高自身的服務(wù)質(zhì)量和業(yè)務(wù)類型,需要3G的支持。同時由于第二代移動通信無線頻率資源日趨緊張,已不能滿足長期的通信需求發(fā)展需要。
二、移動通信的發(fā)展歷程
第一代移動通信系統(tǒng)是在20世紀(jì)80年代初提出的,它完成于20世紀(jì)90年代初。第一代移動通信系統(tǒng)是基于模擬傳輸?shù)模涮攸c是業(yè)務(wù)量小、質(zhì)量差、交全性差、沒有加密和速度低。
第二代移動通信系統(tǒng)(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會在1996 年提出了GSM Phase 2+,目的在于擴展和改進GSM Phase 1及Phase 2中原定的業(yè)務(wù)和性能。它主要包括CMAEL(客戶化應(yīng)用移動網(wǎng)絡(luò)增強邏輯),SO(支持最佳路由)、立即計費,GSM 900/1800雙頻段工作等內(nèi)容,也包含了與全速率完全兼容的增強型話音編解碼技術(shù),使得話音質(zhì)量得到了質(zhì)的改進;半速率編解碼器可使GSM系統(tǒng)的容量提高近一倍。在GSM Phase2+ 階段中,采用更密集的頻率復(fù)用、多復(fù)用、多重復(fù)用結(jié)構(gòu)技術(shù),引入智能天線技術(shù)、雙頻段等技術(shù),有效地克服了隨著業(yè)務(wù)量劇增所引發(fā)的GSM 系統(tǒng)容量不足的缺陷;自適應(yīng)語音編碼(AMR)技術(shù)的應(yīng)用,極大提高了系統(tǒng)通話質(zhì)量;GPRS/EDGE技術(shù)的引入,使GSM與計算機通信/Internet有機相結(jié)合,數(shù)據(jù)傳送速率可達115/384kbit/s,從而使GSM 功能得到不斷增強,初步具備了支持多媒體業(yè)務(wù)的能力。盡管2G技術(shù)在發(fā)展中不斷得到完善,但隨著用戶規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴大,頻率資源己接近枯竭,語音質(zhì)量不能達到用戶滿意的標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)通信速率太低,無法在真正意義上滿足移動多媒體業(yè)務(wù)的需求。?
三、第三代移動通信系統(tǒng)概述
第三代移動通信系統(tǒng)(3G),也稱IMT2000,是正在全力開發(fā)的系統(tǒng),其最基本的特征是智能信號處理技術(shù),智能信號處理單元將成為基本功能模塊,支持話音和多媒體數(shù)據(jù)通信,它可以提供前兩代產(chǎn)品不能提供的各種寬帶信息業(yè)務(wù),例如高速數(shù)據(jù)、慢速圖像與電視圖像等。如WCDMA的傳輸速率在用戶靜止時最大為2Mbps,在用戶高速移動時最大支持144Kbps,所占頻帶寬度5MHz 左右。
但是,第三代移動通信系統(tǒng)的通信標(biāo)準(zhǔn)共有WCDMA,CDMA2000和TD-SCDMA三大分支,共同組成一個IMT 2000家庭,成員間存在相互兼容的問題,因此已有的移動通信系統(tǒng)不是真正意義上的個人通信和全球通信;再者,3G的頻譜利用率還比較低,不能充分地利用寶貴的頻譜資源;第三,3G支持的速率還不夠高,如單載波只支持最大2Mbps 的業(yè)務(wù),等等。這些不足點遠遠不能適應(yīng)未來移動通信發(fā)展的需要,因此尋求一種既能解決現(xiàn)有問題,又能適應(yīng)未來移動通信的需求的新技術(shù)(即新一代移動信:next generation mobile communication)是必要的。
一、移動通信技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r
(一)第一代——模擬移動通信系統(tǒng)
第一代(即1G,是thefirstgeneration的縮寫)移動通信系統(tǒng)的主要特征是采用模擬技術(shù)和頻分多址(FDMA)技術(shù)、有多種制式。我國主要采用TACS,其傳輸速率為2.4kbps,由于受到傳輸帶寬的限制,不能進行移動通信的長途漫游,只是一種區(qū)域性的移動通信系統(tǒng)。第一代移動通信系統(tǒng)在商業(yè)上取得了巨大的成功,但是其弊端也日漸顯露出來,如頻譜利用率低、業(yè)務(wù)種類有限、無高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、制式太多且互不兼容、保密性差、易被盜聽和盜號、設(shè)備成本高、體積大、重量大。所以,第一代移動通信技術(shù)作為2O世紀(jì)80年代到90年代初的產(chǎn)物已經(jīng)完成了任務(wù)退出了歷史舞臺。
(二)第二代——數(shù)字移動通信系統(tǒng)
第二代(即2G,是thesecondgeneration的縮寫)移動通信系統(tǒng)是從20世紀(jì)90年代初期到目前廣泛使用的數(shù)字移動通信系統(tǒng),采用的技術(shù)主要有時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)兩種技術(shù),它能夠提供9.6-28.8kbps的傳輸速率。全球主要采用GSM和CDMA兩種制式,我國采用主要是GSM這一標(biāo)準(zhǔn),主要提供數(shù)字化的語音業(yè)務(wù)級低速數(shù)據(jù)化業(yè)務(wù),克服了模擬系統(tǒng)的弱點。和第一代模擬移動蜂窩移動系統(tǒng)相比,第二代移動通信系統(tǒng)具有保密性強,頻譜利用率高,能提供豐富的業(yè)務(wù),標(biāo)準(zhǔn)化程度高等特點,可以進行省內(nèi)外漫游。但因為采用的制式不同,移動標(biāo)準(zhǔn)還不統(tǒng)一,用戶只能在同一制式覆蓋的范圍內(nèi)進行漫游,還無法進行全球漫游,雖然第二代比第一代有更大的帶寬,但帶寬還是很有限,限制了數(shù)據(jù)的應(yīng)用,還無法實現(xiàn)高速率的業(yè)務(wù),如移動的多媒體業(yè)務(wù)。
(三)第三代——多媒體移動通信系統(tǒng)
隨著通信業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展和通信量的激增,未來的移動通信系統(tǒng)不僅要有大的系統(tǒng)容量,還要能支持話音、數(shù)據(jù)、圖像、多媒體等多種業(yè)務(wù)的有效傳輸。第二代移動通信技術(shù)根本不能滿足這樣的通信要求,在這種情況下出現(xiàn)了第三代
(即3c,是thethirdgeneration的縮寫)多媒體移動通信系統(tǒng)。第三代移動通信系統(tǒng)在國際上統(tǒng)稱為IMT一2000,是國際電信聯(lián)盟(1TU)在1985年提出的工作在2000MHz頻段的系統(tǒng)。與第一代模擬移動通信和第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)相比,第三代的最主要特征是可提供移動多媒體業(yè)務(wù)。
二、第四代移動通信系統(tǒng)的概念
4G也稱為廣帶接入和分布網(wǎng)絡(luò).具有超過2Mb/s的非對稱數(shù)據(jù)傳輸能力.對高速移動用戶能提供150Mb/s的高質(zhì)量的影像服務(wù).并首次實現(xiàn)三維圖像的高質(zhì)量傳輸它包括廣帶無線固定接入、廣帶無線局域網(wǎng).移動廣帶系統(tǒng)和互操作的廣播網(wǎng)絡(luò)(基于地面和衛(wèi)星系統(tǒng)).是集多種無線技術(shù)和無線LAN系統(tǒng)為一體的綜合系統(tǒng).也是寬帶lP接入系統(tǒng).在這個系統(tǒng)上.移動用戶可以實現(xiàn)全球無縫漫游.為了進一步提高其利用率.滿足高速率、大容量的業(yè)務(wù)需求.同時克服高速數(shù)據(jù)在無線信道下的多徑衰落和多徑干擾等眾多優(yōu)勢。
三、4G的關(guān)鍵技術(shù)
1.OFDM技術(shù)。它實際上是多載波調(diào)制MCM的一種.其主要原理是:將待傳輸?shù)母咚俅袛?shù)據(jù)經(jīng)串/并變換,變成在N個子信道上并行傳輸?shù)牡退贁?shù)據(jù)流,再用N個相互正交的載波進行調(diào)制,然后疊加一起發(fā)送。接收端用相干載波進行相干接收,再經(jīng)并/串變換恢復(fù)為原高速數(shù)據(jù)。
2.多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)。多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)是無線移動通信領(lǐng)域智能天線技術(shù)的重大突破。該技術(shù)能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率,是下一代移動通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。MIMO系統(tǒng)采用空時處理技術(shù)進行信號處理,在豐富的散射環(huán)境下,空分復(fù)用MIMO系統(tǒng)(如BLAST結(jié)構(gòu))可以獲得與天線數(shù)成正比的容量增長,從而極大地提高頻譜效率,增加系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率。但是當(dāng)散射程度欠佳時,會引起信道間的空間相關(guān),尤其在室外環(huán)境下,由于基站的天線較高,從而角度擴展較小,其空間相關(guān)難以避免,在這種情況下MIMO不可能獲得所期望的數(shù)據(jù)傳輸速率。3.切換技術(shù)。切換技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)移動終端在不同小區(qū)之間跨越和在不同頻率之間通信以及在信號質(zhì)量降低時如何選擇信道。它是未來移動終端在眾多通信系統(tǒng)、移動小區(qū)之間建立可靠通信的基礎(chǔ)。主要劃分為硬切換、軟切換和更軟切換.硬切換發(fā)生在不同頻率的基站或不同系統(tǒng)之間。第4代移動通信中的切換技術(shù)正朝著軟切換和硬切換相結(jié)合的方向發(fā)展。
4.軟件無線電技術(shù)。軟件無線電是將標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件功能單元經(jīng)過一個通用硬件平臺,利用軟件加載方式來實現(xiàn)各種類型的無線電通信系統(tǒng)的一種具有開放式結(jié)構(gòu)的新技術(shù)。通過下載不同的軟件程序,在硬件平臺上可實現(xiàn)不同功能,用以實現(xiàn)在不同系統(tǒng)中利用單一的終端進行漫游,它是解決移動終端在不同系統(tǒng)中工作的關(guān)鍵技術(shù)。軟件無線電技術(shù)主要涉及數(shù)字信號處理硬(DigitalSignalProcessHardware,DSPH)、現(xiàn)場可編程器件(FieldProgrammableGateArray,F(xiàn)PGA)、數(shù)字信號處理(DigitalSignalProcessor,DSP)等。
5.IPv6協(xié)議技術(shù)。3G網(wǎng)絡(luò)采用的主要是蜂窩組網(wǎng),而4G系統(tǒng)將是一個基于全lP的移動通信網(wǎng)絡(luò),可以實現(xiàn)不同類型的接入系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)之間的無縫連。為了給用戶提供更為廣泛的業(yè)務(wù),使運營商管理更加方便、靈活,4G中將取代現(xiàn)有的IPv4協(xié)議,采用全分組方式傳送數(shù)據(jù)的IPv6協(xié)議。
四、發(fā)展趨勢
目前,4G移動通信還只處于實驗室研究開發(fā)階段。具體的設(shè)備和技術(shù)還沒有完全成型,后續(xù)的軟件開發(fā)還沒有啟動。這都會給4G的發(fā)展帶來很多難題,有待人們深入研究。但未來移動通信必將具有文中描述的這些基本特征:高速率、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸,完全集中的服務(wù)。無所不在的移動接入,高智能的多樣化的用戶設(shè)備。隨著新問題、新要求的不斷出現(xiàn)。第四代移動通信技術(shù)將會相應(yīng)地調(diào)整、完善和進一步發(fā)展。我們相信,不遠的將來,人們將會不受時間、地點限制,可以自由自在地利用移動網(wǎng)絡(luò)獲取和傳遞信息,從而使人們的學(xué)習(xí)、工作、生活發(fā)生更深刻的變化。
參考文獻:
1.采用無線傳輸方式
移動通信與固定通信相比,不再利用有限傳輸方式進行,而采用無線傳輸方式實現(xiàn),使用無線顛簸傳輸。否則,無法實現(xiàn)移動臺的移動。
2.電波傳播環(huán)境復(fù)雜
移動通信工作在甚高頻(vhf)和特高頻(uhf)兩個頻段(30~3000mhz),電波的傳播以直接波和反射波為主。因此,地形,地物,地質(zhì)遺跡地球的曲率半徑等都會對電波的傳播產(chǎn)生反射,折射,繞射等不同程度的影響,主要反映為衰落與多普勒頻移的現(xiàn)象。
衰落是移動通信的基本特征之一,是指信號隨時間的變化由強變?nèi)醯倪^程。衰落又有快衰落和慢衰落之分。
快衰落在移動通信系統(tǒng)中,由于電波受到高大建筑物的反射、阻擋以及電離層的收射,移動臺所收到的信號時從許多路徑來的電波的組合,這種現(xiàn)象稱為“多徑效應(yīng)”。又稱為“瑞利衰落”或“快衰落”,如圖1所示,由于合成的結(jié)果,使信號場強隨地點不同而呈駐波分布;接收點場強包絡(luò)的變化服從瑞利分布,如圖1所示,衰落的深度可達20~30db
圖1 快衰落現(xiàn)象 圖2 瑞利分布概率密度函數(shù)
慢衰落在移動通信中,場強中值隨著位置變化呈現(xiàn)慢變化,稱為“慢衰落”或“地形衰落”。產(chǎn)生慢衰落的原因睡高大建筑物的阻擋及地形變化,移動臺進入某些特定區(qū)域,因電波被吸收或反射而收不到信號,將這邪惡區(qū)域稱為陰影區(qū),從而形成電磁場陰影效應(yīng),如圖3所示,慢衰落變化服從對數(shù)正態(tài)分布,如圖4所示,所謂對數(shù)正態(tài)分布,是指以分貝數(shù)表示信號的強度服從正態(tài)分布
圖3 慢衰落現(xiàn)象 圖4 正態(tài)分布概率密度函數(shù)
3.移動通信的發(fā)展歷程
3.1第一代移動通信系統(tǒng)是在20世紀(jì)80年代初提出的,它完成于20世紀(jì)90年代初。第一代移動通信系統(tǒng)是基于模擬傳輸?shù)?其特點是業(yè)務(wù)量小、質(zhì)量差、交全性差、沒有加密和速度低。
3.2第二代移動通信系統(tǒng)(2g)起源于90年代初期。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會在1996 年提出了gsm phase 2+,目的在于擴展和改進gsm phase 1及phase 2中原定的業(yè)務(wù)和性能。它主要包括cmael(客戶化應(yīng)用移動網(wǎng)絡(luò)增強邏輯),so(支持最佳路由)、立即計費,gsm 900/1800雙頻段工作等內(nèi)容,也包含了與全速率完全兼容的增強型話音編解碼技術(shù),使得話音質(zhì)量得到了質(zhì)的改進;半速率編解碼器可使gsm系統(tǒng)的容量提高近一倍。在gsm phase2+ 階段中,采用更密集的頻率復(fù)用、多復(fù)用、多重復(fù)用結(jié)構(gòu)技術(shù),引入智能天線技術(shù)、雙頻段等技術(shù),有效地克服了隨著業(yè)務(wù)量劇增所引發(fā)的gsm 系統(tǒng)容量不足的缺陷;自適應(yīng)語音編碼(amr)技術(shù)的應(yīng)用,極大提高了系統(tǒng)通話質(zhì)量;gprs/edge技術(shù)的引入,使gsm與計算機通信/internet有機相結(jié)合,數(shù)據(jù)傳送速率可達115/384kbit/s,從而使gsm 功能得到不斷增強,初步具備了支持多媒體業(yè)務(wù)的能力。盡管2g技術(shù)在發(fā)展中不斷得到完善,但隨著用戶規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴大,頻率資源己接近枯竭,語音質(zhì)量不能達到用戶滿意的標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)通信速率太低,無法在真正意義上滿足移動多媒體業(yè)務(wù)的需求。 3.3第三代移動通信系統(tǒng)(3g),也稱imt2000,是正在全力開發(fā)的系統(tǒng),其最基本的特征是智能信號處理技術(shù),智能信號處理單元將成為基本功能模塊,支持話音和多媒體數(shù)據(jù)通信,它可以提供前兩代產(chǎn)品不能提供的各種寬帶信息業(yè)務(wù),例如高速數(shù)據(jù)、慢速圖像與電視圖像等。如wcdma的傳輸速率在用戶靜止時最大為2mbps,在用戶高速移動時最大支持144kbps,所占頻帶寬度5mhz 左右。
但是,移動通信系統(tǒng)的通信標(biāo)準(zhǔn)共有wcdma,cdma2000和td-scdma三大分支,共同組成一個imt 2000家庭,成員間存在相互兼容的問題,因此已有的移動通信系統(tǒng)不是真正意義上的個人通信和全球通信;再者,3g的頻譜利用率還比較低,不能充分地利用寶貴的頻譜資源;第三,3g支持的速率還不夠高,如單載波只支持最大2mbps 的業(yè)務(wù),等等。這些不足點遠遠不能適應(yīng)未來移動通信發(fā)展的需要,因此尋求一種既能解決現(xiàn)有問題,又能適應(yīng)未來移動通信的需求的新技術(shù)(即新一代移動信:next generation mobile communication)是必要的。
移動通信技術(shù)的基本特點:(1)全球統(tǒng)一頻段,統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),全球無縫覆蓋和漫游。(2)頻譜利用率高。(3)在144kbps(最好能在384kbps)能達到全覆蓋和全移動性,還能提供最高速率達2mbps的多媒體業(yè)務(wù)。(4)支持高質(zhì)量話音、分組多媒體業(yè)務(wù)和多用戶速率通信。(5)有按需分配帶寬和根據(jù)不同業(yè)務(wù)設(shè)置不同服務(wù)等級的能力。(6)適應(yīng)多用戶環(huán)境,包括室內(nèi)、室外、快速移動和衛(wèi)星環(huán)境。(7)安全保密性能優(yōu)良。(8)便于從第二代移動通信向第三代移動通信平滑過渡。(9)可與各種移動通信系統(tǒng)融合,包括蜂窩、無繩電話和衛(wèi)星移動通信等。(10)終端(手機)結(jié)構(gòu)簡單,便于攜帶,價格較低。
中圖分類號:TN91 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2011)09(a)-0023-01
在任何時間,任何地點只有有人的存在,就需要進行通信,移動通信業(yè)務(wù)剛好滿足了人們進行通信的愿望。要實現(xiàn)未來的理想個人通信服務(wù),移動通信是必經(jīng)之路。移動通信技術(shù)在信息技術(shù)支持,和市場需求及競爭的影響下取得了突飛猛進的發(fā)展,未來的發(fā)展趨勢可以分為:(1)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的分組化;(2)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能化;(3)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)寬帶化;(4)高頻段的選擇;(5)高頻段的利用;(6)網(wǎng)絡(luò)融合。現(xiàn)在先簡單介紹下移動通信的發(fā)展歷程。
1 移動通信技術(shù)的發(fā)展歷程
1.1 第一代移動通信技術(shù)(模擬移動通信技術(shù))
第一代移動通信系統(tǒng)提出于20世紀(jì)80年代。它的特點主要表現(xiàn)為模擬技術(shù)和頻分多址技術(shù)的采用。1G(縮寫于the first generation)有多種制式,我國采用的技術(shù)是TACS,其每秒能夠達到2.4kB的傳輸速率。但是考慮到傳輸帶寬的限制,TACS不能實現(xiàn)移動通信的長途漫游,僅僅可以在一定區(qū)域內(nèi)發(fā)揮移動通信系統(tǒng)的功能。雖然第一代移動通信系統(tǒng)取得了巨大的商業(yè)利潤,但是不可遮掩其日益顯露的弊端。其主要有較低的頻譜利用率、業(yè)務(wù)少、制式多且不兼容、易被偷聽、傳輸速率低等弊端。
1.2 第二代移動通信技術(shù)(數(shù)字移動通信技術(shù))
接替了1G的發(fā)展,2G起源于20世紀(jì)90年代初,到目前為止2G還在廣泛的使用中。2G主要采用了碼分多址與時分多址的技術(shù)。在不同的制式中,全球多采用CDMA和GSM這兩種制式,我國采用的是GSM標(biāo)準(zhǔn)。它能提供每秒9.6kB~28.8kB的傳輸速率。相比于第一代移動通信技術(shù)的蜂窩形象,2G有著更好的保密性,并且利用了更高的頻率段及更好的頻譜使用率。同時,2G可以實現(xiàn)異地漫游,提供更多的業(yè)務(wù)。但是由于國際制式并不統(tǒng)一,漫游只能限制在采用一致制式的區(qū)域范圍內(nèi)。雖然第二代移動通信的帶寬更大了,但是還不足以實現(xiàn)如多媒體業(yè)務(wù)等高速率業(yè)務(wù),數(shù)據(jù)應(yīng)用受到一定的限制。
1.3 第三代移動通信技術(shù)(多媒體通信系統(tǒng))
隨著通信需求的不斷擴大,數(shù)據(jù)量的激增,第二代移動通信不能滿足語音、圖像、多媒體等在內(nèi)的業(yè)務(wù)的高效率傳輸,沒有比較大的系統(tǒng)容量,因此第三代移動通信應(yīng)運而生。國際上統(tǒng)稱第三代移動通信為IMT-2000,這是因為國際電信聯(lián)盟曾于20世紀(jì)80年代提出工作頻段為2000MHz的通信系統(tǒng)。第三代移動通信系統(tǒng)最大的特點是可以提供多媒體業(yè)務(wù),其傳輸速率為每秒384kB,某些局域網(wǎng)可以達到2M的速度。3G有CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA三大標(biāo)準(zhǔn)組成,由于制式兼容性問題,目前還不能實現(xiàn)真正意義上的全球通信。3G雖然有了更大的頻譜,但是使用率較低,寶貴的資源未得到充分的開發(fā)利用。同時,傳輸速率也要進一步提高,才能滿足新的多媒體業(yè)務(wù)的需要。
2 第四代移動通信的提出
第四代移動通信也被稱為分部網(wǎng)絡(luò)或者廣帶接入,傳輸能力有每秒2MB以上。4G的兩個基本目標(biāo)是實現(xiàn)全球的無線通信以及提供高質(zhì)量的無線業(yè)務(wù)。它是綜合了無線LAN系統(tǒng)和多種無線技術(shù)的綜合系統(tǒng)。
目前正在孕育階段的4G主要有以下特征:(1)更寬的網(wǎng)絡(luò)頻譜。4G比3G更寬的帶寬。100MHz的頻譜將會是3G網(wǎng)絡(luò)W-CDMA頻譜的20倍;(2)通信方式靈活多變。另外,其外形可能隨心設(shè)計,例如眼睛、手表、錢包等均可設(shè)計為4G服務(wù)終端;(3)更快的通信速度。人們進行第四代移動通信系統(tǒng)的原因是為提高移動終端訪問網(wǎng)絡(luò)的速率。(4)兼容性更好。比較于前面的3代通信系統(tǒng),4G要有全球通信的功能,并且接口開放、終端多元化、可以跟多種網(wǎng)絡(luò)進行連接的特點,這樣才可以讓更多的手機用戶用比較少的投資就可以進入到4G通信的使用;(5)有更高的智能性。4G移動終端不僅要在設(shè)計和操作上保持智能,在許多目前難以想象的功能上也要實現(xiàn)智能化。
4G的關(guān)鍵技術(shù)主要包括了OFDM技術(shù)、多輸入多輸出技術(shù)、切換技術(shù)、軟件與無線電技術(shù)以及IPv6協(xié)議技術(shù)。
3 通信技術(shù)發(fā)展趨勢
3.1 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分組化
當(dāng)前移動數(shù)據(jù)通信快速發(fā)展,無線數(shù)據(jù)被認(rèn)為是未來移動通信發(fā)展的重要方向之一。隨著人們生活方式的轉(zhuǎn)變,職業(yè)、生活的需要使得人們必須在不同地點不同時間獲取重要的信息,這是驅(qū)動無線數(shù)據(jù)發(fā)展的重要因素。
GSM的數(shù)據(jù)傳輸是每秒9.6kB,而1998年提出的電路交換型數(shù)據(jù)服務(wù)實現(xiàn)了57kB每秒的傳輸率,對于無線圖像、電子郵件等要求連續(xù)比特率比較小的應(yīng)用是很理想的。到99年的GPRS實現(xiàn)了100kB每秒的速率,EDGE則通過修改GSM的相關(guān)調(diào)制方式實現(xiàn)了超過300kB每秒的速率。這些技術(shù)的進步也為無線數(shù)據(jù)的發(fā)展提供了支持。
3.2 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能化
移動網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展得益于移動通信需求的增長和新技術(shù)的廣泛采用。移動網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)有傳統(tǒng)的傳遞信息朝著智能化處理并存儲信息發(fā)展。移動智能網(wǎng)的是一種開放的智能平臺,能夠?qū)⒅悄芫W(wǎng)功能實體引入到移動網(wǎng)絡(luò)中,進而可以完成智能控制其移動呼叫。伴隨著3G的推進,通信網(wǎng)絡(luò)智能化程度將不斷提升。
3.3 通信技術(shù)寬帶化
隨著數(shù)據(jù)量的增加、多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展,移動網(wǎng)絡(luò)必然將更加寬帶化。通過采用蜂窩無線技術(shù),第一代移動電話實現(xiàn)了無線接打電話,但是窄帶模擬標(biāo)準(zhǔn)。2G實現(xiàn)了無縫國際漫游,有更高的網(wǎng)絡(luò)容量但也屬于窄帶系統(tǒng)的發(fā)展。3G是真正意義上的寬帶多媒體系統(tǒng),可以實現(xiàn)全球無縫覆蓋和更多的寬帶業(yè)務(wù)。
3.4 高頻段的選擇
1G系統(tǒng)的最初的頻段是在450MHz上,后來提升到900MHz。2G系統(tǒng)的工作頻段先是900MHz,而后出現(xiàn)了1800MHz的系統(tǒng)。已經(jīng)在推廣使用的3G系統(tǒng)的頻段是2GHz。
3.5 高頻段的利用
無線電頻率是很寶貴的一項資源。有限的頻譜資源與急劇增長的用戶數(shù)量構(gòu)成了尖銳的矛盾,出現(xiàn)頻段不夠用的狀況。模擬制式是頻分多址技術(shù),數(shù)字制式是碼分多址技術(shù),3G系統(tǒng)的寬帶碼分多址將會使無線頻率得到更高效率的應(yīng)用。
3.6 網(wǎng)絡(luò)融合
隨著通信技術(shù)的發(fā)展、市場競爭的加劇和市場需求的變化,計算機網(wǎng)、電視網(wǎng)、電信網(wǎng)必然加速融合,形成統(tǒng)一的綜合通信寬帶網(wǎng)。
當(dāng)前,4G系統(tǒng)還在研發(fā)階段,很多技術(shù)與設(shè)備沒有成型,4G的發(fā)展也必然面臨著更多的難題。但是移動通信未來發(fā)展的特征:高質(zhì)量、高速率的傳輸數(shù)據(jù),全面的業(yè)務(wù)服務(wù)是一定會得到實現(xiàn)的。相信在不久的將來,人們可以真正實現(xiàn)在不同地點、不同時間的的自由通話,利用移動網(wǎng)絡(luò)為生活學(xué)習(xí)提供便捷。
參考文獻
[1] 謝顯中.基于TDD的第四代移動通信技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005.
二、高職移動通信技術(shù)專業(yè)實訓(xùn)基地建設(shè)中需要解決的問題
首先,在開設(shè)移動通信技術(shù)專業(yè)的高職院校中,專業(yè)實訓(xùn)基地建設(shè)模式比較多的繼承了傳統(tǒng)實驗室的建設(shè)狀況,比較普遍的存在實訓(xùn)項目單一和比較孤立的狀況,與通信企業(yè)全程全網(wǎng)、在線調(diào)測維護的實際情況脫節(jié),不能完全滿足企業(yè)需求,缺乏真實情景的訓(xùn)練和實訓(xùn)項目。其次,移動通信實訓(xùn)設(shè)備,還表現(xiàn)在配置維護等實訓(xùn)教學(xué)操作終端數(shù)量有限,即工位有限,難以做到以學(xué)生為主體,培養(yǎng)學(xué)生的綜合職業(yè)能力;難于達到有較為豐富的具體任務(wù)訓(xùn)練載體,體現(xiàn)工作過程要素;難以讓學(xué)生遍歷比較完整的工作過程,可以身臨其境進行整體化學(xué)習(xí)。第三,移動通信設(shè)備相對比較昂貴、高職院校教學(xué)經(jīng)費相對緊張,設(shè)備更新速度較慢,難以與時俱進同步升級。很多起步開設(shè)移動通信技術(shù)專業(yè)的高職院校,常常是從購買仿真軟件,建設(shè)基于計算機的仿真軟件實訓(xùn)室開始。與真實的移動通信“交換、傳輸、無線接入、通信電源”聯(lián)網(wǎng);“GSM/WCD-MA/CDMA2000/TD-SCDMA”相互聯(lián)網(wǎng);“建、維、管”一體;與企業(yè)崗位保持一致等方面存在一定差距。第四,移動通信專業(yè)技術(shù)知識內(nèi)涵涉及通信領(lǐng)域的面比較廣,包含線路、傳輸設(shè)備、交換、數(shù)據(jù)庫、無線、接入、開關(guān)電源等,即便是無線接入,涉及的專業(yè)知識也包括了GSM/WCDMA/CD-MA2000/TD-SCDMA和塔桅天饋等多個方面,對移動通信雙師型教師能力要求較高,對建立科學(xué)簡潔的實訓(xùn)基地教學(xué)模式相對困難。第五,構(gòu)建移動通信基于工作任務(wù)行動導(dǎo)向的教學(xué),需要開展“做中學(xué)”“做中教”和“學(xué)中做”“學(xué)中教”的課程教學(xué),進行“做、學(xué)、教”一體化教學(xué)實踐,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性。但在移動通信專業(yè)實訓(xùn)基地中,基于工學(xué)結(jié)合模式的運行管理機制保障調(diào)度力度不夠,落實實訓(xùn)教學(xué)遍歷情境和工作過程的難度較大。解決以上問題,探索、實踐并建設(shè)高職移動通信技術(shù)專業(yè)實驗實訓(xùn)基地,建設(shè)“全程全網(wǎng)”的專業(yè)實訓(xùn)基地的方案和建設(shè)模式;總結(jié)建設(shè)“全程全網(wǎng)”的移動專業(yè)實訓(xùn)基地的思路與方法;并完成移動通信相關(guān)實訓(xùn)技能項目或工作任務(wù)的開發(fā)方法;建立移動通信實訓(xùn)基地應(yīng)用模式和促進應(yīng)用效率,具有重要意義。
三、構(gòu)建高職移動通信技術(shù)專業(yè)“全程全網(wǎng)”一體化實訓(xùn)基地
移動通信全程全網(wǎng)是指:任何一次通信都會與端到端的所有節(jié)點發(fā)生聯(lián)系是為“全程”,也會與端到端網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點設(shè)備的各層設(shè)備有關(guān)聯(lián)是為“全網(wǎng)”。每一個通信局所,僅是一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點;每一個節(jié)點,都需要與其他節(jié)點共同構(gòu)建成網(wǎng)絡(luò),聯(lián)合作業(yè),環(huán)環(huán)相扣,全程全網(wǎng)協(xié)作配合才能實現(xiàn)通信。建立移動通信“全程全網(wǎng)”聯(lián)合作業(yè)實訓(xùn)基地建設(shè)模式:依托各獨立專業(yè)實訓(xùn)模塊,通過整體規(guī)劃,充實完善專業(yè)實訓(xùn)設(shè)備,將移動通信專業(yè)實訓(xùn)基地建成開放型、功能齊全、與企業(yè)運行設(shè)備同步,并涵蓋交換、傳輸和接入,集2G系統(tǒng)和3G三種基本制式的“全程全網(wǎng)”一體化聯(lián)合作業(yè)專業(yè)實訓(xùn)基地。集通信電源、通信傳輸和交換節(jié)點為一體,實現(xiàn)固移互聯(lián)(FMC),滿足學(xué)生技能實訓(xùn)、企業(yè)用戶工程師培訓(xùn)、職業(yè)技能鑒定、社會行業(yè)技術(shù)服務(wù)為一體的實訓(xùn)基地。四、構(gòu)建高職移動通信技術(shù)理實結(jié)合“教學(xué)做考”一體化實訓(xùn)基地一個職業(yè)之所以能夠成為一個職業(yè),是因為它具有特殊的工作過程;工作過程指的是旨在實現(xiàn)確定目標(biāo)的生產(chǎn)活動和服務(wù)活動的順序;工作過程導(dǎo)向的課程來自職業(yè)行動領(lǐng)域里的工作過程。掌握課程任務(wù)需要在工作過程中習(xí)得掌握和獲取經(jīng)驗策略,實際就是需要在課程中建立具備咨詢、決策、計劃、實施、檢查、評估的六要素。移動通信技術(shù)專業(yè)要完成工學(xué)結(jié)合的課程目標(biāo),必然需要建立符合“教學(xué)做考”一體化的校內(nèi)實訓(xùn)基地,以完成任務(wù)過程中的學(xué)生主動參與、討論、決策和執(zhí)行,培養(yǎng)完成完整職業(yè)行動的良好能力與習(xí)慣,達到理實結(jié)合。在基地建設(shè)思路上必然需要考慮容量的可擴充和操作終端的可擴充。此外,通過建立“仿真+全真”相結(jié)合的移動實訓(xùn)基地,通過仿真軟件機房進行預(yù)算規(guī)劃、模擬配置、模擬維護和故障排除;再到真實設(shè)備上,進行實訓(xùn)演練。從而解決移動通信實訓(xùn)設(shè)備不足和終端工位受限的不足,基于工作任務(wù)系統(tǒng)化的構(gòu)建“做中學(xué)”、“學(xué)中做”的課程教學(xué)模式,實現(xiàn)理實結(jié)合的“教學(xué)做考”一體化,如圖1所示。
四、構(gòu)建高職移動通信技術(shù)校企合作“建維用管”一體化實訓(xùn)基地
移動通信設(shè)備相對比較昂貴,設(shè)備更新?lián)Q代速度較快,運行維護技術(shù)要求較高。充分發(fā)揮校企合作、共建共享的實訓(xùn)基地建設(shè)運行機制特別重要。加強與生產(chǎn)廠商、運營商的合作,真正做到服務(wù)企業(yè),成為企業(yè)移動通信專業(yè)的人才蓄水池,建高職移動通信技術(shù)校企“建維用管”一體化實訓(xùn)基地,互惠雙贏。校企合作建設(shè)實訓(xùn)基地的關(guān)鍵是考慮企業(yè)需要。移動通信實訓(xùn)基地的建設(shè),要緊跟移動通信技術(shù)發(fā)展步伐,滿足企業(yè)新技術(shù)、新業(yè)務(wù)的試驗使用;滿足為企業(yè)提供通信全網(wǎng)的在線模擬、新設(shè)備入網(wǎng)前聯(lián)網(wǎng)測試以及新業(yè)務(wù)的開發(fā)和測試;克服企業(yè)在實際網(wǎng)絡(luò)中由于不能中斷業(yè)務(wù),從而不能完成員工技能訓(xùn)練與提升的弊端。學(xué)校負(fù)責(zé)提供實驗室所需的房屋與電力,并按企業(yè)確定的實驗室整體布局設(shè)計和相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求完成機房的改造、整治;按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對設(shè)備進行安裝與調(diào)測;負(fù)責(zé)實訓(xùn)基地的日常管理與維護,確保實驗室設(shè)備運行符合企業(yè)確定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在管理上,建立校企合作從上到下的聯(lián)動機制,在領(lǐng)導(dǎo)層面建設(shè)校企合作專家指導(dǎo)委員會,負(fù)責(zé)溝通、監(jiān)督;在實訓(xùn)基地建維層面建立專業(yè)建設(shè)小組或?qū)嵱?xùn)建設(shè)小組,負(fù)責(zé)建設(shè)、維護、升級與應(yīng)用開發(fā)。最大限度滿足企業(yè)需要、以服務(wù)企業(yè)來驅(qū)動運行的實訓(xùn)基地建設(shè),才能保證與企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一致,符合真實工作環(huán)境,才能保持與企業(yè)同步升級和得到相應(yīng)的技術(shù)支持。為我所用,提高學(xué)生的實際動手能力。建設(shè)成為校企合作“建維用管”一體化的實訓(xùn)基地。
五、高職移動通信技術(shù)專業(yè)實訓(xùn)工作任務(wù)的構(gòu)建方法