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论文摘要:移动通信技术的发展历程可以划分为三个阶段,即第一代模拟移动通信系统、第二代数字移动通信系统、第三代多媒体移动通信系统。本文简单介绍了移动通信技术的发展历程,重点论述了第四代移动通信系统(4thGeneration4G)的概念及相关术,并指出其今后的发展趋势。
一、移动通信技术的发展状况
(一)第一代——模拟移动通信系统
第一代(即1G,是thefirstgeneration的缩写)移动通信系统的主要特征是采用模拟技术和频分多址(FDMA)技术、有多种制式。我国主要采用TACS,其传输速率为2.4kbps,由于受到传输带宽的限制,不能进行移动通信的长途漫游,只是一种区域性的移动通信系统。第一代移动通信系统在商业上取得了巨大的成功,但是其弊端也日渐显露出来,如频谱利用率低、业务种类有限、无高速数据业务、制式太多且互不兼容、保密性差、易被盗听和盗号、设备成本高、体积大、重量大。所以,第一代移动通信技术作为2O世纪80年代到90年代初的产物已经完成了任务退出了历史舞台。
(二)第二代——数字移动通信系统
第二代(即2G,是thesecondgeneration的缩写)移动通信系统是从20世纪90年代初期到目前广泛使用的数字移动通信系统,采用的技术主要有时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)两种技术,它能够提供9.6-28.8kbps的传输速率。全球主要采用GSM和CDMA两种制式,我国采用主要是GSM这一标准,主要提供数字化的语音业务级低速数据化业务,克服了模拟系统的弱点。和第一代模拟移动蜂窝移动系统相比,第二代移动通信系统具有保密性强,频谱利用率高,能提供丰富的业务,标准化程度高等特点,可以进行省内外漫游。但因为采用的制式不同,移动标准还不统一,用户只能在同一制式覆盖的范围内进行漫游,还无法进行全球漫游,虽然第二代比第一代有更大的带宽,但带宽还是很有限,限制了数据的应用,还无法实现高速率的业务,如移动的多媒体业务。
(三)第三代——多媒体移动通信系统
随着通信业务的迅猛发展和通信量的激增,未来的移动通信系统不仅要有大的系统容量,还要能支持话音、数据、图像、多媒体等多种业务的有效传输。第二代移动通信技术根本不能满足这样的通信要求,在这种情况下出现了第三代
(即3c,是thethirdgeneration的缩写)多媒体移动通信系统。第三代移动通信系统在国际上统称为IMT一2000,是国际电信联盟(1TU)在1985年提出的工作在2000MHz频段的系统。与第一代模拟移动通信和第二代数字移动通信系统相比,第三代的最主要特征是可提供移动多媒体业务。
二、第四代移动通信系统的概念
4G也称为广带接入和分布网络.具有超过2Mb/s的非对称数据传输能力.对高速移动用户能提供150Mb/s的高质量的影像服务.并首次实现三维图像的高质量传输它包括广带无线固定接入、广带无线局域网.移动广带系统和互操作的广播网络(基于地面和卫星系统).是集多种无线技术和无线LAN系统为一体的综合系统.也是宽带lP接入系统.在这个系统上.移动用户可以实现全球无缝漫游.为了进一步提高其利用率.满足高速率、大容量的业务需求.同时克服高速数据在无线信道下的多径衰落和多径干扰等众多优势。
三、4G的关键技术
1.OFDM技术。它实际上是多载波调制MCM的一种.其主要原理是:将待传输的高速串行数据经串/并变换,变成在N个子信道上并行传输的低速数据流,再用N个相互正交的载波进行调制,然后叠加一起发送。接收端用相干载波进行相干接收,再经并/串变换恢复为原高速数据。
2.多输入多输出(MIMO)技术。多输入多输出(MIMO)技术是无线移动通信领域智能天线技术的重大突破。该技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率,是下一代移动通信系统的核心技术之一。MIMO系统采用空时处理技术进行信号处理,在丰富的散射环境下,空分复用MIMO系统(如BLAST结构)可以获得与天线数成正比的容量增长,从而极大地提高频谱效率,增加系统的数据传输速率。但是当散射程度欠佳时,会引起信道间的空间相关,尤其在室外环境下,由于基站的天线较高,从而角度扩展较小,其空间相关难以避免,在这种情况下MIMO不可能获得所期望的数据传输速率。3.切换技术。切换技术能够实现移动终端在不同小区之间跨越和在不同频率之间通信以及在信号质量降低时如何选择信道。它是未来移动终端在众多通信系统、移动小区之间建立可靠通信的基础。主要划分为硬切换、软切换和更软切换.硬切换发生在不同频率的基站或不同系统之间。第4代移动通信中的切换技术正朝着软切换和硬切换相结合的方向发展。
4.软件无线电技术。软件无线电是将标准化、模块化的硬件功能单元经过一个通用硬件平台,利用软件加载方式来实现各种类型的无线电通信系统的一种具有开放式结构的新技术。通过下载不同的软件程序,在硬件平台上可实现不同功能,用以实现在不同系统中利用单一的终端进行漫游,它是解决移动终端在不同系统中工作的关键技术。软件无线电技术主要涉及数字信号处理硬(DigitalSignalProcessHardware,DSPH)、现场可编程器件(FieldProgrammableGateArray,FPGA)、数字信号处理(DigitalSignalProcessor,DSP)等。
5.IPv6协议技术。3G网络采用的主要是蜂窝组网,而4G系统将是一个基于全lP的移动通信网络,可以实现不同类型的接入系统和通信网络之间的无缝连。为了给用户提供更为广泛的业务,使运营商管理更加方便、灵活,4G中将取代现有的IPv4协议,采用全分组方式传送数据的IPv6协议。
四、发展趋势
目前,4G移动通信还只处于实验室研究开发阶段。具体的设备和技术还没有完全成型,后续的软件开发还没有启动。这都会给4G的发展带来很多难题,有待人们深入研究。但未来移动通信必将具有文中描述的这些基本特征:高速率、高质量的数据传输,完全集中的服务。无所不在的移动接入,高智能的多样化的用户设备。随着新问题、新要求的不断出现。第四代移动通信技术将会相应地调整、完善和进一步发展。我们相信,不远的将来,人们将会不受时间、地点限制,可以自由自在地利用移动网络获取和传递信息,从而使人们的学习、工作、生活发生更深刻的变化。
参考文献:
[1]张重阳.数字移动通信技术[M].西安:江西科技大学出版社,2006.
[摘要]第四代移动通信技术(4G)与前三代移动通信技术相比具有五大技术要求,解决了四大关键技术后4G将一统移动通信的天下。
引言
移动通信技术飞速发展,已经历了3个主要发展阶段。每一代的发展都是技术的突破和观念的创新。第一代起源于20世纪80年代,主要采用模拟和频分多址(FDMA)技术。第二代(2G)起源于90年代初期,主要采用时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)技术。论文百事通第三代移动通信系统(3G)可以提供更宽的频带,不仅传输话音,还能传输高速数据,从而提供快捷方便的无线应用。但是第三代移动通信系统仍是基于地面标准不一的区域性通信系统,尽管其传输速率可高达2Mb/s,仍无法满足多媒体通信的要求,因此第四代移动通信系统(4G)的研究势在必行。
一、4G的定义及其技术要求
第四代移动通信技术可称为广带(Broadband)接入和分布网络,具有非对称超过2Mb/s的数据传输能力,对全速移动用户能提供150Mb/s的高质量影像服务,将首次实现三维图像的高质量传输。它包括广带无线固定接入、广带无线局域网、移动广带系统和互操作的广播网络(基于地面和卫星系统),集成不同模式的无线通信,移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。其广带无线局域网(WLAN)能与B-ISDN和ATM兼容,实现广带多媒体通信,形成综合广带通信网(IBCN),他还能提供信息之外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。其主要技术要求是:
(1)通信速度提高,数据率超过UMTS,上网速率从2Mb/s提高到100Mb/s。
(2)以移动数据为主面向Internet大范围覆盖高速移动通信网络,改变了以传统移动电话业务为主设计移动通信网络的设计观念。
(3)采用多天线或分布天线的系统结构及终端形式,支持手机互助功能,采用可穿戴无线电,可下载无线电等新技术。
(4)发射功率比现有移动通信系统降低10~100倍,能够较好地解决电磁干扰问题。
(5)支持更为丰富的移动通信业务,包括高分辨率实时图像业务、会议电视虚拟现实业务。
二、4G的关键技术
1.OFDM(正交频分复用)
OFDM技术实际上是MCM(Multi-CarrierModulation,多载波调制)的一种。其主要思想是:将信道分成若干正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开,这样可以减少子信道之间的相互干扰(ICI)。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽,因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落,从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分,信道均衡变得相对容易。由于OFDM技术由于具备上述特点,是对高速数据传输的一种潜在的解决方案,因此被公认为4G的核心技术之一。
2.软件无线电
软件无线电(SoftwareDefinedRadio,简称SDR),就是采用数字信号处理技术,在可编程控制的通用硬件平台上,利用软件来定义实现无线电台的各部分功能:包括前端接收、中频处理以及信号的基带处理等。即整个无线电台从高频、中频、基带直到控制协议部分全部由软件编程来完成。其核心是在尽可能靠近天线的地方使用宽带的“数字/模拟”转换器,尽早地完成信号的数字化,从而使得无线电台的功能尽可能地用软件来定义和实现。软件无线电是一种基于数字信号处理(DSP)芯片以软件为核心的崭新的无线通信体系结构。
3.智能天线
智能天线是波束间没有切换的多波束或自适应阵列天线。多波束天线在一个扇区中使用多个固定波束,而在自适应阵列中,多个天线的接收信号被加权并且合成在一起使信噪比达到最大。与固定波束天线相比,天线阵列的优点是除了提供高的天线增益外,还能提供相应倍数的分集增益。智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能,其基本工作原理是根据信号来波的方向自适应地调整方向图,跟踪强信号,减少或抵消干扰信号。智能天线的核心是智能算法,而算法决定电路实现的复杂程度和瞬时响应速率,因此需要选择较好算法实现波束的智能控制。
4.IPv6协议
4G通信系统选择了采用基于IP的全分组的方式传送数据流,因此IPv6技术将成为下一代网络的核心协议。
(1)巨大的地址空间。在一段可预见的时期内,它能够为所有可以想像出的网络设备提供一个全球惟一的地址。
(2)自动控制。IPv6还有另一个基本特性就是它支持无状态和有状态两种地址自动配置的方式。无状态地址自动配置方式是获得地址的关键。在这种方式下,需要配置地址的节点使用一种邻居发现机制获得一个局部连接地址。一旦得到这个地址之后,它使用另一种即插即用的机制,在没有任何人工干预的情况下,获得一个全球惟一的路由地址。
(3)服务质量。服务质量(QoS)包含几个方面的内容。从协议的角度看,IPv6与目前的IPv4提供相同的QoS,但是IPv6的优点体现在能提供不同的服务。IPv6报头中新增加的字段“流标志”,有了这个20位长的字段,在传输过程中,中国的各节点就可以识别和分开处理任何IP地址流。
(4)移动性。移动IPv6(MIPv6)在新功能和新服务方面可提供更大的灵活性。每个移动设备设有一个固定的家乡地址(homeaddress),这个地址与设备当前接入互联网的位置无关。当设备在家乡以外的地方使用时,通过一个转交地址(care-ofaddress)来提供移动节点当前的位置信息。移动设备每次改变位置,都要将它的转交地址告诉给家乡地址和它所对应的通信节点。
三、结束语
由于4G与1~3G相比具有通信速度更快,网络频谱更宽,通信更加灵活,智能性能更高,兼容性能更平滑等优点,4G将成为行业关注的焦点。相信不久的将来4G将一统移动通信的天下,产生巨大的社会效益和经济效益。
参考文献:
2网络业务数据化、分组化
2.1无线数据——生机无限当前移动数据通信发展迅速,被认为是移动通信发展的一个主要方向。近年来出现的移动数据通信主要有两种,一种是电路交换型的移动数据业务,如TACS、AMPS和GSM中的承载数据业务以及GSM系统的HSCSD;另外一种是分组交换型的移动数据业务,如摩托罗拉的DataTAC、爱立信的Mobitex和GSM系统的GPRS。
目前,无线数据业务只占GSM网络全部业务量中的很小一部分,但是在未来的两年中这种状况将开始扭转,并大大改变。1999年以后,随着HSCSD、GPRS等新的高速数据解决方案显露峥嵘,并成为数据应用的新焦点,无线数据将成为运营商经营计划中越来越重要的部分,它预示着未来大量的商业机遇。
(1)应用驱动市场
无线数据业务的主要驱动力在于用户的应用。话音是单一的、易于被大众所接受的业务,然而无线数据则不同,无线数据最初的应用重点放在运输管理这样的专业市场。近期无线数据业务的目标市场是销售人员或现场工程师这样的用户群。从这些先发目标的应用中积累无线数据的经验,并从中受益。
在过去的十年里,传统的生活方式已经在迅速改变,人们更经常性地移动,职业和个人生活之间的分界变得模糊,人们需要不分时间、地点访问很重要的信息。发生在用户身上的这种生活方式的改变将成为驱动无线数据业务发展的重要因素。
(2)因特网的影响
和通信的其他领域一样,无线数据业务的一个最重要的驱动力来自Internet。根据最近的研究,未来两年欧洲的因特网用户数量将翻一番。在我国,因特网用户的年增长率将高达300%,显然用户在运动中接入因特网的需求将会增长。
为了满足接入因特网的需求,一个全球性的开放协议——无线应用协议(WAP)应运而生。WAP为将Internet的信息内容以及增值业务传送到移动终端提供了一种开放的通用标准,实现了IP与GSM网络的桥接,是一个为厂商提供加速市场增长、避免网络割接、保护运营商投资的标准,WAP确保任何与WAP兼容的GSM手机都能工作。
(3)数据速率的发展
GSM承载业务所提供的GSM数据速率最高只能达到9.6kbit/s。国际上1998年引入的高速电路交换数据(HSCSD)技术将实现57kbit/s的数据速率,对要求连续比特率和传输时延小的应用是理想的,如会议电视、电子邮件、远程接入企业的局域网和无线图像。1999年商用化的GPRS是第一个GSM分组数据应用,将实现超过100kbit/s的数据速率。对较短的“突发”类型业务是理想的,如信用卡认证、远程测量和远程事务处理。EDGE(增强数据速率GSM改进模式)使用修改过的GSM调制方式来实现超过300kbit/s的数据速率。EDGE会让GSM运营商特别受益,他们不但可以赢得第三代移动通信的经营执照,还可以提供有竞争力的宽带数据业务。
2.2个人多媒体通信——网络演进的方向
对随时随地话音通信的追求使早期移动通信走向成功。移动通信的商业价值和用户市场得到了证明,全球移动市场以超凡的速度增长。移动通信演进的下一阶段是向无线数据乃至个人移动多媒体转移,这一进展已经开始,并将成为未来重要的增长点。个人移动多媒体将根据地点为人们提供无法想像的、完善的个人业务和无线信息,将对人们工作和生活的各个方面产生影响。在个人多媒体世界里,话音邮件和电子邮件被传送到移动多媒体信箱中;短信将成为带有照片和视频内容的电子明信片;话音呼叫将与实时图像相结合,产生大量的可视移动电话,还将实现移动因特网和万维网浏览。像无线会议电视这样的应用将随处可见,电子商务将蓬勃开展。对于运动中的用户还有随时随地的各种信箱和娱乐服务。
3网络技术的宽带化
在电信业历史上,移动通信可能是技术和市场发展最快的领域。业务、技术、市场三者之间是一种互动的关系,伴随着用户对数据、多媒体业务需求的增加,网络业务向数据化、分组化发展,移动网络必然走向宽带化。
通过使用电话交换技术和蜂窝无线电技术,70年代末诞生了第一代模拟移动电话。AMPS(北美蜂窝系统)、NMT(北欧移动电话)和TACS(全向通信系统)是三种主要的窄带模拟标准。第一代无线网络技术的一大成就就是去掉了将电话连接到网络的用户线。用户第一次能够在他们所在的任何地方无线接收和拨打电话。
第二代系统引入了数字无线电技术,它提供更高的网络容量,改善了话音质量和保密性,并为用户引入了无缝的国际漫游。今天世界市场的第二代数字无线标准,包括GSM、MMPS、PDC(日本数字蜂窝系统)和IS95CDMA等,均仍为窄带系统。
第三代移动系统,即IMT-2000,是一种真正的宽带多媒体系统,它能够提供高质量宽带综合业务并实现全球无缝覆盖。2000年以后,窄带移动电话业务需求将依然很大,但随着Internet等高速数据通信及多媒体通信需求的驱动,宽带多媒体综合业务将逐步增长,而且就未来信息高速公路建设的无缝覆盖而言,宽带移动通信作为整个移动市场份额的子集将显得愈来愈重要。
第三代系统预计在2002年投入商用。
从第二代到第三代系统的变化并不像从第一代模拟网络到第二代数字网络那样存在重大的技术变迁。从目前的技术发展现状和趋势来讲,第二代系统将逐步子滑过渡到第三代系统,在此演进过程中,移动网络所能实现的数据速率逐步升级:GSM承载业务所能提供的数据速率为9.6kbit/s,1998年商用的HSCSD技术实现了57kbit/s的数据速率,1999年引入的GPRS将实现超过100kbit/s的数据速率,将在2000年引入的EDGE技术可实现超过300kbit/s的数据速率。2001年后投入商用的第三代系统将能够在广域网上实现384kbit/s的数据速率,在办公室和家中还可以达到2Mbit/s。
4网络技术的智能化
移动通信需求的不断增长以及新技术在移动通信中的广泛应用,促使移动网络得到了迅速发展。移动网络由单纯地传递和交换信息,逐步向存储和处理信息的智能化发展,移动智能网由此而生。移动智能网是在移动网络中引人智能网功能实体,以完成对移动呼叫的智能控制的一种网络,是一种开放性的智能平台,它使电信业务经营者能够方便、快速、经济、有效地提供客户所需的各类电信新业务,使客户对网络有更强的控制功能,能够方便灵活地获取所需的信息。移动智能网通过把交换与业务分离,建立集中的业务控制点和数据库,进而进一步建立集中的业务管理系统和业务生成环境来达到上述目标。通过智能网,运营公司可以最优地利用其网络,加快新业务的生成;可以根据客户的需要来设计业务,向其他业务提供者开放网络,增加收益。
关于移动智能网的研究,早在1995年就已开始,刚开始并没有具体的标准协议出现,各厂商各自制定了自己的标准,并且据此进行了不少的研究工作,如Alcatel、Nortel、Ericsson等都先后推出了自己的初期产品。这些工作为最终移动智能网标准的形成积累了经验。
1997年末,美国蜂窝电信工业协会(CTIA)制定了移动智能网的第一个标准协议——IS-41D协议。1998年1月,欧洲电信标准研究所(ETSI)在GSMphase2+阶段引入了CAMEL协议(移动通信高级逻辑的客户化应用程序),当时的版本是Phase1。1998年4月,ITU-T在新推出的智能网能力集一2标准中描述了移动接入的功能实体,称为CAMELphase2标准。
伴随着移动网络向第三代系统的演进,网络的智能化程度也在不断地提升。智能网及其智能业务是构成未来个人通信的基本条件。
5更高的频段
从第一代的模拟移动电话,到第二代的数字移动网络,再到将来的第三代移动通信系统,网络使用的无线频段遵循一种由低到高的发展趋势。1981年诞生的第一个具有国际漫游功能的模拟系统NMT的使用频段为450MHz,1986年NMT变迁到900MHz频段。我国目前的模拟TACS系统的使用频段也为900MHz。在第二代网络中,GSM系统的开始使用频段为900MHz,IS-95CDMA系统为800MHz。为了从根本上提高GSM系统的容量,1997年出现了1800MHz系统,GSM900/1800双频网络迅速普及。2002年将投入商用的第三代系统IMT-2000则定位在2GHz频段。
6更有效利用频率
无线电频率是一种宝贵资源。随着移动通信的飞速发展,频谱资源有限和移动用户急剧增加的矛盾越来越尖锐,出现了“频率严重短缺”的现象。解决频率拥挤问题的出路是采用各种频率有效利用技术和开发新频段。
模拟制的早期蜂窝移动通信系统采用频分多址方式,主要通过多信道共用、频率复用和波道窄带化等技术实现频率的有效利用。随着业务的发展,模拟系统已远不能满足用户发展的需求。数字移动通信比模拟移动通信具有更大的容量。同样的频分多址技术,数字系统要求的载干比较小,因而频率复用距离可以小一些,系统的容量可以大一些。而且,数字移动通信还可采用时分多址或码分多址技术,它比模拟的频分多址制在系统容量上大4-20倍。
GSM作为最具代表性和最为成熟的数字移动通信系统,其发展历程就是一部频率有效利用技术的演进史。GSM采用时分多址制式,其对频率的有效利用主要是通过频率复用技术的不断升级实现的。从传统的4×3方式,到3×3、1×3、MRP、2×6等新的复用技术,频率复用的密集度逐步提升,频谱效率快速提高,GSM系统的容量得到逐步释放。1995年开始投入商用的IS-95CDMA(窄带)系统,以无线技术的先进性和大容量等特点著称。它以扩频技术为基础,不同用户的信号靠不同的编码序列来区分,如果从频域或时域来观察,多个CDMA信号是相互重叠的,故理论上CDMA系统的频谱利用率比GSM系统更高,网络容量更大。同时CDMA系统具有一定的过载能力,即系统具备软容量。作为未来第三代移动通信系统主流无线接入技术的WCDMA(宽带码分多址)能够更高效地利用无线电频率。它利用分层小区结构、自适应天线阵和相干解调(双向)等技术,网络容量可得到大幅提高,可以更好地满足未来移动通信的发展要求。
7网络趋于融合,走向统一
7.1第三代移动通信系统的结构
第三代系统的主要目标是将包括卫星在内的所有网络融合为可以替代众多网络功能的统一系统,它能够提供宽带业务并实现全球无缝覆盖。为了保护运营公司在现有网络设施上的投资,第二代系统向第三代系统的演进遵循平滑过渡的原则,现有的GSM、D-AMPSIS-136等第二代系统均将演变成为第三代系统的核心网络,从而形成一个核心网家族,核心网家族的不同成员之间通过NNI接口联结起来,成为一个整体,从而实现全球漫游。在核心网络家族的,形成一个庞大的无线接入家族,现有的几乎所有的无线接入技术以及WCDMA等第三代无线接入技术均将成为其成员。
第四代移动通信技术中采用了智能天线技术,智能天线一般是指安装在基站的天线,主要是通过能够编程的电子相位关系来确定方向性。智能天线技术采用的是SDMA,而SDMA是卫星通信方式的一种,主要是利用天线的方向性来确定范围,也就是频域,从而减少了成本,增加了收益。SDMA是利用空间分割来划分信道,采用智能天线技术可以改善信号质量,4G移动通信技术广泛采用这一能够降低建设成本的技术。另外,为了提高移动通信系统的性能,4G移动移动技术还采用了无线链路增强技术,像分集技术和多输入多输出(MIMO)技术,为数据的高速传输提供了技术支持。
2、4G移动通信技术的安全缺陷继解决措施
病毒,一般来说,是有些计算机操作人员恶意制造的一些计算机操作指令,载入在一些人们常用的软件和网页当中传播,破坏计算机的信息安全。病毒对网络通信的破坏是猝不及防的,而且其传播速度很快,在很短的时间内能让成千上万的文件或者程序受到攻击。而且病毒自身繁殖性也很强,一旦遭到病毒侵害的程序就会自身复制,能够像生物病毒一样繁殖下去,对通信安全将造成巨大的危害。黑客,一般都拥有大量的计算机相关的技能,能够轻易侵入别人的电脑或者拿别人的电脑当跳板再入侵其他的电脑来窃取用户信息,或者破坏通信信息安全。黑客非法地对国家政府、军事情报机关的网络、军事指挥系统、公司企业的计算机系统进行窃听、篡改,以达到危害国家安全,破坏社会稳定,致使企业造成损失,这将对用户的通信安全产生巨大的威胁。网络服务器或者浏览器本身存在的安全缺陷,极易被一些恶意软件携带的病毒攻击,而这些病毒经常不容易被发现,最终对通信和信息交换造成破坏。科技不断地发展,我们有信心解决以上提出的安全问题,为了有效地解决,我们在4G移动通信技术研究和开发的过程中一定要严密把控各方面的环节,确保第四代移动通信技术对于用户数据的信息安全。采取增加网络防火墙,使用更加复杂的秘钥等措施,提高系统的抗攻击能力,在不影响数据安全和完整性的前提下,同时提高系统的恢复能力。同时,各国政府也要成立专门的机构,出台相关的法律法规,增加对网络安全管理人员的培养,普及安全知识,同时加大对安全保护措施的投资力度,对危害通信安全和网络安全的不法分子严惩不贷。
3、结语
1.1国外发展现状
近年来,4G通信技术在国外发展迅速。全球名气较大的的移动手机制造商大多来自于欧洲,他们以强大的通信技术水平,垄断了一大半的移动通信市场。2009年,瑞典首先推出了4G网络,到目前为止,瑞典仍然是全球4G网络速度最快的国家,它的通信技术依然保持在全球的领先行列。美国作为科技大国,近年来也比较重视移动通信技术的发展。目前,美国的移动电话的普及率已经达到了一半以上。但是,由于美国使用的频谱资源与大部分的运营商使用的并不相同,这大大影响了美国网络的下载速度,使其与下载速度较快的国家之间还存在一定的差距。
1.2国内发展现状
与同为亚洲国家的日本、韩国相比,我国移动通信技术的发展要慢得多。其中,我国香港地区的4G通信技术发展迅速,网络速度排名全球第二。同时,在香港地区,大多数网络都具有了4G服务功能。在大陆地区,4G通信技术主要被三家电信运营商所使用。随着我国政府对4G技术的不断关注,4G逐渐走进了我国人民的生活。由于4G技术具有极快的访问速度,吸引了各大运营商的关注。但是近两年,微信业务的推出给各大运营商造成了巨大的挑战,传统的通信技术受到了极大的冲击,而传统技术带来的利润也随之有所下降。因此,各大运营商在争先恐后的使用4G通信技术的同时,也不能忽视这些挑战所带来的问题。所谓挑战即为机遇,随着越来越多的人使用网络,各个运营商为了提高流量带来的收入,必将加快4G技术使用的脚步。
24G移动通信技术的特点
2.1具有较快的数据传输速度
随着生活频率的不断加快,人们越来越适应快节奏的生活。因此,在进行网络数据传输的过程中,人们也不断的追求着高速度,力求节约不必要的传输时间。与3G通信技术相比,4G技术具有的比较明显的特征是具有较高的数据传输速度。它的无线访问速度较快,大约为100Mbbit/s。从理论上讲,它的传输速度比3G技术快了20倍,更加符合现代人的需求,为使用网络了人们节省了网络访问的时间,使得人们能够更加及时的获得自己所需要的资讯。
2.2具有较强的抗干扰能力
一般来讲,4G通信技术都是使用正交分频多任务技术。这个技术的优势在于,在保存传统通信技术原有的服务的基础上,增加了多种服务,使得通信技术的服务范围大幅度增加。同时,在进行大范围服务的同时,可以使得系统的性能表现为最佳状态,更好地投入到使用中去。此外,4G通信技术具有较强的抗干扰能力,极大程度上阻挡了信号的干扰,具有很好的降噪能力。
2.3具有较高的智能性
通常来说,信号在传输过程会遇到不同的环境,有些传输的环境具有一定的复杂性,这就需要较好的通信技术,将信号良好的传输出去。4G移动通信技术具有较高的智能性,能够极大程度上保证信号的传送和接收。同时,在操作传输上,4G通信技术也具有较高的智能性。此外,4G技术具有较好的覆盖功能,可以在必要的时候,进行高速变频数据的输出。
34G移动通信技术的发展趋势
3.1交互性干扰控制技术的不断发展
交互性干扰有效控制技术是4G移动通信技术中的关键技术,在4G移动通信技术的发展中起到了重要的作用。它主要使用交互的方式,有效的将通信设备之间的相互干扰降到最低。在传输过程中,当不存在其他信息的情况下,保证了通信信号传输的稳定性。同时,使移动信号的传输质量也得到了极大的提高。因此,基于交互性干扰控制技术的优势,在未来发展过程中一定会得到更好的利用,最大程度的发挥其特点,不断提高与改进,从而使得4G通信技术上升到更高的水平。
3.2多用户自由检测和识别技术得到广泛利用
多用户问题是移动通信技术发展过程中的重要问题之一,对移动通信技术的发展产生了巨大的影响。由于多用户的存在,大量的干扰信号也会不断产生,从而使得原本传输的信号受到极大的影响,降低了整个信号传输的质量。因此,在未来4G通信技术的发展中,必须引进多用户自由检测和识别技术,增加基站的信息容量。同时,运用多用户识别技术,还能够扩大原来的信息覆盖范围,减少通信设施的建设。多用户识别技术的广泛利用,将会不断提高信号传输的质量,确保通信信号的正常输入与输出。
3.3自我愈合型网络技术的兴起
一般来讲,4G移动通信技术中都存在着智能处理器。通过智能处理器中的智能化设备,能够有效地发现通信系统中出现的故障,及时的处理问题。引进具有重构功能的自我愈合型网络技术,可以在4G通信技术中加入特殊的问答装备,通过问答方式,可以将智能处理器中所发现的问题进行分析,将错误的问题筛选出来,及时进行改正。通过这种技术,网络中的各种不正常状况都可以及时得到排除,从而确保了移动通信的正常运行,维护了网络的稳定性。
3.4无线功能的逐步稳定化
无线功能的稳定性,是衡量通信技术质量的重要因素之一。因此,为了4G移动通信技术的发展进步,必须做好移动设备的节能工作。同时,必须引进无线电自动接收技术,将移动通信技术的损耗降到最低。此外,损耗的降低也减少了能源的使用,与可持续发展相呼应,在保护环境的同时,实现了节能减排的目的,更好地适应了绿色发展的全球趋势。
4结论
目前4G移动通信技术国际标准主要有FDD-LTE、FDD-LTE-Advance、TD-LTE以及TD-LTE-Advanced,其中,TD-LTE、TD-LTE-Advanced是中国主导制定的4G国际标准。
1.1LTE
LTE(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技术,LTE移动通信网络系统在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbps(TD-LTE)或150Mbps(FDD-LTE)、上行50Mbps(TD-LTE)或40Mbps(FDD-LTE)的峰值速率。国际上大多数国家采用FDD-LTE制式,FDD-LTE是主流的4G标准,也是终端种类最丰富的一种4G标准。TD-LTE是我国主导的4G国际标准,TD-LTE是我国具有自主知识产权的3G国际标准TD-SCDMA的后续演进技术,中国移动就采用了TD-LTE。
1.2LTE-Advanced
LTE-Advanced后向兼容LTE,LTE-Advanced针对室内环境进行了技术优化,并采用了载波聚合等技术,载波聚合技术能够弹性分配频谱,可以获得更宽的频谱带宽,能有效地支持新频段和大带宽应用。LTE-Advanced移动通信网络系统在100MHz频谱带宽下能够提供下行1Gbps、上行500Mbps的峰值速率,LTE-Advanced也分为FDD-LTE-Advance和TD-LTE-Advanced。
1.3WiMax
WiMax即IEEE802.16标准,能够提供最高接入速度70Mbps,IEEE802.16的工作频段范围为无需授权的2~66GHz频段。WiMax的优点有:(1)有利于避开已知干扰。(2)有利于节省频谱资源。(3)灵活的带宽调整能力有利于运营商协调频谱资源。(4)WiMax能够实现无线信号传输距离可达50km,非无线局域网或3G网络所能比拟。WiMax在移动性能方面存在缺陷,无法满足≥50kmph高速下无线网络的无缝衔接,并不能算作无线移动通信技术,只算是无线宽带局域网技术。
1.4WirelessMAN-Advanced
WirelessMAN-Advanced是WiMax的升级版,即IEEE802.16m标准,IEEE802.16m具有高速移动下无缝切换能力,能够有效地解决WiMax的移动性能问题。IEEE802.16m兼容4G无线网络,它可能成为4G标准,其优势有:(1)提高网络覆盖,实现网络无缝衔接。(2)提高频谱效率。(3)在漫游模式或高效率/强信号模式下可提供1Gbps无线传输下行速率。(4)提高数据和VoIP容量。(5)低时延,增强QoS。(6)节省功耗。
24G移动通信系统关键技术
2.14G网络结构分层
4G移动通信系统网络结构分为物理网络层、中间环境层、应用环境层三层。物理网络层提供网络接入和网络路由选择功能。中间环境层提供QoS机制、地址转换和安全管理等功能。应用环境层提供各种应用编程接口。
2.2OFDM技术
4G移动通信系统采用了正交频分复用(OFDM)技术,OFDM技术具有良好的抗噪声性能和抗多信道干扰能力,可以消除或减小信号波形间的干扰,对多径衰落和多普勒频移不敏感,提高了频谱利用率,支持高速率、小时延的无线数据传输技术,在频域内将给定信道分成许多正交子信道,在每个子信道上使用一个子载波进行调制,各子载波并行传输。OFDM的主要缺点是功率效率不高。
2.3调制与信道编码、信道传输技术
4G移动通信系统采用了多载波正交频分复用调制技术以及单载波自适应均衡调制技术,提高了频谱利用率,可延长用户终端电池的寿命。4G移动通信系统采用了比3G系统更高级的信道编码方案以及自动重发请求技术和分集接收技术等,在低Eb/No条件下可保证系统具有足够的性能。
2.4高性能的接收机
4G移动通信系统由于数据速率很高,所以对接收机的性能要求也很高。按照Shannon定理,对于3G系统,如果信道带宽为5MHz,数据速率为2Mbps,则所需的SNR为l.2dB。对于4G系统,要在5MHz带宽上传输20Mbps数据,所需的SNR为12dB。
2.5智能天线技术
智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束调节等智能功能,智能天线技术既能改善信号质量,又能增加传输容量。智能天线应用数字信号处理技术,产生空间定向波束,使天线主波束对准用户信号到达方向,旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向,可实现充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。
2.6多输入多输出技术
MIMO(多输入多输出)技术又称为多天线技术,是LTE移动通信系统为了提高吞吐量而应用的一项关键技术,MIMO技术是利用多发射、多接收天线进行空间分集和空间复用的技术,能够有效地将通信链路分解成许多并行的子信道,能够提高系统抗衰落与噪声性能,提高系统通信容量、数据传输速率和传输质量。
2.7软件无线电技术
软件无线电技术是将标准化、模块化的硬件功能单元经过一个通用硬件平台,利用软件加载方式来实现无线电通信系统功能的一种具有开放式结构的新技术,各种功能和信号处理尽可能利用软件实现,包括各类无线信令规则与处理软件、信号流变换软件、信源编码软件、信道纠错编码软件、调制解调算法软件等。软件无线电技术使无线电通信系统具有灵活性和适应性,能够适应不同的网络和接口,能支持不同接口的多模式手机和基站,能实现各种不同应用的可变QoS。
2.8基于IP的核心网
4G移动通信系统的核心网是基于全IP的开放式移动网络,IP兼容多种无线接入协议,便于灵活设计核心网络,可以实现不同网络间的无缝互联,能允许各种空中接口接入核心网,不必考虑无线接入究竟采用何种方式和协议,能够提供端到端的IP业务。
2.9多用户检测技术
多用户检测技术是宽带通信系统中抗干扰的关键技术,传统的检测技术完全按照经典直接序列扩频理论对每个用户信号分别进行扩频码匹配处理,因而抗多址干扰能力较差。多用户检测技术抗多址干扰能力较强,解决了远近效应问题,可以更加有效地利用链路频谱资源,提高系统通信容量。
34G移动通信技术优势
3.1通信速度更快
4G移动通信具有更快的无线通信传输速度,TD-LTE移动通信系统可以达到下行100Mbps峰值传输速度,是3G移动通信传输速度的50倍。
3.2网络频谱更宽
要使4G移动通信达到100Mbps的传输速度,通信运营商必须使4G网络的频谱带宽高于3G网络的频谱带宽,每个4G信道占有100MHz的频谱,相当于W-CDMA3G网络的20倍。
3.3通信更加灵活
4G手机可以算得上是一台便携式电脑,4G移动通信使用户不仅可以随时随地通信,还可以双向下载传递资料、图画、影像,4G终端还可实现定位、告警等功能。4G移动通信系统会在不同的固定和无线平台及跨越不同频带的网络运行中提供无线服务,所涉及的关键技术包括高速移动无线信息存取技术、移动平台的拉技术、安全密码技术以及终端间通信技术等。
3.4智能性能更高
4G移动通信的智能性能更高,4G移动通信终端设备的设计和操作具有智能化,对菜单和滚动操作的依赖程度大大降低,4G手机能够根据设定适时地提醒手机主人此时该做什么事或不该做什么事,4G手机还可以当作一台手提电视机,可以用来随时随地观看电视节目。
3.5兼容性能更好
4G移动通信系统接口开放兼容,能与多种网络互联互通。4G终端多种多样,支持全球漫游。用户可以使用各种各样的移动终端接入4G系统,4G系统支持将各种不同的接入系统结合成一个公共的平台,4G系统可成为多行业、多部门、多系统用户沟通的桥梁,实现在任何地址宽带接入互联网。4G移动通信可集成不同模式的无线通信网络,从无线局域网和蓝牙等室内网络到无线蜂窝网、移动地面广播电视网和移动卫星通信网,移动用户可以自由地从一个网络标准漫游到另一个网络标准,并能自适应资源分配,能在信道条件不同的环境下处理变化的业务流。在移动卫星通信方面能够提供信息通信、定位定时、数据采集和远程控制等综合功能。
3.6可实现各种增值服务
4G移动通信系统采用空分多址(SDMA)技术和正交频分复用(OFDM)技术,业务容量达到3G的5~10倍,可以实现无线区域环路(WLL)、数字音讯广播(DAB)等方面的无线通信增值服务。
3.7可实现更高质量的多媒体通信
4G移动通信能够满足3G移动通信尚不能达到的在覆盖范围、通信质量、宽频带上支持高速数据传输和高分辨率多媒体服务要求,4G移动通信提供的无线多媒体通信服务包括语音、数据、影像等,4G移动通信堪称多媒体移动通信。
3.8频率使用效率更高
4G移动通信系统的基站天线可以发送更窄的无线电波波束,可以处理数量更多的业务。4G移动通信技术对无线频率的使用效率比3G系统要高,且抗信号衰落性能更好,可以支持更多的用户使用更多、更快的应用。
3.9通信费用更加便宜
4G移动通信兼容3G移动通信,可以让现有3G用户轻易地升级到4G移动通信。4G移动通信容易部署,能够有效地降低运营商和用户的费用。4G网络与固定宽带网络的使用费用差不多,且4G网络计费方式更加灵活机动,4G移动通信的无线即时连接等服务费用会比3G便宜,用户可以根据自身需求借助各种各样的4G终端随时随地享受高质量的通信服务。
44G芯片及4G手机
4.14G芯片
4G芯片目前已经具备高度集成、多模多频以及强大的数据与多媒体处理能力,目前全球4G手机大多数采用高通芯片。中国移动2013年度支持的TD-LTE终端中采用高通芯片的比例高于60%。高通的LTE芯片强调高集成度和支持多模多频,目前高通所有的LTE芯片组均同时支持TD-LTE和FDD-LTE。博通、Marvell、英特尔、联发科、联芯科技、创毅视讯、展迅、海思等芯片厂商也已推出4G基带芯片产品。
4.24G手机
4G手机目前主要有三星、索尼、天语、酷派等品牌,多模多频是LTE智能终端的发展方向,中国移动将重点建设发展支持5模10频、5模12频及Band41等LTE智能终端的TD-LTE/FDD-LTE融合网络。
54G移动通信网络建设及4G牌照
5.14G网络建设
2013年中国移动启动了4G网络工程集采招标,4G网络建设正在抓紧进行,2013年中国移动4G网络将覆盖超过100个城市,将建设完成20万个基站,4G终端的采购将超过100万部。中国移动在频段上主要采用1900MHz(F频段)、2600MHz(D频段)、2300MHz(E频段),其中F频段以升级为主,D频段以新建为主。
5.24G牌照
4G牌照是指第四代移动通信业务的经营许可权,运营商必须获得由工信部许可、发放的4G牌照,才可经营4G业务,我国已在2013年12月4日发放4G牌照。
64G移动通信系统面临的难题
4G移动通信系统技术复杂,4G移动通信网络存在的技术问题大多与互联网有关,需要花费几年时间才能解决,要顺利、全面地实施4G移动通信,将会面临一些难题。
6.1标准难以统一
4G标准难以统一,如果没有统一的或兼容的国际标准,将会给4G手机用户带来诸多不便。开发4G移动通信系统必须首先解决通信制式等全球统一或兼容的标准化问题。
6.2技术难以实现
要实现4G移动通信的下载速度还面临着如何保证楼区、山区及其它有障碍物等易受影响地区的信号强度等一系列必须解决的技术难题。
6.3容量受到限制
4G移动通信从理论上说具备100Mbps的宽带速度,但手机使用速度还受到通信系统容量的限制,手机用户越多,速度就越慢,4G手机很难达到其理论速度。
6.4市场难以消化
整个移动通信市场正在消化吸收3G技术,对于4G移动通信系统的接受还需要一个逐步过渡的过程,而5G技术随时都有可能威胁到4G系统的赢利计划,所以4G系统漫长的投资回收和赢利计划可能变得异常脆弱。
6.5设施难以更新
要向4G通信技术转移,全球的许多无线基础设施都需要经历大量的变化和更新,这种变化和更新势必减缓4G移动通信技术全面进入市场和占领市场的速度。
6.6其他相关难题
集群通信系统是共享资源、分担费用、向用户提供优良服务的多用途、高效能而又廉价的先进无线调度指挥系统。对于指挥调度功能要求较高的企、事业、工矿、油田、农场、公安、武警以及军队等部门都十分适用,集群通信采用单工或半双工方式,要求接续时间小于500毫秒,具有调度级别控制等。同时对于集群通信还提出了传输集群、准传输集群和信息集群的定义。
随着集群通信的发展和用户的需求,集群通信也从原来的模拟集群向数字集群过渡。但这种过度并不是简单的将原来的模拟话音转换为数字话音和提供数据传输功能就可以称为数字集群了。其实,综观国际上提出的数字集群来看,数字集群的标准都是围绕着用户的需求而发展起来和提出的。
2.数字集群移动通信网络的运行
数字集群通信是继手机、小灵通之后的第三大战场,正在成为电信领域开发的新重点,运营商、设备商正在展开一场新的角逐。在设计中针对了专业无线用户的需求,特别适合在政府和商业领域的专网使用。
2.1数字集群通信的标准
TETRA(陆地集群无线电)系统在指挥调度方面应用的比较多,可完成话音、电路数据、短数据消息、分组数据业务的通信及以上业务的直通模式,并可支持多种附加业务。在大区制条件下最大覆盖半径56公里。TETRA扩容可以逐步增加模块化,适用于小、中、大型调度系统;设计组网灵活,既适应于专用调度网,也适应于共用调度网。TETRA话音编码方式采用代数结构码本激励线性预测编码,具有良好的话音质量,即使在强背景噪声干扰下也可听清,话音质量并不像调频系统那样随场强减弱而降低。大量实验证明,TETRA系统的话音质量比GSM系统好。因此,大量应用于应急、调度、指挥等专网应用系统。
iDEN(集成数字增强型网络)系统是基于TDMA多址方式的调度通信/蜂窝双工电话组合系统。它在传统大区制调度通信基础上,大量吸收数字蜂窝通信系统的优点,如采用双模手机方式,增强了电话互联功能;采用小区复用蜂窝结构,提高了网络覆盖能力。选用这种编码是先进的,但技术公开性不好,价格较贵。但通话质量和保密性都较好。
2.2数字集群系统设备安全
设备是网络的基础,设备的安全是保障网络安全的基础,只有保证网络的物理可靠性,才能保证网络功能、信息的安全性,因此基础设备的可靠性至关重要。
对于交换机,硬件上应实现关键部件的热备份。软件上,关键的用户数据、配置数据应当及时、定期进行备份。对于基站系统要考虑其抗外界干扰的能力,如射频干扰、雷击、抗震性能等。基站系统的备用电源应根据基站覆盖区的重要程度适当配备,以应变突发事件。系统主备用倒换能力是系统可靠性的一个重要指标,如倒换时间、倒换过程对正在进行的业务的影响等。完善的监控告警机制可大大提高网络的可靠性,如系统部件可自我诊断和修复、系统可隔离故障模块、及时产生告警信息。此外,调度台、终端存储了用户的重要信息,这些设备由用户控制,应由专人维护,以保证相关用户信息不被外界窃取。
数字集群通信系统是一种特殊的专用通信系统,在应对突发事件时,对社会稳定和人民生命财产的安全起着及其重要的作用,因此数字集群通信系统的安全要求要大大高于公众移动通信系统,所以数字集群通信系统运营者必须从各方面考虑如何增强系统的抗灾变能力,如何使系统更安全可靠的传递信息。只有全面的重视数字集群通信系统的安全问题,才能使数字集群系统发挥其应有的作用。
3.未来数字集群通信技术发展方向
3.1高安全性
数字集群在基站与手机之间,信息完全依靠无线电波的传输,很容易被人们从空中拦截,在通话状态、待机状态都会泄密,即使关闭电台,利用现代高科技,仍可遥控打开,继续窃听,从中截取、破坏、调换、假冒和盗用通信信息。
3.2高抗毁性
专业移动通信在使用过程可能遇到恶意破坏的人为因素或雨雪灾害的自然因素等影响,导致网络不能正常工作,因此,未来PPDT系统要求可靠、准确地提供业务,具有高的抗毁性和可用性。通常情况下,系统以集群方式工作;在遭遇危害的极端情况下,系统以故障弱化方式或直通方式工作,保证系统能满足基本的集群业务需求。
3.3高环境适应性
专业移动通信由于它是用于全球的表层和空间,会遇到各种恶劣的气候、地形和环境;因此,要求通信装备必须能抗拒酷暑、严寒、狂风、暴雨等恶劣气候条件;必须适应山岳、丛林、沙漠、河海、高空等三维空间的不同地形环境条件;既可车载船装,又能背负手持,要经得起各种移动体的安装机械条件;在嘈杂的噪声环境,要具有背景噪声滤除功能,使通话对方听不见噪声干扰,话音清晰;在高速行驶时,通信不能中断,质量不能下降,可支持500km/h的高速运行。
4.结论
集群共网毕竟具有它自身的缺陷,那就是这些共网往往是调度功能要相对弱一些,即使是利用与专网相同的系统来组建的共网,也同样会相对使得调度功能减弱。那些在公网基础上发展起来的调度系统由于是在原来的系统协议和结构上增加了调度功能,由于原来的体制、协议和系统结构是以公网的电话业务为主而建立的,要想完全能够符合专业用户对专网的需求,应该讲目前还是达不到的。
参考文献:
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根据当前应用情况,由于各种限制条件的存在,大规模推广应用移动办公的优势还难以实现。一方面,由于受到应用开发、网速带宽、网络技术等方面的影响,移动办公仅能够满足简单移动办公业务的要求。由于当前网络技术在传输的质量和速度方面确实存在一定问题,导致其在线视频电话会议、办公文档流转等常用的办公事项上还存在一定限制。另一方面,在移动办公进行企业内部网络访问的同时,涉及到一定的商业秘密,这就需要安全性方面的较高要求应用在移动办公系统中。在常规的传统移动办公中,则是利用VPN访问,再辅以用户身份的检验,但是存在伪造上述信息的可能,这使得安全问题存在较大隐患。在移动办公应用的发展中存在上述两个方面的制约因素。基于此,本文主要探讨了移动办公系统中应用物联网技术和4G通信技术的相关问题。通过利用物联网技术,把智能芯片植入目标物体,能够较好实现接入终端之间的联网和感知功能;利用4G通信技术,能够实现更为灵活的通信方式,具有更宽的网络频谱以及更快的通信速度。
2物联网与4G在移动办公中的应用
在基于物联网和4G移动技术的基础上,移动办公系统体系构架能够很好体现出移动办公应用的有效性,形成相应的一体化组网方案,具体包括移动网传输、移动终端、移动应用接入、后台应用管理等几个方面,具体包括以下四个部分。
(1)移动通信网区。移动服务的接入是通过IP核心网实现,服务信号利用4G通信基站向各个移动终端发送,这样就可以实现传输和分发基础数据信息。从安全角度考虑,运营商分配独立的接入点也可以完成此项任务,通过连接运营商GGSN与后台的业务内网的一条专线可以完成。私有IP就可以在客户端路由器、运营商GGSN之间采用并进行相关通信,使得内网信息安全得到有效保证。
(2)移动终端区。这也被称作目标用户端,也是移动服务应用的最前端,相关的无线终端设备主要包括笔记本、手持PAD设备、智能手机等多种,利用4G移动通信网络的移动基站进行相关接入,进行有效的移动办公服务。另外,通过把智能芯片预置在终端设备中,能够通过物联网,对授权使用的终端设备进行有效的集成管理。
(3)移动服务管理区。在此区域主要负责对业务内网中的服务进行管理,主要涉及到数据库服务、邮件服务和Web服务等。对于Web服务之一的移动办公系统来说,可以在服务管理区内进行直接部署,并授权相应的物联网里的终端设备,能够实现4G网络平台的访问,能够应用于企业内部的办公系统。
(4)移动应用接入区。在此区域内,主要能够实现把交换机、路由器、防火墙等接入内网的业务系统,可以把一个VPN服务器部署在此区域内,这样就能够使专用VPN访问通道为终端用户使用。还可在此区域部署物联网的集成信息管理平台,可以使得物联网传感器所采集的数据能够被平台接受,使终端的集成化管理成为可能。另外,各终端还能通过服务的方式,完成终端的信息展示、管理和浏览等功能,从而形成智能化、集成化较高的内部管理网络。总体来看,在移动办公业务中应用物联网技术和4G技术,能够使得移动办公体系的安全性、智能性、效率性和可用性大大提高。
3结语
1OFDM技术
OFDM技术是正交频分复用技术的简称,它主要的技术功能是将信道分成若干个正交子信道,再将高速数据信号转化成低速子数据流,这样低速子数据流就可以在每个子信道上进行传输了。OFDM技术对频谱的利用率比较高,它的频谱效率相当于串行系统的2倍;另外,OFDM技术具有较强的抗衰落能力,通过对多子载波的传输,增强了对脉冲噪声的抵抗,另外,也减弱了通信信道的衰落的能力。其次,OFDM技术的传输速度比较快,适用于高速数据的传输,因为它采用的是自适应的调制机制,使调制方式、信道和加载算法都发生了变化,从而提高了信息的传输速率。最后,OFDM技术的对于码间的抗干扰能力也比较强,它采用的是循环前缀的方式来对抗码间干扰。
2SA技术
SA技术是智能天线技术的简称,它能够抑制信号的干扰,并且可以自动跟踪,另外,它还可以调节数字的波束,正是因为这些特殊的功能,使得SA技术在4G移动通信技术中起到了关键性的作用。
3SDR技术
SDR技术也叫软件无线电技术,它是微型电子技术中的一种,是通过微型电子技术来建立开放的平台,从而使得4G移动通信技术的升级变得更加快捷与方便,并为4G移动通信技术的发展构建了一个标准化、开放性的硬件平台,这个平台可以由多方运营介入。
4IPv6技术
IPv6技术的网络地址的空间比较大,以便于给所有的通信网络的设备都提供一个唯一的地址,它能够实现自动配置,并且获得一个唯一的路由地址;它的服务质量要比普通的IPv6技术高的多,而且容易形成服务级别较高的系统;IPv6技术的移动性特别强,采用IPv6技术的通信设备在位置变化时,通信质量也不会发生太大的变化,这样就保证了移动通信设备的服务质量。
二4G移动通信技术的发展趋势
1干扰抑制技术
目前的4G移动通信技术面临的最大的威胁就是受到越来越严重的电磁波的干扰,只有开发新型的干扰抑制技术,消除电磁波对4G移动通信技术的干扰,才能够保证4G移动通信技术的优势充分发挥。目前经常采用的干扰抑制技术就是交互式干扰抑制技术,它是抗干扰技术的核心,保证4G移动通信技术不受电磁波的干扰。在4G移动通信技术的应用过程中,要加入交互式干扰抑制技术,加强对它的攻关和研究,这样就能够保证4G移动通信技术不受干扰,从而提高其通信质量。
2识别技术
在我国使用4G移动通信技术的用户非常多,据不完全统计,目前的用户数量已经达到4亿,要想使4G移动通信技术更加人性化和智能化,就需要对多用户进行识别,因此要开发出多用户识别的专业技术。首先,我们要将多用户识别技术作为重点研究的对象,然后加强对4G移动通信基站的建立,从而不断的增加整个系统的容量。我们只有准确快速的识别用户之后,才能够不断的提高4G移动通信技术的通信质量与服务质量。
3接收技术
要想让4G移动通信技术得到更广泛的推广,首先要保证该技术的节能与环保性能。因此,为了推动4G移动通信技术的进一步发展,要在3G移动通信技术的基础上,开发出更加节能的信号接收技术,这样就使得4G移动通信技术更加具有竞争力。4G移动通信技术采用的是微微无线电接收器,它是一种嵌入式的无线电,该技术的功耗仅为传统技术的十分之一到百分之一,大大的降低了能源的损耗,同时也对环保起到了促进的作用。另外,低能耗的接收技术也可以提高信号接收的稳定性,这样,4G移动通信技术就会得到更广阔的发展前景,也会得到更多用户的支持与推广。
4可重构性自愈网络技术
4G移动通信技术采用的是智能化的处理器,它能够对节点故障或者基站超载做出智能化的处理。4G移动通信技术的各部分采用的都是问答装置,能够对出现的问题做出及时的纠正,这样就能够自动的排除网络故障,进而提高4G移动通信技术的服务质量。
5无线接入网技术
4G移动通信技术与传统的3G移动通信技术相比,传输速度更加快,容量更加大,成本更加低,接入范围更加广。如果4G移动通信技术想要获得更加广阔的发展前景,就要进一步开发其无线接入网技术,可以使它的电路交换向基于IP分组交换发展,同时,设备分集向网络分集发展。这种基于IP技术的网络构架可以实现3G、4G、WLAN以及固定网之间的漫游,而且可以支持下一代因特网,这将对4G移动通信技术的发展起到巨大的推动作用。
三总结