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一、4G移動通信技術的主要特點
1、靈活性。4G移動通信技術的優勢明顯,其對設備的要求不再局限于固定的模式,其設備可以隨著與無線網絡連接,具有極高的靈活性。4G移動設備不再受環境和地域等的影響,可以使用手機、平板電腦等設備代替傳統的電腦。手機等設備體積小巧,攜帶方便,使用的靈活性較好。
2、智能化水平高。隨著科技的不斷進步,智能化發展已經成為科技發展的一種趨勢。4G移動通信技術的智能化水平明顯提升,客戶能夠根據自身的需求選擇適合自己的服務項目。4G移動通信技術具有較強的針對性,用戶可以選擇個性化的項目,來滿足自身的需求。智能化是4G移動技術的主要特點,也是其優勢所在。
3、通信信號強。4G移動通信技術應用以前,3G移動通信技術的應用已經很普遍,其解決了人們生活中的很多難題。但是3G移動通信網絡在整體上覆蓋范圍比較有限,很多地方沒有完全覆蓋3G信號。這樣很多用戶在個別區域就無法體現3G移動通信技術的內容,信號接收范圍有限是3G移動通信技術的弊端之一。4G移動通信技術的應用解決了3G移動通信網絡的不足,其覆蓋范圍更廣,信號更強,信息傳輸的速度更快,用戶的體驗效果較好,提高了通信的效率。
4、信息傳輸速率快。3G移動通信技術的傳輸速率較慢,用戶的體驗效果不理想。而4G移動通信技術在信息傳輸速率上明顯提高,其傳輸速率是3G移動通信技術的20倍左右,這技術突破明顯提高了用戶的體驗感受,用戶的滿意度更高。
5、抗干擾能力強。4G移動通信技術的抗干擾能力比3G移動通信技術更強,其在雜波的干擾之下依然能夠實現正常的信息傳輸,也就是穩定性更強。4G移動通信網絡可以進行圖像、視頻、數據等高質量傳輸,信息傳遞的質量得以保證,不會出現看不清和聽不清的情況。語音通話功能是 4G移動通信技術的又一大特點,用戶可以通過4G移動通信網絡實時交流。
二、4G移動通信技術的實踐與發展
2.1 4G移動通信技術的實踐
目前,我國4G移動通信技術還有待進一步完善,其與國外的先進技術還存在明顯的差距,特別是高端技術應用上的差距尤為明顯。4G移動通信技術的標準和防范技術我國已基本掌握了核心技術,我國能夠研發出符合我國國情和用戶需求的4G移動通信技術。4G移動通信技術的實踐和應用,已經提高了我國的通信水平和國際地位。我國對于4G移動通信技術的支持力度明顯增加,其應用的發展的空間更加廣闊。如今,4G移動通信技術可以實現圖像、語音、視頻和數據等的高質量傳輸,傳輸的速度明顯加快。針對不同格式、不同類型的應用也都具有成型設計,用戶通過手機、平板電腦等智能化設備已經可以完成通信,同時可以進行多點控制。但是4G移動通信技術在實踐應用時,仍然還有一定的問題,例如我國目前2G移動技術、3G移動技術和4G移動通信技術并存,如何將以往的技術進行升級和改造,是我國移動通信行業必須面對的問題。只有完成傳統技術的升級和改造,我國移動通信技術才能進一步發展。
2.2 4G移動通信技術的未來發展
3G移動通信技術已經是手機實現的智能化,手機的功能越來越強大。4G移動通信技術的優勢更加明顯,其可以憑借高速的傳輸速率,使手機的智能化進一步升級。4G移動通信的高抗干擾性,通信的信號質量將進一步增強,信息傳輸的有效性將更高。4G移動通信技術可以完成網絡糾錯,提高網絡的自我治愈能能力,可以有效的促進無線技術的發展,無線網絡可以實現多用戶識別。4G移動通信網絡的應用更加環保,符合社會經濟發展的需求。
(一)技術生態相關理論
Hannah與Freeman較早關注到“技術生態”問題,并且認為技術間是以“共生”的狀態協同演化的,單一技術的演化離不開相關技術與技術生存環境的影響。吳彤提出的技術生態學是從生態學視角衍生出來的,把技術生態學看作是利用生態學的理論方法分析技術系統內外部相互關系的理論科學。黃魯成等對專利技術進行生態學的描述,提出技術的個體、種群和群落的概念;認為技術群落具有層次性、動態性、整體性等特征,簡單分析了技術群落演化的動力機制。毛薦其等認為技術間存在競爭、共生等相互關系,技術具有一定的自組織性能夠自創生、自穩定;他還認為技術間、技術與環境間是相互影響協同演化的。EvaJablonka等認為技術的繁殖方式是多種多樣的,不僅可以通過遺傳的方式,還可以通過分裂、芽生、斷裂等分開然后再漸漸融合的方式進行繁殖,他還認為生境是促進技術演化的重要因素。GediminasAdomavicius等認為探討技術演化過程時,不應只考慮單個技術,而應把它們看成是一個包含相關技術整體的動態系統,并依據技術在技術生態中扮演的三種角色———組件、產品和應用、支撐和基礎設施來分析技術的演化,提出技術演化的生態模型。Podolny等基于技術生態位理論以半導體產業為對象,研究了技術的演化和相互之間的競爭;并使用專利數據來測定技術的生態位,表明同一生態位的技術競爭更加激烈,可通過技術差異化以實現生態位的分離,即降低技術生態位的重疊度。張米爾和楊阿猛從技術共生集成的角度分析了朗科優盤的產品開發過程,構建了技術集成創新和產品衍生兩種模型。
(二)移動通信技術相關研究
移動通信技術經過三個階段的發展,至今已經相對成熟。從技術生命周期來看,移動通信技術已經進入了技術生命周期的成熟期即S曲線的成熟期;從移動通信技術發展階段來看,移動通信技術進入了第四階段(4G)的研究與嘗試。總結來說,對移動通信技術系統的研究主要集中于以下幾點:一是對完善第三代移動通信技術系統(3G)的研究,3G移動通信技術系統雖然基本實現了前兩代移動通信無法實現的全球漫游技術和高速率數據傳輸技術以及相對靈活的、高智能的多媒體業務等用戶需求的功能,但是3G在通信的速度、產品的智能性、靈活性和技術的兼容性等方面仍有上升空間。二是第四甚至第五代移動通信技術的研究及對4G系統能夠實現的功能的研究與假設,移動通信新技術包括了正交頻分復用(OFDM)技術、切換技術、IPv6協議技術、多輸入多輸出(MIMO)技術、軟件無線電技術等。三是對前三代移動通信技術演化規律的總結,我國對移動通信技術的研究,在第一代時是完全落后的,需要依賴發達國家的供應,等到第二代移動通信我國開始引進并模仿,第三代移動通信時期我國才有了自主研發的相關移動通信技術,并積極備戰迎接第四代移動通信的來臨。四是對推動移動通信系統完善和向前演化的重要技術的研究,核心技術是推動一個技術生態系統發展的重要動力,一個國家只有掌握核心技術才能自主發展相關技術系統,另外對于與移動通信技術競爭或共生的技術的研究也頗受重視。五是對移動通信技術運用領域即實現功能的研究,移動通信技術不僅僅運用于日常通話,還運用于其他如礦井、數字助理和掌上數控系統等方面;另外,關于運用移動通信對人們的生活及生產的影響的研究也頗受重視。
二、技術生態系統組成與關系結構
(一)技術生態系統組成
自然生態系統中生物間存在著捕食、相互競爭、互惠共生、寄生等相互關系,并且生物與外界環境是相互影響協同演化的,同樣的,技術的演化過程也不是孤立進行的。技術在演化過程中,一方面技術生態環境中的知識、技術元、信息等技術生態因子的不斷轉化來完善技術自身,另一方面通過與相關技術的競爭、協同,不斷改變技術自身來適應生存環境。技術與生物有類似的生存機制和演化機制。借鑒自然界劃分生態系統的方法,即按生物在生態系統中扮演的角色和生物之間關系劃分技術生態系統的方法。按照技術在技術生態系統中扮演的角色和技術之間的關系來分析技術生態系統的組成。首先,按照技術在技術生態系統中的重要性即扮演的角色的重要程度,把技術系統分為核心技術和輔助技術兩類;其次,根據輔助技術與核心技術的關系把輔助技術劃分為競爭技術和共生技術兩類。把與核心技術協作或配合的輔助技術稱作共生技術,與核心技術和共生技術競爭的所有技術稱為競爭技術。分析技術生態系統演化的外在驅動力,主要是社會/政府驅動、技術驅動、經濟驅動以及消費者的需求驅動。如圖1所示,技術生態系統中的技術間存在直接或間接的關系,并受到技術所在的外界環境的影響;技術間的關系非常復雜,可以用競爭和共生兩種作用來概括;選定核心技術,通過劃分剩余技術與核心技術的相互作用的特點來把剩余技術劃分為競爭技術與共生技術兩類。
(二)技術生態系統關系結構
技術生態系統的組成并不是組成技術的簡單疊加,而是相互之間存在著密切的聯系,是一個相互聯系的統一整體,另外,技術各層次間也存在著相互作用。依據已確立的技術生態系統組成結構,接下來分析輔助技術、競爭技術、核心技術三者的相互關系。技術元是組成各技術的主要底層因子,技術元在知識、信息、智因等相互作用下能夠相互結合組成新的技術或者改進原有技術,因此可以認為技術生態系統中各種技術的相關技術元組成技術基礎層。核心技術是技術生態系統演化的主要決定性因素,核心技術的演化會直接影響技術生態系統中其余各技術演化的進程,進而導致技術生態系統中的技術的技術生態位整體躍遷;另外,競爭技術能夠實現核心技術的大部分或一部分功能,并且對核心技術影響力較大,它與核心技術共同組成核心技術層。其他與核心技術協作或配合以及與技術生態系統中其他組件技術協作或配合的技術統稱為共生技術,組成技術層。從技術生態系統內部來說技術相互之間的關系為:核心技術演化影響整個系統;競爭技術升級使得核心技術或相關共生技術為與之競爭而升級進一步影響整個技術系統;共生技術升級使得核心技術或競爭技術為了與它兼容而升級。另外,還有市場需求引導、政府政策指引、經濟發展要求、社會技術水平等間接影響因素。用如圖2所示的四面體來簡單表述技術生態各組成部分的關系結構。四面體的四個點分別表示核心技術、共生技術、競爭技術和組成它們的技術元;每一個頂點的三條棱長表示對相關對象的作用力。例如,組成核心技術的技術元發生變化,即邊長AD發生變化,為了維持四面體的形狀即技術生態系統的穩定性,所有的棱長都會發生變化即產生作用力從而使得技術生態系統的各組成技術發生變化。該結構顯示了技術生態系統內部組成成分密切的相關性和技術生態系統牽一發而動全身的特點,能夠用來簡單表示同一個技術生態系統中技術間的相互關系的特點。
三、移動通信技術演化
(一)技術生態系統演化路徑分析
要分析技術生態系統演化的路徑,就必須分別分析推動技術生態系統演化的動力產生原因和作用結果兩方面。首先分析技術生態系統演化的動力,促進技術升級或創新的原因有很多,有競爭技術的刺激和共生技術的促進等技術間相互作用形成的內部作用力;有市場發展的要求以及經濟、政策、技術環境等外界因素的推動形成的外部動力因素。其次分析動力產生對技術生態系統各組成部分的影響??偨Y移動通信技術生態系統演化路徑有以下三種方式:①核心技術元核心技術共生技術技術生態系統演化,即組成核心技術的技術元產生、改進或核心技術采用新的技術元,共生技術為了與改進的核心技術兼容或更好的輔助新核心技術也會相應升級或增加,進而影響整個技術生態;②競爭技術核心技術共生技術技術生態系統演化,競爭技術競爭力增強時,核心技術為了生存即不被取代,也會同樣產生升級或改變以提高自己的競爭力,然后影響共生技術進而影響整個技術生態系統;③共生技術核心技術技術生態系統演化,共生技術演化時,核心技術為了與共生技術兼容或更好地輔助核心技術也會相應升級或改進,進而影響整個技術生態系統的演化進程。其他影響因素,例如經濟發展狀況、社會(政府政策)、市場環境、技術水平因素等并不會直接作用于技術或技術生態系統本身,而是影響一類或幾類技術的演化進而影響技術生態,或者說它們通過以上一種或幾種途徑共同作用來影響技術生態系統的演化過程。
(二)移動通信技術生態系統演化過程分析
分析了技術生態系統演化的途徑,再來分析移動通信技術演化過程。首先,識別移動通信生態系統的核心技術。根據核心技術占據的生態位的特點,本文選用移動通信技術各階段采用的多址技術作為劃分移動通信技術的階段性演化標準,并把多址技術作為核心技術,分析多址技術的演化過程,再來分析移動通信技術生態系統的演化過程和核心技術演化對其他共存技術、競爭技術演化過程的影響。其次,識別競爭技術,必須識別與核心技術競爭以及與核心技術的共生技術競爭的即提供相同服務和功能的任何其他類型的技術,例如全球星衛星移動通信技術、移動寬帶技術等。最后,識別共生技術,共生技術是為核心技術或者是與核心技術合作共同實現特定功能或者是給用戶增加價值的技術。移動通信發展過程中,初期采用了頻分多址技術,但由于它的頻譜利用率低、業務種類有限、無高速數據業務等缺點,使得它漸漸被時分多址技術和碼分多址技術取代。移動通信發展至今,是時分多址與碼分多址共存的時期,但是它們漸漸也顯現了在通信速度、智能性、靈活性和兼容性等方面的不足。正交頻分復用技術雖然能夠解決先存技術的一些不足,但它本身發展并不完善,并且現有技術能夠滿足大多數移動通信技術應用者的需求,因此4G時代的來臨還需要技術的突破和需求的推動。圖3所示的移動通信技術演化過程中技術間的相互關系。圖中選取移動通信技術運用的多址技術為核心技術,各種多址技術之間的關系是相互競爭的;圖中最上面一層表示組成相關核心技術的技術元,中間一層表示第一代到第四代移動通信技術的核心技術,最下面一層表示與核心技術配合以實現相關功能的共生技術;選取了對移動通信技術生態系統具有顯著間接影響的外界推動因素即社會/政府驅動、經濟驅動、技術驅動、需求驅動等。移動通信技術核心技術層因為市場需求、政策改變等外界環境的變化發生改變,涌現出新的技術;新的技術元改進了核心技術的功能,共生技術發生改變以適應核心技術的改變更好地輔助和新技術適應技術生境的變化,來增強技術生態系統的自適應能力。
四、結論
(一)4G技術的發展現狀
通過對我國4G移動通信技術的分析與研究,不難發現我國對4G通信技術的研究大概在21世紀初開始著手進行的,國家在這項事業上成立了一個移動通信總體組,旨在著重建設當前的4G移動通信技術。與此同時,也有一些國內外公司參與到這項研發工作之中,為4G移動通信的技術發展做出了一定的貢獻。然而,國內外的一些相關技術企業雖然能在技術上對4G技術給予支持,但是企業自身的資金畢竟是有限的,因此,在對4G技術進行分析與研究的過程中,仍然是我國政府對其進行支持的更多。
(二)4G技術的特點
首先,4G移動通信具有傳輸速度快的特點。經過詳細、認真的分析與研究顯示,4G網絡的速度將會是當前3G網絡速度的20倍,具有比3G系統更好的業務質量(QoS)。與此同時,4G移動通信的上傳、下載速度也會較3G移動通信速度快很多。這樣一來,可以很好地滿足當前民眾對網絡速度的要求和需求。其次,4G移動通信具有多元化的特點。當前我國的2G、3G通信技術主要側重于語音服務,然而4G通信技術將會對圖像、視頻以及可視會議等相關內容進行服務,并且可以有效地提高其多媒體速度。第三,4G移動通信具有高智能化的特點。在當前4G移動通信技術不斷加強的情況下,主要會對多媒體等功能進行更加認真、詳細的分析和研究。第四,4G移動通信具有全IP核心網絡。有學者對當前的4G移動通信系統進行分析與研究,并且得到一個結論,即IP的第四代無線網絡(TheFourthGenerationIP-BasedWirelessNetwork)。4G移動通信系統的IP同實際中所采用的接入無線的方式與接入的協議能夠兼容。所以說4G移動系統具有一定的靈活性,這就使得它無需考慮是否以無線的方式接入任意協議或者方式。舉例來說,W-CDMA、Bluetooth、Hyper-Lan等,都是諸如此類的內容與技術。第五,4G移動通信具有無縫連接的特點。為了能夠給民眾的生活提供更多的便利條件,4G移動通信技術應當在整個世界范圍內加強各個網絡的無縫漫游。4G移動通信的無縫性,主要指的就是相關的用戶不但能在蜂窩系統中應用,也要在Wlan中能夠快速應用。綜合起來說,4G移動通信系統是一個比較綜合的結構。
二、4G移動通信的多址方案與無線接入的具體內容與方式
首先,在當前4G移動通信眾多的技術方式之中,OFDM作為一項重要內容,已經成為了相關系統中的研究熱點。根據這一重要內容的特點與內含,可以發現這種方案要想投入應用,務必要先將數據流分成多個并行的子數據流,然后再調到正交子載波之上,在最后階段再將這些內容進行合成。我國在OFDM這個方案上具有十分熟練的技能,雖然它已經通過了實驗室的試驗,但是仍然不排除其存在一定的缺點。其中,它有自身的缺點,例如,會產生噪聲敏感、功率峰值大于平均值等。其次,指的就是當前在我國與4G移動通信相關的智能天線技術。正是經過對這種技術進行的詳細分析與論證,不難發現我國當前已有的通信技術,通常采取的是兩種不同的天線,分別是:定向天線與全向天線。智能天線的出現,主要原因是全向天線與定向天線這兩種,都在一定程度上會對信號發生干擾,而智能天線的發明與應用,使用空分多址(SDMA)這種主要技術與技能,能夠對準用戶方面的主波束,實現對環境的自動化檢測,從而成功地實現為每個用戶提供較之前來說質量更高、信號更強以及效果更高的信號。與此同時,智能天線在與之前普遍應用的幾種天線相比較,可以發現在相同的通信系統方面,智能天線能夠很好地彌補普通天線信號較差、容易受到干擾等缺點和不足,從而為移動系統提供更強、更有效的信號。
三、4G技術當前面臨的挑戰
(一)技術方面的挑戰
雖然我國當前已經對4G移動通信技術做出了一定的研究和探索,但是當前我國的相關技術發展尚不成熟,仍然需要不斷地向前推進。例如,當前我國的4G通信系統在IP技術方面還在實時位置管理方面存在很大的不足和缺陷。另外一方面,4G系統本身十分復雜,如若不能及時、有效地解決當前的電子技術,將很有可能對4G技術的發展產生消極影響。對于在技術方面所受到的挑戰,可以舉一個例子來做到最有效的證明:當前在4G通信系統核心IP技術尚未在實時定位與快速無縫切換機制這兩方面得到有效的技術支持,在IP環境下所使用的綜合業務RSVP技術和區別型業務技術也是有待解決的重要問題之一。
(二)市場方面的挑戰
縱觀我國當前的整個4G移動通信技術的發展現狀與整個歷程,4G移動通信技術要想得到更好的發展,還要擁有當前市場方面的支持。之所以這樣說,主要原因就在于,當前我國的3G通信技術在各個方面都占有一定的市場,這樣一來,要想成功地將4G移動通信技術融入到當前的市場中,就需要在社會資金、社會觀念等方方面面進行改善。然而,一旦這樣進行實際操作,就會在一定程度上導致4G技術進入消費市場的預期效果。根據4G移動通信技術相關工作人員基于數據、理論方面研究的基礎之上進行的推測與預期,可以看到在未來的5年時間之內,我國的3G通信系統仍然會有四分之一左右的民眾進行使用。在那個階段中,要想成功地使民眾實現對4G移動通信技術的應用,仍然需要一個逐步進行過渡的過程。因此,在4G移動通信技術尚未廣泛地普及到廣大民眾的日常生活中以前,與4G系統有關的工作人員們就應當對其技術進行更加嚴謹的創新與探索。
四、總結
【關鍵詞】5G;移動通信的現狀;應用與趨勢
一、移動通信技術的現狀
移動通信技術的發展歷程,可總結為以下四個部分。第一代(1G)通信技術在1980年初期被提出,作為通信技術的初次試水,有著許多缺點。第二代(2G)提出于1990年,相比于前一代進步不大。新世紀產生的3G可以說是移動通信技術的革命,加入了移動寬帶的服務。拓寬了信息的傳輸渠道和速度。近幾年出現的4G網絡,相比于上一代,傳輸速度更快,信號的失真度大大減小,其高清晰度可媲美電視,方便了人們的生活。
二、5G移動通信技術簡介
2.1概念及優點
5G通信技術是在第四代通信技術的基礎上開發更為強大的通信技術。其在信息安全、信息傳輸覆蓋率、信息傳輸失真度等方面,都有了重大突破。有望在未來十年內代替第四代通信技術。
2.25G的特征
5G移動通信技術,相比前四代,有以下特點。一是信息整體傳輸速度的加快,大約是第一代傳輸速度的100倍。二是一次性傳輸能夠攜帶的信息量增多。三是信息失真度的減小。第五代通信技術將此失真度壓縮到第一代的100倍以上。四是信息傳輸覆蓋的范圍更廣。第五代通信技術已經不滿足于通信這一個渠道,將致力于打造全球全面的物聯網建設。五是,基于傳輸速度快傳送寬帶寬的特點,第五代通信技術能夠減少信息資源傳輸中的浪費。
2.3技術內容
1、智能化技術。第五代打造的云計算平臺,可講互聯網真正推上大數據的發展未來。大型服務器連接路由器和交換機網絡,四維的數據可以傳送到中心數據庫,中心數據庫的信息也能實現共享。2、多天線傳輸技術。多天線覆蓋技術,通過將有源天線按一定順序排列,形成3D_MTMO技術,配合第五代通信技術的毫米波技術,能夠進一步擴大信息的覆蓋范圍。所以某種程度上能夠減少信號發射塔的建設,節約建設成本,實現綠色節能。3、同時同頻技術。同時同頻全雙工技術,類似于傳播學當中施拉姆提出的循環模式,一端在同一時間既是信源也是信宿。兩端同時接受信息也輸出信息。在同一時間內,提高了信息傳輸的效率。4、新型網絡架構技術。5G移動通信技術旨在提高信息傳輸效率并節約傳輸成本。計劃架構成本低,易于維護又能節約傳輸時間擴大信息覆蓋率的網絡,當前業界集中研究C.RAN技術和云架構技術。前者是一種新式的無線網結構,后者是基于大數據時代下的云信息技術。
三、5G移動通信技術的發展與應用
在未來十年內,第五代通信技術必將取代前四代,給社會生活帶來新的技術變革。預計5G通信技術將在以下方面得到應用。一是“物聯網”的建設。我們可以觀察到,在第四代移動通信技術下,智能家居時代已經開啟大門。例如綜藝節目《向往的生活》中出現的“林內”熱水器,在主人離家的路上,可以通過手機遠程控制熱水器的開關以及加熱程度,并且根據定位距離的遠近有自動提示功能。盡管基于第四代網絡技術的智能家居并不能滿足人類所有的想象,但是未來第五代通信技術的發展,卻是大有可能。“物聯網”的建設,是各國對于未來通信技術發展的默認趨勢。二是生活云端化。李安用先進的12K拍攝技術拍攝了電影《比利林恩的中場戰事》。但世界目前的網絡通信技術,不能實現12K拍攝的超高清晰度畫面的流暢播放。不過隨著第五代通信技術的發展,必將解決這一難題。如果5G時代到來,除了能實現12K視頻的流暢播放,也將進入“云”信息時代。并實現網絡傳輸速度加快,網絡存儲空間進一步增大,但是基于“大數據”時代的信息安全隱患,也將隨時增加。三是智能互聯。設想幾個場景。寵物狗不慎走失,但是你不用盲目的四處找尋,只需要看看手機定位,就能看到它在何處,周圍環境如何。病人出院,由于居住地遠無法經常前來復診,但是醫生可以遠程檢測病人的身體狀況,全面了解病人的生活作息和疾病之間的聯系,并且全程指導病人該如何恢復健康。5G通信技術,會將所有設想變成現實。
四、結語
展望未來,5G通信技術取代前四代指日可待,但在信息共享的互聯網發展背景下如何保證信息安全,避免信息混亂也將成為第五代通信技術的挑戰。在全球化大背景下,中國作為最大的發展中國家,有責任擔綱5G通信技術發展的領軍人物,促進國家發展。
參考文獻
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近年來,隨著我國4G技術的快速發展,4G相關產業也不斷崛起。4G網以及4G相關技術給人們的生活和工作帶來了極大的方便。但是,不可否認,4G網依然受到技術和環境的影響,存在安全缺陷。本文就移動通信技術的概念、特點進行分析,并闡述了具體的解決對策。
【關鍵詞】
4G移動通信;安全缺陷;解決對策
4G網在發展過程中,技術、設計和安裝上都存在一定的問題。對于4G網研發而言,最大的問題就是減少缺陷,提高信號輸出質量,促進行業發展。
14G移動通信技術介紹
1.14G移動通信技術概念
4G移動通信網絡具有兼容性,需要同時支持3G網、2G網運行,因此在數據設計上具有復雜性,是無線局域網發展的結果。4G網同時實現了對3G網的更新,服務范圍更廣,信號強度更高。移動通信技術需要更清晰的視頻技術支持,并且對信號傳輸質量有更高的要求,在數據傳輸上,數據的可溶性更強,并且能夠提供信息遠程服務。4G網絡的核心網絡是單一的蜂窩狀,但是可以支持多元化的接入方式,也就是使每一位使用者能夠獲得唯一的編碼,從而保證用網的安全性。
1.24G移動通信的優勢
與3G之前的技術相比,4G的智能化水平更高,。G通信實現了高速傳播,可以在移動互聯網技術的支持下實現無線漫游。同時,4G網的設計與3G網相比,其成本降低。效率的提高使網絡構架更加簡單,減少了使用成本和維護成本。4G網功能更加強大,能夠為使用者提供更多的服務項目?;谡欢嗳蝿辗诸l技術OFDM技術融合了2G、3G的所有功能,使無線網的發展速度極快。另外,通信速度上的優勢是4G網最大的優勢,使用者信息傳輸、信息查找的速度均變快,用戶獲得更好的體驗,對移動通信的開發而言,4G時代可高達100Mbps。
24G網關鍵技術分析
研究4G網關鍵技術是解決安全缺陷的主要問題。其中主要包括正交頻分復用技術、軟件無線電技術、智能天線技術和大規模天線技術等。
2.1正交頻分復用技術
正交頻分復用技術即OFDM技術,該技術主要是將原始信道進行分解后,實現信道之間的正交,并且在每一個信道上進行載波的調整,從而實現了安全通信,防止竊聽或串線。
2.2軟件無線電技術
軟件無線電技術是無線通信的核心技術,該技術的原理時利用模擬交換器來接收射頻天線的信號,接收方式是靠固定的程序代碼。SDR技術具有高保密性,實現了信息傳輸的量化與抽樣,在不同信道實施不同的保密制度。其優點在于信號傳輸多、工作頻段多等優勢。并且可以采用多渠道的運行方式,是4G網提供多樣化網絡的基礎。
2.3智能天線技術
智能天線技術在4G網核心技術中占據最重要的位置,4G時代,無線通信網絡的智能化和高效化均取決于該技術。智能天線是一種自適應天線,在這一技術上發展成為新的通信模式。智能天線與移動通信基站相互配合,在一定的技術要求下安裝于基站并發揮其傳輸功能。4G時代,智能天線實現了帶寬頻譜的擴展,并且大大降低了信號干擾,其應用具有積極意義。
34G移動通信技術存在的安全缺陷和解決對策
3.14G移動通信技術缺陷
病毒和黑客入侵具有相似性,一般情況下,如何系統存在漏洞和容易出現病毒,而黑客則是在惡意程序的攻擊下導致的通話電話和個人損失。一旦出現病毒或者是黑客攻擊,將給通信網絡和用戶帶來極大的問題。病毒的繁殖速度快,導致系統的安全性出現嚴重的問題。一般移動通信的黑客入侵較少,但是在4G技術還未成熟年代,4G網的安全缺陷也不容忽視?,F代人使用手機的頻率更高,一定程度上,手機帶來的病毒可能導致個人的信息丟失,財產損失甚至是名譽損失。另外,網絡通信過程中,信號干擾嚴重,這是4G網運行中很難避免的問題。來自信道的干擾造成掉話等問題,抗信道衰落技術不發達依然造成大量的安全隱患存在。
3.24G移動通信技術安全缺陷的應對策略
4G移動通信技術要實現全面發展,必須控制安全缺陷。并且其具體策略表現在以下幾個方面:對移動通信網的開發要嚴謹,一方面促進技術進步,一方面保證開發合理,從而確保移動用戶的數據獲得途徑安全靠。對移動通信技術的核心技術進行改革,逐漸實現我國4G網的智能化,防止信道衰落和信號干擾;在基站和天線的設計上要合理,對基站的設計,避免距離過遠,又要考慮到未來發展的需求,不能存在過多的網絡重復覆蓋。在天線的設計上,要保證合理的角度,并應用合理的材料,確保通信信號的正常傳輸。開發系統抗干擾技術,提高信號傳輸的穩定性,確保其升級與發展。
4總結
4G網在我國發展迅速,并且將成為我國未來很長一段時間內的通信主流,要促進4G網的發展,保證通信安全是關鍵。當下,4G網的設計和運行均存在一定的缺陷,需要運營商從根本出發。了解4G網的核心技術,并更新4G網的核心技術。克服4G通信網的安全技術缺陷,確保其高效的、安全的發展。進而確保我國移動運營商的發展。
作者:楊潤智 單位:廣東海格怡創科技有限公司
參考文獻
[1]石柱.4G移動通信技術與安全缺陷分析[J].科技風,2014(4).
【關鍵詞】 通信技術 計算機技術 融合
我國移動通信技術已經普及3G,大范圍使用4G,并將朝著智能化的方向發展。同時,計算機通信技術的應用范圍將逐漸擴大。計算機在通信發展中具有重要作用,二者之間的融合將促進信息處理的效率提高,將推進社會的發展。對于設計人員來說,應正確認識移動通信技術的發展特點,以及二者融合的過程。
一、通信技術與計算機技術概述
1、通信技術概述。通訊技術是利用信息的傳輸完成的一項技術,在人們生活中具有廣泛的應用。人類已經離不開通信技術,這一技術依賴于信息技術的發展,信息的傳遞在這一過程中具有作用。4G移動無線網絡的發展迅速,并且具有多樣化功能,如視頻傳遞功能、語言傳遞功能。我國移動通信技術的使用晚于一些發達國家,但是發展迅速。早期的移動通訊技術與現代通信不同,主要是靠無線電報或者電話完成。目前,4G網主要是靠光纖傳遞,這種傳遞方式不僅確保了信息傳遞的效率,也保證了安全。當下,移動通信技術主要是由3G、4G網和WiFi無線網構成。隨著計算機技術的發展,將計算機技術與其他技術結合將進一步促進我國通信業的發展?,F代無線網絡發展經歷了三個時期,第一階段是模擬信號制式下的通信技術;第二階段是以數字信號為主要處理手段的移動無線通信技術;第三個階段,也是未來的發展方向,現代通信技術將朝著智能化和高效化的方向發展。
2、計算機技術的概述。計算機技術在多個領域具有廣泛的應用,尤其是在科技產業中,計算機技術未來的發展將朝著更高效和智能化方向發展,計算機運算速度要不斷的提高才能滿足發展需求,計算機目前可以在每秒內處理幾十萬的指令,運算端和存儲端的強大功能都將為通信技術的發展提供重要保障。同時,計算機技術發展也遇到了瓶頸,需要進行重點的改革,應從技術上去分析和研究。
二、通信技術與計算機技術的融合
1、二者融合的發展趨勢。計算機技術在經濟發展、技術更新中具有不可替代的作用,現代科技的發展離不開計算機技術。在通信技術的更新過程中,要充分利用計算機技術,二者融合將成為一種必然。并且本著移動通信智能化的發展方向可逐步改善現代移動通信中存在的問題。大容量和遠距離也是未來發展的趨勢,計算機將為通信技術的更新提供保障,要求支持窄帶和寬帶,也就是在不增加帶寬的前提下實現高效的信息傳輸。計算機在這一過程中提供了信息處理能力,運算功能以及信息的分析與存儲功能,為實現高安全性,高靈活性的移動網絡寬帶提供條件,大數據時代也是現代社會的一大特點,通過計算機可以提高數據分析的可靠性。計算機的作用則是通過移動光纖的信息傳輸和通信過程來體現,可見二者結合將成為一種必然趨勢。
2、通信服務安全性提高。以計算機技術為基礎的移動通信網絡具有較高的安全性,計算機為其提供了完整的數據體系,并且支持多媒體信息傳遞方式,將發送端的信息轉化為二進制編碼,進一步確保信息傳遞的安全性。而在接收端的信息則還原成多媒體信息,這樣完成整個傳輸過程,方便了人們的生活,傳輸過程中信息不易丟失。信息的傳遞依賴于計算機技術,目前的移動通信技術都是以計算機為基礎的。只有綜合運用以上技術才能確保移動通信傳遞的穩定性與高效性,以至于為人類提供優質的服務。
3、移動藍牙技術。計算機技術與網絡通信技術的結合的另一大表現就是移動藍牙技術,藍牙技術廣泛應用于手機中,藍牙傳輸的媒體介質包括音樂、視頻等,一般傳輸距離在10m以內,主要設備為藍牙專用IC或者藍牙通信協議,其中藍牙IC為其功能的實現提供了硬件平臺。藍牙技術功能強大,操作簡單,只要通過視頻模塊和基帶處理模塊就可以完成設計,隨著技術的發展,目前藍牙技術已經可以應用于筆記本電腦中,并且具有較好的效果。
4、電子信息技術的出現與發展。計算機技術與通信技術的集合形成了電子信息技術,電子信息技術涉及信息收集、研發、傳遞和存儲等多項功能,并且信息的形多樣化,是目前較為先進的技術形式。電子信息技術是計算機技術的核心,人們在日常生活會中廣泛使用的微博、微信以及網絡視頻是電子信息技術的直接表現形式。信息的轉化和呈現形式離不開計算機技術的使用,電子信息技術體現在生活的各個方面,未來這項技術將進一步拓展,應用于我國軍事和航天業中,進一步驗證了通信技術與計算機融合的重要性和必要性。
三、總結
總之,我國信息科技將不斷的發展,通信技術也將在與計算機技術的結合下快速的發展,未來移動通信技術將廣泛的應用于多個領域。在兩種技術結合的過程中,依然要分析二者不同的特點與各自的優勢,以便于使二者完美的結合,發揮通信技術在社會中的積極作用。
參 考 文 獻
關鍵詞:移動通信;3g;發展;展望
一、引言
伴隨著移動通信市場的快速發展,用戶對更高性能的移動通信系統提出了更高要求,希望享受更為豐富和高速的通信業務。第二代移動通信運營商發展速度趨于緩和而競爭越加激烈,為尋找新的增長點,通過發展數據業務來提高自身的服務質量和業務類型,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展需要。
二、移動通信的發展歷程
第一代移動通信系統是在20世紀80年代初提出的,它完成于20世紀90年代初。第一代移動通信系統是基于模擬傳輸的,其特點是業務量小、質量差、交全性差、沒有加密和速度低。
第二代移動通信系統(2g)起源于90年代初期。歐洲電信標準協會在1996 年提出了gsm phase 2+,目的在于擴展和改進gsm phase 1及phase 2中原定的業務和性能。它主要包括cmael(客戶化應用移動網絡增強邏輯),so(支持最佳路由)、立即計費,gsm 900/1800雙頻段工作等內容,也包含了與全速率完全兼容的增強型話音編解碼技術,使得話音質量得到了質的改進;半速率編解碼器可使gsm系統的容量提高近一倍。在gsm phase2+ 階段中,采用更密集的頻率復用、多復用、多重復用結構技術,引入智能天線技術、雙頻段等技術,有效地克服了隨著業務量劇增所引發的gsm 系統容量不足的缺陷;自適應語音編碼(amr)技術的應用,極大提高了系統通話質量;gprs/edge技術的引入,使gsm與計算機通信/internet有機相結合,數據傳送速率可達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務的能力。盡管2g技術在發展中不斷得到完善,但隨著用戶規模和網絡規模的不斷擴大,頻率資源己接近枯竭,語音質量不能達到用戶滿意的標準,數據通信速率太低,無法在真正意義上滿足移動多媒體業務的需求。?
三、第三代移動通信系統概述
第三代移動通信系統(3g),也稱imt2000,是正在全力開發的系統,其最基本的特征是智能信號處理技術,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據通信,它可以提供前兩代產品不能提供的各種寬帶信息業務,例如高速數據、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的通信標準共有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 的業務,等等。這些不足點遠遠不能適應未來移動通信發展的需要,因此尋求一種既能解決現有問題,又能適應未來移動通信的需求的新技術(即新一代移動信:next generation mobile communication)是必要的。
第三代移動通信技術的基本特點:(1)全球統一頻段,統一標準,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的多媒體業務。(4)支持高質量話音、分組多媒體業務和多用戶速率通信。(5)有按需分配帶寬和根據不同業務設置不同服務等級的能力。(6)適應多用戶環境,包括室內、室外、快速移動和衛星環境。(7)安全保密性能優良。(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融合,包括蜂窩、無繩電話和衛星移動通信等。(10)終端(手機)結構簡單,便于攜帶,價格較低。?
四、第四代移動通信系統
4g系統中有兩個基本目標:一是實現無線通信全球覆蓋;二是提供無縫的高質量無線業務。目前正在構思中的4g通信具有以下特征:(1)網絡頻譜更寬。要想使4g通信達到100mbps的傳輸速率,通信運營商必須在3g網絡的基礎上進行大幅度的改造,以便使4g網絡在通信帶寬上比3g網絡的帶寬高出許多。據研究,每個4g信道將占有100mhz的頻譜,相當于w-cdma 3g網絡的20倍;(2)通信速度更快。人們研究4g通信的最初目的是為了提高蜂窩電話和其他移動終端訪問internet的速率,因此,4g通信最顯著的特征就是它有更快的無線傳輸速率。據專家估計,第四代移動通信系統的傳輸速率速率可以達到10m~20mbps,最高可以達到100mbps;(3)通信更加靈活。從嚴格意義上說,4g手機的功能已不能簡單劃歸“電話機”的范疇,因為語音數據的傳輸只是4g移動電話的功能之一而已。而且4g手機從外觀和式樣上看將有更驚人的突破,可以想象的是,眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋都有可能成為4g終端;(4)智能性更高。第四代移動通信的智能性更高,不僅表現在4g通信的終端設備的設計和操作具有智能化,更重要的是4g手機可以實現許多目前還難以想象的功能;(5)兼容性更平滑。要使4g通信盡快地被人們接收,還應該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下較為容易地過渡到4g通信。因此,從這個角度來看,4g通信系統應當具備全球漫游、接口開放、能跟多種網絡互聯、終端多樣化以及能從3g平穩過渡等特點。
五、總結
總之,隨著新問題、新要求的不斷出現, 第四代移動通信技術將會相應地調整、完善和進一步發展??v觀移動通信技術的發展規律和第四代通信技術的優點,我們相信,不遠的將來,人們將不受時間、地點限制,可以自由自在地利用移動網絡獲取和傳遞信息。從而人們的學習、工作、生活將會發生更深刻的變化。
參考文獻:
[1] 胡可剛, 王樹勛, 劉立宏. 移動通信中的無線定位技術[j ]. 吉林大學學報, 2005, 23 (4)
引言:伴隨著通信技術的快速發展,移動通信也得到了迅速的發展,目前它的應用已遍布陸、海、空三大領域。所謂移動通信即指溝通移動用戶與固定點用戶之間或移動用戶之間的一種通信方式。它以其用戶可在通信覆蓋區域內任何位置、任何時間并在可移動的情況下通信,從而極大擴展了實用性,因此被廣泛研究應用。目前,在移動通信領域已進行了四代技術革新。以模擬信號傳輸為基礎的第一代一些通信即1G解決了人們的基本通話需求,所采用的蜂窩網絡結構實現了頻率的重復利用,滿足了在有限的頻率下實現廣大民眾通話的需求。第二代移動通信技術即2G已數字信號傳輸為基礎,在改善通信質量、提高頻率資源利用率和信道容量的同時還可以進行低速率的數據傳輸。第三代移動通信技術即3G在數字信號傳輸基礎上進一步提高頻率資源利用率,實現了高質量的視頻寬帶多媒體綜合業務,同時也實現了手機上網和移動計算等。這是移動通信領域一次較大的技術革新,滿足了不斷發展的社會人們對通信技術的不斷需求。在人們為3G通信技術取得的成果歡欣時,新一代的移動通信技術正在不斷醞釀。第四代移動通信技術即4G在總結前三代技術的基礎上又進一步發展,進一步提高了頻率資源的利用率,同時還具有通信速度快、網絡頻譜寬、智能性高、兼容性好等優點,因此被迅速推廣應用。目前這一技術已被應用于社會經濟發展的方方面面,為經濟建設提供了極大幫助。
一、4G的發展概況
4G移動通信技術是在進入二十一世紀后在前三代移動通信技術的基礎上為了進一步提高傳輸速率等而進一步研究發展起來的。伴隨著3G在2001年開始于日本和韓國投入商用后,3G業務快速發展,各個國家開始快速構建3G系統并投入使用,但由于用戶對移動通信系統的數據傳輸速率要求越來越高,而3G系統并不能滿足用戶的實際需求,因此國際電信聯盟(ITU)及各廠商們開始思索4G系統的研究和技術標準制定。
發展到今天,4G移動通信技術作為對3G技術的有力補償,以其更高的數據傳輸率和頻譜利用率,更高的安全性、智慧性和靈活性,更高的傳輸質量和服務質量而被廣泛推廣應用。雖然目前還存在網絡兼容等問題,但仍會進行不斷研究,使4G系統與無線接入網及IP網絡不斷融合,成為一個全IP的網絡。
二、4G移動通信的幾種關鍵技術
4G移動通信技術的兩個主要目標是:一是實現無線通信全球覆蓋,二是提供無縫的高質量業務。為此,需要研究應用各種關鍵性的技術來實現這一目標。目前應用的幾種關鍵技術有正交頻分復用技術、多輸入多輸出技術、軟件無線電技術和基于IP核心網技術等。
1. 正交頻分復用技術(OFDM)
這一技術實際上是多載波調制的一種。OFDM正交頻分復用技術的基本思想是將高速串行的數據碼流變換成N(通常取偶數)路并行的低速數據流,再將這N路低速數據流分別調制到等頻間隔的一組總數為N的子載波上,并且這組子載波要滿足下交的條件。OFDM技術的優點是可以消除或減小信號波形間的干擾,對多徑衰落和多普勒頻移不敏感,提高了頻譜利用率;適合高速數據傳輸;抗衰落能力強;抗碼間干擾(ISI)能力強。但這一技術還存在一定的缺點,主要缺點有功率效率不高,對頻偏和相位噪聲比較敏感。
2. 多輸入多輸出技術(MIMO)
MIMO多輸入多輸出技術采用在發射端和接收端分別設置多副發射天線和接受天線,通過多發送天線和多接收天線相結合來改善每個用戶的通信質量或提高通信效率。利用MIMO信道成倍的提高無線信道容量在不增加帶寬和天線發送功率的情況下,頻譜利用率可以成倍的提高。MIMO技術實質上是為系統提供空間復用增益和空間分集增益??臻g復用技術用以提高信道容量,空間分集則用以提高信道的可靠性,降低信道誤碼率。MIMO技術的關鍵是能夠將傳統通信系統中存在的多徑衰落影響因素變成對用戶通信性能有力的增強因素,有效地利用隨機衰落和可能存在的多徑傳播來成倍地提高信息傳輸速率,因此它能夠在不增加所占用的信號帶寬的前提下使無線通信的性能改善幾個數量級,使得在不同環境下能夠獲得最佳的傳播性能。
3. 軟件無線電技術(SDR)
軟件無線電技術的基本思想是將標準化、模塊化的硬件功能單元經過一個通用硬件平臺,利用軟件加載的方式來實現各種類型的無線電通信系統,所有體制和標準的更新,以及不同體制之間的兼營,使不同系統和平臺之間的通信兼容,從而實現“無疆界網路”。其核心思想是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶A/D和D/A變換器,并盡可能多地用軟件來定義無線功能,各種功能和信號處理都盡可能用軟件實現。其軟件系統包括各類無線信令規則與處理軟件、信號流變換軟件、信源編碼軟件、信道糾錯編碼軟件、調制解調算法軟件等。軟件無線電使得系統具有靈活性和適應性,能夠適應不同的網絡和空中接口。
4. 基于IP核心網技術
4G的核心網是基于一個全IP的網路,可以實現不同網絡間的無縫互聯,這是4G通信技術同已有的移動網絡相比具有的根本性優點。核心網獨立于各種具體的無線接入方案,能提供端到端的IP業務,能同已有的核心網和PSTN兼容。4G的核心網具有開放的結構,能允許各種空中接口接入核心網,同時核心網能把業務、控制和傳輸等分開。采用IP后,所采用的無線接入方式和協議與核心網絡協議、鏈路層是分離獨立的。IP與多種無線接入協議相兼容,因此在設計核心網絡時具有很大的靈活性,不需要考慮無線接入方式究竟采用何種方式和協議。
三、4G移動通信的特點
4G移動通信以其優于前三代的技術優勢得到人們的普遍認可和青睞而被迅速發展應用。目前4G通信具有以下特征:(1)網絡頻譜更寬。相比第三代移動通信技術來說,第四代移動通信技術在開發研制過程中使用和引入許多功能強大的突破性技術,使無線頻率的使用比第二代和第三代系統有效得多。(2)通信速度更快。人們研究4G通信的最初目的是為了提高蜂窩電話和其他移動終端訪問Internet的速率,因此,4G通信最顯著的特征就是它有更快的無線傳輸速率。根據研究,第四代移動通信系統的傳輸速率可以達到10M-20Mbps,最高可達100Mbps;(3)通信更加靈活。從嚴格意義上說,4G手機的功能已不能簡單劃歸“電話機”的范疇,因為語音數據的傳輸只是4G移動電話的功能之一而已,因此未來4G手機更應該算得上是一只小型電腦了,而且4G手機從外觀和式樣上會有更驚人的突破,眼鏡、手表等任何一件能看到的物品都有可能成為4G終端。
雖然4G移動通信技術有上述諸多優點,但目前仍存在標準多、技術難、容量受限及設施更新慢等多種缺陷。所以仍需不斷進行研究來突破現有的技術局限,使其更好地服務于人類社會發展需求。
關鍵詞:4G 無線;移動通信技術
1、 概述
4G是第四代移動通信及其技術的簡稱,把移動通信系統同其他系統(如無線局域網, WLAN)結合起來,體現移動與無線接入網及IP網絡不斷融合的發展趨勢;是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質量視頻圖像以及圖像傳輸質量與高清晰度電視不相上下的技術產品。4G系統理論能夠以100Mbps的速度下載,比撥號上網快2000倍,上傳的速度也能達到20Mbps,并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求。
2010年10月21日,國際電信聯盟完成了六個第四代無線通信技術提案的評估,最后融合為LTE-Advanced和Wireless MAN-Advanced(WiMAX2)兩種技術。2010年12月22日,國際電信聯盟也將WiMAX、HSPA+和LTE納為4G標準技術,故截至目前為止,國際電信聯盟所確認的4G標準技術達到五種之多,包括了HSPA+、LTE、LTE-Advanced、WiMAX和WiMAX2。
2 、無線移動通信技術的發展歷程
(1)第1代――模擬移動通信技術(1G)。
(2)第2代――數字移動通信技術(2G)。
(3)第3代――多媒體移動通信技術(3G)。
(4)第4代――高質量多媒體移動通信技術(4G)。
雖然3G傳輸率快,仍無法滿足日新月異的多媒體通信需求。4G希望能提供更大的頻寬需求,滿足 3G 尚不能達到的在覆蓋、質量、造價上支持的高速數據和高分辨率多媒體服務的需要。
3、4G系統網絡結構及其關鍵技術
3.1網絡結構
4G移動系統網絡結構可分為三層。物理網絡層:物理網絡層提供接入和路由選擇功能,它們由無線和核心網的結合格式完成。中間環境層:中間環境層的功能有QoS映射、地址變換和完全性管理等。物理網絡層與中間環境層及其應用環境之間的接口是開放的,它使發展和提供新的應用及服務變得更為容易,提供無縫高數據率的無線服務,并運行于多個頻帶。這一服務能自適應多個無線標準及多模終端能力,跨越多個運營者和服務,提供大范圍服務。
3.2 關鍵技術
第四代移動通信系統的關鍵技術包括信道傳輸;抗干擾性強的高速接入技術、調制和信息傳輸技術;高性能、小型化和低成本的自適應陣列智能天線;大容量、低成本的無線接口和光接口;系統管理資源;軟件無線電、網絡結構協議等。
第四代移動通信系統主要是以正交頻分復用(OFDM)為技術核心。OFDM技術的特點是網絡結構高度可擴展,具有良好的抗噪聲性能和抗多信道干擾能力,可以提供無線數據技術質量更高(速率高、時延?。┑姆蘸透玫男阅軆r格比,能為4G無線網提供更好的方案。例如無線區域環路(WLL)、數字音訊廣播(DAB)等,預計都采用OFDM技術。4G移動通信對加速增長的廣帶無線連接的要求提供技術上的回應,對跨越公眾的和專用的、室內和室外的多種無線系統和網絡保證提供無縫的服務。通過對最適合的可用網絡提供用戶所需求的最佳服務,能應付基于因特網通信所期望的增長,增添新的頻段,使頻譜資源大擴展,提供不同類型的通信接口,運用路由技術為主的網絡架構,以傅利葉變換來發展硬件架構實現第四代網絡架構。移動通信會向數據化,高速化、寬帶化、頻段更高化方向發展,移動數據、移動IP預計會成為未來移動網的主流業務。
還有多輸入多輸出技術(MIMO)值得一提,,是指在基站和移動終端都有多個天線。MIMO 技術為系統提供空間復用增益和空間分集增益。空間復用是在接收端和發射端使用多副天線,充分利用空間傳播中的多徑分量,在同一頻帶上使用多個子信道發射信號,使容量隨天線數量的增加而線性增加。MIMO 技術可提供很高的頻譜利用率,且其空間分集可顯著改善無線信道的性能,提高無線系統的容量及覆蓋范圍。
4、優勢
4.1通信速度更快
從移動通信系統數據傳輸速率作比較,第一代僅提供語音服務;第二代數字移動通信系統傳輸速率也只有9.6Kbps,最高可達32Kbps;而第三代移動通信系統數據傳輸速率可達到2Mbps;第四代移動通信系統可以達到10Mbps至20Mbps,甚至最高可以達到每秒高達100Mbps速度傳輸無線數據,這種速度會相當于2009年最新手機的傳輸速度的1萬倍左右。
4.2網絡頻譜更寬
要想使4G通信達到100Mbps的傳輸,通信營運商必須在3G通信網絡的基礎上,進行大幅度的改造和研究,以便使4G網絡在通信帶寬上比3G網絡的蜂窩系統的帶寬高出許多。每個4G信道會占有100MHz的頻譜,相當于W-CDMA3G網絡的20倍。
4.3功能強大
4G手機算得上是一只小型計算機了,而且任何一件能看到的物品都有可能成為4G終端。4G通信使人們不僅可以隨時隨地移動通信,更可以雙向下載傳遞資料、圖畫和影像等,計算機互聯網的各種通信功能都能在4G終端智能化的體現。
4.4實現更高質量的多媒體通信
盡管第三代移動通信系統也能實現各種多媒體通信,但未來的4G通信能滿足第三代移動通信尚不能達到的在覆蓋范圍、通信質量、造價上支持的高速數據和高分辨率多媒體服務的需要,第四代移動通信系統提供的無線多媒體通信服務包括語音、數據、影像等大量信息透過寬頻的信道傳送出去,為此未來的第四代移動通信系統也稱為“多媒體移動通信”。第四代移動通信不僅僅是為了因應用戶數的增加,更重要的是,必須要因應多媒體的傳輸需求,當然還包括通信品質的要求??偨Y來說,首先必須可以容納市場龐大的用戶數、改善現有通信品質不良,以及達到高速數據傳輸的要求。
4.5通信費用更加便宜
建設4G通信網絡系統時,通信營運商們會考慮直接在3G通信網絡的基礎設施之上,采用逐步引入的方法,這樣就能夠有效地降低運行者和用戶的費用。
5、不足
首先:4G融合了多種通信技術,標準難以統一。所以4G未來的前景就是標準化。其次:要實現4G通信的下載速度還面臨著一系列技術問題。例如:障礙物等易受影響地區的信號強度等問題,主要還是通過其編碼技術和傳輸技術也解決。切換方面存在的技術問題,使手機很容易在從一個基站的覆蓋區域進入另一個基站的覆蓋區域時和網絡失去聯系,快速移動IPv6切換機制的專業研究迫在眉睫。再則:容量受限,手機的速度將受到通信系統容量的限制,如系統容量有限,手機用戶越多,速度就越慢。很難達到其理論速度100 Mb/s的寬帶速率,增加系統容量勢在必行,同時融合其他移動通信系統。最后:市場消化能力方面,從3G到4G還需要一個過渡期,現在的通信技術發展速度迅猛,新的通信技術隨時都有可能替代之,加大了4G的投資風險。
6、發展趨勢
6.1 加快4G網絡建設,擴充網絡覆蓋范圍
網絡建設是 4G 系統發展的基礎條件。加快4G 基礎網絡建設,融合3G可快速推進擴充網絡覆蓋率。因為網絡覆蓋范圍為消費者申請服務的重要考慮之一,不管是服務營運商還是布建網絡的移動營運商都以之為首要目標。
6.2 營運商所提供的服務仍以“移動數據服務”為主。
6.2.14G終端產業化。終端裝置的產品型態以為無線終端接入設備(USB Dongle/Modem,無線CPE)為主,同時筆記本、平板電腦和手機的種類大幅增加,迅速形成終端產業化。
6.2.24G應用軟件。配合4G終端發展,通信設備企業不僅在4G基礎網絡設備制造方面掌握了相應的技術,而且通過大力開展 4G 應用技術開發,以重點軟件園區為依托,大力推進4G相關應用軟件開發產業發展?!?/p>
參考文獻
[1] 李顯文.第四代移動通信系統的研究難點[M].北京:中國通信學會,2004