唐鳴謙
(廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院 廣東 510925)
隨著無線通信技術(shù)在全世界范圍的不斷擴大,移動用戶也呈現(xiàn)了大幅上升的趨勢,拒不完全統(tǒng)計,截止到2013年,全球移動用戶的規(guī)模已經(jīng)達到了50多億,移動通信技術(shù)已經(jīng)成為人們?nèi)粘I钪斜夭豢缮俚摹氨仨毱贰薄T谖覈?,截止?013年,移動用戶的使用者已經(jīng)突破了10.5億的使用數(shù)量。在全球無線通信使用的過程中有兩個共同的特點;一是寬帶無線通信技術(shù)呈現(xiàn)出了前所未有的熱潮,二是在全世界范圍內(nèi),公眾對于移動通信技術(shù)的使用量保持較快增長態(tài)勢。這兩種情況在十年前還沒有達到如此規(guī)模與發(fā)展態(tài)勢。
移動通信技術(shù)也就是我們經(jīng)常說的移動通信,也就是說移動通信中一方可以使用有線的方式、也可以使用無線的方式來實現(xiàn)空間的連接于通信。移動通信系統(tǒng)主要包括陸地蜂窩移動通信、衛(wèi)星移動通信、無繩電話、無線尋呼等,他普遍應(yīng)用于社會的各個領(lǐng)域,幾乎集中了有線和無線通信的最新技術(shù)成就。從某種程度上說,移動通信就是無線通信和有線通信的結(jié)合。
移動通信的發(fā)展在經(jīng)歷了第一代移動通信系統(tǒng)、第二代移動通信系統(tǒng)、第三代移動通信系統(tǒng)以后,現(xiàn)在已經(jīng)步入到了第四代移動通信系統(tǒng)。第一代移動通信系統(tǒng)(IG)完成于20世紀(jì)90年代初,由于受到傳輸帶寬的限制,只能是一種區(qū)域性的移動通信系統(tǒng)。第一代移動通信的特點是業(yè)務(wù)量小,安全性差,沒有加密,質(zhì)量差和速度相對較低。第二代移動通信系統(tǒng)(2G)起源于90年代初期,盡管2G技術(shù)在發(fā)展中不斷得到完善,但是無法真正意義上滿足移動多媒體業(yè)務(wù)的需求,因此有人稱它為2.5G技術(shù)。第三代移動通信系統(tǒng)(3G)是在1985年提出的,1996年正式更名為IMT2000。第三代移動通信系統(tǒng)相比較前者有以下幾點優(yōu)勢和特點。一是具有支持 Internet的能力,二是可以實現(xiàn)全球普及和全球無縫漫游,三是能夠傳送高質(zhì)量圖像,四是高頻譜利用率。但是,由于第三代移動通信系統(tǒng)有有WCMA,CDMA2000和TD——SCDMA三大分支;所以,各成員間存在著相互兼容的問題。第四代移動通信技術(shù)的概念可稱為寬帶接入和分布網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)在,我國已經(jīng)進入到4G生活時代。第四代移動通信技術(shù)主要包括移動寬帶系統(tǒng)、寬帶無線固定接入、寬帶無線局域網(wǎng)和交互式廣播網(wǎng)絡(luò)。第四代移動通信系統(tǒng)是集成多功能的寬帶移動通信系統(tǒng),4G的主要功能是可以在不同的固定、無線平臺和跨越不同的頻帶的網(wǎng)絡(luò)中提供無線服務(wù)。
第三代移動通信系統(tǒng)(3G)的演進LTE項目是始于2004年3GPP的多倫多會議。第三代移動通信系統(tǒng)在20MHz頻譜帶寬下改善了信號區(qū)邊緣用戶的性能,在這種情況下,LTE被廣泛采用,因此LTE項目有最強的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
W i-Fi是一種可以將家庭電腦、平板電腦和智能手機等設(shè)備終端以無線方式互相連接的技術(shù)。W i-Fi為用戶提供了無線的寬帶互聯(lián)網(wǎng)訪問,所以,W i-Fi更有利于使用者通過無線傳輸來實現(xiàn)用戶在旅途中、在家里或者在辦公室地點能夠快速、便捷上網(wǎng)的途徑。
W i-Fi所具有的有是有幾下幾點:第一、傳輸速度非??欤梢赃_到54Mbps,符合個人和社會信息化的需求。第二、無線電波的覆蓋范圍廣,可以實現(xiàn)大約100米的傳輸半徑。第三、廠商進入該領(lǐng)域的門檻比較低,廠商可以不用耗費大量資金來進行網(wǎng)絡(luò)布線接入,可以實現(xiàn)用戶在進入W i-Fi信號區(qū)域的高速接入因特網(wǎng)。
W iMax技術(shù)所指的就是全球微波互聯(lián)接入。是一種為企業(yè)和家庭用戶提供“最后一英里”的寬帶無線連接方案。W iMax構(gòu)建于高級無線技術(shù),采用了代表未來通信技術(shù)發(fā)展方向的OFDM/OFDMA、AAS、M IMO等先進技術(shù),W iMax有效地提高了吞吐量和覆蓋范圍。4G主要是以正交頻分復(fù)用(OFDM)為技術(shù)核心的新的移動通信技術(shù)。2007年在國際電信聯(lián)盟在日內(nèi)瓦舉行的無線通信全體會議上,WiMax正式被批準(zhǔn)成為第四個全球3G標(biāo)準(zhǔn)。
①智能天線技術(shù)
智能天線(SA)原名自適應(yīng)天線陣列,這種智能天線是由由多個天線單元組成的,最后用相加器進行合并。智能天線采用空分多址(SDMA)技術(shù),產(chǎn)生空間定向波束,將同頻率、同時隙的信號從空域區(qū)分開來,同時還可以有效地克服無線通信中復(fù)雜地形、建筑物結(jié)構(gòu)等對電波傳播的影響。這種技術(shù)既能改善信號質(zhì)量又能增加傳輸容量。隨著技術(shù)的日益成熟,智能天線將在未來的無線通信中得到更為廣泛的應(yīng)用。
②切換技術(shù)
切換技術(shù)是未來移動終端在眾多通信系統(tǒng)中建立可靠移動通信的基礎(chǔ)和重要技術(shù)。切換技術(shù)所指的主要是 MDHO和 F基站 S(快速基站切換),它主要有軟切換和硬切換;切換既可以由終端決策發(fā)起也可以由基站決策發(fā)起,這樣可以獲得分集合并增益以改善信號質(zhì)量。
③M IMO 技術(shù)
M IMO技術(shù)是未來移動通信的關(guān)鍵技術(shù),是指在發(fā)射和接收端同時使用多個天線傳送和接收信號的無線通信技術(shù)。M IMO技術(shù)主要有兩種表現(xiàn)形式,即空間復(fù)用和空時編碼。M IMO技術(shù)有效地提高了系統(tǒng)性能,具有提高頻譜利用率、增加發(fā)射效率、減輕多徑衰落、有效抑制或消除共道干擾等優(yōu)點,可以大大提高覆蓋范圍。所以,M IMO技術(shù)是未來無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。
④全IP技術(shù)
全IP網(wǎng)絡(luò)節(jié)約成本,并使網(wǎng)絡(luò)運行更有效率,解決IP地址不足并能實現(xiàn)移動IP。IP與多種無線接入?yún)f(xié)議相兼容,所采用的無線接入方式和協(xié)議與核心網(wǎng)絡(luò)(CN)協(xié)議、鏈路層是分離獨立的。從目前來看,IPv6與目前的IPv4具有相同的QoS,但是IPv6能提供不同的服務(wù),IPv6能夠為所有可以想像出的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供一個全球惟一的地址自動控制。
⑤軟件無線電技術(shù)
軟件無線電技術(shù)的基本思想是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),軟件無線電的核心思想是在盡可能靠近天線的地方使用A/D和D/A變換器。軟件無線電技術(shù)的軟件系統(tǒng)包括信源編碼軟件、信號流變換軟件和信令規(guī)則與處理軟件等。軟件無線電技術(shù)能實現(xiàn)各種應(yīng)用的可變 QoS。在 4G移動通信系統(tǒng)中,軟件將會變得非常繁雜,為此,專家們將軟件無線電技術(shù)作為通向第四代移動通信的橋梁。
網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)化有著傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)所無法具備的優(yōu)勢,網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)化的主要特點就是效率高,成本低。近年來出現(xiàn)的移動數(shù)據(jù)通信主要有兩種,一種是電路交換型的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),另外一種是分組交換型的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。我們可以預(yù)測未來的移動通信技術(shù)必然會在數(shù)據(jù)化這個方向上有一個大的發(fā)展。它主要體現(xiàn)在以下幾點。
3.1.1 因特網(wǎng)的影響
伴隨著因特網(wǎng)用戶的增加,無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和通信的其他領(lǐng)域一樣,其中一個最重要的驅(qū)動力就是來自Internet。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計顯示,我國因特網(wǎng)用戶的年增長率高達300%左右,而西方國家也呈現(xiàn)了翻倍的趨勢。所以,因特網(wǎng)和移動通信設(shè)備之間的距離將會越拉越緊,關(guān)系必定會越來越緊密。
3.1.2 應(yīng)用驅(qū)動市場
無線通信技術(shù)的發(fā)展不僅僅是技術(shù)的更新?lián)Q代,其中最主要的就是用戶的使用量。無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的主要驅(qū)動力也在于用戶的應(yīng)用。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,人們傳統(tǒng)的生活方式與交流方式與以前已經(jīng)大不相同,世界的距離因為移動通信設(shè)備的使用而顯得不再那么遙遠。今后,伴隨著人們選擇職業(yè)和個人生活之間的不斷變化,必然會造成人們更經(jīng)常性地移動。在這種情況下,他們需要不分時間、地點訪問對自己重要的信息。所以,這中現(xiàn)實中的應(yīng)用就是驅(qū)動市場的關(guān)鍵點。
關(guān)于移動智能網(wǎng)的研究,早在1995年就已開始,智能網(wǎng)及其智能業(yè)務(wù)是構(gòu)成未來個人通信的基本條件。移動網(wǎng)絡(luò)由單純地傳遞和交換信息,逐步向存儲和處理信息的智能化發(fā)展。移動智能網(wǎng)是在移動網(wǎng)絡(luò)中引入智能網(wǎng)功能實體,以完成對移動呼叫的智能控制的一種網(wǎng)絡(luò)。移動智能網(wǎng)通過把交換與業(yè)務(wù)分離,進一步建立集中的業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和業(yè)務(wù)生成環(huán)境來達到上述目標(biāo)。伴隨著移動網(wǎng)絡(luò)4G時代的到來,我們可以預(yù)見智能網(wǎng)及其智能業(yè)務(wù)是構(gòu)成未來個人通信的基本條件。
融合是未來無線技術(shù)發(fā)展的主旋律,具體來講,主要有以下幾個鮮明的發(fā)展方向:第一、移動與寬帶無線技術(shù)在互補和競爭中走向融合。在具體實現(xiàn)上,既要兼顧網(wǎng)絡(luò)設(shè)備端對寬帶無線技術(shù)與4G的支持,又要對終端產(chǎn)品進行改造。第二、網(wǎng)絡(luò)泛化推動短距離無線技術(shù)與蜂窩網(wǎng)技術(shù)走向融合。近年來,隨著通信技術(shù)和集成電路技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)無線技術(shù)衍生出了一系列新業(yè)務(wù)。這種新業(yè)務(wù)將會促成無線技術(shù)與蜂窩網(wǎng)技術(shù)走向融合。第三,視頻、多媒體業(yè)務(wù)的需求刺激數(shù)字電視廣播和無線通信技術(shù)走向融合。
移動通信已經(jīng)基本實現(xiàn)了人與人的互聯(lián),也正在實現(xiàn)人與互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)。在 4G新技術(shù)的推廣之下將使手機上網(wǎng)用戶數(shù)量產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。在將來的移動通信服務(wù)中不僅可以實現(xiàn)人與人之間的互聯(lián)、人與物的互聯(lián),甚至?xí)崿F(xiàn)物與物之間互聯(lián)。它可以實現(xiàn)“指尖上”的互聯(lián),也可以實現(xiàn)“口頭上”的互聯(lián),甚至可以實現(xiàn)信號范圍內(nèi)或者遠程控制下的家用物品和辦公用品的互聯(lián)。我們期待著,伴隨著移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展,我們能夠更好地享受網(wǎng)絡(luò)給我們的生活和工作所帶來的便利,帶來更便捷的服務(wù)。
[1]郭鳳花,移動通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢,期刊論文,統(tǒng)計與咨詢,2003年.
[2]3GPPR 1-092655.ComparisonbetweenExplicitandImplicitFeedba cksforCoMP.2009年.
[3]林輝,TD-LTE-Advanced各項指標(biāo)均達4G要求,工業(yè)和信息化部電信研究院,2009年.
[4]楊光、陳金鷹,4G技術(shù)綜述,成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院,2010年.