楊競(jìng)飛

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移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展及其網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)

楊競(jìng)飛

廣東南方電信規(guī)劃咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510000

通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展為人們帶來諸多便利,但其中隱含的安全問題也同樣不容忽視。在進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該將安全問題作為重中之重。移動(dòng)通信未來的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)進(jìn)行分析,介紹通信網(wǎng)絡(luò)的安全需求及其保障方式,提出了面向未來網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)的一些思考。

4G通信工程；規(guī)劃設(shè)計(jì)

近幾年中國(guó)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展與上述預(yù)測(cè)趨勢(shì)是大體吻合的。特別是在2013 年底中國(guó)政府發(fā)放4G TD-LTE 牌照后，在過去的一年中4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速，令人嘆為觀止。這其中中國(guó)移動(dòng)的推動(dòng)力度最大。中國(guó)移動(dòng)只用了1 年時(shí)間便建成了全球最大移動(dòng)通信技術(shù)。移動(dòng)通信技術(shù)經(jīng)歷了三個(gè)主要發(fā)展階段。第一代起源于20世紀(jì)，采用的是模擬技術(shù)；第二代起源于90年代初期，主要采用時(shí)多分址TDMA技術(shù)；第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)3G的優(yōu)勢(shì)是可以提供更寬的頻帶，既可以傳輸話音，還可以傳輸高速數(shù)據(jù)。但是，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)是建立在地面標(biāo)準(zhǔn)不一致的區(qū)域性通信系統(tǒng)上，傳輸速度非?？?，但是無法滿足多媒體通信的要求。

1 4G通信技術(shù)的概念

4G通信技術(shù)沒有一個(gè)明確的定義，因?yàn)槠浼夹g(shù)參數(shù)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都有所不同。4G通信技術(shù)把3G和WLAN結(jié)合在一起，可以傳遞高質(zhì)量的視頻圖像，圖像傳輸質(zhì)量非常好，清晰度很高。4G系統(tǒng)的下載速度是100Mb每秒，相較于目前的撥號(hào)上網(wǎng)速度要快2000倍。[1]4G通信可以覆蓋所有的有通信信號(hào)的地方，滿足用戶對(duì)于無線服務(wù)的要求。在價(jià)格方面，4G的價(jià)格比較便宜，和固定寬帶的價(jià)格一樣，在計(jì)費(fèi)方面也比較靈活。通信用戶可以根據(jù)自身的需求確定所需的服務(wù)。和有線電視解調(diào)器相比，4G技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就是可以覆蓋所有的地方并進(jìn)行部署。所以，4G技術(shù)是目前為止最優(yōu)越的技術(shù)。

和3G技術(shù)相比，4G技術(shù)有著以下優(yōu)勢(shì)：

（1）在終端設(shè)備的類型、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)方面，4G技術(shù)的終端設(shè)備比較多，不僅有手機(jī)，還有頭戴式話機(jī)、膝上機(jī)和游戲機(jī)，還配備了電視機(jī)和游戲機(jī)。4G終端設(shè)備包括了所有能夠識(shí)別IP地址的無線電收發(fā)電信機(jī)。

（2）4G技術(shù)和3G手機(jī)相比，功能更加強(qiáng)大，應(yīng)用范圍也更加廣泛。4G手機(jī)的智能化程度很高，除了通話功能，還有更多的多媒體應(yīng)用功能。

2 4G通信技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)

2.1 通信速度很快

最初始的通信設(shè)備是傳統(tǒng)電話和其他移動(dòng)裝置無線訪問系統(tǒng)，4G通信大大超越了這一系統(tǒng)，它的無線通信速度更快，移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速度更快。第一代的移動(dòng)通信系統(tǒng)只能提供語音服務(wù)的功能，第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速度提高到了9kb每秒。到了第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)速度就達(dá)到了2MB每秒。第四代的移動(dòng)通信速度估計(jì)將來可以達(dá)到10MB每秒。這些都說明了4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的通信速度很快。

2.2 通信方式靈活

4G手機(jī)的功能，不只是電話機(jī)的范疇，它不僅具有語音傳輸?shù)墓δ?，現(xiàn)在的4G手機(jī)相當(dāng)于一臺(tái)小型的電腦。不管是從外形還是從功能上看，都有著很大的突破?，F(xiàn)在的4G終端可以設(shè)置成多種不同樣式的，比如眼鏡、手表或者是旅游鞋，都可能成為4G的終端。在未來的通信生活中，用戶和用戶之間不僅可以實(shí)現(xiàn)自由的溝通和交流，還可以雙向下載資料、圖畫和視頻。通過4G網(wǎng)絡(luò)可以輕易實(shí)現(xiàn)和陌生人的交流，擴(kuò)大人們的交流范圍，突破時(shí)間和空間的限制。雖然4G網(wǎng)絡(luò)的開放性也存在著安全隱患，但是與它所提供的便利性相比，這些安全問題比較小。

2.3 通信智能化程度很高

第四代通信技術(shù)的智能性體現(xiàn)在終端設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作方面，例如，可以減少菜單和滾動(dòng)操作的應(yīng)用。另外，4G手機(jī)還可以實(shí)現(xiàn)許多很多難以實(shí)現(xiàn)的操作，如4G手機(jī)的備忘錄功能可以提醒手機(jī)主人在設(shè)定的時(shí)間做什么事，進(jìn)行日程的安排。4G手機(jī)還可以下載許多APP和軟件，4G手機(jī)利用這些軟件可以在網(wǎng)上購(gòu)電影票，查看電影資訊。同時(shí)還可以選座、選擇電影院。手機(jī)可以全面顯示電影院目前的售票情況和座位情況。[2]用戶就可以根據(jù)這些資料在線購(gòu)買電影票。所以在某種程度上4G手機(jī)是集鬧鐘、手提電視、錄音機(jī)于一體的綜合設(shè)備，還可以用來看現(xiàn)場(chǎng)賽事和現(xiàn)場(chǎng)直播。

2.4 通信質(zhì)量很高

在第三代移動(dòng)通信時(shí)代雖然也可以實(shí)現(xiàn)各種多媒體通信，但是現(xiàn)代的4G通信技術(shù)可以滿足3G通信技術(shù)滿足不了的條件。4G通信的通信質(zhì)量、通信速度和通信范圍都優(yōu)于傳統(tǒng)的通信技術(shù)。它的通信價(jià)格也比較便宜，可以實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)和高分辨率多媒體服務(wù)的需要。4G移動(dòng)通信系統(tǒng)不僅可以提供多種形式的無線多媒體通信服務(wù)，還可以通過較強(qiáng)的信道把語言信息、數(shù)據(jù)信息和影響信息傳送出去，傳播速度很快，傳播內(nèi)容也很豐富。所以第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)也稱為“多媒體移動(dòng)通信”。這種通信系統(tǒng)的最大優(yōu)勢(shì)是可以大幅度增加應(yīng)對(duì)用戶的數(shù)量，也可以很好地滿足多媒體的傳輸要求，通信品質(zhì)也可以得到相應(yīng)的保證。自從使用了4G通信技術(shù)，通信質(zhì)量良好，數(shù)據(jù)傳輸速度更快。

2.5 通信費(fèi)用更加便宜

因?yàn)?G通信可以解決傳統(tǒng)通信解決不了的問題，不僅可以解決3G通信兼容性的問題，還可以促進(jìn)3G通信升級(jí)到4G通信。4G通信包含著更高端的科學(xué)技術(shù)。手機(jī)用戶的流量更多，網(wǎng)速更快。這些高端的技術(shù)保證了4G通信靈活的系統(tǒng)操作方式。在眾多通信技術(shù)中，4G通信技術(shù)部署是最簡(jiǎn)單和迅速的。通信運(yùn)行商在建設(shè)4G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，是直接建立在傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)之上的，在建設(shè)過程中采用循序漸漸的方法，可以簡(jiǎn)化建設(shè)的程序，節(jié)約運(yùn)營(yíng)商和用戶的通信費(fèi)用。根據(jù)相關(guān)研究，4G通信技術(shù)的無線連接比3G通信的費(fèi)用要便宜很多。

3 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)思考

面對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展和需求變化，作為從事移動(dòng)通信規(guī)劃設(shè)計(jì)優(yōu)化工作的人員而言，也必須與時(shí)俱進(jìn)，深入思考，加強(qiáng)研究，以起到引領(lǐng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和應(yīng)用的作用。

3.1 高頻段無線電波傳播特性及超高密度通信技術(shù)

由于適合通信服務(wù)且掌握傳播特性的頻段已經(jīng)沒有太多可用的頻譜，頻率重用和簡(jiǎn)單擴(kuò)展到鄰近頻段進(jìn)行擴(kuò)容的可能性將越來越小，目前可行的就是向上擴(kuò)展，使用360GHz 的高頻段。而使用這些新頻段需要首先對(duì)無線電波在這些頻率上的傳播特性進(jìn)行基本研究，掌握并充分應(yīng)用于未來移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)中。[3]同時(shí)，針對(duì)高數(shù)據(jù)流量開展超高密度覆蓋技術(shù)、大容量通信技術(shù)的研究，通過精細(xì)化、室內(nèi)外聯(lián)合、多網(wǎng)協(xié)同的迭代仿真分析，以規(guī)劃設(shè)計(jì)復(fù)雜度提升換取網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量的提升。

3.2 綠色節(jié)能技術(shù)

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的無線接入部分是主要的能量殺手。圖1 是沃達(dá)豐關(guān)于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的能耗統(tǒng)計(jì)。而且，隨著后續(xù)數(shù)據(jù)流量增加，數(shù)據(jù)中心能耗也將急劇增加。[4]因此，綠色節(jié)能技術(shù)的研究和應(yīng)用在今后的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中則顯得越來越重要。在過去幾年中，綠色節(jié)能技術(shù)在器件能耗性能提升，例如更有效的功放、饋線損耗的降低等方面，以及自然冷卻技術(shù)、綠色空調(diào)改造等方面都做了大量的研究和應(yīng)用，但是在針對(duì)基站、數(shù)據(jù)中心等部署有效性、頻譜應(yīng)用的有效性、資源利用的有效性等方面做得不夠，需要更加體系地研究，進(jìn)而通過更為有效的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)形成綠色節(jié)能型網(wǎng)絡(luò)，降低單位信息傳遞的能耗。

圖1 典型的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的功耗

3.3 智能軟件開發(fā)技術(shù)

隨著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的不斷“軟”化，軟件開發(fā)技術(shù)將成為規(guī)劃設(shè)計(jì)人員乃至咨詢?cè)O(shè)計(jì)行業(yè)必須了解、掌握并能熟練加以應(yīng)用的基礎(chǔ)，盡管目前軟件行業(yè)的商業(yè)模式與移動(dòng)通信設(shè)計(jì)咨詢行業(yè)還未有效銜接，但是未來對(duì)網(wǎng)絡(luò)的了解并不是僅僅通過掌握設(shè)備性能和參數(shù)，而是還需要深入了解設(shè)備軟件運(yùn)作模式和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，進(jìn)而通過網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)咨詢中進(jìn)行各種方案的組合，甚至將設(shè)計(jì)咨詢中的智能固化到軟件中，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)咨詢的智能拓展，解決實(shí)際網(wǎng)絡(luò)需求和可能面臨的問題。

4 結(jié)束語

為了應(yīng)對(duì)未來移動(dòng)數(shù)據(jù)流量的爆炸性增長(zhǎng),大量的設(shè)備連接,各種新業(yè)務(wù)的出現(xiàn)和應(yīng)用場(chǎng)景中,規(guī)劃和設(shè)計(jì)咨詢企業(yè)必須掌握移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)未來的發(fā)展趨勢(shì),深刻把握生產(chǎn)方式帶來的變化趨勢(shì),引起了世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生活的改變,適應(yīng)形勢(shì),不斷創(chuàng)新,以提高其技術(shù)能力和管理能力,能奔騰的潮水信息化發(fā)展的一個(gè)地方。

[1]向麗.4G通信工程技術(shù)要點(diǎn)分析[J].電子世界，2014（12）：165.

[2]張遠(yuǎn)才.論4G通信工程的技術(shù)要點(diǎn)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2014（19）：847.

[3]佚名.未來移動(dòng)通信論壇[J].中國(guó)通信,2015(S1).

[4]佚名.全球移動(dòng)市場(chǎng)前景[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化,2014(12):32-34.

楊競(jìng)飛（1981—），男，2003年畢業(yè)于北京郵電大學(xué)，工學(xué)學(xué)士，現(xiàn)就職于廣東南方電信規(guī)劃咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司，長(zhǎng)期從事通信工程規(guī)劃咨詢?cè)O(shè)計(jì)工作。

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1009-6434(2016)04-0045-02