时间:2022-08-31 20:07:50

1移动中继的应用场景
类似于固定中继系统,移动中继系统由基站、移动中继和用户终端组成。其中,基站和移动中继之间的链路为回程链路(BackhaulLink),移动中继和用户终端之间的链路为接入链路(AccessLink)。若基站和用户设备之间的信道状况良好,还可以考虑直连链路(DirectLink)。移动中继可以选择放大转发和解码转发等模式。由于移动中继具有运动性和随机性,而这种特点与性能密切相关,如何建立合理的移动中继运动模型是移动中继系统研究领域的首要问题。当前研究中有的采用较简单的随机游动模型,或采用二维泊松过程来表示用户终端的放置位置,使用M/M/∞排队模型来表示用户终端的移动性。在实际部署移动中继系统时,需要考虑不同的应用场景。在3GPPR11版本中,高铁是主要应用。在文献[8]中,主要考虑以下两种典型场景:场景1移动中继服务静止用户场景说明如图1所示。在该场景下,中继被安装在交通工具的顶部,中继天线被分别放置在车辆的内外,分别用于和基站与用户终端通信。若不使用中继辅助传输,该场景下的通信将会面临许多问题,如严重的车体损耗,多普勒频移,小区换带来的大量开销等。反之,则可以将较差的信道分为两段传输条件较好的链路,从而很好地解决了该场景下的通信问题。与直接传输相比,中继辅助传输的掉话率明显降低,为车内用户提供较高的吞吐量和较低的小区切换失败率,从而提高了通信质量,改善了用户体验。场景2移动中继服务非静止用户场景说明如图2所示。在该场景下,中继也被部署在车辆顶部,不过其目的不是为了为车内乘客提供服务,而是为街道和公园提供覆盖。闹市区的街道和公园,是行人比较集中的地方,通信业务量大,属于“热点”地区。在经过这些地方的公交车上部署中继,则可以增强覆盖,提高吞吐量,具有实际意义。
2移动中继系统中的关键技术
2.1信道建模与估计对于移动中继来说,由于其移动的特点,而且可能是高速移动,因此研究的首要问题是移动中继的信道建模问题,主要包括回程链路和接入链路的建模。不同链路的信道模型与各网络节点采用的天线数目、中继的转发模式和中继的运动模型密切相关,信道建模的准确度会极大地影响系统性能。如文献[9]分析了不准确的路径损耗模型对移动中继系统性能的影响。此外,基站到移动中继的信道会随着车辆的运动而急剧变化,同时车辆的运动会引起多普勒频移问题,因此在实际的移动中继系统中采用合适的信道预测和估计方法也是非常必要的。如文献提出了一种采用在车辆顶部使用预测性天线的信道预测和估计方法,从而较好地解决了移动中继的信道估计问题。
2.2中继选择在实际的移动中继系统中,可能会存在多个移动中继。现有研究表明,根据信道状态信息选择一个最好的中继进行协作,可以较低的复杂度获得满分集增益。因此,机会中继选择技术是移动中继系统中的关键技术。信令开销是中继选择算法的首要考虑因素。对于快速移动的用户,基于信噪比的方案会产生大量的信令开销,而基于位置或距离的选择方案在高速场景下开销较小,因而适用性更强。上述方案都是基于单个参数的选择,实际信噪比和时延等参数会同时影响中继选择,为此,文献[13]提出了一种具有服务质量(QoS)保证的多参数联合中继选择算法。由于信令开销和系统复杂度与每个目标用户的候选中继的数量成正比,文献[14]考虑了如何减少候选中继的数量而不影响使用中继带来的系统性能增益。文中所提算法限制了每个目标用户的数量从而减少了反馈开销。文献[15]提出了一种三步选择算法。该算法在保持中继增益的同时可以使中继信令开销维持在较低水平。虽然中继选择可以提高系统性能,但是不适宜的选择会引起频繁的中继切换,从而影响系统的整体性能。文献[16]从这个角度出发,提出了使中继活动时间最长和中继切换率最小的两种中继选择算法。研究结果表明,与现有方案相比,所提方案在不降低系统吞吐量的情况下可以获得较低的中继切换率和较长的中继活动时间。
2.3资源分配在中继系统中进行功率和带宽等资源的分配可以有效提高系统资源利用率和系统吞吐量,目前得到了广泛的研究。(1)功率分配。最简单的功率控制方法是开关算法。所谓开关功率控制算法就是给中继分配一定功率或者不分配功率。该算法可以提高小区吞吐量和覆盖范围。文献[17]根据不同的数据速率要求提出了一种最优的功率分配算法。该文献考虑了中继的移动性,建立了移动模型,使用所提出的最优功率分配方案可以提高数据速率。仿真结果表明,在一些实际的数据速率下该算法可以带来3dB增益。文献[18]提出了一种分布式的功率控制算法用以提高平均小区吞吐量。文章考虑了在多小区环境中,通过使用分布式移动中继功率分配方案,与传统的系统相比,平均小区吞吐量得到了改善。同时,也提升了小区边缘吞吐量,因此对小区边缘用户来说,该方案有助于改善其用户体验,是一种较好的解决方案。(2)带宽分配。对于不同的运营商分别安装不同的中继显然并不是高效的,文献[19]基于此提出了共享频谱分配算法来解决此问题。该方案中不同运营商使用相同的移动中继为某一区域内的用户服务,并根据链路质量为不同运营商分配相应的带宽,从而实现了无线资源的有效利用。借助于纳什均衡理论,该方案可以将吞吐量提升近20%。文献[20]以IEEE802.16j系统为研究对象,研究了子信道分配对系统性能的影响。文中提出了重叠子信道分配(OVSA)和正交子信道分配(ORSA)两种方案。研究结果表明,所提方案的小区吞吐量高于不使用中继情况下的吞吐量。文献[21]则利用博弈论理论联合考虑了动态服务选择和带宽分配的问题。为了获得更好的服务质量,移动中继执行基站选择和传输模式的选择,基站则为不同传输模式分配不同的带宽。当移动中继和基站的策略相互影响并且需要作出动态决定时,这将面临着挑战。为解决这个问题,该文提出了一个两层的基于进化博弈和微分博弈的博弈结构。在下层,动态服务选择可以建立为一个进化博弈模型;在上层,基站端的动态带宽分配可以形成一个微分博弈模型,最后得到了一个闭环纳什均衡。数值仿真结果表明了动态博弈带宽分配策略的有效性,并且系统性能和覆盖范围的优势得到了加强。
2.4小区切换在移动中继系统中,由于中继的移动性以及中继一般为多个用户同时服务等原因,如何设计中继高速移动情况下的小区切换策略便成为了一个关键问题,文献此进行了深入研究。在高速运动场景,大量用户很可能需要进行频繁的小区切换,因而如何保证较低的链路失败率和较高的切换成功率,将直接影响用户的通信服务质量和通信体验。对于移动中继系统的小区切换问题,现在比较好的一种方案是使用具有两根分布式天线的移动中继,即在车辆首尾分别装有天线。移动中继通过选择具有较好接收信号质量的天线作为接收天线。当车辆进入重叠区域时,前置天线执行切换至目标基站,后置天线将和服务基站保持连接。当前置天线完成切换后,再由后置天线将工作频率转移至目标基站。如果切换失败,后置天线将执行第二次切换。因此,这种切换方案使通信在切换过程中不会被中断,实现了通信的无缝体验,而且降低了切换失败率,是一种简单实用的方案。
2.5移动中继的其他问题使用移动中继来改善车辆用户的服务质量和吞吐量的效果明显,除了以上提到的关键问题外,仍然有其他的一些问题和挑战需要解决。首先是移动中继的移动性管理问题。这主要包括不同基站间移动中继的切换和不同移动中继间用户的切换。但是,现有LTE系统中没有针对移动中继的移动性支持,因此有必要修改当前的系统结构用以提供有效、可靠的移动性管理。目前,为了支持移动性管理,是在当前的固定中继架构上修改还是提出新的架构尚在讨论中。其次,由于移动中继的使用,干扰管理也是一个新的挑战。中继技术的优势在理论上已获得共识,但在实际部署中中继节点的引入必然导致更加严重的干扰问题。尽管接入链路干扰较小,但对于回程链路来说,不同移动中继间以及中继与宏小区用户间的干扰使问题变得复杂。预测性天线的使用将提高CSI的准确性,从而可以在回程链路中使用高级的干扰避免和干扰消除方案。
3结束语
面对用户日益增长的通信需求,人们对协作通信技术进行了深入的研究和利用。现阶段,移动中继技术已成为一大研究热点。本文对当前移动中继研究中的一些挑战和相应的研究成果进行了总结归纳,以便为进一步的研究指明方向。到目前为止,人们对移动中继的研究大多局限于比较简单的场景和模型中,对其性能增益和所面临的挑战有了初步了解。为得到对这种新型节点的综合了解,还需要对其进行系统级的研究。总之,移动中继能够丰富现有的无线网络架构,为用户提供更好的服务选择和体验,拥有广阔的应用前景。
作者:李小兵张庭园宋涛李靖单位:中兴通讯股份有限公司中国科学院微电子所西安电子科技大学通信工程学院
[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:
[关键词]移动通信媒体;3G技术;三网融合
一、移动通信媒体已经成为“第五媒体”
媒介的定义是信息的一个载体,凡是能够把信息从一方传到另一方的工具、手段称之为媒介。商业媒介通常具有以下特征:1.大众的行销服务的媒介必须是面对大众传播的,因此商业广告谈的媒介指的是大众媒介;2.可控制性,投资行为的本质是以较少量的投入换取较大量的回馈,既是投资行为,在投资上必须具有可控制性;3.付费,商业媒体的另外一个特点为商业性,所谓商业性的意义是媒体依赖广告为主要盈利来源,所以具有付费特征。
从以上媒介的定义和特征来看,移动通信媒体亦即手机媒体已经具备了媒介的所有要素,并且人们也已经普遍认可手机作为报纸、广播、电视、网络之后的“第五媒体”的地位。兴起于20世纪90年代的网络媒体,具备数字化、网络化、多元化、全球化、小众化化、实时性、交互性、广容性、易检性等特点,已经对以报纸为代表的传统媒体的产生了强烈的冲击。在美国,2009年3月16日,有着146年发行历史的《西雅图邮报》成为美国历史上第一家改版为网络报的报纸,这比2008年11月28日就宣布将变成网络版的《基督教箴言报》的真正改版时间,还早了14天。北卡罗来纳州州立大学菲利普•迈耶教授预言:2044年10月,美国最后一位日报读者将结账走人。而在中国,2005以后,报纸业也出现了整体不景气的情况。那么在手机媒体突然兴起的今天,会不会促成媒体结构新一轮的新陈代谢呢?
二、移动通信媒体的特点
移动通信媒体亦即通常所说的手机媒体,可以理解为一种集网络和信息传播功能于一体,通过数据传输技术,把各种文字、图像、音频、视频信息数字化,然后传输给广大用户的崭新媒体。无线网络的发展让手机同时具备了网络媒体所具有几乎所有优点。而由于其介质手机的特点,手机媒体也具备兼容性、整合性、贴身性和便于互动,成为一种“带有体温的媒体”。它具备以下其他媒体无法抗衡的特点。
广泛性。早在2008年底,中国手机用户已经超过6.4亿。手机媒体的用户已经不仅仅集中在25岁到45岁之间、知识水平较高、经济基础较好的人群,它已经向上扩展到65岁而向下延伸到15岁,手机几乎已经成为对应于每个活跃的社会元素的存在。几乎人手一终端,这是其他媒体不可能具备的。
覆盖性。手机网络在大多数地方都可以实现覆盖,无论是办公室还是家中,甚至电梯、汽车、火车上。它的覆盖能力远远超过其他媒体。
跟从性。“手机时代,人们在裸奔”。通过现行的基站,手机定位误差在200米,3G时代,误差可以缩小到10米。2010年1月13日,西城区西单商业街透露将考虑开设手机信息平台,只要进入西单地区,就可获得商场购物及相关打折信息等。
可统计性。“裸奔”的概念不只是地理上的,通过受众所用机型、话费、手机漫游情况、网页浏览状况,运营商可以精确的区分受众,在此基础上丰富受众信息,建立详细的受众数据库,将为广告精准化营销打下了很好的基础。
即时互动性。广告投放效果将不再是盲目计算的。通过促销、活动等吸引反馈的手段可以准确地计算。
可支付性。手机已经可以进行方便的小额的电子支付。而和金融业的融合,使其变身为下一代的支付方式,同时代替钱包和信用卡,从理论上讲也是可行的。
人们从广泛性和覆盖性意识到移动通信媒体的价值,在发展到一定程度以后,人们意识到手机媒体的更重要价值来源于它可以精确的区分受众。而且,手机还具有随身性、反应速度、区域能力、互动能力等其他媒体很难具备的特征,更使其可以进行精准甚至一对一的传播。广告将不再是单一的你投我放模式,而是与营销紧密结合的交互式沟通过程。随着手机上网资费的降低,人们使用无线网络的频率越来越高,而国家正在推行的三网融合会加速这一潮流,手机广告的形式也将大大丰富。在互联网时代,Google、百度等仅用了十几年的时间就超越了众多的媒体公司,而移动通信媒体时代的到来,又为运营商、互联网企业、传统媒体乃至终端机器生产商提供了一个再次竞争的舞台,“忽然间,你会发现全世界最强大的公司突然成了自己的竞争对手,这的确令人难以置信,我们的竞争对手成了苹果、Google和微软”,诺基亚CEO康培凯这样感慨。
三、移动通信媒体应该加强服务性
由于移动通信媒体所具有的优点,其在人群中的普及速度也是非常惊人的。早在2008年底,中国手机用户数量已经超过6.4亿,手机报的普及率已经达到39.6%。而随着手机媒体的发展,早期群发短信式的模式已经遇阻,应当意识到受众不缺少信息,缺少的是及时的、对他自己有用的信息。
在这一点上,日本的实践比较成功。日本最大的移动通信公司NTTDoCoMo于1999年2月22日推出数据业务I-MODE,现在是全球最成功的无限互联网服务。手机媒体研究的先行学者匡文波总结,它成功的关键是以内容为王:首先,它必须是新鲜的,即时更新;其次,它必须有深度;再次,应该鼓励用户多次访问;第四,用户应该能够看到这种用手机上网方式的好处。I-MODE结合日本国民心理,量身定做了各种娱乐业务吸引用户,重点提供了诸如漫画、游戏、图片下载和音乐等服务,结合对内容提供商的严格考核,保证了I-MODE业务内容的丰富化和个性化。
而移动通信媒体还有一个与传统媒体非常大的不同,即它的发展非常依赖于技术的发展,而移动通信技术的发展无疑是非常快的。
四、3G技术将开启移动通信媒体内容之门
3G技术的推广,将使移动通信媒体摆脱手机报的单一形式,进入多姿多彩的多维领域。
3G是英文3rdGeneration的缩写,指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、TDMA等数字手机(2G),第三代手机一般地讲,是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务,无线网络必须能够支持不同的数据传输速度,也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆字节/每秒)、384kbps(千字节/每秒)以及144kbps的传输速度。
在3G技术基础上,产生了传播形式的无限可能,也产生了可预期的巨大的利益,使得与此相关的各传统行业进入了群雄纷争的阶段。
五、移动通信媒体业诸般博弈
移动运营商进军手机媒体业务的步伐已经势不可挡,它与报社、电台、电视台、独立WAP网站之间也因此产生了矛盾。移动运营商并不甘心只做网络和渠道,而是要凭借自己在市场、用户、渠道、信息网络等方面的诸多优势,力图整合内容提供商、网络服务商、设备系统和终端制造商以及终端用户,形成以自己为主体的产业链。由此,移动运营商与报社、广电企业和WAP网站之间产生了激烈的争夺。
为了减少不必要的损耗,加速我国在这一轮信息技术变革中的脚步。在2010年1月13日主持召开的国务院常务会议中,决定加快推进电信网、广播电视网和互联网三网融合。
所谓“三网融合”,是一种广义的、社会化的说法,在现阶段它并不意味着电信网、计算机网和有线电视网三大网络的物理合一,而主要是指业务应用的融合。三大网络通过技术改造,能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信业务。
这也就意味着,只要通过一部机器,人们就可以完成日常所需的信息处理。手机体积或者屏幕面积会适度增大,而笔记本电脑等则会适度缩小,手机媒体也将正式进化为移动通信媒体。原本存在于电视媒体、手机媒体、网络媒体之间的界限将进一步模糊。
同时也意味着,移动通信媒体进入了一个更加高速发展的时代,并且将加速对传统媒体产业的解构,仅仅是“第五媒体”的定位,恐怕已经不能准确评价它的价值了。
参考文献:
[1]钱伟刚.第四媒体的定义和特征.新闻实践,2000,(7、8).
[2]张燕.释放创意:平衡数字技术的手机媒体.湖南大众传媒职业技术学院学报,2008.7.
1基于岗位能力确定人才培养目标
高职专业人才培养目标定位依据一方面是专业面向的岗位群业务规格要求确定职业知识、职业能力、职业素质结构。另一方面是岗位职业资格标准及职业技能鉴定标准确定作业规范与职业道德。通过对区域内移动通信运营商、移动通信设备供应商、移动代维公司等企业的深入调研和近3届毕业生的跟踪调查,将毕业生主要从事岗位划定为“移动机房管理维护、移动通信基站维护、移动通信安装测、移动通信网络优化”等岗位。邀请企业技术人员与校内专家一起对上述岗位从事的典型工作任务进行分析,归纳出共性职业能力,确定“移动通信设备配置维护、移动通信网络设计实施、移动通信网络分析优化”为本专业人才培养的核心职业能力,并最终将本专业人才培养目标定位为:掌握移动通信系统、移动通信网络、移动通信工程建设等方面的基础知识,具备移动通信基站安装、维护、管理,通信工程勘察、设计、规划,移动通信网络设计、分析、优化等能力,面向移动通信领域的机房基站维护、设备安装调测、网络设计优化等岗位的生产、服务、管理第一线需要的高端技能型人才。
2构建“四阶递进、工学结合”人才培养模式
人才培养模式的构建可以依据不同专业的特点和不同学院的实际情况进行设计。自2011年起,学院先后与数家业内知名企业签署“订单”培养协议。依托订单合作企业,以工作过程为载体,建立“四阶递进、工学结合”人才培养模式。其中“四阶递进”是指职业能力培养分解为四个阶段逐级进阶,即第1、2学期在校内实训基地进行,完成专业基础能力培养;第3、4学期校企交替进行,完成专业核心能力培养;第5学期校企交替进行,完成协岗能力训练;第6学期到企业进行顶岗能力实习“。工学结合”是指第1、2学期利用校企共建的移动通信综合实训平台,开展“教学做一体”的仿真实训;第3、4学期聘请企业技术人员担任指导教师,开展“教学做一体”的全真实训;第5学期在企业技术人员的指导下,协助完成基本岗位工作;在第6学期在校外实习基地开展顶岗综合实习。
3设计以工作过程为导向的课程体系
通过对移动通信运营商、移动通信设备供应商、移动代维公司等企业实地走访及毕业生的跟踪调研,确定移动通信行业面向高职院校毕业生的岗位群。邀请企业技术人员与校内专家组一起对岗位群进行分析,归纳整理典型工作任务。基于这些典型工作任务分析从业所需的职业能力,典型工作任务分解过程如表1所示。再将这些职业能力按照专业能力、方法能力和社会能力进行分类、汇总,并以此为依据构建移动综合职业能力课程体系。由于移动系统有GSM/WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA等,需要从典型岗位任务推演到各系统的典型工作任务,选取岗位工作技能为逻辑载体,分别以对象系统、工作顺序为线索,提炼学习领域课程,形成专业核心课程。
4实施一体化教学模式改革
依托实训条件,创设情境,实施专业核心课“教学做”一体化教学模式改革,启发学生思维、学生在教师的引导下完成各子项目任务,利用情境进行真实配置、在线实际处理,激发学生学习动力和兴趣,并在教学做的过程中锻炼协作、分析、整理的方法能力和社会能力。丰富教学案例视频,展现特色教学方法。充分发挥校企合作的优势,结合实践,收集整理更多案例素材,制作更多的实际案例教学视频,丰富教学内容和教学方法。利用专业教学资源信息化,建成开放、共享的专业与课程资源库,可随时学习自学。搭建资源服务平台,为院校、教师、学生和企业从业人员提供服务,移动通信技术专业教师、学生和从业人员,免费共享个性化学习。改变传统的反馈及测试方式,提高学习质量,激发学生创新思维。通过专业资源平台在线答疑,反馈信息。
5结语语
由于通信技术的快速发展,中国通信运营商的服务范围不断扩大,通信服务和代维公司更是不断的涌现,这些企业急需大批掌握移动新技术、具有较强实践能力的高技能人才。高职移动通信类专业需要加快人才培养模式转型,不断适应行业发展需要,为行业培养更多满足岗位要求的技术人才。
作者:孙冠男单位:黑龙江农业工程职业学院
1.无线或有线链路上存在的安全问题
有线链路网络和无线网络共同构成了我们生活中所使用的网络系统,在Internet和无线网络快速进步的今天,他们的紧密的结合在一起,都为4G移动通信提供着支持和服务,复杂的4G移动通信技术在使用的过程中存在着很多的风险,无线和有线网络也同样在众多的安全威胁下提供着服务,主要表现为:(1)移动性:无线终端设备会在移动的过程中享受不同子网络的服务,不是固定于某一个网络下。(2)容错性:减少因无线网络结构不同而造成的差错。(3)多计费:在无线网络使用过程中,均是通过运营商来实现对接的,然而有些网络运营商通过网络随意加收客户的使用费用等等。(4)安全性:攻击者的窃听、篡改、插入或删除链路上的数据。
2.移动终端存在的安全问题
4G网络逐渐的已投入使用,用户们通过4G移动终端实现相互间的交流也更为密切,恶意软件及病毒也随着交流而流窜,使得它们的破坏力度和范围都有所扩大,使得移动终端系统遭受严重打击,甚至有关机或失灵等现象的出现。
3.网络实体上存在的安全问题
网络实体身份认证问题,包括接入网和核心网中的实体,无线LAD中的AP和认证服务器等。主要存在的安全威胁如下:(1)目前的网络攻击者利用多种手段,类型也是多样化,让网上用户防不胜防。但他们多半都有一个共同特点就是扮演合法用户使用网络服务,这样一来,网络监管方面也无法察觉,用户这边更是没有任何戒备,使得他们有很大的机会接近用户并进行各种骚扰和不良信息的。(2)无线网相对于宽带而言,它的接口数量有限,而且信号不稳定,容易受其他因素的干扰,这也就为攻击者提供了一个进入的漏洞,安全隐患的可能性也随之大大增强。(3)目前的的搜索功能可谓是越来越强大,尤其是“人肉搜索”,让用户的个人隐私等一再受到侵犯,这些攻击者一般都具有良好的计算机技术水平,对网络系统的运行了如指掌,很容易非法窃取用户信息,并展开下一步的追踪。(4)网络用户不肯承认他们使用的服务和资源,使进一步网络实体的认证增加了难度,这是用户可以逃避和不像曝光的行为,其实这样做只会给自己增加麻烦,到时遇到问题也很难得到有效处理。
二、4G通信安全措施
1.要建立适合未来移动通信系统的安全体系机制
主要有(1)可协商机制:移动终端和无线网络能够自行协商安全协议和算法。(2)可配置机制:合法用户可配置移动终端的安全防护措施选项。(3)多策略机制:针对不同的应用场景提供不同的安全防护措施。(4)混合策略机制:结合不同的安全机制,如将公钥和私钥体制相结合、生物密码和数字口令相结合。一方面,以公钥保障系统的可扩展性,进而支撑兼容性和用户的可移动性
2.对于无线接入网一般可采取的安全措施如下。
(1)安全接入。无线接入网通过自身安全策略或辅助安全设备提供对可信移动终端的安全接入功能。防止非可信移动终端接入无线接入网络。(2)安全传输。移动终端与无线接入网能够选择建立加密传输通道,根据业务需求,从无线接入网、用户侧均能自主设置数据传输方式。(3)身份认证。在移动终端要接入无线网络之前,要通过一个可靠的中间机构的认证,确保双方身份的真实性和可靠性。(4)访问控制。无线接入网可通过物理地址过滤、端口访问控制等技术措施进行细粒度访问控制策略设置。(5)安全数据过滤。在多媒体等应用领域,都可以通过数据过滤技术,对想要接入到网络中的非法数据进行拦截,阻止其进行到内部系统及核心网络,实现无线网络的安全性。
3.提高效率
网络终端的运行效率的提升,最主要就是减少信息量的流通,减少客户端的工作量,不使计算机长期处于超负荷的工作状态中,尽量减少时间的拖延,那么安全协议当中交互的信息量的数额的限定对提高网络运行效率就有一定帮助。
三、结语
1移动通信技术在物联网中的应用
目前,随着移动通信3G业务的广泛应用和4G业务的普及,移动通信技术能够支持的业务范围越发广泛,为物联网的发展创造了良好的物质基础,未来,移动通信技术在物联网中的应用将会更加广泛。移动通信技术在物联网中的应用实例有:各运营商利用移动通信网络开展的物流业务、基于移动通信网络的车辆及货物智能管理系统、移动支付业务、汽车制造商与运营商合作推出的基于移动通信系统的车载信息网络等。
1.1移动通信在物联网中应用的形式
移动通信的组成部分包括:移动终端、传输网络和网络的管理和维护等,在物联网中应用移动通信技术的形式包括:移动通信终端在物联网中的应用、移动通信传输网络在物联网中的应用、移动通信网络管理平台在物联网中的应用。在物联网中应用移动通信终端时,移动通信终端一般是作为物联网信息接入的终端设备,该终端设备会随着网络信息节点的移动而移动,使得信息节点和网络的通信不会受到时间和地点的限制。通过比较物联网节点信息感知终端和移动通信终端这二者的作用和工作形式,用于物联网信息节点感知的终端完全可以用移动通信终端来代替。在物联网中应用移动通信传输网络,不仅可以使各个移动的信息节点能够互相连接,还可以实现信息的远距离传输,物联网中的信息传输网络也需要满足这种需求。因此,在物联网中完全可以使用移动通信传输网络来达到物联网信息传输的目的,同时也可以将物联网承载在现有的移动通信网上来使用。移动通信网络管理平台主要是为了维护和管理网络设备、网络性能以及用户的业务,从而保证网络系统能够可靠、安全地运行,在物联网网络系统运行中正好也需要这种功能,因此在物联网安全管理中同样可以借助移动通信网络管理平台的工作方式和原理,来实现对物联网的管理和维护。
1.2移动通信在物联网改进中的应用
移动通信和物联网在某些功能和结构上有一定的共同性,在物联网中可以广泛地应用移动通信技术。由于移动通信的各种技术最终是为语音通信服务的,当前用到的3G和4G业务也增加了数据通信的功能,现有的移动通信系统还不能直接地在物联网中应用,还需要加以改进。
①需要改进的是移动通信终端。在现有的移动通信系统中,移动终端只有数据和语言的通信功能,还不能感知和控制物品的信息,因而也不能在物联网上直接使用。改进的方式有两种:a.给移动终端添加相应的传感器和控制元件;b.在物联网的传感器和控制器中添加移动通信的功能。
②要改进的是网络管理,目前使用的移动通信的网络管理平台的管理还不能完全满足物联网网络管理的需求。物联网用户包括人和实物,其信息的传输和传统的用户有一定的差别,为此在改进网络管理方式时可以采用一些新的用户标示手段,以对人和物进行明确的区分。此外,为了提高物联网运行的安全性和可靠性,还需要改进现有的移动通信传输网络管理方式。
2结束语
综上所述,移动通信技术可以在物联网中广泛的应用,在应用的过程中只需要结合物联网的实际需求,对移动通信的应用形式加以改进,就可以同时发挥移动通信技术和物联网的优势,提高物联网运行的效率。但是,也应该看到,目前移动通信和物联网的结合还没有在人们日常生活中得到广泛的应用,还需要利用统一的市场规范和标准的引导,同时还需要符合大众需求的业务开发。
作者:侯帅 单位:河北大学电信学院
本文作者:刘紫燕作者单位:贵州大学
合理安排教学内容,激发学生学习兴趣
第三代移动通信系统在世界各国已商用,其发展日新月异,因此,移动通信课程内容的安排上要结合当前移动通信系统的最新技术,删除一些过时的内容。首先,移动通信系统的简介,介绍移动通信系统的发展简史以及结构。第二,讨论无线传播的技术,这是移动通信的基础知识,例如:无线电波的传播、抗干扰技术、多址接入技术等。第三,介绍各种移动通信系统,如:GSM,3G(WCDMA,TD-SCDMA和cdma20001X)和LTE,LTE-A等。第四,其它短距离无线通信系统,如:Bluetooth、UWB、Zigbee、WiMAX等。第五,结合工程实践,讲授移动通信系统的规划和优化过程中需要注意的事项和内容。通过学习本课程,学生可以全面的、系统的掌握移动通信的理论知识和移动通信系统。以此方式安排移动通信课程的内容,从简单到复杂,然后联系实际系统,符合人们的认知过程,使学生有兴趣学习移动通信,从而达到教学目的。
多种教学方法结合,提高教学效果
移动通信内容多,覆盖面广,信息量大。因此,采用多媒体教学。课前制作了幻灯片,包含各种图表和系统结构图等。在教学过程中灵活使用多种教学方法。由于是双语教学,采用的英文教材中会有生词,若在课堂上逐一解释,既浪费时间,也会分散学生的注意力,因此,要求学生在课前预习,在每次课结束前将下次课要讲述的内容告诉学生,要求学生预习,自己查生词,上课时仅对学生容易理解错误的词汇和专业术语进行解释。在授课中采用英语和汉语结合的方式,在讲述一些概念和简单问题时用英语,学生一般能听懂,但是在解释复杂问题时,需要采用结合中文的方式。例如:MIMO技术。在移动通信教学过程中,教师采用了多种教学方法,从教材中的内容拓展开来,拓宽学生的知识面。例如:手机已经成为我们日常生活中必不可少的交流工具,为了让学生了解“手机辐射”,教师准备了“如何安全使用手机”的专题资料和图片,作为补充内容讲解,不仅让学生知道手机辐射的相关概念和知识,也了解该如何安全使用手机。讨论式教学法是一种适应培养创造型人才的教学方法,是在教师的引导下,学生围绕学习目标主动学习,发现问题,通过学生之间、师生之间相互交流,共同探讨、展示结果,使学生主动地获取知识,提高能力的一种教学方法。通过使用讨论式教学法使学生学会如何去查找资料、阅读文献、发现问题、研究问题和解决问题,从而使学生学会学习,成为学习的主人。讨论式教学法的运用,不仅有利于增强学生的主体意识、参与意识,培养学生的能动性、独立性,而且有利于提高学生的口头表达能力、逻辑思维能力、自我评价能力和自主合作能力。在教学过程中,选择多址接入技术来进行讨论。先给学生布置预习任务,下发教师事先准备好的英文资料,要求学生利用课余时间阅读再结合教材找出问题。在进行讨论课时,首先将全班学生分为三组,每个组的内容分别是:TDMA、FDMA、CDMA,在组长的主持下进行讨论,做好要点记录和讲稿整理,并选出一名学生准备上台讲解。讨论结束后按内容的先后顺序,请各组的主讲同学上台进行讲述,然后同组成员进行补充,最后以主讲为主回答其他学生的提问。鼓励学生用英语进行讲解和提问。最后,教师简要讲评和有针对性的讲解,重点阐述各技术的区别。通过学生自学、多次讨论和教师的讲解,使学生较好地深入理解和消化多址接入技术。通过采用讨论法可以鼓励学生积极参与教学,一改传统式的“填鸭式教学”,学生既要自己独立学习和思考,又要和同学相互协作,增强团队合作精神,为以后踏上工作岗位奠定一定的基础。
采用多种教学手段,加强实验教学环节
移动通信是一门实践性强的课程,实验环节就显得尤为重要。根据课程教学计划,安排8个学时的实验,除了在硬件设备上做扩频技术等实验外,还利用MATLAB仿真软件来辅助进行仿真实验。例如:在做调制技术实验时,安排学生进行对这几种常用的调制技术进行对比性仿真,使学生对其加深理解。与此同时,结合第三代移动通信系统和下一代移动通信系统的关键技术,让学生仿真OFDM,加深对OFDM的理解。移动通信中移动性管理是比较重要的内容,但是由于其涉及的通信单元较多,学生不易于掌握,因此采用个人思考和小组讨论的方式,由学生在课外事先准备,除了指定的英文文献外,还必须查阅更多的文献资料,写出设计步骤,然后对其进行仿真,得出结论。课程考核采用闭卷方式进行,试卷采用全英文出题,鼓励学生用英文作答。近三年内某教学班共46人,考试成绩分布如图1所示,中间分数段人数较多,与原来预计的学生考试评价范围相吻合。移动通信双语教学改革,使移动通信的教学内容更加贴合实际,紧跟移动通信技术的发展,通过采用多种教学方法与手段,移动通信双语教学在不断的探索过程中取得较好的教学效果,在以后的教学过程中可以探索更有效的教学方法,切实提高学生的学习积极性和学习效果。
关键词:学习迁移 ;信息技术课 ; 过度学习 ;学习情境
在教育心理学中,学习迁移指“在学习的过程中,各种学科和各种技能之间,或同一学科和技能的各个不同部分之间,存在着某种程度的彼此相互影响的现象。”其实质是原有认知结构与新学习的相互影响、相互作用,从而形成新的认知结构的过程。这种影响可能是积极的,也可能是消极的,前者叫正迁移或简称迁移,后者叫负迁移或干扰,一般情况下所说的迁移都是指的正迁移。
美国教育心理学家奥苏伯尔提出认知结构迁移理论,认为任何有意义的学习都是在原有学习的基础上进行的,有意义的学习中一定有迁移。原有认知结构的清晰性、稳定性、概括性、包容性、连贯性和可辨别性等特性都始终影响着新的学习的获得与保持。这一理论代表了从认知的观点来解释迁移的一种主流倾向。本文主要从认知结构角度阐述学习迁移理论在信息技术教学中的应用。
一、“信息技术课”的特性要求重视学习迁移理论的应用。
1、从“信息技术课”的教学目标看,学习迁移发挥重要性的作用。
信息技术教学的主要任务是培养学生掌握计算机操作技能,着眼于使学生掌握信息科学、信息技术的基本知识,注重培养学生信息采集、加工、等信息处理的基本技能,促进和提高学生主动利用信息技术和信息资源解决实际问题的能力,并用于学习和生活。最重要的是,“信息技术课”教学的终极目标是实际应用,即知识、能力和应用的统一。学习迁移是提高“信息技术课”教学实效性,完成“信息技术课”教学目标的一个重要条件。
2、从“信息技术课”的教学内容看,学习迁移发挥广泛性的作用。
信息技术教学的主要内容是掌握计算机基础知识和基本技能,强调培养学生的实践能力。只有基础知识掌握的扎实,基本技能才会熟练,应用到实际生活中才会得心应手,这充分体现了正迁移的作用。
迁移不仅仅发生在信息技术课理论知识方面,而且在情感、态度、价值观方面也能发生迁移。因此,学生不仅要学习信息技术理论知识,而且要形成有价值的信念系统,包括积极的情感、正确的态度和高尚的情操。知识是构成情感价值系统的基础,积极的情感又会成为学习的动力。所以,在注重信息技术理论知识迁移的同时,也要发挥情感因素对学习的正面促进作用。
二、改革“信息技术课”教学促进学生学习的正迁移。
1、过度学习基本知识和基本技能,促进学生顺利地从“旧知”向“新知”迁移。
迁移总是以先前的知识、技能学习为前提的。奥苏伯尔在其《教育心理学》一书的扉页上曾说:“假如让我把全部教育心理学仅仅归结为一条原理的话,那么,我将一言以蔽之曰:影响学习的唯一最重要的因素,就是学习者已经知道了什么。”有些学生在学习过程中能够举一反三,触类旁通,多半是在基础知识方面掌握比较好的缘故。
对基本知识和基本技能掌握的越多、越牢固、越熟练,越容易学会新的知识,产生正向迁移。一般说,学生所掌握的知识越多,越容易顺利地掌握新知识,这方面的过度学习是有助于学习迁移的。例如我们学习文字输入技术,就必须从学习指法开始,学会计算机键盘分区,学会正确的姿势、正确的指法、正确的训练方法等一系列知识,才可以使这些基础知识在文字输入中发生正向迁移。不可想象,一个根本就没有关于键盘、指法等基础知识和技能的人可以很快速地通过键盘进行文字输入。因此,在我们学习中应当树立一种观念,就是不断地学会使知识和技能得到迁移,这里指的是会消除逆向迁移的干扰,会充分利用知识与技能之间的正向迁移,使我们学习的效率更高。
各种知识之间或多或少有一些共同的要素和一般的原理,只有更深刻地掌握了知识体系才能促进正向迁移。例如在信息技术课中,通过老师的指导,某位同学的自学能力提高了,有了一套自己自学的方法,那么他自学其他课程的能力也会得到较好的发展,他将信息技术课学到的技能迁移到其他课程中去了。
2、创设与应用情境相似的学习情境,促进学生顺利地从“课堂”向“应用”迁移。
学习情境与日后运用所学知识内容的实际情境最好相类似,这样有助于学习的迁移。为此,在教学中,教师要尽量为学生设置与实际情况相近的情境。另外,还要在知识或技能的学习过程中考虑到实际运用情境中的种种情况。例如学习文字处理,不仅要让学生单纯地学会文字处理的方法,还应该使他们通过解决实际问题等学习活动提高在实际情境中解决文字处理问题的能力。
此外,课堂上开展的学习活动,在日后学生能将其活动应用于相类似的实际生活时才是有效的。例如:在操作系统学习中,不能仅仅学会软硬件安装、使用等基本技能,而应通过比赛,有效地使基本技能向实际的综合性能力发生迁移。有许多技能的学习,如文字输入、系统操作、网络应用等,在类似于真实的情况下进行训练最为有效。近年来开展的许多室内模拟装置的训练,为培养和训练各方面技能的专门人才起到了既经济又有实效的效果。
3、加强教师的启发指导,培养学生良好的迁移思维品质。
实现迁移不是自动发生的,它的发生是要有条件的。实验证明,学生已有知识经验的概括水平是影响迁移的重要因素。前苏联心理学家鲁宾斯基主张,迁移的基础在于概括。
学生分析问题的能力也是影响迁移的重要因素。不断提高学生对知识的理解能力与概括能力,才能更好地促进正向迁移,防止负向迁移。迁移的发生,也就是积极的促进作用,不是旧与新之间发生的一对一的关系,它是一种在思维层次上对知识的概括与理解,是一种建立在能力系统上的影响作用。
此外,学生的心理状态,如学生的信心、紧张程度等等,都会对迁移发生影响,特别是学生应用知识的准备状态对迁移的影响更为明显。
实践证明,教师的课堂教学效果直接关系到学生知识的掌握和应用,以及学习迁移能力的提高。因此,教师在教学中应不断总结经验,改进教学方法,努力使信息技术课更有吸引力和感染力。教师给学生提供的指导越多,迁移的效果越大,但指导不能预先指出正确的答案,以免妨碍学生主动性的发挥。学生在学习中自己总结出来的规律或法则更有助于学习的迁移。在教学中鼓励学生自己总结、归纳和概括学过的知识,充分掌握运用基本原理的条件、方法,使基本原理达到最有效的迁移。
总之,学习迁移理论是影响学习效应的一个基本理论问题。在信息技术教学中,教师要提高课堂教学的实效性,培养学生分析和概括知识的能力,重视学生学习迁移能力的训练,培养他们自主学习的能力,从而促进他们知识应用能力的提高和全面发展。
参考文献:
摘要:什么是移动通信,顾名思义,就是移动用户对移动用户或固定用户的通信。近年来,市场竞争激烈,市场需求也在不断增大,使得信息技术得到快速发展,从而加速了移动通信产业的发展。移动通信技术之所以得到了高速发展,是因为它的满足了人们随时通信的需求,掌握移动通信将如何发展是移动通信不断发展的必要过程,这对整个移动通信运行商以及人们的生活都产生了很重要的影响。本文简述了移动通信技术的发展历程,并分析在专利的申请上中国4G移动通信的的发展趋势以及4G移动通讯的发展前景,具体展现了移动通信技术的应用和发展。
关键词:移动通信;信息技术;发展前景
信息技术的发展必然会带来通信产业的高速发展。移动通信技术被广泛的应用在人们的生活和工作中,大大便利了人们的生活,也因此,人们对移动通信的需求越来越大。当今时代,3G移动通信技术已经完全被4G移动通信技术取代,并得到了广泛的使用。
1移动通信技术的发展历程简述
总的来说,移动通信技术总共经历了五个发展阶段。上个世纪的二十年代是现在移动通信的起步时期。在这个阶段,移动通信具有系统专用和工作频率较低的特点。上个世纪四十年代带六十年代出这个阶段,移动通信开始出现了公共通信的业务,这个时期的移动通信采取的是人工接续的方式且网容量比较小。上个世纪的六十年代到七十年代期间是移动通信发展的第三个阶段,这个时期,移动通信技术已经实现了对公共电话自动连接以及自动选择频道的,还开始使用了更高的频段。此阶段的移动通信已经开始采用中小容量的和大区制,并且也开始使用了四百五十赫兹的频段。移动通信技术得到繁荣发展的时期是上个世纪七十到八十年代期间,这时期,美国建成了蜂窝移动通信网络,网络和系统的容量实现了一个很大的提升。从上个世纪八十年代一直到今天,是整个移动通信网络发展的第五个时期。这个阶段移动通信技术已经发展成熟,通过数字化的传输手段有效的提高了系统容量的大小,并且开始增加了多种多媒体服务功能。现阶段,移动通信技术朝着4G技术、宽带固定无线接入技术、WIMAM技术、WLAN技术以及超宽带无线接入技术发展,且移动通信技术的系统呈现出多元化、一体化的趋势。
2在专利方面,中国的4G移动通信的发展趋势分析和统计
中国在4G移动通信方面的专利申请具体数额,可以得出我国的4G移动通信领域大致的发展情况以及发展的前景。我国在4G移动通信领域中申请专利的情况大致可以分为两个方面阶段。
2.1开始进行4G领域的专利申请
在上个世纪九十年代中期到2005年期间,我国开始了4G领域的专利申请,这个时期的我国的移动通信行业的专利申请数量还不多,并且发展的速度也很缓慢。在十年间,我国专利申请数量只有四十二件。不难看出,在整个4G移动通信领域我国的起步较其他国家和地区相比较晚,并且起点较低。
2.2专利申请迅速增长
从2006年一直到今天,我国的移动通信技术得到很大程度的提高,并且在全国范围内,4G通信技术已经在我国开始得到推广和普及。从2006年到2012年期间,据统计得出,我国的专利申请总数已经将近五千件。这从侧面可以看出,我国的4G移动通信技术得到迅猛的发展,并且也取得了一些显著的成效。将我国的专利申请量与美国相比,可以得出结论,我国在移动通信技术的专利申请上得到了很好的成果并且在技术迅猛上升的情况下,我国在移动通信技术的专利申请上保持较好的优势。
3移动通信技术的发展前景分析
3.1良好的市场前景
经过较长时间的发展,4G技术在市场上已经占据了很重要的作用。不仅在中国,在世界上的其他地区,4G技术也得到了广泛的推行和运用。很明显,4G技术给人们带来了极大的便利和服务,满足了人们日益增长的需求,并且在推动我国经济发展方面有很好的推动作用,不断向前发展的4G技术,在市场上拥有良好的发展前景。
3.2应用障碍分析
如果说4G技术中存在什么缺陷,那无疑就是技术的高成本。高成本也反映出高消费,不论在高速传输速度方面还是在视频通话的使用方面都不是目前的用户在生活中必须的。用户在花费较高的费用之后并不能得到所需要的服务,给人们造成了很大的落差,这也是人们探讨的一个关键点。
3.3在4G发展道路上的问题解决
只有明确了4G服务的具体目的,才能有效的解决4G发展道路上的障碍。关于费用和服务不对等的情况,供应商应当对用户群体进行一个仔细的划分,对每个群体的提供特定的服务,只有做到服务好群众,才能真正解决4G的发展的具体问题。
4结论
想要发展移动通信技术,除了运用各种手段对移动通信技术的综合管理和布局,还要采用一体化的网络建设和规划,解决不同群体的用户和不同区域的用户具体要求。社会的不断向前发展,要求供应商推行符合人群市场的移动通信技术,这要求在降低能源消耗的同时,要保持通信设备的稳定运行,这对我国的通信行业发展产生了很重要的影响。在通信技术系统中涉及了很多的内容,只有思想上有一个好的服务理念,才能促进我国的移动信息产业的高效发展,才能提高移动通信的综合能力,展现移动通信的的总体实力,早日建成满足广大用户需求的移动通信网系统。在激烈的市场条件下,移动通信技术的不断发展,满足了新时代背景下人们对移动通信的需求。本文对4G技术的运用展开了探讨,旨在不断提高移动通信技术的发展。
参考文献
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关键词 4G移动通信;技术;特点;网络协议
中图分类号 TN91 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2015)135-0108-02
0 引言
当前3G移动通信技术的格局已经基本形成,人们也普遍在使用3G移动通信技术。由于使用移动互联网技术的人越来越多,社会节奏的不断加快,移动通信技术在人们的日常生活中以及工作中的作用越来越大,3G移动通信技术已经不能满足于人们的日常使用和工作需求,人们对于移动通信技术提出了新的挑战。从上世纪80年代第一代移动通信技术诞生至今,经历三次重大科技改革以后,3G移动通信技术成为人们主要使用的通信技术。当前第四代移动与通信技术的技术征集已经基本形成,也已经开始了推广使用。如何提高4G移动通信技术的发展,提高普及使用率是当前4G移动通信技术面临的一项问题,但不得不承认的是4G终将取代3G移动通信技术,成为社会主流。
1 4G移动通信技术的概念
4G移动通信技术并没有离开传统移动通信技术的范围,它其实就是第四代移动通信技术,是在3G移动通信技术的基础上增加了WLAN功能,能够实时传输高品质高质量的视频图像数据。4G最大的数据是传输速度可以达100Mbit/,该传输速度是传统移动电话的一万倍,是拨号上网速率的2000倍,是3G移动通信技术的50倍。4G技术在以传统通信技术的基础上,新增了一下技术一传输实时图像功能,并且提高了无线通信的网络传输速率。它能够不通过网线,只需要超高速的无线功能,节省了不少电缆费用, 4G通信会是一种超高速无线网络,一种不需要电缆的信息超级高速公路,这种新网络可使电话用户以无线及三维空间虚拟实境连线。另外,4G手机可以提供高性能的汇流媒体内容,并通过ID应用程序成为个人身份鉴定设备。它也可以接受高分辨率的电影和电视节目,从而成为合并广播和通信的新基础设施中的一个纽带。4G无线的使用费用要低于3G无线通信费用,其次换可以即成为无线局域网盒蜂窝信号,可以实现广播电视的播放和卫星实时定位功能。4G通信技术整合了各种不同通信技术,可以利用不同无线技术进行数据传输,与传统的移动通信技术相比4G最大的优势在于他的传输速率和通话质量。不可否认的是在未来,4G移动通信技术必将是一个比3G更加完美的通信系统。
2 4G移动通信的关键技术
4G移动通信技术实在传统通信技术的基础上,整合各种通信技术系统,添加WLAN功能以后产生的新的移动通信技术。目前4G移动通信技术尚不完善,还处于发展完善阶段,技术标准还没有出台。当前4G移动通信的关键技术主要有以下几点。
2.1 IPV6技术
4G移动通信技术是在IP基础上加入移动通信技术,ipv6技术是4G移动通信技术的网络核心关键,ipv6是一个网络地址,这个地址在全球范围内都是唯一存在的,可以为想象出的设备提供全球唯一IP地址。同时还支持无状态和有状态下两种模式之间的相互转换。
2.2 软件无线电技术
软件无线电技术就是采用数字信号处理,将标准画的模块硬件单元通过一个平台,利用软件的加载处理方式来实现无线电通信。软件无线电技术核心是在靠近天线的地方使用带宽AD变换器,利用软件定义无线功能。将硬件作为一个可操作变化的平台,实现物理层之间的链接。
2.3 智能天线技术
天线是接受信号的主要工具,4G移动通信技术采用的智能天线具有一直信号干扰,自动追踪以及数字波速调节等功能。智能天线能根据信号波段的不同在一片区域内自动调整跟踪方向,以增强信号防止信号干扰。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,达到充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。
3 4G移动通信技术的特点
3.1 通信速度传输快
人们最初研制4G移动通信技术的时候就是为了更快速的传输无线网络数据以及提高语音通话质量,因此4G移动通信技术最显著的特点就在于高速的无线传输速率,4G最大的数据是传输速度可以达100Mbit/这个传输速度是传统移动电话的一万倍,是拨号上网速率的2000倍,是3G移动通信技术的50倍。这样的无线传输速度,在用于在线下载大量数据的时候,会更快更便捷的完成。
3.2 数据通信方式的多样化
4G技术室整合不同无线网络技术,加入WLAN功能,因此,无论是在室内局域网还是使用移动数居或者卫星定位,用户都可以随时随地接入无线网络数据。而且4G终端不仅仅局限于手机,多种多样的终端设备都可以使用4G移动通信技术,在未来预期,使用4G移动数据的终端将成为一个小型的移动电脑,随时随地接入4G移动数据,跟人们带来更便捷更高速的数据体验。
3.3 高质量的通信
移动通信技术最初就是为了方便人们远程通信,未来4G移动通信技术不仅可以随时随地进行通信,还可以下载传递资料、图片、影像等。4G移动通信技术最大的特点就在于通信不仅仅局限于语音,实时视频通话已近成为一种可能,这样更加方便人们之间的交流与
通信。
4 4G移动通信技术发展存在的问题
4.1 4G移动通信技术难
虽然4G移动通信技术只是在传统通信技术的基础上加入了WLAN功能,但居研究开发人员所说,要实现4G实时高速的下载速度以及高质量的通信还有许多技术难点需要解决。
4.2 4G移动通信技术使用费用高昂
虽然4G移动通信技术有更快的网络数据传输速度,正式因为这一点,用户在使用4G移动通信技术下载传输数据时,不能够很好的控制蜂窝流量数据,流量使用更多也更快,这必然引起高昂的流量使用费用。
4.3 4G移动通信技术普及范围不广泛
4G移动通信技术是近几年才研制出来的新技术,人们对于这种新技术尚处于观察阶段,更由于我国三大网络运营商高昂的4G移动通信费用,因此跟多用户虽然知道4G移动通信技术,但由于高昂的费用,所以有一部分用户还没有加入到4G移动通信阵营中来。另外由于建设4G移动通信基站需要高昂的费用,因此在我国范围内4G网络基站分布不均匀,这也影响了4G移动通信技术的推广使用。
5 4G移动通信技术发展问题的解决方法
当前4G移动通信技术虽然已经推广使用,但不得不承认的是还有很大的存在,因此笔者简单谈一下对这些问题的解决方法:
5.1 加强4G移动通信技术的研究与完善
针对当前4G移动通信技术难的问题,我们的技术研究人员应该正对难点,做出相应对策,不断提高4G移动通信技术数据的传输稳定性,提高用户通话的质量。不断对4G移动通信技术进行改造完善与升级。
5.2 4G移动通信技术使用费用高昂的解决方法
我国当前主要有移动、联通和电信三大运营商,由于行业垄断,缺乏竞争性,因此造成4G移动通信技术使用费用高昂。我国政府应该加强调控,降低4G移动通信技术的使用费用,降低流量购买价格。
5.3 4G移动通信技术普及范围不广泛的问题解决
造成我国4G移动通信技术使用不广泛的原因主要有4G移动通信技术使用费用高昂和4G移动通信基站分布不均,基站太少造成的。因此我国政府应该加强对网络运营商的政策和资金帮助,在我国范围内大量兴建4G移动通信基站,更广泛的覆盖全国。
6 结论
随着科技的进步,人们对于4G移动通信技术的依赖越来越强。但是由于当前4G移动通信技术尚处于不完善阶段,普及度也不高。要顺利普及实施4G移动通信技术还有一些问题需要解决,目前,世界各国都在不断加紧研究4G移动通信技术,我们也要紧跟脚步,加紧研究完善4G移动通信技术,尽快在全国范围内普及4G网络,不可否认的是4G移动通信技术必将取代3G,成为比3G更加完美的通信系统。
参考文献
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关键词 移动卫星通信;系统技术;卫星技术;终端技术
中图分类号TN91 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)122-0223-02
0 引言
移动卫星通信系统的最大特点是通过卫星通信的多址传输方式,可以向全球用户提供大跨度、大范围、远距离的漫游和机动、灵活的移动通信服务。
1 移动卫星通信的特点
1.1卫星通信
卫星通信[1],是一种利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波而进行的两个或多个地球站之间的通信方式,具有覆盖范围广、建站成本和通信成本与距离无关、站点开通时间短等优点,特别适合广播通信业务以及难以敷设有线通信设施地区的通信需求。
1.2 移动卫星通信
移动卫星通信是指依靠卫星通信的特点,在移动载体上集成了卫星通信系统或者卫星通信终端设备,从而可以实现载体在移动中不间断的卫星通信。根据卫星通信环境和系统功能的要求,移动载体既可以是飞行器和地面移动装备,还可以是海上移动载体和移动单兵,这就大大扩展了卫星通信的使用范围和环境适应性。
当前,移动卫星通信的发展呈现多样化的发展趋势,但移动终端小型化和通信业务宽带化的是其比较显著的特点。
2 移动卫星通信的关键技术
早期和当代相比,移动卫星通信的发展呈现出移动终端小型化和通信业务宽带化两个特点。其中,移动终端小型化是指移动卫星通信的各种终端设备的逐步小型化。通信业务宽带化是指移动卫星通信系统能够提供传统的窄带话音服务和流畅的视频服务以及高速的数据业务等多种服务。
一般来说,和固定卫星通信相比,移动卫星通信具有以下几个技术特点:
1)天线低增益与卫星功率的有限性之间存在突出矛盾;
2)低增益天线存在多径效应和多普勒频移等传播信道问题;
3)众多终端用户共享有限的功率资源和卫星频率;
4)机动性、小型化和漫游管理等要求。
根据移动卫星通信今后的发展趋势,可以将移动卫星通信的关键技术分为系统技术、卫星技术和地面技术三个方面。下面将从这三个方面分别进行论述。
2.1系统技术
移动卫星通信最重要的是系统技术,主要包括系统的体系结构和通信体制,以及移动载体的管理和网络之间的互联互通。
移动卫星通信系统在进行体系结构设计的时候,需要考虑地面实现与管理的问题和用户对系统的要求和使用问题。其中,地面实现与管理问题是指在系统设计时,在确定了空间卫星问题的同时,需要综合考虑是采用分布式管理还是集中管理的问题;用户对系统的要求和使用问题是指在进行移动卫星通信系统设计时,要综合考虑使用多少种终端类型以及系统的模型采用单模还是多模以及卫星网络和地面网络的兼容和融合成本问题。
移动卫星通信系统在进行通信体制设计的时候,既可以选用传统的TDMA方式,也可以选用目前较为常用的CDMA方式,还可以选用上行为CDMA和下行为TDMA的混合体制方式。
移动卫星通信系统在进行移动载体的管理设计的时候,主要需要考虑移动载体的动态特性和终端设备的环境适应性,同时,由于移动通信卫星发展的趋势是波束宽度越来越窄,因此,要求移动载体的管理设计更加严格和有效。
移动卫星通信系统在进行网络互联互通设计的时候,不但要考虑现有的卫星通信系统的体系结构和通信体制等,还要保证现有的网络结构和新设计的网络结构可以实现网络互联互通。
2.2卫星技术
移动通信卫星技术的关键技术主要集中卫星载荷技术和卫星与地面移动通信系统的融合设计[2]等方面。
2.2.1卫星载荷技术
移动卫星通信需要满足的条件是波束多点覆盖、用户间的单跳/双跳通信以及多星组网通信等业务需求,重点是星载大型可展开天线、星上处理与交换以及星间链路等。
为了有效支持地面的移动终端并克服由于传播距离长而导致的信号衰减、卫星上的发射功率有限等问题,移动通信卫星系统需要借助大型星载天线技术以及多波束技术来有效的提高波束的有效全向辐射功率。
一般来说,星上处理与交换技术主要包括全透明转发、全处理和透明处理转发三种模式。全透明转发的特点是技术体制适应性强,风险较小,但双跳通信的服务实时性比较差;全处理的特点是一般通过数字方式实现,其优点是服务实施性好且抗干扰能力强,但其技术体制适应性较弱且容易受空间辐射的影响。透明处理转发特点是折中了二者优缺点。
星间链路主要由微波和激光两种实现方式。目前,主要采用微波通信技术,但由于受到频带宽度、体积、重量、功耗等方面的限制,不可能无限制的提高传输速率和容量;激光通信方式在优势明显,但技术实现难度较大。
2.2.2卫星与地面移动通信系统的融合设计
卫星通信移动网络与地面移动通信网络作为对等的网络,需要进行融合设计[3],实现用户网络之间的漫游和互通。
2.3终端技术
随着卫星通信技术的发展进步,卫星通信终端将来的发展趋势为小型化和手持化。
当前,以甚小口径卫星终端站(VSAT)为代表的卫星通信终端得到了广泛的应用[4]。VSAT 系统在卫星通信中的特点是可靠性高、灵活性强和使用方便,因此,对VSAT用户来说,数据终端可以直接和计算机联网,从而完成图像传输、数据传递和文件交换等通信任务。
同VSAT系统等小型化的卫星通信终端一样,卫星通信终端的应用正在向多媒体、宽带化和嵌入式方向发展,主要涉及的技术有天线和射频模块小型化技术以及通信体制的革新。
3 结论
未来,随着卫星通信技术的快速发展、业务领域的不断拓展和用户需求的不断增长,移动卫星通信技术将会在各个应用领域得到更广泛的应用。
参考文献
[1]宋立军,杨锐,等.商用卫星通信发展综述[J].电信技术,2010,4.
[2]刘剑锋,秦红祥,等.卫星移动通信系统关键技术研究[C].第九届中国卫星通信广播电视.
技术国际研讨会暨新设备展示会,2011.
通信技术的论文联盟发达,给人们减少了很多的麻烦。在当前,gsm、cdma、tdma三大分支已经是全球移动通信标准,每分支都在抢占全球中市场。目前第四代移动通信标准(4g)正在萌动,它相互兼容第三代移动通信技术并且将在技术、应用上有质的腾飞。4g将适合全部移动用户,实现商业无线网络、局域网、蓝牙、广播、电视卫星通信的无缝衔接和相互兼容。
全球厂商都在不断的推出新技术,以迅速抢占行业的主导地位。尽管第三代移动通信标准已经非常强大,但也将面积竞争和标准不兼容的问题。目前研究定制第四代移动通信标准由权威的国际电信联盟(itu)已经开始,并意见一致:4g技术将由移动通信系统同无线局域网或者是w-lan等结合起来,组成强大的移动通讯系统。
一、第四代移动通信及其性能
又名,广带(broadband)接入和分布网络,数据率超过umts,是支持高速数据率(2~20mb/s)连接形式的理想模式,并且数据传输能力超过2mb/s。并且4g移动具有不同速率间的自动切换能力,由上网数据传输能力从2mb/s上升至100mb/s就可以看出。第四代移动通信是多功能集成的宽度移动通信系统,也正因与第三代的不同,第四代移动通信更接近于个人,在业务、功能、频带上都不同,也将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。
4g上网速度也提高到3g移动技术的50倍,并且可以实现三维图像高质量的传输。4g手机系统下行链路速度是100mbps,上行链路速度为30mbps,更窄的无线电波波束可以由基站天线来发送,且在行动中的用户也可以进行跟踪,可以处理更多的通话,并且4g电话不仅通话音质清楚,并且也传输高清晰度的图像,用途十分广阔。除了高速信息传输技术之外,第四代通信系统还包括了告诉移动无线信息存取系统、移动平台技术、安全密码技术及终端间通信技术等优势,具有极高的安排性及保密性,诸如定位,警告等等。
二、系统网络结构及其关键技术
4g的关键包括了信道传输、抗干扰性强的高速接入技术、调制和信息传输技术;高性能、小型化和低成本的自适应阵列智能天线;大容量、低成本的无限接口和光接口;系统管理资源;软件无线电、网络结构协议等。
物理网络层、中间环节层、应用网络层是4g移动系统网络结构的三个分层。无限和核心网的结合格式完成了物理网络层方面问题,它全面提供接入和路由选择功能。qos映射、地址变换和完全性管理等是中间环境层的功能。使发展和提供新的应用及服务变得更加的容易,是由于三个分层接口是开放的。并且提供了无缝高数据率的无限服务,且运行于多个频带。这一服务能自适应多个无线标准及多模终端能力,跨越多个运营者和服务,提供大范围的服务。
三、发展我国的第四代移动通信
我国在第四代移动通信领域方面也取得了硕果累累的成绩。汉网公司运用了4g技术和ip网络技术研制出“宽带无线ip通信系统”,切以公司特有的包分多址(pdma)接入技术为核心。该公司可为无线用户提供高达近2mbps的高速无线互联网业务,并且同时提供高速率的文字、图像、视频、话音等不同类型数据的业务,那是因该公司的上下行数据速度率采用了不对称的设计。并可实现手机、pda、pc之间的自由通信和组播、多点通信等扩展业务。
为期待本国能在全世界4g通信规格制定中能享有最先发言权,第四代移动通信技术的研究制定工作目前在世界发达国家积极进行研究。在第四代移动通信市场潜力仍非常巨大,是因设备“智能化”程度非常高,不仅表现于4g通信的终端设备的设计和操作具有智能化。移动通信面向个人、正反馈良好循环发展的特性。移动和互联网的结合,给双方都注入了新鲜血液来提高吸引力。第四代移动通信的智能性更高,伴随着互联网的高速发展,第四代移动通信系统会将得到更快的发展。
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四、展望4g
目前移动通信已经基本达到了人与人的互联,全世界手机用户已经达到了45亿,并正在实现人与互联网的互联。3g技术使越来越多的人使用手机上网,4g技术的推广也使手机上网用户数量产生了质的飞跃。据预计,到达2013年,通过智能手机上网和其他能上网的手机数量更为可观,全世界通过手机上网的用户将超过电脑上网的用户数,创新高17.8亿。
据全球移动通讯系统协会的预测,15年后将有500亿见物品被移动互联。在实现人与互联网交流之后,人类将迎来人与物、物与物之间互联的物联网时代。到时,将大大提高了手机的用途,“随时、随地、无所不在”将成为移动通信的基本特征。
关于移动宽带的大会主论坛达成的统一意见认为,手机技术将成为移动通信领域的主角,未来竞争的焦点是开发手机的新用途。